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摘 要：为了高效的建立地理信息数据库，主要介绍了AutoCAD Map 3D 2008的数据转换流程及其应用。
关键词：数据转换；分层检查；拓扑检查；图幅接边
1、前言
城市数字化和数字城市是现代化城市的发展趋势，今天的临沂，城市和社会经济飞速发展，人口、资源、生态、交通、环境、物流、金融等都处在快速的动态变化之中，每天都要进行大量的城市规划、建设、工程施工等工作。但是现有的城市基础数据和管理模式已经不能适应现代化城市建设和发展的要求了。“数字临沂”工程将为临沂市的可持续发展，为建设“开放、富裕、文明、美丽”的大临沂、新临沂提供重要的信息技术支撑。城市地理信息系统（GIS）是城市现代化管理和建设的必要手段，它们不仅是信息资源的重要组成部分，而且是“数字临沂”的关键技术支撑和重要的基础框架。这是一个具有先进性、基础性和公益性的政府行为。
城市GIS是城市现代化管理和建设的必要手段，数据是GIS的血液。区域基础地理信息系统是目前“数字临沂”工程的最基础的项目。其中的空间基础地理信息是指在一定尺度下，能完整地描述城市自然和社会形态的地物地貌信息、管理境界信息以及它们相对应的基本属性信息。可见，空间基础地理信息中包含了大量的地形信息。但由于各种地形图样式不统一，图层混乱，数据重叠，线性重复，属性不清，图幅错乱等等有很多问题，因此如何快速有效地把这些DWG数据转换为GIS数据，并充分利用这些数据，实现数据共享是这次应用的主要目的。
2、CAD数据转换为GIS数据的应用
现有利用Cass6.0绘制的1：1000的DWG地形图，测绘地形图执行的规范为：《城市测量规范CJJ8—99》、《1：500、1：1000、1：2000地形图数字化规范GB/T17160—1997》、《全球定位系统城市测量技术规程CJJ73—97》。需要对这些DWG地形图进行数据转换以便用来进行建立临沂市区域地理信息系统。
2.1建立GIS空间信息数据库
本文采用SQL Server数据库。空间数据表与属性数据表在数据库中是一对多关系，如图1所示。
空间数据表是描述了矢量数据有关空间位置和空间关系及空间数据基本性质的表格，如表3.1所示。在空间数据表中典型数据元素字段所代表的意义为：DWBM（实体的标识信息）：是实体的地物编码值。每一个实体都有各自不同的编码值。地物编码是在（1：500，1：1000.1：2000地形图要素分类与代码》CGB14804-1993）的基础上，遵循《城市基础地理信息系统技术规范》CJJ/T 100-2004空间数据分类代码和空间数据的标识码原则进行扩展：
原代码格式（四位代码）：
X X X X
大类码 小类码 一级代码 二级代码
扩展代码（九位代码）
X XX XX XXXX
大类码 小类码 一级代码 二级代码
Klayer（实体的内容信息）：入库后对象所在的层次。TopoError（实体的质量信息）：数据的质量信息对象拓扑错误的类型。0表示没有错误。
属性数据表是描述对象的属性信息。本系统在《地形数据库与地名数据库接口技术规程》（GB/T17797-1999）的基础上将属性数据分为16个属性数据表：地籍管理数据库DIJI、城市绿地数据库LVDI、建筑及附属物数据库JIANZHU，桥梁隧道数据库QIAOLIANG、邮政数据库YOUZHENG、电信局所数据库DIANXIN，道路属性数据库DAOLU、给水管线数据库GEISHUI、排水管线数据库PAISHUI，电力线数据库DIANLI、户籍人口信息数据库HUJI、广播电视线路数据库GUANGBO、移动基站数据库YIDONG、电信线数据库TONGXUN、燃气管线数据库RANQI、公共安全数据库ANQUAN。以下表2是属性数据表的例子：
2.2对现有的DWG文件进行图形检查
2.2.1.图形数据的分层检查
为了满足GIS空间信息数据库的要求，首先对建筑物、道路、河流等地形要素及其对应的注记层作分层的检查，以确保不同地物放置在相应图层，弥补相邻要素接边的几何裂缝或逻辑裂缝，删除悬挂线。图2包含了几种需要纠正的图形情况。图2中列举的线交叉、节点未闭合的情况是属于几何裂缝；中央无节点的情况是指两线交叉但没有交叉点，称为T形线；左侧的悬挂线是指不属于某个实体的多余线。对于较小的几何裂缝只要用捕捉方式连接节点即可。逻辑裂缝是指某一空间实体的组成元素位于不同图层，看似一个整体，实际存在逻辑错误，这种情况通过分层查看的方法可以检查出来。
