規(guī)劃審批數(shù)據(jù)在AutoCAD與ArcSDE間互操作的實現(xiàn)

鄒艷紅，習文鳳

(中南大學有色金屬成礦預測教育部重點實驗室，地球科學與信息物理學院，湖南長沙 410083)

規(guī)劃審批數(shù)據(jù)在AutoCAD與ArcSDE間互操作的實現(xiàn)

鄒艷紅?，習文鳳

(中南大學有色金屬成礦預測教育部重點實驗室，地球科學與信息物理學院，湖南長沙 410083)

針對規(guī)劃審批數(shù)據(jù)處理后入庫和入庫后再調用過程中AutoCAD與ArcSDE數(shù)據(jù)頻繁轉換的問題，基于C#.Net和ObjectArx SDK工具對AutoCAD進行二次開發(fā)，研究了二者實時數(shù)據(jù)轉換互操作功能的開發(fā)實現(xiàn)過程。數(shù)據(jù)互操作功能包括取圖和上圖兩個模塊，前者將數(shù)據(jù)從ArcSDE中加載到AutoCAD中并編輯，后者將AutoCAD數(shù)據(jù)通過ArcSDE保存到關系數(shù)據(jù)庫中。作為實例研究，兩模塊已經整合到岳陽市規(guī)劃審批數(shù)據(jù)處理與輔助入庫系統(tǒng)中，有效地提高了規(guī)劃審批數(shù)據(jù)入庫和查詢調用的效率。

規(guī)劃審批數(shù)據(jù)；AutoCAD數(shù)據(jù)；ArcSDE數(shù)據(jù)；互操作

1 引 言

AutoCAD具有強大的繪圖功能和矢量圖形處理能力，廣泛應用于測繪、規(guī)劃、國土資源等領域，尤其在規(guī)劃行業(yè)，基本地形圖、業(yè)務審批等圖形都是運用Auto-CAD繪制。但是在規(guī)劃行業(yè)中，規(guī)劃人員在進行業(yè)務審批時，常需要調用歷史規(guī)劃審批數(shù)據(jù)進行對比，雖然CAD格式數(shù)據(jù)作為空間信息的主要數(shù)據(jù)源，但它在空間數(shù)據(jù)信息的描述和分析功能方面卻存在諸多不足[1，2]。而規(guī)劃審批及其相關數(shù)據(jù)具有海量數(shù)據(jù)的特征[3]，如果規(guī)劃人員挨個文件去找，將耗費很多的時間，降低了規(guī)劃人員的工作效率。ArcSDE是ArcGIS與商用關系型數(shù)據(jù)庫(如Oracle，Microsoft Sql Server等)之間專門用于存儲、讀取和檢索空間數(shù)據(jù)的GIS通道[4]，它采用統(tǒng)一的DBMS存儲空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，在標準的關系數(shù)據(jù)庫上增加一個空間數(shù)據(jù)管理層，它的基本任務是作為存儲在RDBMS中的空間數(shù)據(jù)的GIS網關[5]。這種模型省去了空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫之間繁瑣的連接，空間數(shù)據(jù)存取速度較快，同時也有利于保證空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)間的完整性。如將規(guī)劃審批數(shù)據(jù)通過ArcSDE存儲在DBMS里，而在對數(shù)據(jù)的修改與編輯等方面運用AutoCAD，既可以解決海量規(guī)劃審批數(shù)據(jù)的存儲問題，又可以充分利用AutoCAD便捷的繪圖功能。

目前CAD與ArcSDE數(shù)據(jù)交換的實現(xiàn)方式主要有兩種，一種是借助于中間軟件如FME(Feature Manipulate Engine，空間數(shù)據(jù)操作引擎)實現(xiàn)轉換；另一種是通過二次開發(fā)實現(xiàn)，如基于ArcEngine的ArcGIS二次開發(fā)，或對CAD做二次開發(fā)，如基于C#.Net和Object ARX開發(fā)包的二次開發(fā)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)間的轉換。第一種方法可以實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)的批量無損轉換，但操作復雜，需要利用第三方軟件，適用于專業(yè)數(shù)據(jù)處理人員的使用。第二種方法可以根據(jù)需要靈活定制友好的界面，能更高效、安全地管理空間數(shù)據(jù)[6]，方便數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計以及空間分析。但是隨著規(guī)劃數(shù)據(jù)管理一站式平臺的開發(fā)與應用，規(guī)劃人員對CAD使用更為頻繁，如何實現(xiàn)實時快捷地從數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)，同時將處理過的CAD數(shù)據(jù)通過ArcSDE存儲在關系數(shù)據(jù)庫中，對界面功能開發(fā)提出了更高的要求。為此，本文結合岳陽市規(guī)劃審批數(shù)據(jù)管理實例，選用ArcSDE+SQL Server2008存儲空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，基于AutoCAD進行二次開發(fā)，研究了AutoCAD與ArcSDE間規(guī)劃審批數(shù)據(jù)實時互操作轉換的實現(xiàn)過程。

