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[摘要]本文利用现有测绘的CAD地形图数据，对CAD数据处理方法进行研究，实现了CAD数据自动提取成GIS数据。并应用于天津市1∶500地形图数据自动提取GIS数据项目。
[关键词]CAD数据 GIS 处理过程 研究应用
[中图分类号] P2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-219-2
1单元管理
在传统图幅管理模式下创新地提出了单元管理方式，它是适合数据生产和建库的管理方式，在数据上最大限度地保证地物的完整性，在生产上减少接边工作量，且适于GIS数据的提取。单元是若干由道路、河流围成的最小区域组合而成；以行政区划界线、地籍街、坊线为主要参考，依据道路、河流中心线进行划分；单元线不宜切割要素、不应跨河，被单元线切割的面状要素，应单独维护；相邻单元之间不应有缝隙和重叠；单元数据量以10MB为宜。如图1所示，是天津市和平区1∶500单元划分图。
2面状要素的处理
（1）在CAD数据中闭合线可以直接提取为GIS数据中的面要素。数据处理时分为三种情况：
采集閉合轮廓线、范围线表示。在不影响图面表示的情况下，面状要素采集闭合轮廓线、范围线表示，共线部分重线表示。如：一般房屋、架空房屋等。
加绘框架线表示。在影响图面表示的情况下，面状要素采集非闭合轮廓线、范围线表示，共线部分不重线表示，但应按其轮廓、范围拓扑生成框架线，框架线保留在数据层，出图时不显示。拓扑功能可在CAD中二次开发完成。如：植被、工矿面等[1]。
采集框架线表示。桥梁、涵洞等面状要素通过采集框架线自动生成地物符号，出图时只显示地物符号，框架线保留在数据层。一般地形图测图软件都可以实现。
（2）道路、水系面状地物范围较大且相互贯通，在GIS数据中主要作为背景面使用，因此在CAD数据中通过添加道路、水系辅助线（辅助线是为使边线不闭合的面状要素边线闭合而添加的线）与道路、水系边线拓扑生成面要素，减少作业工作量。添加道路、水系辅助线绘制原则如下：
①不同等级的河流、沟渠水涯线相连时，在等级变换处应加绘高等级水系辅助线，如图2所示。图2中a处为辅助线，圆圈处为加绘辅助线的起止位置。
②河流、沟渠遇到水上悬空建筑（例如：房屋、柱廊等），应加绘辅助线，如图3（a）所示；遇到依比例尺桥梁、闸、涵洞等时，应加绘辅助线，如图3（b）所示。保持水系面的贯通。图3中a处为辅助线。
③道路在不封闭的情况下，加绘辅助线。不同等级的道路相通，应加绘高等级道路的辅助线，加绘时，应保证高等级的道路平直。当公路与城市道路相通时，宜加绘城市道路辅助线。
④道路遇到单位、小区入口等处，应加绘道路辅助线，辅助线加在道路拐弯前与直线相交切点处，保证道路的平直，如图4所示。图中ab、cd、ef为加绘辅助线位置[2]。
⑤道路与建筑物、围墙等地物共边线时，应加绘道路辅助线。
⑥道路遇到桥梁、通车水闸、铁路平交道口等处应加绘道路辅助线。
3属性加载
（1）点状要素属性应加在符号上（例如：控制点、不依比例尺的水塔等）。
（2）线状要素属性载体分为以下两种情况：
①单实线、图元整体式线状要素（例如：不依比例尺的乡村路、单线常年河等），属性应加在线上；
②有骨架线的复杂线状要素（例如：直立式防洪墙无滩加固岸、高压输电线等），属性应加在骨架线上。
（3）面状要素属性载体分为以下三种情况：
①范围线或轮廓线能独立闭合的面状要素（例如：房屋、水池、依比例尺粮仓等），属性应加在范围线或轮廓线上；
②范围线或轮廓线不能独立闭合的面状要素（例如：桥梁、闸、露天采掘场等），属性应加在框架线上；
③双线表示的面状要素（例如：双线河流、道路等），属性应加在中心线上。
