基于CAD數(shù)據(jù)的GIS化處理過程的研究與應(yīng)用

夏曉艷

[摘要]本文利用現(xiàn)有測繪的CAD地形圖數(shù)據(jù)，對CAD數(shù)據(jù)處理方法進行研究，實現(xiàn)了CAD數(shù)據(jù)自動提取成GIS數(shù)據(jù)。并應(yīng)用于天津市1∶500地形圖數(shù)據(jù)自動提取GIS數(shù)據(jù)項目。

[關(guān)鍵詞]CAD數(shù)據(jù) GIS 處理過程 研究應(yīng)用

[中圖分類號] P2 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-219-2

1單元管理

在傳統(tǒng)圖幅管理模式下創(chuàng)新地提出了單元管理方式，它是適合數(shù)據(jù)生產(chǎn)和建庫的管理方式，在數(shù)據(jù)上最大限度地保證地物的完整性，在生產(chǎn)上減少接邊工作量，且適于GIS數(shù)據(jù)的提取。單元是若干由道路、河流圍成的最小區(qū)域組合而成；以行政區(qū)劃界線、地籍街、坊線為主要參考，依據(jù)道路、河流中心線進行劃分；單元線不宜切割要素、不應(yīng)跨河，被單元線切割的面狀要素，應(yīng)單獨維護；相鄰單元之間不應(yīng)有縫隙和重疊；單元數(shù)據(jù)量以10MB為宜。如圖1所示，是天津市和平區(qū)1∶500單元劃分圖。

2面狀要素的處理

（1）在CAD數(shù)據(jù)中閉合線可以直接提取為GIS數(shù)據(jù)中的面要素。數(shù)據(jù)處理時分為三種情況：

采集閉合輪廓線、范圍線表示。在不影響圖面表示的情況下，面狀要素采集閉合輪廓線、范圍線表示，共線部分重線表示。如：一般房屋、架空房屋等。

加繪框架線表示。在影響圖面表示的情況下，面狀要素采集非閉合輪廓線、范圍線表示，共線部分不重線表示，但應(yīng)按其輪廓、范圍拓?fù)渖煽蚣芫€，框架線保留在數(shù)據(jù)層，出圖時不顯示。拓?fù)涔δ芸稍贑AD中二次開發(fā)完成。如：植被、工礦面等[1]。

采集框架線表示。橋梁、涵洞等面狀要素通過采集框架線自動生成地物符號，出圖時只顯示地物符號，框架線保留在數(shù)據(jù)層。一般地形圖測圖軟件都可以實現(xiàn)。

（2）道路、水系面狀地物范圍較大且相互貫通，在GIS數(shù)據(jù)中主要作為背景面使用，因此在CAD數(shù)據(jù)中通過添加道路、水系輔助線（輔助線是為使邊線不閉合的面狀要素邊線閉合而添加的線）與道路、水系邊線拓?fù)渖擅嬉?，減少作業(yè)工作量。添加道路、水系輔助線繪制原則如下：

①不同等級的河流、溝渠水涯線相連時，在等級變換處應(yīng)加繪高等級水系輔助線，如圖2所示。圖2中a處為輔助線，圓圈處為加繪輔助線的起止位置。

②河流、溝渠遇到水上懸空建筑（例如：房屋、柱廊等），應(yīng)加繪輔助線，如圖3（a）所示；遇到依比例尺橋梁、閘、涵洞等時，應(yīng)加繪輔助線，如圖3（b）所示。保持水系面的貫通。圖3中a處為輔助線。

③道路在不封閉的情況下，加繪輔助線。不同等級的道路相通，應(yīng)加繪高等級道路的輔助線，加繪時，應(yīng)保證高等級的道路平直。當(dāng)公路與城市道路相通時，宜加繪城市道路輔助線。

④道路遇到單位、小區(qū)入口等處，應(yīng)加繪道路輔助線，輔助線加在道路拐彎前與直線相交切點處，保證道路的平直，如圖4所示。圖中ab、cd、ef為加繪輔助線位置[2]。

