楊 帆，范玄碩

（1.吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130012；2.湖南南方測(cè)繪科技有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

隨著數(shù)字城市和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，各測(cè)繪地理信息部門正積極將信息技術(shù)和空間數(shù)據(jù)相結(jié)合，從而建立基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。目前，CAD與GIS技術(shù)都在各自領(lǐng)域內(nèi)有了很大的成就。CAD軟件通常被用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本的一些三維設(shè)計(jì)，憑借其強(qiáng)大的繪圖功能，CAD已經(jīng)成為國(guó)際上被廣泛運(yùn)用的一種繪圖軟件，并且對(duì)于一些非專業(yè)人士來(lái)說(shuō)也可以很方便地使用[1]。GIS技術(shù)則是以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與管理，而且具有特定的屬性，在專題制圖、網(wǎng)絡(luò)分析等方面有很好的應(yīng)用[2]。

GIS數(shù)據(jù)有很多來(lái)源，其中CAD數(shù)據(jù)占了很大的比例。CAD軟件的數(shù)據(jù)采集和圖形編輯功能很強(qiáng)大，數(shù)據(jù)采集非常方便。對(duì)于測(cè)繪、建筑專業(yè)人員來(lái)說(shuō)，他們更喜歡用CAD軟件制圖，一些相關(guān)工程設(shè)計(jì)部門也因此產(chǎn)生了大量以DWG格式存儲(chǔ)的文件。隨著科技的快速發(fā)展，目前很多數(shù)據(jù)管理部門都選擇采用ArcSDE這個(gè)平臺(tái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。因此，需要將大量的CAD中的DWG格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS中的Shapefile數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)量龐大，在實(shí)際操作中轉(zhuǎn)換效果并不優(yōu)，因此實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)換是非常有必要的[3]。

1 CAD與GIS數(shù)據(jù)對(duì)比分析

本節(jié)主要是從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)組織、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、符號(hào)表達(dá)、坐標(biāo)系統(tǒng)等5個(gè)方面，分析了CAD與GIS數(shù)據(jù)的異同之處，從而為之后的研究奠定理論基礎(chǔ)（見(jiàn)表1）[4-6]。

表1 CAD與GIS數(shù)據(jù)對(duì)比分析

2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

事先準(zhǔn)備了長(zhǎng)春某學(xué)校的CAD圖以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中需要用到的數(shù)據(jù)，定義數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的整體流程，按照操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理井然有序地進(jìn)行，確保數(shù)據(jù)的完整性，方便后期進(jìn)行數(shù)據(jù)的入庫(kù)操作。

1）檢查源數(shù)據(jù)高程點(diǎn)的DWG數(shù)據(jù)，觀察數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)了缺失高程的點(diǎn)，一旦出現(xiàn)則需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的修改操作。

2）檢查高程點(diǎn)數(shù)據(jù)并確保高程點(diǎn)數(shù)據(jù)沒(méi)有問(wèn)題，接下來(lái)需要在CASS軟件中生成等高線，檢查其屬性值是否缺失，是否存在沒(méi)有閉合的等高線，如果存在則需要經(jīng)過(guò)特殊的轉(zhuǎn)換器處理才能進(jìn)行下一步轉(zhuǎn)換[7]。

3）觀察居民地和植被特征圖層，觀察它們是否閉合，是否有特定的實(shí)體編碼，如果沒(méi)有閉合就需要進(jìn)行重新繪制。

2.2 FME數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

在利用FME軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之前，需要對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行初步的檢查，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量沒(méi)問(wèn)題之后才可以進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換操作。根據(jù)源數(shù)據(jù)和目標(biāo)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)建立點(diǎn)狀要素、線狀要素、面狀要素和文字注記4種要素類的一一映射關(guān)系[8-9]。

