從AutoCAD到ArcGIS數據轉換的實(shí)踐
長(cháng)久以來(lái)共享空間數據是一個(gè)效率低、易出錯的過(guò)程，且容易丟失大量有價(jià)值的細節和屬性。因此研究將AutoCAD 數據移植到ArcGIS，從而確保最大程度保留空間屬性以及合理利用AutoCAD 數據優(yōu)勢的各種方法，以便于空間數據共享、交換與分析，顯得極為重要。在剖析AutoCAD 與ArcGIS 空間數據格式特征的基礎上，簡(jiǎn)要介紹AutoCAD Map 3D 與ArcGIS 的空間數據集成現狀，并通過(guò)試驗對基于A(yíng)utoCAD Map 3D 與ArcGIS 實(shí)現從AutoCAD 數據到ArcGIS 空間數據格式轉換的常用方法進(jìn)行比較。
隨著(zhù)空間科學(xué)的迅速發(fā)展，雖然AutoCAD 可以與ArcGIS 一同利用基于圖層的地理信息模型來(lái)表征和描述地理世界，以及通過(guò)地圖來(lái)顯示和利用地理信息，然而AutoCAD 與ArcGIS 相比，不利于提供一套全面的分析和數據變換工具，用于執行空間分析和數據處理。因此將AutoCAD 數據移植到ArcGIS 對于空間數據共享與交換顯得極具意義。本文基于A(yíng)utoCAD Map 3D 與ArcGIS，研究從AutoCAD 到Arc-GIS 常用空間數據格式的轉換，并通過(guò)試驗比較2 種方法的可行性。
1、相關(guān)數據格式簡(jiǎn)介
1.1、CAD 數據格式
常見(jiàn)的CAD 文件有AutoCAD 線(xiàn)畫(huà)文件( DWG) 、Autodesk 線(xiàn)畫(huà)交換格式( DXF) 、MicroStation 設計文件( DGN) 。其中DWG 文件包括點(diǎn)折線(xiàn)、面、多面體以及注記五要素，由諸如顏色、線(xiàn)型、線(xiàn)寬、符號等靜態(tài)圖形特征組織后的圖層集合構成。其圖層結構并非ArcGIS 中的圖層那樣組織嚴密，實(shí)體或元素都包含在單一的文件中，要素屬性表是一個(gè)虛擬表，屬性數據的描述主要依據圖層和注記。
DWG 文件被廣泛用來(lái)支持工程、規劃和制圖，但無(wú)法為其指定地理參考信息; DXF 用于A(yíng)utoCAD 與其它軟件進(jìn)行CAD 數據交換，DXF 是一種開(kāi)放的矢量數據格式，可分為ASCII 格式和二進(jìn)制格式，ASCII具有較好可讀性，但占有空間較大，二進(jìn)制格式占有空間小、讀取速度快; DGN 為Bentley 公司的MicroStation和Intergraph 公司的Interactive Graphics Design System 程序所采用和支持的CAD 文件，基于Intergraph標準文件格式( ISFF) 定義，盡管DGN 在使用上不如DWG 文件格式那樣廣泛，但在工業(yè)設計領(lǐng)域及許多大型工程中均有廣泛應用。
1. 2、Shapefile 數據格式
Shapefile 為ArcGIS 中一種用于存儲地理要素的位置、形狀和屬性的矢量數據存儲格式。Shapefile存儲在一組相關(guān)文件中且包含一個(gè)要素類(lèi)，每個(gè)Shapefile 文件僅可存儲一種空間數據: 點(diǎn)、直線(xiàn)、文字或多邊形，文本文件中包含與點(diǎn)關(guān)聯(lián)的屬性文本。由于其不存儲拓撲信息，因此相對于其它空間數據格式占用較小的存儲空間，顯示和訪(fǎng)問(wèn)效率高。Shapefile 文件可存儲要素的幾何圖形和屬性數據，一個(gè)Shapefile 文件最多可以包含5 個(gè)文件名相同但擴展名不同的物理文件:
. shp — 幾何數據
. shx — 地圖要素的幾何索引
. dbf — 與地圖要素關(guān)聯(lián)的屬性數據
. prj — 投影和坐標系數據
. idx — 標識相關(guān)Shapefile 文件的索引字段，是Shapefile 文件中每個(gè)圖元的唯一標識符。
2、AutoCAD 與ArcGIS 數據互操作
2.1、在A(yíng)rcGIS 中使用AutoCAD 數據
