AutoCAD與GIS數據轉換的研究
從AutoCAD數據本身存在的問題和在數據轉換過程中產生的問題兩方面來分析原因。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行AutoCAD數據向GIS數據轉換的研究。
一、引言
隨著信息化建設的發展,數字化圖已經不能滿足GIS的需要。目前面臨的問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、資源環境調查、災害監測、交通、農業、林業等部門已經積累了相當多的AutoCAD圖形數據,而GIS軟件對數據的管理有專門的格式,其各項分析功能都是基于其獨有的數據格式進行的,所以AutoCAD到GIS的數據入庫必須經過必要的數據轉換。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意義。
二、AutoCAD數據進入GIS后的問題
1、AutoCAD數字地形圖本身存在的問題
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;線狀地物如道路、陡坎等碰到地物如高程點、漢字注記有斷開;獨立符號、漢字注記表示不是很清晰,不能滿足GIS要求。Auto-CAD數據注重線條的顏色、線型和圖形的質量,不注重實體間的拓撲關系,而GIS數據注重實體間關系的連續性、閉合性、一致性等因素。
2、數據轉換過程中出現的問題
盡管大多數GIS軟件都在功能介紹中說明能接收AutoCAD中的圖形數據,但或多或少地存在一些問題:
1、在數據轉換過程中普遍存在著信息損失。由于數字化成圖系統大多是基于CAD開發的,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合存儲與管理,這就導致了在數據轉換中,不僅空間信息會有損失,屬性信息損失的情況會更嚴重。
2、雖然大部分圖形數據能轉換過去,但其線型可能已失去原有的含義,是一種表面上的轉換。由于AutoCAD對圖形沒有檢核功能,出現了線條連接處的不閉合,或線條出頭等現象,造成了轉換后編輯修改工作量增大。
3、建筑物線劃圖存在著重復畫線、部分線條沒有閉合的問題,這將導致數據冗余。沒有閉合的線
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,只是用一些線條劃在建筑物中間作為分界線,且分界線有的沒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、在數據轉換的過程中,除了信息損失外,還往往伴隨著數據膨脹,有時會導致GIS無法對這些海量數據進行管理。
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鍵字;A地理數據編碼的設計是在GIS中進行制圖的需要,是實現基礎空間信息共享的基礎。在進行基礎地理數據編碼設計時,必須遵循如下原則:
1、遵從國家和行業標準。
2、方便應用。用戶可根據不同的需求,分層和按專題要素提取基礎地理要素信息,隨意定制專題顯示及輸出。
3、便于系統實現。在實際進行設計時,可在5國家基礎地形要素編碼6的基礎上加以擴充,以滿足系統的實際需要。地形圖成圖面向GIS成圖、實現/信息化0,必須有一套科學、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還有本質的區別,需要進行大量的編程實現制圖軟件與GIS軟件的無縫聯結。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性。外部數據交換模式指其他數據格式經專門的數據轉換程序進行格式轉換后,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
質量檢查是確保數據質量的一道重要工序,檢查內容包括數據精度、圖形信息、拓撲信息、屬性信息等四個方面。為發現并有效消除誤差,一般采用如下方法進行檢查:
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,與數字地圖進行觀察和比較。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,包括線段的過長或過短、多邊形的重疊和裂口、線段的斷裂等。
3、邏輯檢查法:根據數據拓撲一致性進行檢查。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其取值范圍。屬性數據之間或屬性數據與地理實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、線、面,不通過屬性查詢無法識別其是何種地物,所以符號匹配的開發是必不可少的。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,地圖符號分為點狀符號、線狀符號、面狀符號三類。地圖注記因為與點狀符號在諸多方面的相似性,故歸于點狀符號一類。在ArcGIS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狀符號(PointSymbol)、線狀符號(LineSymbol)、面狀符號(FillSymbol)、文字符號(TextSymbol)。
四、結束語
數據是GIS的血液,是決定GIS系統成敗的關鍵。AutoCAD數據是GIS的數據主要來源,要利用AutoCAD軟件的優點,制定出一系列的規則,使其圖形附屬上部分屬性,開發相應的生成符號和進行拓撲處理的應用程序,滿足GIS的要求。提倡面向實體的數據采集系統。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足傳統地形圖的需求,又能滿足各種GIS的應用,這樣將會大大推動我國GIS事業的發展。