通過(guò)制定語(yǔ)義映射文件的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，首先在FME軟件的Workbench上創(chuàng)建工作空間，點(diǎn)擊工具條中的數(shù)據(jù)添加，把GIS數(shù)據(jù)庫(kù)添加進(jìn)去；然后選擇需要轉(zhuǎn)換的圖層，比如在轉(zhuǎn)換高程點(diǎn)時(shí)，需要選擇GCD圖層；最后添加FME的屬性項(xiàng)，制定相應(yīng)的映射文件。對(duì)于等高線、獨(dú)立地物、居民地、植被特征等圖層重復(fù)上述操作步驟，可以獲得對(duì)應(yīng)的屬性類型，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換得到本身的圖像。

3 數(shù)據(jù)檢查與分析

3.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

為了保持地理信息系統(tǒng)的完整性，數(shù)據(jù)庫(kù)是重要的要素之一。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中一般包含空間數(shù)據(jù)庫(kù)與屬性結(jié)構(gòu)表，其中，空間數(shù)據(jù)庫(kù)是對(duì)空間地理實(shí)體的符號(hào)化表達(dá)，比如路燈、井蓋等地物可以用點(diǎn)狀符號(hào)表示；河流、道路、境界線等地物可以用線狀符號(hào)表示；房屋等地物可以用面狀符號(hào)表示。屬性結(jié)構(gòu)表是為了更好地記錄空間地理實(shí)體的空間數(shù)據(jù)相關(guān)特征描述信息，從而清晰地表達(dá)空間地理實(shí)體[10]。對(duì)于房屋的結(jié)構(gòu)與層數(shù)，只有當(dāng)空間數(shù)據(jù)與屬性信息均完整、準(zhǔn)確、一致并且一一對(duì)應(yīng)時(shí)，才能夠完整地描述和表達(dá)空間地理實(shí)體[11]。因此，對(duì)于轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，必須進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，這樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤才能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和改正，轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的可用性和使用效率才能得以提升[12]。

3.2 數(shù)據(jù)分析

在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成之后，需要對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和分析，這個(gè)過(guò)程主要是為了研究在轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及其具體解決方案等。對(duì)于點(diǎn)、線、面這3種不同的要素，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中遇到的問(wèn)題與解決方案也會(huì)有所不同[13]，具體的解決方案見(jiàn)表2。

表2 問(wèn)題分析及其解決方案

4 結(jié)論

本文結(jié)合了基礎(chǔ)的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用需要，主要介紹了利用FME軟件實(shí)現(xiàn)將CAD中的DWG數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成GIS中的Shapefile數(shù)據(jù)格式的具體過(guò)程，分別完成了以下工作。

1）以AutoCAD與ArcGIS數(shù)據(jù)的異構(gòu)性為出發(fā)點(diǎn)，分析對(duì)比了兩種數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、符號(hào)表達(dá)、拓?fù)潢P(guān)系這幾個(gè)方面的差異，為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的研究奠定了理論基礎(chǔ)。

2）在轉(zhuǎn)換之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，例如：獨(dú)立地物要先進(jìn)行坐標(biāo)重采樣，再根據(jù)實(shí)體編碼進(jìn)行區(qū)分轉(zhuǎn)出。植被特征則是將中間的符號(hào)化刪除，只留下邊界部分，從而便于轉(zhuǎn)換成植被面[14]。

3）利用FME軟件定制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的語(yǔ)義映射文件，建立點(diǎn)狀要素、線狀要素、面狀要素和文字注記4種要素的一一映射關(guān)系，這樣既保證了圖形與屬性之間的準(zhǔn)確性與完整性，同時(shí)也提高了數(shù)據(jù)入庫(kù)的效率[15]。

4）分析研究了轉(zhuǎn)換后GIS數(shù)據(jù)的屬性，同時(shí)分析對(duì)比了轉(zhuǎn)換前后數(shù)據(jù)的差異性。對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查與分析，對(duì)于點(diǎn)、線、面這3種不同的要素在轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)的不同問(wèn)題，分別給出相對(duì)應(yīng)的解決方案。