2.2.2拓扑检查
图形数据的程序检查及处理通过分层检查后，必须将不符合GIS拓扑结构要求的实体挑选出来，再选择集中过滤掉。以建筑物层数据为例，其不符合拓扑结构的实体大致分为两类。
非多边形类型的实体：包括类型不是Polyline的实体和顶点个数小于3个的Polyline类型的实体。
不封闭的多边形实体：先检查实体的封闭属性，如果是False，则需查看其起讫点坐标是否相同，若相同则将其封闭属性设为True，否则即是不封闭多边形。在选择集中将这些不符合要求的实体过滤，在图上用其他颜色表示，以便再次复查。经过实体过滤之后，选择地形图中所有要素，删除重复对象，将重叠的图形元素清除成单一元素。并对图形中T型线进行处理，使之产生必要的节点，使图形入库时能顺利构成拓扑关系。以上的处理均可运用Autodesk Map3D 2008中强有力的图形清理功能来处理。但若出现如图3所列举的多边形的不相邻的重复顶点情况时，则不能判断出来。图3中的多边形是在起讫点重合之后又多走出一条短线，这种情况下多边形的封闭属性为True，不会被过滤掉。此时，有必要在重复顶点删除之后再进行一次重复点判断，即多边形的每一顶点和其他顶点进行比较，找出上述情况的多边形。由于这种重复顶点的情况较为复杂，故采用人机互动的方法以询问的方式来修改。
2.3利用Autodesk Map 3D 2008将CAD数据转化GIS数据
2.3.1利用Autodesk Map 3D 2008访问空间数据库SQL Server数据库，如图4所示。
2.3.2采用图5表示的工作流程，进行数据转换。
在Autodesk 3D 2008任务窗口地图管理器中创建AutoCAD图形图层，打开1：1000的AutoCAD地形图，选择图形清理功能，对使用Cass绘制的地形图进行清理，主要进行的清理动作有删除重复项、删除短对象、打断交叉对象、延伸未及点、外观交点、捕捉聚合节点、融合伪节点、删除悬挂对象、清理多段线等，如图6所示。对图形数据清理完毕后，因为高新技术开发区1：1000的DWG地形图中要转换的对象很多，使用AutoCAD图层选项，将DWG数据输出为SDF格式。1：1000的DWG地形图中的每个图层都成为SDF文件中的要素类，存储为对象数据或存储在链接的数据库表中的所有属性也被输出。即完成了将数据从DWG输出到GIS数据存储。转换完成后的图形分别如图7所示。
2.3.3.图幅接边
CAD数据是用分幅的方式存放的，而在转为GIS数据后要用无图幅数据库的方式存放。所谓无图幅数据库，是指整个制图区域的制图物体在数据库中不论是逻辑上还是物理上均为连续，也就是说有统一的坐标系，无裂缝，不受传统图幅划分的限制，整个制图区域在数据库中相当于一个整体。为实现无图幅的数据库必须对图幅间数据进行二次加工。
逻辑一致性处理。两个相邻图幅在空间数据库中的接合处可能出现逻辑裂缝，两图幅中有两个要素具有相同的属性值，而且接边误差在允许范围内，程序就会自动连接两要素，并赋予其中一个要素的属性，如图8（a）、图8（b）所示，A与B连接，C与D连接。
类型转换处理。两个相邻图幅间线要素连接后，若线对象闭合误差在允许范围内，实现线对象自动转为面对象。如图8（b）线对象F转为面对象。
3、结论
AutoCAD Map 3D2008的能直接将现有的CAD图纸转化成GIS地理空间数据，同时能在同一位置存储空间与属性数据。可消除冗余与错误传播。不会出现转换中的数据丢失，也不需创建冗余的数据副本。减少了信息孤岛与过期的数据备份，不必再进行耗时的数据转化工作。从而保证高质量的地理空间数据，提高GIS的整体开发效率，降低成本。
参考文献：
［1］闾国年，等.地理信息系统集成原理与方法［M］.北京：科学出版社，2003。
［2］地理信息系统导论［M］.陈述彭，鲁学军，周成虎。
［3］《城市基础地理信息系统技术规范》CJJ/T 100-2004。
［4］陈能，施蓓琦.AutoCAD地形图数据转换为GIS空间数据的技术研究与应用［J］.测绘通报，2005，8。