2 AutoCAD與ArcSDE數(shù)據(jù)模型的映射關系

2.1 AutoCAD的數(shù)據(jù)模型

AutoCAD以圖層(Layer)來組織圖形數(shù)據(jù)，不同類型的圖素，如點、線、多邊形等可以共層，一個dwg或dxf文件可以包含多個圖層[7]。它所有實體都存放在塊表中，與實體對應的圖層、線型、文字樣式等信息分別存放在層表、線型表、文字樣式表中，屬性數(shù)據(jù)以擴展屬性方式存儲在AutoCAD的圖元對象中。其數(shù)據(jù)模型相對簡單，是以二進制方式存儲點線面地理數(shù)據(jù)，但只能存儲少量的屬性數(shù)據(jù)。后來的CAD數(shù)據(jù)模型支持擴展屬性功能，但還是不能跨越其存儲量為16 k的限制，而且其存儲模式還是文件存儲模式，這遠遠不能滿足當前海量數(shù)據(jù)存儲的要求[4]。

2.2 ArcSDE數(shù)據(jù)模型

ArcSDE用X、Y坐標來表示點、線、面、注記。其用單一的坐標表示點，一組有序的坐標串表示線，一組起始結點和終止結點相同的坐標串表示面。它以層的方式來管理地理數(shù)據(jù)，具有共同屬性項的一類要素放于一層，每個數(shù)據(jù)庫記錄對應一個實際要素。ArcSDE為數(shù)據(jù)庫中每層(Layer)建立了空間索引(cell)，它是將層從邏輯上分成一個個小塊。層中的要素則分解到各cell中加以描述，并將此描述信息寫到索引表中。落到多個cell上的要素，將在每個cell對應的索引記錄中加以描述。沒有數(shù)據(jù)的cell不包括在索引表中[8]。其利用將空間數(shù)據(jù)類型加到關系數(shù)據(jù)庫中的方法來存儲和組織數(shù)據(jù)庫中的空間要素，但不改變和影響現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫或應用。

2.3 二者數(shù)據(jù)模型的映射關系

文中通過建立AutoCAD與ArcSDE間的映射關系，如表1所示，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)間的互轉換從而達到數(shù)據(jù)間的互操作。

AutoCAD與ArcSDE數(shù)據(jù)模型的映射關系 表1

3 AutoCAD與ArcSDE間互操作開發(fā)設計與實現(xiàn)

3.1 互操作功能設計

針對原始的規(guī)劃審批數(shù)據(jù)為AutoCAD格式，需要轉化為ArcSDE數(shù)據(jù)后保存到數(shù)據(jù)庫中，而數(shù)據(jù)庫中的規(guī)劃審批歷史數(shù)據(jù)也有時需要調入輔助入庫系統(tǒng)中，以AutoCAD格式顯示并與現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進行對照修改。因此，為了方便輔助規(guī)劃審批數(shù)據(jù)入庫，需要實現(xiàn)審批數(shù)據(jù)的互操作功能:一方面可以將CAD格式圖形數(shù)據(jù)自動轉為ArcSDE數(shù)據(jù)后存入ArcSDE數(shù)據(jù)庫中，屬性數(shù)據(jù)存于ArcSDE數(shù)據(jù)庫表的字段中；另一方面能從ArcSDE數(shù)據(jù)庫中讀取歷史審批數(shù)據(jù)，自動轉換為CAD數(shù)據(jù)顯示在AutoCAD平臺上，并可以進行編輯、修改。

空間數(shù)據(jù)庫互操作的實現(xiàn)方式有基于直接訪問模式和基于公共接口訪問模式兩種互操作方法[9]。本文采用基于直接訪問模式，基于C#.Net和ObjectARX軟件包對CAD進行二次開發(fā)，直接訪問ArcSDE數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)兩者之間的互操作。在AutoCAD環(huán)境下通過ArcEngine、ObjectArx.Net訪問ArcSDE，系統(tǒng)互操作邏輯結構圖如圖1所示。

