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ArcGis爱学习 2022-06-19 17:33 发表于云南 收录于合集#期刊数据104个 互助、共享、学习  编者语：从封面可以看出，本文的作者详细罗列对比CAD与Geodatabase两者之间的数据属性差异（详见表2），也用表1罗列了AutoCAD与ArcGis实体（点、线、面、多面体）对应的关系——可以看出AutoCAD对应的关系表达要多。从基础的对应关系对象对比再到两者的转换，这样才能够更加准确、独到、鲜明的发现转换的关键所在，下面我们就一同来看看作者对于这一问题的具体研究以及论证过程以备学习为己用…… 黄永芳 来源：测绘标准化2018年6月 随着我国测绘地理信息事业的发展以及城市规划建设工作的不断推进，需要将AutoCAD 图形文件转换成 ArcGIS 格式，以便进行数据管理与存储。在对 AutoCAD 与 ArcGIS的数据异构性进行分析的基础上，提出通过构建 FME Workbench 转换模板实现 CAD 数据至GIS 数据的批量转换方法。试验结果表明，该方法能确保数据转换的科学性、精确性和完整性，有效提高数据入库效率。 AutoCAD 以其强大的绘图功能及矢量图形处理能力，在以往的数字地形图中得到了广泛应用。但是，随着测绘技术和计算机技术的发展，当前许多地区的地理信息系统数据库大部分是基于ArcGIS 建立的，为了进行数据处理和管理，需将AutoCAD 数据转换成 ArcGIS 格式文件。本文通过对 AutoCAD 与 ArcGIS 数据异构性进行分析，提出通过构建 FME Workbench 转换模板来实现 CAD数据至 GIS 数据的批量转换方法。 在利用 AutoCAD 对地理要素进行绘制时，是从点、线、面的形式进行处理[1]。所以，本文对于 AutoCAD 与 ArcGIS 之间的数据差异性，采用虚实对比的方式，对 AutoCAD 图形绘制、ArcGIS实体展示之间的数据差异性、对应关系变化等进行针对性分析，其对应关系如表 1 所示。
AutoCAD 图元与 ArcGIS 实体之间的数据异构性以网络拓扑结构为依据，从数据结构、符号分析、参数变化及对应关系等方面进行调整，以此实现 AutoCAD 图元和 ArcGIS 实体之间的差异化对比[2]。以 DWG 为后缀的图形文件是由CAD 生成的二进制文件，它以图元为单位记录实体信息，利用分层方式进行数据组织、操作和显示，使用扩展数据（XDATA）建立属性信息[3]。Geodatabase 通过面向对象的建模方法定义对象类型、拓扑、空间及一般关系，按层次型数据对象组织空间数据，对点、线、面实体分层显示，转换时要充分考虑异构性，详见表 2。  FME（Feature Manipulate Engine，FME） 是加拿大 Safe Software 公司开发的空间数据转换处理系统，它是完整的空间 ETL 解决方案。该方案基于 OpenGIS 组织提出的新的数据转换理念“语义转换”，通过提供在转换过程中重构数据的功能，实现了 250 多种不同空间数据格式（模型）之间的转换，为进行快速、高质量、多需求的数据转换应用提供了高效、可靠的手段。 FME 语义转换是对数据传输、数据转换以及程序编写等进行调整，在注重数据访问、操作方式、数据应用、语义转换的前提下，从技术更新、映射文件控制、数据传输等角度，选择FME转换方式，实现 AutoCAD 图元和 ArcGIS 实体之间的语义程序转换与处理[4]。采用基于语义转换的数据处理工具可打破数据之间的壁垒，建立不同系统数据的流通管道，具有极大优越性。 具体操作流程如图 1 所示。
从图 1 可以看出，读取模块从数据源读取要素和信息，结合映射文件和转换引擎进行语义转换，写模块将经过重构的要素信息输出为目的数据。语义映射文件数据库基于源类、目标类双方的语义特征定制映射规则，按照规则管理映射文件；语义转换引擎提供“宽管道”环境对数据重构，经分解、计算、取舍、合并转变为目标格式。 消除 CAD 和 GIS 语义异构的核心是构建语义映射文件，通过映射可解决转换中的数据组织结构、形式表达等存在的矛盾，最终得到语义上等价的表达。因此，如何制定 CAD 及 GIS 数据标准并建立完善的数据映射关系是实现数据语义转换的关键[7]。 AutoCAD 与 ArcGIS 的数据调整需要以地图比例尺、数据标准为依据，这是实现 AutoCAD 与ArcGIS 数据协调性 , 数据差异性控制、设计的关键性工作。例如，在利用分层设色法对各层数据的差异性进行分析时，其比例尺划分为1:500、1:1000、1∶2000，在进行定位及数据处理时，需要对植被、红线设置等进行针对性调整，实现数据有效性、数据传输等方面的综合落实及调整[8]。 AutoCAD 制图及调整是从数据存储、属性信息分析的角度，对地面属性的代码、更新时间、信息处理等进行调整，在构建数据库过程中，是以ArcGIS 数据集合以及要素分析为中心，并针对地物名称、符号代码、图形数据等进行调整，实现点、线、面的数据转换和信息分析等的有效落实。 图形要素集与数据处理，是从 ArcGIS 数据映射关系分析的角度，对 GIS 数据要素的设计、数据库构建等进行完善，实现 AutoCAD 与 ArcGIS数据差异性的相对控制。DWG 文件是以数据集合区间的方式，对点、面、线的有效性及信息处理等进行针对性分析，部分 GIS 数据要素集、要素类设计如图 2 所示。