（4）数据提取：数据处理完成后，通过提取软件，从地形图数据中自动提取为GIS数据。满足CAD数据要求的地形图要素只有点、块、线要素，而GIS数据包含点、线、面要素，为了自动提取为GIS数据，我们需要通过一定的方法进行计算、处理来获取面。该方法是将满足CAD要求的地形图面要素分成三类：
①闭合的多段线，如砖石结构房屋。
②首尾相连形成闭合面的多段线，如河流、沟渠。
③通过辅助线闭合的道路。对于第一类要素，对多段线进行一定的自相交检查后，直接将其通过格式转换变成面要素。对于第二类要素，通过对照表，获取其边线及其对应的辅助线；循环去除悬挂多段线，直到所有的线都不悬挂为止。依次循环每一条多段线，寻找与之相连的所有线，并记录下来；依次循环每一条多段线，运用左转算法构面；对所有面运用奇切偶不切原理进行切岛处理。对于第三类要素，通过对照表，获取其边线及其对应的辅助线；对所有的线进行去除重合多段线及相交处打断处理；循环去除悬挂多段线，直到所有的线都不悬挂为止。依次循环每一条多段线，寻找与之相连的所有线，并记录下来；依次循环每一条多段线，运用左转算法构面；对所有面运用奇切偶不切原理进行切岛处理。GIS数据的点要素主要包括独立地物、控制点、高程点、单位点等。线要素主要包括道路中心线、水系中心线、铁路、垣栅、管线等。面要素主要包括建筑、植被、工矿、桥梁、水系、道路等。图5为提取软件界面，图6为提取后的GIS数据[3]。
4结束语
综上所述，为了避免CAD数据、GIS数据的重复生产，尽可能利用现有测绘的CAD数据，通过对CAD数据处理的方法研究，编写了GIS提取软件，实现了生产中只维护一套CAD数据，实时生成GIS数据，保证数据的实时更新维护。天津市区1∶500地形图（269个单元，约400km2），天津滨海新区地形图（106个单元，约3180km2）通过以上数据处理方法已实现GIS数据的提取。
参考文献
[1]高瑛，苏梓璇，董延红.CAD数据向GIS数据转换过程中若干问题的解决[J].测绘技术装备，2013（02）：47-49+21.
[2]毛硕.基于FME的CAD与GIS数据共享研究[D].辽宁工程技术大学，2013.
[3]王蕾.GIS与CAD地理空间数据共享方法研究[D].南京师范大学，2013.
[关键词]CAD数据 GIS 处理过程 研究应用
[中图分类号] P2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-219-2
1单元管理
在传统图幅管理模式下创新地提出了单元管理方式，它是适合数据生产和建库的管理方式，在数据上最大限度地保证地物的完整性，在生产上减少接边工作量，且适于GIS数据的提取。单元是若干由道路、河流围成的最小区域组合而成；以行政区划界线、地籍街、坊线为主要参考，依据道路、河流中心线进行划分；单元线不宜切割要素、不应跨河，被单元线切割的面状要素，应单独维护；相邻单元之间不应有缝隙和重叠；单元数据量以10MB为宜。如图1所示，是天津市和平区1∶500单元划分图。
2面状要素的处理
（1）在CAD数据中闭合线可以直接提取为GIS数据中的面要素。数据处理时分为三种情况：
采集閉合轮廓线、范围线表示。在不影响图面表示的情况下，面状要素采集闭合轮廓线、范围线表示，共线部分重线表示。如：一般房屋、架空房屋等。
加绘框架线表示。在影响图面表示的情况下，面状要素采集非闭合轮廓线、范围线表示，共线部分不重线表示，但应按其轮廓、范围拓扑生成框架线，框架线保留在数据层，出图时不显示。拓扑功能可在CAD中二次开发完成。如：植被、工矿面等[1]。
采集框架线表示。桥梁、涵洞等面状要素通过采集框架线自动生成地物符号，出图时只显示地物符号，框架线保留在数据层。一般地形图测图软件都可以实现。
（2）道路、水系面状地物范围较大且相互贯通，在GIS数据中主要作为背景面使用，因此在CAD数据中通过添加道路、水系辅助线（辅助线是为使边线不闭合的面状要素边线闭合而添加的线）与道路、水系边线拓扑生成面要素，减少作业工作量。添加道路、水系辅助线绘制原则如下：