圖1 互操作模塊邏輯結構圖

3.2 互操作實現(xiàn)過程

本次開發(fā)采用的開發(fā)語言和環(huán)境如表2所示:

開發(fā)語言和環(huán)境 表2

開發(fā)中，C#語言通過AutoCAD.Net來和AutoCAD進行通訊，通過Interop.AutoCAD.dll實現(xiàn)與AutoCAD之間的數(shù)據(jù)和信息交換。自定義功能則主要依靠AutoCAD目錄下的Acdbmgd.dll和Acmgd.dll兩個文件實現(xiàn)。

互操作在數(shù)據(jù)操作中以“取圖”和“上圖”兩個功能模塊來實現(xiàn)。

(1)取圖:即規(guī)劃審批數(shù)據(jù)從ArcSDE里加載到AutoCAD平臺上，獲取編輯權限后可對數(shù)據(jù)進行編輯。取圖過程中加載數(shù)據(jù)的流程圖如圖2左所示。系統(tǒng)中使用ArcEngine中esriSystem組件下的IAoInitialize初始化ESRI的權限，繼而調用ArcEngine中GeoDataBase組件中的WorkSpace、FeatureClass、Feature等接口類操作空間數(shù)據(jù)表。使用ObjectArx.Net開發(fā)包中的Autodesk.AutoCAD.DatabaseServices類庫，BlockTable、Entity、DBDictionary等對象類實現(xiàn)操作圖形數(shù)據(jù)表。在ArcSDE數(shù)據(jù)庫加載數(shù)據(jù)的過程中，將空間數(shù)據(jù)的屬性信息加載到對應的CAD實體的擴展數(shù)據(jù)中。

取圖的關鍵函數(shù)如下:

DownLoadData(string featureclassname，string rollid)

//取圖函數(shù)

ConvertTextPoint2CAD(IFeatureClass fc，string rollid，stringfeatclsrealname)//ArcSDE注記點要素轉CAD注記點函數(shù)

ConvertLine2CAD(IFeatureClass fc，IEnvelope ienv)

//ArcSDE線要素轉CAD線型函數(shù)

ConvertPolygon2CAD(IFeatureClass fc，IEnvelope ienv)// ArcSDE面要素轉CAD閉合多義線或圓函數(shù)

ConvertAnnotation2CAD(IFeatureClass fc，IEnvelope ienv)// ArcSDE Annotation轉CAD DBText

(2)如圖2:指審批數(shù)據(jù)從AutoCAD直接保存到ArcSDE數(shù)據(jù)庫中。上圖的保存流程圖如圖2右所示。上圖過程中，將CAD擴展數(shù)據(jù)寫入對應的ArcSDE字段并保存，上圖后，更新數(shù)據(jù)表。

圖2 ArcSDE到AutoCAD的數(shù)據(jù)加載流程(左) AutoCAD到ArcSDE的數(shù)據(jù)保存流程(右)

上圖的關鍵代碼如下:

UpLoadData(string featureclassname)//取圖函數(shù)

ConvertDBText2SDE(Entity ent，IFeatureClass fc)

//轉換DBText為SDE點要素函數(shù)

ConvertLine2SDE(Entity ent，IFeatureClass fc)

//轉換CAD線型為ArcSDE線要素函數(shù)

ConertPolyline2SDE(Entity ent，IFeatureClass fc)

//轉換CAD多義線為ArcSDE的面要素或線要素函數(shù)ConvertCircle2SDE(Entity ent，IFeatureClass fc)

//轉換CAD圓為ArcSDE的圓函數(shù)

4 實例實現(xiàn)

4.1 實例規(guī)劃審批數(shù)據(jù)

以岳陽市規(guī)劃審批數(shù)據(jù)為例，規(guī)劃審批數(shù)據(jù)按內容分類存放于以下5個數(shù)據(jù)庫中:索引圖圖庫，基礎地理信息庫，規(guī)劃編制成果庫，規(guī)劃審批成果庫，規(guī)劃管理依據(jù)庫，如圖3所示。

其中索引圖圖庫含有:規(guī)劃分片索引圖，規(guī)劃管理單元圖，行政區(qū)域邊界圖，CAD地形圖結合表，1∶1 000地形圖結合表?；A地理信息庫里含有以下4個圖庫:影像圖圖庫、地名庫、管線資料圖庫、地形圖圖庫。規(guī)劃編制成果庫包含以下4個圖庫:總體規(guī)劃圖庫、控制性詳細規(guī)劃圖庫、專項規(guī)劃圖庫、道路匯總圖庫。規(guī)劃審批成果庫包含:定位紅線圖，道路上線案卷圖，交通影響評價項目圖，竣工驗線圖庫，核指標總平面圖，管線總圖，選址藍線，用地紅線，用地藍線等。規(guī)劃管理依據(jù)庫里含有:紅、藍、橙、紫、黑、綠、黃等規(guī)劃七線。

