AutoCAD與GIS數據轉換的研究

　　從AutoCAD數據本身存在的問(wèn)題和在數據轉換過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題兩方面來(lái)分析原因。從基礎地理數據編碼的設計、數字地形圖的檢查、圖層及數據的規范化處理、數字地形圖要素采集原則、數據的轉換方式和數據的編輯整合等方面進(jìn)行AutoCAD數據向GIS數據轉換的研究。

一、引言

　　隨著(zhù)信息化建設的發(fā)展，數字化圖已經(jīng)不能滿(mǎn)足GIS的需要。目前面臨的問(wèn)題是如何充分利用已有的非GIS數據，快捷高效地建立GIS數據庫。我國在測繪制圖、城市規劃、資源環(huán)境調查、災害監測、交通、農業(yè)、林業(yè)等部門(mén)已經(jīng)積累了相當多的AutoCAD圖形數據，而GIS軟件對數據的管理有專(zhuān)門(mén)的格式，其各項分析功能都是基于其獨有的數據格式進(jìn)行的，所以AutoCAD到GIS的數據入庫必須經(jīng)過(guò)必要的數據轉換。因此，將AutoCAD數據導入GIS，并將其轉化為GIS的內部格式文件有重要的現實(shí)意義。

二、AutoCAD數據進(jìn)入GIS后的問(wèn)題

　　1、AutoCAD數字地形圖本身存在的問(wèn)題

　　一般AutoCAD數字地形圖要素其表現形式如表1所示。從表1可以看出，AutoCAD格式數字地形圖要素的表現形式有多種，其面狀地物如建筑物、水系也不一定完全閉合;線(xiàn)狀地物如道路、陡坎等碰到地物如高程點(diǎn)、漢字注記有斷開(kāi);獨立符號、漢字注記表示不是很清晰，不能滿(mǎn)足GIS要求。Auto-CAD數據注重線(xiàn)條的顏色、線(xiàn)型和圖形的質(zhì)量，不注重實(shí)體間的拓撲關(guān)系，而GIS數據注重實(shí)體間關(guān)系的連續性、閉合性、一致性等因素。

　　2、數據轉換過(guò)程中出現的問(wèn)題

　　盡管大多數GIS軟件都在功能介紹中說(shuō)明能接收AutoCAD中的圖形數據，但或多或少地存在一些問(wèn)題:

　　1、在數據轉換過(guò)程中普遍存在著(zhù)信息損失。由于數字化成圖系統大多是基于CAD開(kāi)發(fā)的，它偏重于對空間幾何信息的描述;而GIS則要求空間信息與屬性信息聯(lián)合存儲與管理，這就導致了在數據轉換中，不僅空間信息會(huì )有損失，屬性信息損失的情況會(huì )更嚴重。

　　2、雖然大部分圖形數據能轉換過(guò)去，但其線(xiàn)型可能已失去原有的含義，是一種表面上的轉換。由于A(yíng)utoCAD對圖形沒(méi)有檢核功能，出現了線(xiàn)條連接處的不閉合，或線(xiàn)條出頭等現象，造成了轉換后編輯修改工作量增大。

　　3、建筑物線(xiàn)劃圖存在著(zhù)重復畫(huà)線(xiàn)、部分線(xiàn)條沒(méi)有閉合的問(wèn)題，這將導致數據冗余。沒(méi)有閉合的線(xiàn)

　　條最終將不能生成建筑物，造成有用信息損失。

　　4、相鄰的建筑物外界沒(méi)有區分，有很多不同權屬、不同樓層和結構的房屋都被劃在一起，只是用一些線(xiàn)條劃在建筑物中間作為分界線(xiàn)，且分界線(xiàn)有的沒(méi)有與建筑物的邊界相交，有的還分布在其他圖層里面。這將造成導入GIS中后，被誤以為是一棟建筑物。

　　5、在數據轉換的過(guò)程中，除了信息損失外，還往往伴隨著(zhù)數據膨脹，有時(shí)會(huì )導致GIS無(wú)法對這些海量數據進(jìn)行管理。

三、AutoCAD向GIS數據轉換的方法

　　1、基礎地理數據編碼的設計

　　地形圖數據編碼是在GIS中惟一標識某一地物的關(guān)鍵字�；�礎地理數據編碼的設計是在GIS中進(jìn)行制圖的需要，是實(shí)現基礎空間信息共享的基礎。在進(jìn)行基礎地理數據編碼設計時(shí)，必須遵循如下原則:

