周赟 徐小芳 胡玉龍

摘 要：本文基于筆者從事數(shù)據(jù)處理的相關工作經(jīng)驗，以CAD到GIS數(shù)據(jù)線要素轉換方法為研究對象，探討了算法實現(xiàn)的流程，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：CAD GIS 線要素 轉換

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0083-02

地理信息數(shù)據(jù)是GIS應用系統(tǒng)的血液，GIS應用本身就體現(xiàn)為對地理數(shù)據(jù)的處理：數(shù)據(jù)采集、編輯、存儲、管理、分析、查詢、顯示與制圖。本文介紹了如何實現(xiàn)竣工測量成果（CAD）向增量信息文件格式的轉換。

1 轉換前的數(shù)據(jù)處理

1.1 圖形數(shù)據(jù)分層和編碼

由于地形圖要素分層、分類及編碼的好壞直接影響到地理信息數(shù)據(jù)的錄入、使用和交換，因此，必須依照地形圖圖式對地形圖要素進行嚴密的科學劃分，進行合適的分層，形成系統(tǒng)的分類與代碼體系，以保證其采集、存儲、檢索、分析、輸出及交換的一致、方便和高效。

分層是數(shù)字化成圖系統(tǒng)中數(shù)據(jù)組織的一種重要手段，我們按照地物實體類別分層，即以我國現(xiàn)行的《l∶500，1∶1000，1∶2000地形圖要素的分類與代碼》將地形實體分為九大類：測量控制點，居民地和垣柵，工礦建筑及其他設施，交通及附屬設施，管線及附屬設施，水系及附屬設施，境界，地貌與土質，植被等，并對每一大類中所包含的地圖實體做了詳細的規(guī)定。本次實驗根據(jù)竣工測量的內容以及成果規(guī)范等實際情況，在現(xiàn)行的國家地形圖要素分類的基礎上進行了細分。

1.2 要素分類和編碼

要素的分類和編碼是建立空間數(shù)據(jù)庫的基礎，它影響到系統(tǒng)內數(shù)據(jù)的組織、采集、存取、編輯和使用等方法，更影響到數(shù)據(jù)的轉換和交換，因而可以稱作是空間數(shù)據(jù)庫的“生命線”。數(shù)據(jù)的規(guī)范化和標準化首先就體現(xiàn)在分類和編碼方案上。在本次的基礎空間數(shù)據(jù)庫，尤其是地形數(shù)據(jù)庫的分類和編碼（要素表的設計）工作中。

1.3 線、多邊形閉合性檢驗

對于線狀要素，在采集時一般采用重新數(shù)字化地物的定位中心線，并使其具有規(guī)定的代碼和屬性。對于面狀地物，如房屋、水體、公園、綠地等應該表示成一個閉合整體，面狀區(qū)域中輸入唯一的標識點，使其具有規(guī)定的代碼和屬性。當不同地物有公共邊時，重合部分要重新數(shù)字化，每次給出相應地物的代碼和屬性，重合部分嚴格的進行捕捉。由于AutoCAD對圖形沒有檢驗功能，地形圖數(shù)字化時可能出現(xiàn)出頭等現(xiàn)象，特別對于多邊形表示的地物，轉換以后應該是與GIS中的面要素相對應，而轉換時，只有是閉合的多邊形轉換后才能轉換成面。所以多邊形地物必須加以封閉，我們在AutoCAD環(huán)境下編程，通過人機交互方式完成多邊形的閉合工作。

2 數(shù)據(jù)格式轉換算法實現(xiàn)

CAD與GIS兩者的數(shù)據(jù)結構完全不同，雖然許多的GIS軟件也能接受AutoCAD數(shù)據(jù)（*dxf），但是，在實際的轉換過程中，由于各方面的原因，轉換后都或多或少存在著問題，主要表現(xiàn)為以下幾方面：

要素丟失：由于某些CAD軟件的圖形實體GIS軟件不接受，或者轉換前后對應關系沒有處理好，有的內容沒有轉換過來，轉換后就造成要素丟失。

要素變形：CAD軟件中的圖形實體數(shù)據(jù)結構定義與GIS軟件中不一致，或者CAD數(shù)據(jù)在作業(yè)過程中操作不規(guī)范都能造成要素變形。

數(shù)據(jù)冗余：CAD中分層不合適（如母線和符號未區(qū)分好，符號當成母線轉換過來），或一條線段上點太多太密，而造成數(shù)據(jù)冗余。

屬性信息不足：各種CAD軟件都沒有或很少有屬性信息，造成轉換后屬性信息不足。許多屬性信息追加起來還比較費時費力，容易造成錯漏，而且不易檢查修改。

所需存儲空間增大：體現(xiàn)不出GIS的特點。

編輯量增大：由于CAD對圖形沒有檢驗功能，出現(xiàn)了線條連接處不閉合，或線條出頭等問題，這些都是GIS所不能接受的，這就造成了轉換后編輯、修改工作量增大。

3 線要素轉換

線條是AutoCAD中最基本的對象。AutoCAD可以創(chuàng)建各式各樣的線條，如直線、包含或不包含弧線的多段線、多重平行線和徒手畫線等。地形圖中除了包含簡單線外，為了能夠直觀、形象的表示地物，需要使用特制的符號來表示一些復雜地物。在AutoCAD中，用線型對線狀地物進行表達，如陡坎、柵欄、輸電線等。這樣不僅有利于線狀地物的編輯和管理，而目便于線狀實體的數(shù)據(jù)轉換。

（1）圖形數(shù)據(jù)的提取。

AutoCAD中的線狀實體的圖形數(shù)據(jù)也是根據(jù)不同的實體類型分別提取不同的數(shù)據(jù)，對于線狀圖形要素，首先要對所有的線進行檢索，得到圖形元素的實體名，并判斷實體的幾何類型和閉合情況，對不同的線要素編制不同的轉換程序，其中不同的線要素需要記錄的格式如下：

Line

目標標識碼、編碼、層名、顏色、線型、線的特征類型、結點數(shù)、起點X，起點Y、終點X，終點Y。

Polyline2dPolyline

目標標識碼、編碼、層名、顏色、線型、線的特征類型、結點數(shù)、結點坐標。

CirCle

目標標識碼、編碼、層名、顏色、線型、線的特征類型、結點數(shù)、半徑、中心點坐標。

Spline

目標標識碼、編碼、層名、顏色、線型、線的特征類型、控制點數(shù)、控制點坐標。

說明：①線的特征類型二l、2、3、4、5、6、100，l為折線、2為圓弧、3圓、4為橢圓、5光滑曲線、6為B樣條曲線、100為間接坐標線。②圓弧和圓的點數(shù)均為3，橢圓為4。

（2）屬性數(shù)據(jù)提取。

線狀實體的屬性數(shù)據(jù)分情況提取。如道路、河流的名稱，同點實體相似，也是通過屬性提取程序，將CAD中的文本注記寫入到屬性表中，通過關鍵字同圖形相連。等高線的屬性數(shù)據(jù)只包括等高線的高程值，我們將其高程值存儲在等高線的Elevation特性項中，轉換時可以直接提取該特性項的數(shù)據(jù)。

（3）線轉換流程（見圖1）。

4 結論

本文實現(xiàn)了從CAD數(shù)據(jù)到GIS數(shù)據(jù)線要素轉換的無信息丟失轉換，其結果將可以對矢量地形圖進行更新和維護。

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