AutoCAD地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS空間數(shù)據(jù)的技術(shù)和應(yīng)用探討

摘 要：本文首先簡(jiǎn)要介紹了AutoCAD數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)AutoCAD地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS空間數(shù)據(jù)的技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)行論述。期望通過(guò)本文的研究能夠?qū)μ岣邤?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效率有所幫助。

關(guān)鍵詞：AutoCAD；GIS；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

中圖分類號(hào)：TP391.72

1 AutoCAD數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

1.1 AutoCAD數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

AutoCAD是一款具有強(qiáng)大的制圖功能的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，它的圖形要素由以下三個(gè)部分組成：即圖形性質(zhì)的屬性數(shù)據(jù)、圖形元素的幾何形狀與地理位置以及標(biāo)識(shí)符。其圖形元素一般全都記錄在DWG文件當(dāng)中，并以DXF來(lái)實(shí)現(xiàn)與其它軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。DXF是由多個(gè)節(jié)組成的文件，其中每個(gè)節(jié)都是由多個(gè)組構(gòu)成，通常每個(gè)組在文件當(dāng)中占兩行，典型的DXF文件結(jié)構(gòu)為：ODXF組碼+POINT數(shù)據(jù)元素。

1.2 GIS數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

在GIS系統(tǒng)當(dāng)中，描述地理要素及現(xiàn)象的空間數(shù)據(jù)包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容：空間位置、拓?fù)潢P(guān)系以及要素屬性。對(duì)于同一組數(shù)據(jù)若是采用不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，則會(huì)獲得不同的內(nèi)容。按照組織形式可將空間數(shù)據(jù)分為矢量和柵格兩類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，這兩類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)全都能夠用于地理實(shí)體三種基本類型的描述，即點(diǎn)、線和面。GIS實(shí)體之間的拓?fù)潢P(guān)系為空間分析奠定了基礎(chǔ)，這也是其與AutoCAD較為顯著的區(qū)別之一。

2 AutoCAD地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS空間數(shù)據(jù)的技術(shù)與應(yīng)用

2.1 轉(zhuǎn)換技術(shù)與方法

就GIS而言，其數(shù)據(jù)源的種類較為繁多，如航空攝影、衛(wèi)星、GPS、測(cè)繪等等。而AutoCAD則是國(guó)土資源、城市規(guī)劃、水利工程等首選的設(shè)計(jì)軟件，雖然AutoCAD的實(shí)用性較強(qiáng)，但其缺乏對(duì)空間數(shù)據(jù)信息的描述與分析功能。為此，將AutoCAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS數(shù)據(jù)非常必要。下面重點(diǎn)對(duì)AutoCAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS數(shù)據(jù)的技術(shù)與方法進(jìn)行介紹。

2.1.1 基于FME的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

ArcGIS軟件當(dāng)中的Data Interoperability是由ArcGIS公司與SSW（Safe Soft-Ware）公司聯(lián)合研發(fā)出來(lái)的擴(kuò)展模塊，該模塊是基于FME進(jìn)行建立的。Data Interoperability模塊中帶有專用的轉(zhuǎn)換工具Spatial ETL Tool，通過(guò)該轉(zhuǎn)換工具能夠創(chuàng)建一個(gè)相對(duì)比較完整的語(yǔ)義轉(zhuǎn)換引擎，即FME Workbench，以此可對(duì)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換進(jìn)行定義。具體而言，Spatial ETL Tool能夠?yàn)锳utoCAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換提供一個(gè)平臺(tái)，借助該工具能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)語(yǔ)義的轉(zhuǎn)換。它允許用戶在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新建構(gòu)，并且用戶還可按照自身的使用需要，對(duì)相同數(shù)據(jù)源的不同層面及內(nèi)容進(jìn)行提取，這極大程度地方便了用戶使用。

2.1.2 基于轉(zhuǎn)換平臺(tái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

由于數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)不一致的問(wèn)題，為避免此類問(wèn)題的發(fā)生，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的目的，可以采用Client/Server體系結(jié)構(gòu)，使所有的空間數(shù)據(jù)與各應(yīng)用軟件的模塊都共享一個(gè)平臺(tái)。這樣一來(lái)，全部數(shù)據(jù)均能夠存儲(chǔ)在Server端，而Client端只需要根據(jù)用戶的使用需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，由此不但實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源共享，而且還進(jìn)一步減少了Client端的負(fù)擔(dān)。

