CAD制圖數(shù)據(jù)與DLG建庫數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

冉 花，王 哲，王 莉

（1.長安大學(xué) 地質(zhì)工程與測繪學(xué)院，陜西 西安 710054）

CAD制圖數(shù)據(jù)與DLG建庫數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

冉 花1，王 哲1，王 莉1

（1.長安大學(xué) 地質(zhì)工程與測繪學(xué)院，陜西 西安 710054）

CAD制圖數(shù)據(jù)和DLG建庫數(shù)據(jù)是對空間對象的不同描述，CAD數(shù)據(jù)側(cè)重于地圖顯示與輸出，DLG數(shù)據(jù)側(cè)重于空間分析。利用現(xiàn)有的CAD數(shù)據(jù)建立DLG 數(shù)據(jù)庫，可實現(xiàn)高效、快速的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。研究了2種數(shù)據(jù)的本質(zhì)區(qū)別，指出了制圖過程導(dǎo)致的差異，從概念角度提出了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法，并以實例驗證了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的可行性。

CAD數(shù)據(jù)；DLG數(shù)據(jù)；制圖過程；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

CAD制圖數(shù)據(jù)主要用于地圖顯示與輸出，DLG建庫數(shù)據(jù)具有存儲、分析、顯示和傳輸空間信息的功能。CAD與DLG的轉(zhuǎn)換，不僅僅是2種軟件的數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換，更是2種數(shù)據(jù)概念與內(nèi)容的轉(zhuǎn)換。目前從方法和技術(shù)上分析這種轉(zhuǎn)換問題的文章較多，在技術(shù)上可實現(xiàn)CAD數(shù)據(jù)到空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，但需要大量的檢查處理及編輯，而數(shù)據(jù)模型的差異是轉(zhuǎn)換的難點。本文研究了CAD數(shù)據(jù)與DLG 數(shù)據(jù)的本質(zhì)區(qū)別，從概念的角度分析了兩者的差異，提出了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法，并以某地區(qū)1∶500 CAD地形圖為數(shù)據(jù)源建立DLG數(shù)據(jù)庫為例進行了驗證。

1 2種數(shù)據(jù)的分析

1.1 2種數(shù)據(jù)的概念

CAD數(shù)據(jù)是通過在二進制文件中存儲點、線、面的地理數(shù)據(jù)來描述地理空間實體的，缺乏對屬性數(shù)據(jù)的支持[3]。它主要用于地圖的表達，注重線條顏色、線型和圖形質(zhì)量，通過圖塊、線型和填充等可視化方式來表達實體，達到地圖顯示的目的。

DLG將現(xiàn)實世界以要素的形式表示，是地形圖要素的矢量數(shù)據(jù)集，且保存地理客體的幾何位置、要素間的空間關(guān)系及屬性信息。DLG面向地形地物，不規(guī)定要用什么符號來表示，強調(diào)的是空間分析，對地理位置的精度和邏輯一致性要求較高。

1.2 2種數(shù)據(jù)的差異

CAD數(shù)據(jù)面向的是地圖符號，以制圖為目的，主要考慮圖面效果。地圖數(shù)據(jù)主要分為矢量和柵格，CAD數(shù)據(jù)屬于矢量數(shù)據(jù)[3]。DLG面向的是空間要素，用空間信息和屬性信息來表達地理信息。制圖中的地圖表達決定了CAD數(shù)據(jù)的特點，而DLG的特點是由建庫數(shù)據(jù)的要求決定的。2種數(shù)據(jù)的差異性主要表現(xiàn)為：

1）空間共位。CAD數(shù)據(jù)中，同一位置只能表達一個實體符號，而DLG允許要素之間保持空間共位的關(guān)系。例如，道路與河流相交時，道路與河流用橋連接，河流相應(yīng)地斷開。而DLG中，河流、道路相互貫通，道路與橋保持共位關(guān)系[4]。CAD數(shù)據(jù)與DLG的這種差異不難理解，在CAD地圖上道路斷開用橋連接，人們理解為道路是貫通的，為了保證在計算機中進行空間分析，DLG必須保持數(shù)據(jù)的連續(xù)性。