⑤道路與建筑物、圍墻等地物共邊線時，應(yīng)加繪道路輔助線。

⑥道路遇到橋梁、通車水閘、鐵路平交道口等處應(yīng)加繪道路輔助線。

3屬性加載

（1）點狀要素屬性應(yīng)加在符號上（例如：控制點、不依比例尺的水塔等）。

（2）線狀要素屬性載體分為以下兩種情況：

①單實線、圖元整體式線狀要素（例如：不依比例尺的鄉(xiāng)村路、單線常年河等），屬性應(yīng)加在線上；

②有骨架線的復(fù)雜線狀要素（例如：直立式防洪墻無灘加固岸、高壓輸電線等），屬性應(yīng)加在骨架線上。

（3）面狀要素屬性載體分為以下三種情況：

①范圍線或輪廓線能獨立閉合的面狀要素（例如：房屋、水池、依比例尺糧倉等），屬性應(yīng)加在范圍線或輪廓線上；

②范圍線或輪廓線不能獨立閉合的面狀要素（例如：橋梁、閘、露天采掘場等），屬性應(yīng)加在框架線上；

③雙線表示的面狀要素（例如：雙線河流、道路等），屬性應(yīng)加在中心線上。

（4）數(shù)據(jù)提取：數(shù)據(jù)處理完成后，通過提取軟件，從地形圖數(shù)據(jù)中自動提取為GIS數(shù)據(jù)。滿足CAD數(shù)據(jù)要求的地形圖要素只有點、塊、線要素，而GIS數(shù)據(jù)包含點、線、面要素，為了自動提取為GIS數(shù)據(jù)，我們需要通過一定的方法進行計算、處理來獲取面。該方法是將滿足CAD要求的地形圖面要素分成三類：

①閉合的多段線，如磚石結(jié)構(gòu)房屋。

②首尾相連形成閉合面的多段線，如河流、溝渠。

③通過輔助線閉合的道路。對于第一類要素，對多段線進行一定的自相交檢查后，直接將其通過格式轉(zhuǎn)換變成面要素。對于第二類要素，通過對照表，獲取其邊線及其對應(yīng)的輔助線；循環(huán)去除懸掛多段線，直到所有的線都不懸掛為止。依次循環(huán)每一條多段線，尋找與之相連的所有線，并記錄下來；依次循環(huán)每一條多段線，運用左轉(zhuǎn)算法構(gòu)面；對所有面運用奇切偶不切原理進行切島處理。對于第三類要素，通過對照表，獲取其邊線及其對應(yīng)的輔助線；對所有的線進行去除重合多段線及相交處打斷處理；循環(huán)去除懸掛多段線，直到所有的線都不懸掛為止。依次循環(huán)每一條多段線，尋找與之相連的所有線，并記錄下來；依次循環(huán)每一條多段線，運用左轉(zhuǎn)算法構(gòu)面；對所有面運用奇切偶不切原理進行切島處理。GIS數(shù)據(jù)的點要素主要包括獨立地物、控制點、高程點、單位點等。線要素主要包括道路中心線、水系中心線、鐵路、垣柵、管線等。面要素主要包括建筑、植被、工礦、橋梁、水系、道路等。圖5為提取軟件界面，圖6為提取后的GIS數(shù)據(jù)[3]。

4結(jié)束語

綜上所述，為了避免CAD數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)的重復(fù)生產(chǎn)，盡可能利用現(xiàn)有測繪的CAD數(shù)據(jù)，通過對CAD數(shù)據(jù)處理的方法研究，編寫了GIS提取軟件，實現(xiàn)了生產(chǎn)中只維護一套CAD數(shù)據(jù)，實時生成GIS數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的實時更新維護。天津市區(qū)1∶500地形圖（269個單元，約400km2），天津濱海新區(qū)地形圖（106個單元，約3180km2）通過以上數(shù)據(jù)處理方法已實現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)的提取。

參考文獻(xiàn)

[1]高瑛，蘇梓璇，董延紅.CAD數(shù)據(jù)向GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中若干問題的解決[J].測繪技術(shù)裝備，2013（02）：47-49+21.

[2]毛碩.基于FME的CAD與GIS數(shù)據(jù)共享研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2013.

[3]王蕾.GIS與CAD地理空間數(shù)據(jù)共享方法研究[D].南京師范大學(xué)，2013.