2.1.3 基于Arc Tools模塊的轉(zhuǎn)換

通過(guò)ArcGIS軟件當(dāng)中自帶的Arc Tools模塊能夠?qū)utoCAD中的DWG格式文件轉(zhuǎn)換成為Shapefile文件。在Arc Tools box當(dāng)中有兩個(gè)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換工具，即Coversion tools和Data inter-。當(dāng)AutoCAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Geodatebase數(shù)據(jù)時(shí)，一般需要先轉(zhuǎn)換為相對(duì)比較簡(jiǎn)單的要素層，然后再根據(jù)Geodatebase模型的定義，對(duì)要素類進(jìn)行組織合并、定義域，最后便可導(dǎo)出Shapefile文件。

2.1.4 利用編程的方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

當(dāng)有大量的AutoCAD數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)換為GIS數(shù)據(jù)時(shí)，通常需要重復(fù)轉(zhuǎn)換操作，直至所有數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)換完為止，這個(gè)過(guò)程相對(duì)比較繁瑣，并且效率也不高。針對(duì)此類情況，則可借助編程的方式來(lái)完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，由此能夠使整個(gè)操作過(guò)程得以進(jìn)一步簡(jiǎn)化。利用編程的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的具體步驟如下：首先選擇某種適用的編程語(yǔ)言，然后對(duì)AutoCAD源數(shù)據(jù)的文件進(jìn)行讀取，將其中的圖形與屬性信息全部提取出來(lái)，再將這部分信息寫入到目標(biāo)文件當(dāng)中；隨后通過(guò)編程便可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。這種方法最為顯著的優(yōu)點(diǎn)在于其能夠按照用戶的實(shí)際使用需求，在編程階段增加一些特定的功能，如在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)構(gòu)建點(diǎn)、線、面的拓?fù)潢P(guān)系或是有選擇性的增加一些圖形的屬性信息等等。此外，ArcGIS軟件還提供了一個(gè)高級(jí)宏命令語(yǔ)言，即AML，其能夠在寫字板中編輯成文本的形式，并在這一基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

2.1.5 基于Autodesk Map的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

Autodesk Map是AutoCAD系列軟件中較為常用的一類軟件，該軟件當(dāng)中的Map模塊帶有一個(gè)“地圖工具”，其中有一項(xiàng)輸出功能，通過(guò)該功能便可實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。輸出的數(shù)據(jù)格式可以是ArcGIS的Eoo、Shapefile等格式，也可以是其它類型的GIS數(shù)據(jù)格式。

2.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的注意事項(xiàng)

當(dāng)空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入至GIS之后，各類要素并不能以符號(hào)的形式進(jìn)行顯示，若是不通過(guò)屬性查詢則無(wú)法進(jìn)行識(shí)別，所以地圖數(shù)據(jù)與符號(hào)的匹配是CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS數(shù)據(jù)時(shí)，必須重點(diǎn)注意的問(wèn)題。基于面向?qū)ο蟮乃枷?，按照地圖符號(hào)制圖特性，大體上可將地圖符號(hào)分為以下三類，即點(diǎn)狀、線狀和面狀。由于地圖注記與點(diǎn)狀符號(hào)的相似度較高，故此可將之歸于此類當(dāng)中。所以，在ArcGIS軟件當(dāng)中，可設(shè)計(jì)并生成自己的地圖符號(hào)，具體包括Point Symbol、Line Symbol、Fill Symbol和Text Symbol。

2.3 應(yīng)用實(shí)例

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文的研究可知，應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)能夠?qū)utoCAD地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS空間數(shù)據(jù)。在未來(lái)一段時(shí)期，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)加大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)方面的研究力度，除對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善之外，還應(yīng)積極研制開(kāi)發(fā)出一些新的技術(shù)，以此來(lái)進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率和質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：李琳（1975.06-），女，河北昌黎人，高級(jí)工程師，學(xué)士學(xué)位，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)。

作者單位：神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司信息處，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 010300