4 数据映射关系构建 参照 AutoCAD 与 ArcGIS 的异构性，将数据的要素映射分为点要素映射、线要素映射、面要素映射、文本注记映射等，其构建关系如下： 1）点要素映射。将 AutoCAD 基础地形图中的点状地物分为点、块、形、尺寸注记等，映射为ArcGIS 数据集中的点状要素。 2）线要素映射。将线要素分为直线、引线、实线等，映射到 ArcGIS 数据集的线层要素。 3）面要素映射。AutoCAD 用闭合多段线表示面状地物，映射到 ArcGIS 数据集的面层要素。 4）文本注记映射。注记分为单文本和多行文本，映射为 ArcGIS 数据集的注记要素或点要素，记录注记的内容及样式，映射到其属性字段中。 5）地图符号映射。AutoCAD 与 ArcGIS 中支持的线型、符号类型不同，为确保转换效果，须建立符号库文件，使要素形成一对一的映射关系。 6）坐标投影映射。AutoCAD 通常采用任意的当地平面坐标系统，绘制起点通常选在原点；ArcGIS 采用的标准椭球坐标系统需要在数据库中引用该地区的投影文件。 7）颜色映射。AutoCAD 系统采用颜色索引，用 0～255 的整数表示 256 种颜色；ArcGIS 的颜色模型是 RGB，二者之间为对应关系，需要新建Color 字段，保存颜色信息。 在利用 FME 模板的前提下，注重数据标准、转换模块等的调整，是实现数据转换、信息处理及提升传输效果的关键工作。在构建 Workbench转换模板时，注重信息数据的标准化及处理，需要对传输数据进行审核，并对数据的有效性进行检验，实现数据转换有效性的相对控制。 FME Workbench 是从转换器分析的角度构建源数据库，并从无损转换的角度，对模板控制、映射关系分析等进行处理，是优化映射关系及数据格式处理的必然需求。例如，在对手工设计转换器进行数据调整及分析时，从目标数据、建立源数据、转换模块、信息调整等进行优化[11]。数据传输及处理本身存在一定的复杂性，在对映射文件的转换条件进行分析时，需要从关系构建的角度进行处理，这是实现映射关系处理的关键工作。在注重数据模板格式和数据对应关系分析的前提下，具体的操作步骤如下： 1）分析源数据及目标数据的数据格式及对应关系； 2）使用 FME Universal Viewer 查看图属信息； 3）在 FME Workbench 中添加转换器，并设置参数； 4）通过拖拽划线的方式建立映射关系； 5）保存模板，批量转换运行。 从数据转换、AutoCAD 属性控制的角度进行分析，从模板保存、属性隐藏等方面进行处理，是实现数据处理、参数分析的关键工作。在对后续阶段的数据隐藏数值进行调整时，从“参数条件定义”的角度，对属性表达、信息处理、参数设置等进行调整，实现信息处理、数据参数控制等的综合调整。 FME 下的拓扑结构处理及分析，是从点对点、点对面、线对面等进行处理，并从对齐方式、信息数据库构建、数据转换等角度进行完善。其中，利用 tools 菜单栏对数据传输进行转换及处理，是实现信息数据库控制及调整的关键工作[12]。 为提高本文提出的数据转换方法的针对性及可操作性，以某 1∶500 DWG 基础地形图的数据转换为例，对 FME 语义转换、数据处理、要素属性等进行调整，实现数据基准层构建及落实等基础性工作。在对转换要素及属性进行设计时，对属性一致性、标准控制及属性进行标准划分，其转换前、后要素如图 3 所示。
此外，DWG 文件到 Geodatabase 模型的转换方法还有 ArcGIS 工具模块、基于 Arc Objects 编程法、基于 Python 创建工具等方法，本文选择ArcGIS 中 ArcToolbox 的 Conversion Tools 模块进行转换操作，转换效果与 FME 对比结果表见 3。
在现阶段的地图制图系统中，CAD 更适合对客观且不存在的事物进行设计的地图制作，而 GIS则更适合对已存在的地理数据进行建模，以便进行空间分析与管理。在对 AutoCAD 与 ArcGIS 数据转换进行综合分析过程中，从测绘数据、地理信息调整的角度，对 AutoCAD 与 ArcGIS 数据转换进行调整，在利用语义转换的前提下，从点、线、面的基础属性和语义转换模式进行分析，对优化数据化图形绘制、信息系统构建具有积极作用。 [1]席军峰,曾举,王涛.GIS水文模型在降雨径流模拟中的应用研究[J].科技和产业,2013(02):132-134. [2]蒋丽,邹时林.CAD到GIS数据的属性匹配和转换的研究[J].测绘地理信息,2017(3):59-61. [3]陈乐书,刘连胜,王长委.CAD到GIS数据格式转换的探讨[J].安徽农业科学,2009(18):8799-8803 [4]刘琨.基于WindowsCE平台和GPS技术的嵌入式电子地图演示系统的设计与研究[D].华东师范大学,2007. [5]赵冬泉,陈吉宁,佟庆远,等.子汇水区的划分对SWMM模拟结果的影响研究[J].环境保护,2008(8):56-59. [6]张杰.基于GIS及SWMM的郑州市暴雨内涝研究[D].郑州大学,2012. [7]李娇娇,王崇倡.基于ArcGIS的CAD到GIS数据转换[J].交通科技与经济,2009(1):42-44. 确定 |
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