圖3 繪圖編輯菜單與數(shù)據(jù)操作示意圖

4.2 數(shù)據(jù)操作和應用實現(xiàn)

打開岳陽市規(guī)劃審批數(shù)據(jù)處理與輔助入庫系統(tǒng)，左鍵單擊繪圖編輯下的繪圖面板菜單項(如圖3左圖)，彈出繪圖面板，在繪圖面板下的圖層模塊中，右鍵單擊某一圖層，左鍵單擊取圖即可取出該圖層的數(shù)據(jù)。如圖3右所示，右擊用地紅線面圖層，即可將改圖形顯示在CAD界面中進行編輯修改。取完圖后，上圖按鈕即可由灰色變?yōu)楹谏?，編輯修改完后的圖，可以點擊上圖按鈕，將數(shù)據(jù)保存到ArcSDE對應的關系數(shù)據(jù)庫中。圖4和圖5為用地紅線面的取圖和上圖后的顯示圖。

在實例中，以用地紅線為實驗數(shù)據(jù)，取其中6 324個注記點數(shù)據(jù)平均耗時2.9 s，取其中131個線數(shù)據(jù)平均耗時1.9 s，1 836個面數(shù)據(jù)平均耗時2.5 s。上圖比取圖多了添加數(shù)據(jù)的擴展數(shù)據(jù)的過程，且上圖是按當前案卷來上圖，每次上圖的數(shù)據(jù)量不大，平均每次1 s內能完成。對于點、多段線、圓弧、圓數(shù)據(jù)，取圖上圖數(shù)據(jù)準確率能達100%，而樣條曲線由于是用多段線擬合而成，其精度受曲線曲率大小及多段線節(jié)點個數(shù)影響，曲率越小，精度越高，節(jié)點越多，精度越高。

圖4 規(guī)劃審批ArcSDE數(shù)據(jù)在AutoCAD顯示圖

圖5 規(guī)劃審批ArcSDE數(shù)據(jù)在ArcMap顯示圖

5 結 語

本文通過對AutoCAD的二次開發(fā)，實現(xiàn)了規(guī)劃審批數(shù)據(jù)在AutoCAD與ArcSDE間的互操作，促進了CAD與GIS在應用中的交融，方便了數(shù)據(jù)的存儲和編輯以及用戶操作的習慣，不但減少了用戶因數(shù)據(jù)轉換帶來的編輯工作，使用戶提高了工作效率，還提高了數(shù)據(jù)質量與應用價值。有待進一步提高的是優(yōu)化數(shù)據(jù)結構，減少數(shù)據(jù)存儲時間。同時，為了提高數(shù)據(jù)互操作效率，良好的數(shù)據(jù)預處理工作必不可少。

[1] 陳能，施蓓琦.AutoCAD地形圖數(shù)據(jù)轉換為GIS空間數(shù)據(jù)的技術研究與應用[J].測繪通報，2005(8)：11～14，34.

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Research on Implementation of Planning Approval Data Interoperation Between AutoCAD and ArcSDE

Zhou Yanhong，XiWeifeng
(Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals，Ministry of Education School of Geosciences and Infophysics，Central South University Changsha，Changsha 410083，China)

To address planning approval field interoperation problem between AutoCAD and ArcSDE in planning approval datamanagement system，we took redevelopment from AutoCAD to ArcSDE database based on C#.Net and Object SDK.The data could be operated by Down-Load and Up-Loadmodule in the system.Down-Loadmodulewas developed to load planning data from ArcSDE to AutoCAD，the latter was to store AutoCAD format data into ArcSDE.As a case study，themoduleswere integrated into the Planning Approval Data Management System for Yueyang city and the data interoperation was very fast and easy between AutoCAD and ArcSDE+SQL Server 2008.The results show that the implemented interoperation function is convenient for planning approval datamanagement.

planning approval data；AutoCAD data；ArcSDE data；interoperation

1672-8262(2013)03-14-04

P208.1

A

2013—03—04

鄒艷紅(1971—)，女，副教授，博士，研究方向為地學建模及信息系統(tǒng)開發(fā)。

國家自然科學基金項目(41102204)