基于AutoCAD圖形實體身份證編碼方法研究與實現(xiàn)

賀衛(wèi)中，束 平，劉 軍

(1.常州市土地勘測中心，江蘇常州213001;2.常州市測繪院，江蘇常州213002)

一、引 言

AutoCAD作為一個易操作平臺，已被廣泛的應(yīng)用到地理信息系統(tǒng)(GIS)前端的數(shù)據(jù)采集中，我國現(xiàn)有的大比例尺數(shù)字化地形圖(1∶500、1∶1000、1∶2000)的采集制圖軟件大部分選擇了AutoCAD作為平臺工具進(jìn)行二次開發(fā)應(yīng)用［1，7］。AutoCAD 的圖形文件是以圖元為單位記錄數(shù)據(jù)的，一個圖形通常只存儲圖元的幾何數(shù)據(jù)和幾何特征。同時 Auto-CAD還為用戶提供了擴(kuò)展對象數(shù)據(jù)(Xdata)，用戶可以通過對AutoCAD對象擴(kuò)展編碼和其他文字、數(shù)字等擴(kuò)展屬性項，將空間數(shù)據(jù)和屬性項關(guān)聯(lián)保存到DWG文件中。通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序，能夠?qū)D形數(shù)據(jù)和擴(kuò)展屬性數(shù)據(jù)無丟失的轉(zhuǎn)換到通用商業(yè)GIS數(shù)據(jù)庫中［2］。但由于在DWG數(shù)據(jù)中圖形實體無統(tǒng)一標(biāo)識碼，因此會導(dǎo)致數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換更新后GIS數(shù)據(jù)庫要素標(biāo)識碼不一致，將不利于GIS的數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用。

為了能在GIS中方便地對地理要素進(jìn)行唯一檢索、定位查詢及更有效的管理和操作各地理要素，以及實現(xiàn)空間矢量數(shù)據(jù)的屬性與空間幾何圖形數(shù)據(jù)的對應(yīng)，需要賦予每個地理要素唯一的標(biāo)識碼作為它在整個地理要素集合中的識別標(biāo)志，這種方式可以使GIS用戶在使用該數(shù)據(jù)時，能夠?qū)⒃摌?biāo)識碼作為用戶專題屬性數(shù)據(jù)掛接的關(guān)鍵字［5］。

因此，就需要在數(shù)據(jù)采集時對地理要素進(jìn)行統(tǒng)一編碼。為科學(xué)規(guī)范地對AutoCAD基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫進(jìn)行要素編碼，本文參照我國居民身份證編碼的方式，提出了一種在AutoCAD中要素編碼方法——身份證法。

二、AutoCAD圖形對象身份證法規(guī)則

AutoCAD實體對象的身份證編碼與我國公民的身份證號碼的編制相似，其特點是唯一性、確定性。對于一幅地形圖、地籍圖而言，它的圖幅號是唯一的，對于街坊圖的圖號也是唯一的，下面按地形圖與地籍圖的分幅圖舉例說明。

AutoCAD實體對象的身份證編碼層次由5層20位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。其中，第1層為省、自治區(qū)、直轄市行政代碼2位;第2層為地級市行政編碼2位;第3層為區(qū)級行政代碼2位;第4層為地形地籍圖圖幅號9位，位數(shù)不夠的前面補(bǔ)“0”;第5層為圖幅中AutoCAD的每個實體流水號5位，最大不超過“99999”，位數(shù)不夠前面補(bǔ)“0”。AutoCAD圖形對象身份證編碼結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 圖形對象身份證編碼結(jié)構(gòu)

三、圖形對象身份證編碼實現(xiàn)

1.初始編碼

根據(jù)本文實體對象的身份證編碼，可以通過基于AutoCAD二次軟件開發(fā)實現(xiàn)對實體對象的身份證賦值，并存儲在對象的附加屬性XDATA中。過程如下：首先，對已經(jīng)通過質(zhì)量檢查的地形地籍圖按結(jié)合表儲存文件，儲存文件名為合乎規(guī)定的數(shù)值;其次，對實體的附加擴(kuò)展屬性MapObjectID添加2個字段值“MapID”和“IDTime”，即“身份證號”和“發(fā)證時間”。其中，身份證號按編碼規(guī)則編號，發(fā)證時間讀取計算機(jī)系統(tǒng)時間。如圖2所示，該AutoCAD圖形對象身份證號為3204100124901104892，發(fā)證時間為20110322.1642，即 2011年 3月 22日 16點42分。