［5］Autodesk White Paper《Autodesk Geospatial Product Line》《CAD and GIS -Critical Tools，Critical Links》。
关键词：数据转换；分层检查；拓扑检查；图幅接边
1、前言
城市数字化和数字城市是现代化城市的发展趋势，今天的临沂，城市和社会经济飞速发展，人口、资源、生态、交通、环境、物流、金融等都处在快速的动态变化之中，每天都要进行大量的城市规划、建设、工程施工等工作。但是现有的城市基础数据和管理模式已经不能适应现代化城市建设和发展的要求了。“数字临沂”工程将为临沂市的可持续发展，为建设“开放、富裕、文明、美丽”的大临沂、新临沂提供重要的信息技术支撑。城市地理信息系统（GIS）是城市现代化管理和建设的必要手段，它们不仅是信息资源的重要组成部分，而且是“数字临沂”的关键技术支撑和重要的基础框架。这是一个具有先进性、基础性和公益性的政府行为。
城市GIS是城市现代化管理和建设的必要手段，数据是GIS的血液。区域基础地理信息系统是目前“数字临沂”工程的最基础的项目。其中的空间基础地理信息是指在一定尺度下，能完整地描述城市自然和社会形态的地物地貌信息、管理境界信息以及它们相对应的基本属性信息。可见，空间基础地理信息中包含了大量的地形信息。但由于各种地形图样式不统一，图层混乱，数据重叠，线性重复，属性不清，图幅错乱等等有很多问题，因此如何快速有效地把这些DWG数据转换为GIS数据，并充分利用这些数据，实现数据共享是这次应用的主要目的。
2、CAD数据转换为GIS数据的应用
现有利用Cass6.0绘制的1：1000的DWG地形图，测绘地形图执行的规范为：《城市测量规范CJJ8—99》、《1：500、1：1000、1：2000地形图数字化规范GB/T17160—1997》、《全球定位系统城市测量技术规程CJJ73—97》。需要对这些DWG地形图进行数据转换以便用来进行建立临沂市区域地理信息系统。
2.1建立GIS空间信息数据库
本文采用SQL Server数据库。空间数据表与属性数据表在数据库中是一对多关系，如图1所示。
空间数据表是描述了矢量数据有关空间位置和空间关系及空间数据基本性质的表格，如表3.1所示。在空间数据表中典型数据元素字段所代表的意义为：DWBM（实体的标识信息）：是实体的地物编码值。每一个实体都有各自不同的编码值。地物编码是在（1：500，1：1000.1：2000地形图要素分类与代码》CGB14804-1993）的基础上，遵循《城市基础地理信息系统技术规范》CJJ/T 100-2004空间数据分类代码和空间数据的标识码原则进行扩展：
原代码格式（四位代码）：
X X X X
大类码 小类码 一级代码 二级代码
扩展代码（九位代码）
X XX XX XXXX
大类码 小类码 一级代码 二级代码
Klayer（实体的内容信息）：入库后对象所在的层次。TopoError（实体的质量信息）：数据的质量信息对象拓扑错误的类型。0表示没有错误。
属性数据表是描述对象的属性信息。本系统在《地形数据库与地名数据库接口技术规程》（GB/T17797-1999）的基础上将属性数据分为16个属性数据表：地籍管理数据库DIJI、城市绿地数据库LVDI、建筑及附属物数据库JIANZHU，桥梁隧道数据库QIAOLIANG、邮政数据库YOUZHENG、电信局所数据库DIANXIN，道路属性数据库DAOLU、给水管线数据库GEISHUI、排水管线数据库PAISHUI，电力线数据库DIANLI、户籍人口信息数据库HUJI、广播电视线路数据库GUANGBO、移动基站数据库YIDONG、电信线数据库TONGXUN、燃气管线数据库RANQI、公共安全数据库ANQUAN。以下表2是属性数据表的例子：
2.2对现有的DWG文件进行图形检查
2.2.1.图形数据的分层检查
为了满足GIS空间信息数据库的要求，首先对建筑物、道路、河流等地形要素及其对应的注记层作分层的检查，以确保不同地物放置在相应图层，弥补相邻要素接边的几何裂缝或逻辑裂缝，删除悬挂线。图2包含了几种需要纠正的图形情况。图2中列举的线交叉、节点未闭合的情况是属于几何裂缝；中央无节点的情况是指两线交叉但没有交叉点，称为T形线；左侧的悬挂线是指不属于某个实体的多余线。对于较小的几何裂缝只要用捕捉方式连接节点即可。逻辑裂缝是指某一空间实体的组成元素位于不同图层，看似一个整体，实际存在逻辑错误，这种情况通过分层查看的方法可以检查出来。