2）制圖表達的不完整。為了在有限的圖幅范圍內(nèi)傳遞足夠的符號信息，會造成CAD圖形的不完整，如等高線遇到高程注記不連續(xù)，線狀地物如道路、陡坎等遇到高程點、漢字注記時斷開，面狀地物如建筑物、水系也不一定完全閉合[5]。在CAD地圖中，屬性信息通過注記來表達，且標(biāo)注在圖形的附近，必然會造成實體圖形的不完整。DLG用點、線、面來表達要素的圖形，其他信息通過屬性項獲得，保持了圖形信息的完整性。

3）地圖目標(biāo)的不完整，是指由于地圖信息載負量和其他因素造成地圖目標(biāo)實體的地理信息缺失現(xiàn)象[6]。實體只能用符號傳達基本信息，但是不滿足DLG的要求。例如，CAD數(shù)據(jù)中植被用填充符號表示，填充符號的分布和周圍其他線狀實體共同來說明該植被范圍；而DLG中植被用一個閉合面來表示，要素編碼確定植被類型，屬性項表達植被要素的其他信息。

4）幾何類型的不對應(yīng)。2種數(shù)據(jù)表達同一要素的幾何類型不同，CAD數(shù)據(jù)中采用2條線繪制水渠符號，而在DLG中，水渠用面來表示。制圖過程的不嚴密導(dǎo)致了2種數(shù)據(jù)中同一地物的幾何類型不一致。

2 2種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法

2.1 對應(yīng)關(guān)系的建立

CAD數(shù)據(jù)中，按專題要素來組織圖層[7]，即同一圖層可放置不同幾何類型的專題數(shù)據(jù)，如房屋層放置填充房屋面、房屋的文字注記、房屋設(shè)施點狀符號等。而DLG中，同一幾何類型的專題數(shù)據(jù)放在一個圖層中，圖層的分類及要素定義是根據(jù)國家數(shù)據(jù)字典來制定的。圖層管理模式的不同是建立對照關(guān)系時首先要考慮的問題，解決方法是忽視CAD數(shù)據(jù)中的圖層，直接以實體為單位提取需要的符號，轉(zhuǎn)換為DLG中對應(yīng)層中的要素，建立CAD實體與DLG數(shù)據(jù)庫中要素的對應(yīng)關(guān)系。

CAD中的實體與DLG中的要素通過對照表，實現(xiàn)2種不同模型的轉(zhuǎn)換。對照表是建立在CAD實體與DLG要素之間比較寬容的關(guān)系，可隨時修改。其主要有3種對應(yīng)方式：一對一、多對一和一對多，即CAD制圖數(shù)據(jù)的一個實體與DLG的一個要素對應(yīng)，如路燈圖塊符號唯一對應(yīng)到路燈點要素上；CAD制圖數(shù)據(jù)的多個實體對應(yīng)到DLG的一個要素，如鐵路符號由2條線和圖塊共同表示，對應(yīng)到DLG中的一個單線鐵路線要素；CAD制圖數(shù)據(jù)的一個實體對應(yīng)到DLG中的多個要素，如公路線實體對應(yīng)到DLG中的道路邊線、道路面和道路中心線。

2.2 圖形數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

基于不同模型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時，首先考慮的是幾何類型的對應(yīng)。DLG的幾何類型為點、線、面；而CAD的幾何類型有點、線、面和注記，用圖塊、線型、填充和文字表示地圖符號。把CAD中實體的圖形對應(yīng)到DLG中的要素，提取圖塊的點位坐標(biāo)對應(yīng)到點要素，線型對應(yīng)到線狀要素。面實體分為2種表達方式，多義線或多邊形表示和填充符號表示。CAD制圖數(shù)據(jù)只需達到表達地圖信息的目的，對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求低，因此，面狀實體中存在圖形不閉合的情況，或者線段與圖廓線相連接，也是不閉合的圖形。而填充符號沒有邊界線，不能表達閉合的面，因此不能對應(yīng)到面要素，需要通過一定的編輯確定閉合面來表達正確的面狀要素。在圖形轉(zhuǎn)換中，抽取CAD數(shù)據(jù)中的地理信息骨架圖形與基本屬性，進一步編輯DLG數(shù)據(jù)，建立合格的數(shù)據(jù)庫。

