基于GDInfo的CAD数据到GIS数据的转换

2023-02-10

随着城市规模的不断扩大, 市政设施建设取得了长足的发展, 市政信息管理在城市建设和管理中的重要性也日趋显著, 应用地理信息系统 (以下简称GIS) 管理市政信息已成为必然的趋势。GDInfo正是应用GIS技术进行二次开发的地理信息平台。

数据是GIS的核心, 数据的储存、管理、分析和建模是GIS先进技术的主要体现, 然而数据质量和数据共享一直制约着GIS的发展和应用, 寻求快速、有效的海量GIS数据建库方法成为GIS应用研究的首要任务之一。纵观现代城市建设基础地理数据, 主要是以AutoCAD数据格式 (*.dwg或*.dxf) 储存的, CAD一直被视为强大的工程设计精确数据输入和编辑工具, 但它在处理对象属性方面差强人意, 与数据库的连接限制很大, 空间分析和制图功能也很欠缺。如何实现CAD数据和GIS数据的无损转换和无缝对接, 正是GIS得到广泛应用和快速发展的关键所在。

1 CAD数据转GIS数据前期准备工作

由于CAD和GIS的数据编码不同, 对数据的理解和描述也不一样, 在CAD数据中, 包含多种类型的图形对象, 如点、线段、折线、Hatch (填充) 、Block (块) 等, 而GIS数据中, 只有三种类型的图形对象:点、线、面, 从而导致转换工作不能直接进行, 而必须对不符合GDInfo入库要求的CAD图形进行修正, 主要包括数据组织修正、坐标系修正和复杂线形修正。

1.1 数据组织修正

CAD以图层 (layer) 来组织图形数据, 一个图层可以包含多种类型的图素, 比如点、线、面等可以共层, 一个CAD文件又可以包含多个图层。而在GIS中, 是以专题来组织图形数据的, 不同的专题对应不同的图层, 如点、线、面等, 应分层存放, 不能共存于同一个专题。故在将CAD数据转换为GIS数据前, 应把图层按不同的专题重新组织。

1.2 坐标系修正

C A D图形在设计、编辑过程中可能被旋转、平移过, 导致图形标注坐标和实际坐标不相符, 此时便要对CAD图形进行坐标修正。应用南方CASS6.1的“坐标转换”功能可以快速的实现坐标系修正, 如图1所示。

1.3 复杂线形修正

由于GIS软件支持的数据格式类型没CAD支持的类型多, 很多复杂的C A D数据类型, 如一些复杂的块、多重的块嵌套等无法进行直接转换;还有一些数据, 如Spline, 在不同的软件中, 其进行运算的内插函数的参数不一样, 往往会导致转换成GIS数据后样条曲线的变形, 为使这些CAD线形能完整的转换到GDInfo平台, 必须对其进行修正。对于复杂的块、多重的块嵌套, 进行图形打散转换;对于Spline, 进行类型转换或重生成, 以达到GDInfo平台所支持的格式类型。

2 CAD数据导入至GDInfo平台, 形成GIS数据

经过前期各项准备工作, 基本上形成了符合GDInfo平台导入要求的CAD数据, 现就导入的数据进行GIS格式转换。

2.1 数据分层及编码

数据分层是GIS成图系统对数据进行组织、管理的重要手段, 设置不同的图层是分类表示不同地貌要素、不同图饰符号和不同专题信息的依据。我国现行的《1∶500, 1∶1000, 1∶2000地形图要素的分类与代码》将地图实体分为9大类:测量控制点、居民地和垣栅、工矿建筑物及其他设施、交通及附属设施、管线及附属设施、水系及附属设施、境界、地貌与土质、植被等, 并对每一大类中包含的地图实体做了详细的规定。基于GDInfo平台的“竣工数据回帖”功能, 可以快速的对C A D数据进行分层导入。

编码是地形图数据库与GIS的重要因素, 只有编码才能实现对数据的操作与管理, 并且区分有价数据与图形描述数据。因此, 在生产前, 我们必须建立起一套规范化、标准化的基础地理信息分类与分层编码方案。在GDInfo平台中, 采用6位数编码, 能够较好的满足GIS的应用需求。

2.2 图形接边处理

经过转换入库的数据还存在一定的问题, 还要进行空间数据的拼接。在相邻图幅的边缘部分, 由于原图本身的数字化误差, 使得同一实体的线段或弧段的坐标数据不能相互拼接, 或是由于坐标系统、编码方式等不统一, 需进行图幅数据边缘匹配处理。

GDInfo平台提供的图形检测、编辑功能, 可对有问题的图形进行灵活处理, 如重线、重点检测和自动删除, 伪节点、悬挂点检测和预处理等等, 从而完成图形的无缝对接。

2.3 属性数据编辑

属性项是GIS数据区别于CAD数据的主要特征之一, GIS数据的应用和完善有赖于属性数据和空间数据的正确联挂。

在GDInfo中, 有两种属性数据编辑方式, 一是应用“字段值替换”功能, 对导入的CAD数据进行大量、快速的编辑、更新 (如图2所示) ;二是应用“属性克隆”功能, 对同一图层中取相同属性值的某两个实体图形, 相互之间可以进行快速的属性克隆更新, 如图3所示。

属性添加完成后, 务必对属性数据和空间数据联挂的正确性进行检查, 尤其要对涉及高程和埋深的数据进行检测, 否则不能应用GIS的空间分析模块。

3 结语

在应用GIS技术对市政信息进行管理的应用中, 对现有数据的重用和对未有数据的采集, 构成了市政信息数据的两大来源, 保证两大来源数据的质量成为了构建高质量GIS数据的关键。实践证明, 利用GDInfo作为市政基础CAD数据到GIS数据转换的中间平台, 有其比较优势, 不但有效减少数据丢失和杜绝图形变形, 保证转换精度, 而且其适应大批量、高效率的数据转换, 在市政信息管理中得到普及的应用。

摘要：2002年, 江门市市政局应用韩国GDInfo技术平台 (以下简称GDInfo) 建立了江门市市政信息管理系统。本文论述了GDInfo在市政信息管理方面的应用和研究, 并深入分析了在市政信息更新、应用过程中, 基于GDInfo的AutoCAD数据到GIS数据的转换, 及其转换过程中出现的各类问题的处理、解决办法。

关键词：市政信息,GDInfo,CAD,GIS,数据,转换