2.2.2拓扑检查
图形数据的程序检查及处理通过分层检查后，必须将不符合GIS拓扑结构要求的实体挑选出来，再选择集中过滤掉。以建筑物层数据为例，其不符合拓扑结构的实体大致分为两类。
非多边形类型的实体：包括类型不是Polyline的实体和顶点个数小于3个的Polyline类型的实体。
不封闭的多边形实体：先检查实体的封闭属性，如果是False，则需查看其起讫点坐标是否相同，若相同则将其封闭属性设为True，否则即是不封闭多边形。在选择集中将这些不符合要求的实体过滤，在图上用其他颜色表示，以便再次复查。经过实体过滤之后，选择地形图中所有要素，删除重复对象，将重叠的图形元素清除成单一元素。并对图形中T型线进行处理，使之产生必要的节点，使图形入库时能顺利构成拓扑关系。以上的处理均可运用Autodesk Map3D 2008中强有力的图形清理功能来处理。但若出现如图3所列举的多边形的不相邻的重复顶点情况时，则不能判断出来。图3中的多边形是在起讫点重合之后又多走出一条短线，这种情况下多边形的封闭属性为True，不会被过滤掉。此时，有必要在重复顶点删除之后再进行一次重复点判断，即多边形的每一顶点和其他顶点进行比较，找出上述情况的多边形。由于这种重复顶点的情况较为复杂，故采用人机互动的方法以询问的方式来修改。
2.3利用Autodesk Map 3D 2008将CAD数据转化GIS数据
2.3.1利用Autodesk Map 3D 2008访问空间数据库SQL Server数据库，如图4所示。
2.3.2采用图5表示的工作流程，进行数据转换。
在Autodesk 3D 2008任务窗口地图管理器中创建AutoCAD图形图层，打开1：1000的AutoCAD地形图，选择图形清理功能，对使用Cass绘制的地形图进行清理，主要进行的清理动作有删除重复项、删除短对象、打断交叉对象、延伸未及点、外观交点、捕捉聚合节点、融合伪节点、删除悬挂对象、清理多段线等，如图6所示。对图形数据清理完毕后，因为高新技术开发区1：1000的DWG地形图中要转换的对象很多，使用AutoCAD图层选项，将DWG数据输出为SDF格式。1：1000的DWG地形图中的每个图层都成为SDF文件中的要素类，存储为对象数据或存储在链接的数据库表中的所有属性也被输出。即完成了将数据从DWG输出到GIS数据存储。转换完成后的图形分别如图7所示。
2.3.3.图幅接边
CAD数据是用分幅的方式存放的，而在转为GIS数据后要用无图幅数据库的方式存放。所谓无图幅数据库，是指整个制图区域的制图物体在数据库中不论是逻辑上还是物理上均为连续，也就是说有统一的坐标系，无裂缝，不受传统图幅划分的限制，整个制图区域在数据库中相当于一个整体。为实现无图幅的数据库必须对图幅间数据进行二次加工。
逻辑一致性处理。两个相邻图幅在空间数据库中的接合处可能出现逻辑裂缝，两图幅中有两个要素具有相同的属性值，而且接边误差在允许范围内，程序就会自动连接两要素，并赋予其中一个要素的属性，如图8（a）、图8（b）所示，A与B连接，C与D连接。
类型转换处理。两个相邻图幅间线要素连接后，若线对象闭合误差在允许范围内，实现线对象自动转为面对象。如图8（b）线对象F转为面对象。
3、结论
AutoCAD Map 3D2008的能直接将现有的CAD图纸转化成GIS地理空间数据，同时能在同一位置存储空间与属性数据。可消除冗余与错误传播。不会出现转换中的数据丢失，也不需创建冗余的数据副本。减少了信息孤岛与过期的数据备份，不必再进行耗时的数据转化工作。从而保证高质量的地理空间数据，提高GIS的整体开发效率，降低成本。
参考文献：
［1］闾国年，等.地理信息系统集成原理与方法［M］.北京：科学出版社，2003。
［2］地理信息系统导论［M］.陈述彭，鲁学军，周成虎。
［3］《城市基础地理信息系统技术规范》CJJ/T 100-2004。
［4］陈能，施蓓琦.AutoCAD地形图数据转换为GIS空间数据的技术研究与应用［J］.测绘通报，2005，8。
［5］Autodesk White Paper《Autodesk Geospatial Product Line》《CAD and GIS -Critical Tools，Critical Links》。