2.3 屬性數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

CAD以制圖模型為基礎(chǔ)建模，幾何類型分為點、線、面和注記4種；而DLG只有點、線、面3種幾何類型，注記要轉(zhuǎn)換為要素屬性。CAD的文字注記一般標(biāo)注在該圖形一定范圍內(nèi)，因此，通過文字注記的位置判斷該注記屬于哪個要素，實現(xiàn)標(biāo)注自動屬性化。把文字注記轉(zhuǎn)換為點要素，這樣不會造成信息的遺漏，再通過點要素的值轉(zhuǎn)換到相應(yīng)要素的屬性中，即可完成屬性數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。

3 轉(zhuǎn)換實例分析

以某地區(qū)1∶500建庫任務(wù)為例，說明以CAD為數(shù)據(jù)源建立DLG數(shù)據(jù)庫的方法。以控制點、電力線和植被面為例，說明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法。

圖1 CAD數(shù)據(jù)

1）控制點的處理。如圖1所示，CAD中控制點的符號、等級信息及高程值按照圖式規(guī)范表示?？刂泣c符號用圖塊表示，該圖塊通過對應(yīng)表轉(zhuǎn)換到控制點要素，圖形信息轉(zhuǎn)換后，再將注記轉(zhuǎn)為屬性，完整地表達控制點要素，結(jié)果如圖2所示，屬性項TERG和ELEV填寫相應(yīng)的注記值。

圖2 控制點要素

圖3 房屋要素

2）電力線的處理。圖1中電力線用連續(xù)的多義線和圖塊符號共同表示，通過圖形轉(zhuǎn)換，多義線轉(zhuǎn)為DLG中電力線要素的定位線，圖塊符號刪除；再經(jīng)過屬性轉(zhuǎn)換，建立電力線要素。

3）植被面的處理。圖1中果園填充符號表示果園實體，果園符號的分布和周圍圍墻實體說明該果園的范圍。而DLG中果園要素用一個閉合面來表示，用要素編碼確定果園，在屬性項表達要素的其他信息。圖4是經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后合格的DLG數(shù)據(jù)。

圖4 DLG數(shù)據(jù)

4 結(jié) 語

針對CAD制圖數(shù)據(jù)和DLG建庫數(shù)據(jù)的特征和差異，從概念角度分析了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的原理。2種數(shù)據(jù)表達同一地理空間要素，在這種一致性的基礎(chǔ)上，以某一地區(qū)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為例，驗證轉(zhuǎn)換的理論方法，為快速構(gòu)建地理信息數(shù)據(jù)庫提供了切實可行的建庫方法。

[1] 曹國云,張偉.AutoCAD數(shù)據(jù)到GIS空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)和方法的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006(22):35-36

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Research on Convertion between CAD Cartographic Data and DLG Library Data

byRAN Hua

They’re different descriptions to spatial objects between CAD cartographic data and DLG library data. CAD data focuses on the map show and output, while DLG data emphasis on the spatial analysis. It could be high efficiency and fast data convertion to use current CAD data to build the DLG database. This paper studied their essential differences and indicated the differences caused by cartographic process. Furthermore, it proposed a method of data convertion on the point of concept and proved the feasibility of data convertion with an example.

CAD data, DLG data, cartographic process, data convertion

P208

B

1672-4623（2013）02-0163-02

10.11709/j.issn.1672-4623.2013.02.054

2012-08-13。

項目來源：中央高?；究蒲袑ｍ椯Y金資助項目（CHD2012JC05）；數(shù)字制圖與國土應(yīng)用工程國家測繪地理信息局重點實驗室開放研究基金資助項目（GCWD201109）。

冉花，碩士，研究方向為地理信息系統(tǒng)。