①不同等级的河流、沟渠水涯线相连时，在等级变换处应加绘高等级水系辅助线，如图2所示。图2中a处为辅助线，圆圈处为加绘辅助线的起止位置。
②河流、沟渠遇到水上悬空建筑（例如：房屋、柱廊等），应加绘辅助线，如图3（a）所示；遇到依比例尺桥梁、闸、涵洞等时，应加绘辅助线，如图3（b）所示。保持水系面的贯通。图3中a处为辅助线。
③道路在不封闭的情况下，加绘辅助线。不同等级的道路相通，应加绘高等级道路的辅助线，加绘时，应保证高等级的道路平直。当公路与城市道路相通时，宜加绘城市道路辅助线。
④道路遇到单位、小区入口等处，应加绘道路辅助线，辅助线加在道路拐弯前与直线相交切点处，保证道路的平直，如图4所示。图中ab、cd、ef为加绘辅助线位置[2]。
⑤道路与建筑物、围墙等地物共边线时，应加绘道路辅助线。
⑥道路遇到桥梁、通车水闸、铁路平交道口等处应加绘道路辅助线。
3属性加载
（1）点状要素属性应加在符号上（例如：控制点、不依比例尺的水塔等）。
（2）线状要素属性载体分为以下两种情况：
①单实线、图元整体式线状要素（例如：不依比例尺的乡村路、单线常年河等），属性应加在线上；
②有骨架线的复杂线状要素（例如：直立式防洪墙无滩加固岸、高压输电线等），属性应加在骨架线上。
（3）面状要素属性载体分为以下三种情况：
①范围线或轮廓线能独立闭合的面状要素（例如：房屋、水池、依比例尺粮仓等），属性应加在范围线或轮廓线上；
②范围线或轮廓线不能独立闭合的面状要素（例如：桥梁、闸、露天采掘场等），属性应加在框架线上；
③双线表示的面状要素（例如：双线河流、道路等），属性应加在中心线上。
（4）数据提取：数据处理完成后，通过提取软件，从地形图数据中自动提取为GIS数据。满足CAD数据要求的地形图要素只有点、块、线要素，而GIS数据包含点、线、面要素，为了自动提取为GIS数据，我们需要通过一定的方法进行计算、处理来获取面。该方法是将满足CAD要求的地形图面要素分成三类：
①闭合的多段线，如砖石结构房屋。
②首尾相连形成闭合面的多段线，如河流、沟渠。
③通过辅助线闭合的道路。对于第一类要素，对多段线进行一定的自相交检查后，直接将其通过格式转换变成面要素。对于第二类要素，通过对照表，获取其边线及其对应的辅助线；循环去除悬挂多段线，直到所有的线都不悬挂为止。依次循环每一条多段线，寻找与之相连的所有线，并记录下来；依次循环每一条多段线，运用左转算法构面；对所有面运用奇切偶不切原理进行切岛处理。对于第三类要素，通过对照表，获取其边线及其对应的辅助线；对所有的线进行去除重合多段线及相交处打断处理；循环去除悬挂多段线，直到所有的线都不悬挂为止。依次循环每一条多段线，寻找与之相连的所有线，并记录下来；依次循环每一条多段线，运用左转算法构面；对所有面运用奇切偶不切原理进行切岛处理。GIS数据的点要素主要包括独立地物、控制点、高程点、单位点等。线要素主要包括道路中心线、水系中心线、铁路、垣栅、管线等。面要素主要包括建筑、植被、工矿、桥梁、水系、道路等。图5为提取软件界面，图6为提取后的GIS数据[3]。
4结束语
综上所述，为了避免CAD数据、GIS数据的重复生产，尽可能利用现有测绘的CAD数据，通过对CAD数据处理的方法研究，编写了GIS提取软件，实现了生产中只维护一套CAD数据，实时生成GIS数据，保证数据的实时更新维护。天津市区1∶500地形图（269个单元，约400km2），天津滨海新区地形图（106个单元，约3180km2）通过以上数据处理方法已实现GIS数据的提取。
参考文献
[1]高瑛，苏梓璇，董延红.CAD数据向GIS数据转换过程中若干问题的解决[J].测绘技术装备，2013（02）：47-49+21.
[2]毛硕.基于FME的CAD与GIS数据共享研究[D].辽宁工程技术大学，2013.
[3]王蕾.GIS与CAD地理空间数据共享方法研究[D].南京师范大学，2013.