圖2 實體的附加擴(kuò)展屬性MapObjectID

初始編碼以圖幅為單位，對圖形對象編碼進(jìn)行程序流程圖如圖3所示。

圖3 AutoCAD實體身份證初次編碼流程圖

2.修補(bǔ)測更新數(shù)據(jù)編碼

城市大比例尺地形地籍圖更新是測繪單位的日常工作，以筆者所在單位為例每天大約需要更新20～50幅1∶1000的地籍圖，更新頻率較快。本文采取將AutoCAD的DWG數(shù)據(jù)文件按二進(jìn)制的方式將其存放在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)需要更新數(shù)據(jù)時，通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)下載原數(shù)據(jù)，同時鎖定已下載圖幅。外業(yè)修補(bǔ)測結(jié)束后，進(jìn)行質(zhì)檢并按地形地籍圖結(jié)合表分幅，然后通過內(nèi)業(yè)檢查，檢查最后一步就是對更新數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理，檢測沒有發(fā)生任何變化的對象保持MapID不變，對新增對象則進(jìn)行編碼，最后上傳數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)更新編碼流程圖如圖4所示。

3.數(shù)據(jù)編輯編碼處理

在地形地籍圖數(shù)據(jù)更新時，勢必會碰到對原圖形數(shù)據(jù)編輯的問題，本文將原圖編輯歸類為4種類型：刪除對象;增加對象;修改對象;修改擴(kuò)展屬性。4種類型編碼處理過程如下：

1)對象刪除，MapID和IDTime也隨之刪除。該身份證編碼自然死亡，不再分配給其他對象。假如刪除的對象是編號最大的一個實體，更新數(shù)據(jù)后新增第一個對象的編碼就是刪除的這個對象。這就是增加IDTime字段的原因，當(dāng)在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到Arc-GIS入庫時，只有當(dāng)MapID和IDTime字段都相同時才認(rèn)為對象沒有變化。當(dāng)刪除的對象是編號最大的n個實體時，處理方式相同。

圖4 修補(bǔ)測更新數(shù)據(jù)編碼流程

2)增加對象，構(gòu)建ObjectAppend數(shù)據(jù)庫監(jiān)視器，新增對象不帶MapID，如果用拷貝(陣列、鏡像、打碎等)原圖對象的方式增加對象，將新增對象置入監(jiān)視器，構(gòu)建命令監(jiān)視器在執(zhí)行 commandended、commandcancelled、lispEnded、lispCancelled 時觸發(fā)清除MapObjectID擴(kuò)展屬性。在圖幅通過質(zhì)檢后按更新數(shù)據(jù)編碼方式對新增對象編碼。

3)修改對象，修改了對象坐標(biāo)或者修改了文字內(nèi)容時，構(gòu)建 ObjectModify數(shù)據(jù)庫監(jiān)視器，當(dāng)Auto-CAD 執(zhí)行 copy、move、break、ddedit、pedit、trim、mirror、offset、array、rotate、scale、stretch、lengthen、extend、chamfer、fillet等命令編輯對象，將編輯的對象置入監(jiān)視器，構(gòu)建命令監(jiān)視器在執(zhí)行 command ended、command can celled、lisp Ended、lisp Cancel led 時觸發(fā)清除對象MapObjectID擴(kuò)展屬性。在圖幅通過質(zhì)檢后按更新數(shù)據(jù)編碼方式對修改對象編碼。

4)修改擴(kuò)展屬性，通過編制VBA程序解決，假如修改了對象的屬性數(shù)據(jù)，如圖5所示。如果修改了房屋的樓層屬性，程序直接刪除MapObjectID擴(kuò)展屬性，數(shù)據(jù)采集日期變?yōu)楫?dāng)前日期，作業(yè)員變?yōu)楫?dāng)前用戶。在圖幅通過質(zhì)檢后按更新數(shù)據(jù)編碼方式對該對象重新編碼。