　　1、遵從國家和行業(yè)標準。

　　2、方便應用。用戶(hù)可根據不同的需求，分層和按專(zhuān)題要素提取基礎地理要素信息，隨意定制專(zhuān)題顯示及輸出。

　　3、便于系統實(shí)現。在實(shí)際進(jìn)行設計時(shí)，可在5國家基礎地形要素編碼6的基礎上加以擴充，以滿(mǎn)足系統的實(shí)際需要。地形圖成圖面向GIS成圖、實(shí)現/信息化0，必須有一套科學(xué)、權威的地形圖要素編碼體系。

　　表1 數字地形圖要素的表現形式

　　5、數據轉換方式

　　為了與其他軟件進(jìn)行數據轉換，通常定義一種外部數據交換格式，如AutoCAD的DXF、Arc/Info的E00格式、MapInfo的MIF格式等，但AutoCAD與GIS還有本質(zhì)的區別，需要進(jìn)行大量的編程實(shí)現制圖軟件與GIS軟件的無(wú)縫聯(lián)結。目前，外部數據交換模式在具體的工程應用中更具可操作性和現實(shí)性。外部數據交換模式指其他數據格式經(jīng)專(zhuān)門(mén)的數據轉換程序進(jìn)行格式轉換后，復制到當前系統中的數據庫或文件中，例如DWG格式文件yDXF文件yARCMAP格式文件。

　　6、數據編輯整合

　　(1)數據檢查方法

　　質(zhì)量檢查是確保數據質(zhì)量的一道重要工序，檢查內容包括數據精度、圖形信息、拓撲信息、屬性信息等四個(gè)方面。為發(fā)現并有效消除誤差，一般采用如下方法進(jìn)行檢查:

　　1、疊合比較法:是空間數據正確與否的最佳檢核方法，把原圖定位導入GIS軟件中，與數字地圖進(jìn)行觀(guān)察和比較。一般對于空間數據的位置不完整和不準確馬上就可以發(fā)現。

　　2、目視檢查法:指在屏幕上用目視檢查的方法，檢查一些明顯的數據誤差和錯誤，包括線(xiàn)段的過(guò)長(cháng)或過(guò)短、多邊形的重疊和裂口、線(xiàn)段的斷裂等。

　　3、邏輯檢查法:根據數據拓撲一致性進(jìn)行檢查。對屬性數據的檢查一般也最先采用這種方法，檢查屬性數據的值是否超過(guò)其取值范圍。屬性數據之間或屬性數據與地理實(shí)體之間是否有荒謬的組合。對于空間數據的不完整或位置的誤差，主要是利用GIS的圖形編輯功能如刪除(目標、屬性、坐標)、修改(平移、拷貝、連接、分裂、合并、整飾)、插入等進(jìn)行處理。

　　(2)地圖數據與地圖符號庫的匹配

　　空間數據轉入GIS后，要素并不能以符號顯示，只是點(diǎn)、線(xiàn)、面，不通過(guò)屬性查詢(xún)無(wú)法識別其是何種地物，所以符號匹配的開(kāi)發(fā)是必不可少的。按照面向對象的思想，根據地圖符號的制圖特性及其所表示的地物與地理現象的分布特征，地圖符號分為點(diǎn)狀符號、線(xiàn)狀符號、面狀符號三類(lèi)。地圖注記因為與點(diǎn)狀符號在諸多方面的相似性，故歸于點(diǎn)狀符號一類(lèi)。在A(yíng)rcGIS中可以設計和生成屬于自己的地圖符號，按其基本特性可以分為點(diǎn)狀符號(PointSymbol)、線(xiàn)狀符號(LineSymbol)、面狀符號(FillSymbol)、文字符號(TextSymbol)。

四、結束語(yǔ)

　　數據是GIS的血液，是決定GIS系統成敗的關(guān)鍵。AutoCAD數據是GIS的數據主要來(lái)源，要利用AutoCAD軟件的優(yōu)點(diǎn)，制定出一系列的規則，使其圖形附屬上部分屬性，開(kāi)發(fā)相應的生成符號和進(jìn)行拓撲處理的應用程序，滿(mǎn)足GIS的要求。提倡面向實(shí)體的數據采集系統。有必要制定出一套規范，使得地形圖測繪和數字化成果既能滿(mǎn)足傳統地形圖的需求，又能滿(mǎn)足各種GIS的應用，這樣將會(huì )大大推動(dòng)我國GIS事業(yè)的發(fā)展。