ArcGIS 軟件支持對AutoCAD DWG、ASCII 文本和二進(jìn)制格式的Autodesk DXF、MicroStation DGN 數據的直接讀取，但是通常要對數據進(jìn)行編輯，就必須將其轉換為ArcGIS 所能編輯的數據格式，例如Shapefile、Coverage、Geodatabase。在A(yíng)rcGIS 中可將AutoCAD 要素或圖層為輸入對象通過(guò)標準地理處理工具導入，ArcMap 內容列表的快捷菜單提供對復制要素工具、導入CAD 注記工具和CAD 至地理數據庫( Geodatabase) 工具的訪(fǎng)問(wèn)支持，ArcToolBox 中同時(shí)提供了諸多轉換工具。此外，在A(yíng)rcGIS 10 中，為AutoCAD 新增了簡(jiǎn)化后的數據轉換工具、可批量加載CAD 數據集、簡(jiǎn)化了ArcMap 中的字段顯示及支持樣條幾何。
由于A(yíng)utoCAD 只是對數據進(jìn)行邏輯分層，在物理存儲上與Shapefile、Coverage、Geodatabase 數據的要素類(lèi)結構不同，所以在轉換時(shí)將CAD 的各層要素獨立識別與存儲。在A(yíng)rcMap 中AutoCAD 數據被獨立識別為點(diǎn)、折線(xiàn)、面、多面體以及注記五類(lèi)要素，且轉換時(shí)被分別獨立存儲。
2.2、在A(yíng)utoCAD 中訪(fǎng)問(wèn)ArcGIS 數據
AutoCAD Map 3D 可以訪(fǎng)問(wèn)ArcGIS 中現有的空間和屬性數據，這些文件不但存儲要素的幾何圖形，而且存儲要素的屬性。
1) 訪(fǎng)問(wèn)Shapefile: 在A(yíng)utoCAD Map 3D 中可通過(guò)數據連接直接在Shapefile 文件中查看、編輯、清理數據或創(chuàng )建DWG 文件，AutoCAD Map 3D 將每個(gè)Shapefile 和關(guān)聯(lián)的DBF 文件識別為具有單個(gè)幾何圖形特性的要素類(lèi)。
2) 輸入Arc /INFO Coverage: AutoCAD Map 3D 支持輸入及輸出Arc /INFO 7. 2、7. 3、8. x 版本Coverage交換格式( E00) ，但不能使用數據連接訪(fǎng)問(wèn)它們。Arc /INFO 將Coverage 作為文件目錄存儲在本地，在Coverage 目錄中，每個(gè)文件都包含有屬于Coverage 的特定數據。
3) 訪(fǎng)問(wèn)來(lái)自ArcSDE 的要素: 在A(yíng)utoCAD Map 3D 中針對ArcSDE 提供了一個(gè)直接連接選項，可將客戶(hù)端直接連接到Oracle 或SQL Server 據庫引擎，而不是通過(guò)常規連接中使用的單獨ArcSDE 進(jìn)程。用戶(hù)可以在現有的ArcSDE 模式中插入、選擇、更新及刪除要素數據，但不能在A(yíng)utoCAD Map 3D 中創(chuàng )建或修改ArcSDE 模式。
5、結論與建議
AutoCAD 和ArcGIS 結合對于實(shí)現空間數據的集成、交換與共享具有十分重要的意義。然而隨著(zhù)對空間數據要求的不斷提高，在執行空間析和數據處理時(shí)，AutoCAD 與ArcGIS 相比不利于提供一套全面的分析和數據變換工具，從而降低了AutoCAD 這一具有過(guò)渡地理數據庫屬性產(chǎn)品的可利用程度。本文分別基于A(yíng)utoCAD Map 3D 與ArcGIS 實(shí)現從AutoCAD DWG 數據到ArcGIS Shapefile 文件格式轉換，經(jīng)實(shí)驗驗證，在A(yíng)rcMap 中執行數據轉換和采用AutoCAD Map 3D 執行輸出操作導出Shapefile 文件均具有可行性。當AutoCAD DWG 數據要素較為復雜時(shí)，在A(yíng)rcMap 中執行數據轉換其結果難以進(jìn)行區分及有效利用，建議在進(jìn)行數據轉換前在A(yíng)utoCAD 中完成數據整理; 而采用AutoCAD Map 3D 依次按不同幾何要素分別執行Shapefile 文件輸出，能最大限度地保留AutoCAD 數據在A(yíng)rcGIS 中的合理利用程度。