圖5 修改了房屋的樓層屬性

四、在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和共享中的應(yīng)用

1.AutoCAD到ArcGIS的轉(zhuǎn)換

常規(guī)大比例尺地形地籍圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和更新基本都是以圖幅或固定區(qū)域為單元進(jìn)行，即刪除Arc-GIS庫中本幅圖的全部數(shù)據(jù)，將要更新的AutoCAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換倒入ArcGIS庫中，這種以圖幅為最小單位更新的方式效率較低。通過對AutoCAD圖形對象身份證編碼，構(gòu)建面向?qū)ο蟮膱D幅數(shù)據(jù)更新，在AutoCAD數(shù)據(jù)到ArcGIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中，只需比較更新圖幅AutoCAD數(shù)據(jù)與ArcGIS數(shù)據(jù)中MapID和IDTime的差異，如果MapID和IDTime都一樣判斷為對象未變化，不需要更新。比較差異MapID和IDTime即可實現(xiàn)只更新變化的數(shù)據(jù)，同時保存歷史數(shù)據(jù)。這樣不僅提高了更新效率，同時大大減小了歷史數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)量。

2.數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)交換

地形地籍圖對象疊加了身份證編碼后，主要的目的在實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和互換。

1)獨立符號，不存在接邊問題，用戶單位增加的屬性數(shù)據(jù)可以通過MapID進(jìn)行關(guān)聯(lián)直接實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和互換。

2)線對象和面對象，假如要進(jìn)行接邊處理，選取IDTime最新的MapID作為對象的MapID和IDTime，其余接邊對象的MapID和IDTime放在元數(shù)據(jù)庫中備查。筆者單位在使用ArcGIS數(shù)據(jù)時保存兩個數(shù)據(jù)庫，一個是按圖幅存放不進(jìn)行接邊處理;另一個是對線、面進(jìn)行接邊處理的數(shù)據(jù)庫。這樣在對線、面進(jìn)行接邊處理時，只要檢查MapID和IDTime一致即可判定對象是否需要更新。

3)如果在接邊后的數(shù)據(jù)上疊加其他信息時，如房產(chǎn)部門在接邊后的房屋屬性中增加了房屋其他信息，通過MapID關(guān)聯(lián)和IDTime確認(rèn)就可將增加的房屋的信息反填到基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和互換。

3.實 例

筆者單位參加了“常州市應(yīng)急警用地理信息系統(tǒng)”建設(shè)，該項目獲2009年度中國地理信息優(yōu)質(zhì)工程金獎，在該項目中筆者負(fù)責(zé)常州市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的生產(chǎn)加工，在數(shù)據(jù)生產(chǎn)加工過程中采用Auto-CAD圖形對象身份證法對地理要素進(jìn)行統(tǒng)一編碼?；A(chǔ)地理數(shù)據(jù)提供給公安局后，公安局采集了全市區(qū)約3萬個城市主干道報警路燈編號，并添加到路燈屬性數(shù)據(jù)中。在與公安數(shù)據(jù)交換中，通過MapID和IDTime關(guān)聯(lián)實現(xiàn)了公安報警路燈編號對基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)信息的擴(kuò)展(如圖6所示)，目前該數(shù)據(jù)已經(jīng)提供給120急救中心，用于急救定位。通過這種方式與其他數(shù)據(jù)使用單位進(jìn)行的數(shù)據(jù)共享與交換，不僅豐富了現(xiàn)有基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量，還擴(kuò)展了數(shù)據(jù)使用范圍。

圖6 通過MapID與公安數(shù)據(jù)交換后的路燈數(shù)據(jù)

五、結(jié)束語

綜上所述，通過對AutoCAD大比例尺地形數(shù)據(jù)進(jìn)行身份證編碼的研究和實踐，實現(xiàn)了在AutoCAD中對圖形實體的身份證編碼，AutoCAD數(shù)據(jù)庫到GIS數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換中實體編碼的一致性。同時介紹了AutoCAD身份證編碼體系在數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)共享和交換實踐中的應(yīng)用經(jīng)驗。實踐證明，該方法提高了數(shù)據(jù)更新效率，解決了數(shù)據(jù)共享中數(shù)據(jù)交換問題，豐富了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。

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