AutoCAD与GIS数据转换的研究

　　从AutoCAD数据本身存在的问题和在数据转换过程中产生的问题两方面来分析原因。从基础地理数据编码的设计、数字地形图的检查、图层及数据的规范化处理、数字地形图要素采集原则、数据的转换方式和数据的编辑整合等方面进行AutoCAD数据向GIS数据转换的研究。

一、引言

　　随着信息化建设的发展，数字化图已经不能满足GIS的需要。目前面临的问题是如何充分利用已有的非GIS数据，快捷高效地建立GIS数据库。我国在测绘制图、城市规划、资源环境调查、灾害监测、交通、农业、林业等部门已经积累了相当多的AutoCAD图形数据，而GIS软件对数据的管理有专门的格式，其各项分析功能都是基于其独有的数据格式进行的，所以AutoCAD到GIS的数据入库必须经过必要的数据转换。因此，将AutoCAD数据导入GIS，并将其转化为GIS的内部格式文件有重要的现实意义。

二、AutoCAD数据进入GIS后的问题

　　1、AutoCAD数字地形图本身存在的问题

　　一般AutoCAD数字地形图要素其表现形式如表1所示。从表1可以看出，AutoCAD格式数字地形图要素的表现形式有多种，其面状地物如建筑物、水系也不一定完全闭合;线状地物如道路、陡坎等碰到地物如高程点、汉字注记有断开;独立符号、汉字注记表示不是很清晰，不能满足GIS要求。Auto-CAD数据注重线条的颜色、线型和图形的质量，不注重实体间的拓扑关系，而GIS数据注重实体间关系的连续性、闭合性、一致性等因素。

　　2、数据转换过程中出现的问题

　　尽管大多数GIS软件都在功能介绍中说明能接收AutoCAD中的图形数据，但或多或少地存在一些问题:

　　1、在数据转换过程中普遍存在着信息损失。由于数字化成图系统大多是基于CAD开发的，它偏重于对空间几何信息的描述;而GIS则要求空间信息与属性信息联合存储与管理，这就导致了在数据转换中，不仅空间信息会有损失，属性信息损失的情况会更严重。

　　2、虽然大部分图形数据能转换过去，但其线型可能已失去原有的含义，是一种表面上的转换。由于AutoCAD对图形没有检核功能，出现了线条连接处的不闭合，或线条出头等现象，造成了转换后编辑修改工作量增大。

　　3、建筑物线划图存在着重复画线、部分线条没有闭合的问题，这将导致数据冗余。没有闭合的线

　　条最终将不能生成建筑物，造成有用信息损失。

　　4、相邻的建筑物外界没有区分，有很多不同权属、不同楼层和结构的房屋都被划在一起，只是用一些线条划在建筑物中间作为分界线，且分界线有的没有与建筑物的边界相交，有的还分布在其他图层里面。这将造成导入GIS中后，被误以为是一栋建筑物。

　　5、在数据转换的过程中，除了信息损失外，还往往伴随着数据膨胀，有时会导致GIS无法对这些海量数据进行管理。

三、AutoCAD向GIS数据转换的方法

　　1、基础地理数据编码的设计

　　地形图数据编码是在GIS中惟一标识某一地物的关键字。基础地理数据编码的设计是在GIS中进行制图的需要，是实现基础空间信息共享的基础。在进行基础地理数据编码设计时，必须遵循如下原则:

　　1、遵从国家和行业标准。

　　2、方便应用。用户可根据不同的需求，分层和按专题要素提取基础地理要素信息，随意定制专题显示及输出。

　　3、便于系统实现。在实际进行设计时，可在5国家基础地形要素编码6的基础上加以扩充，以满足系统的实际需要。地形图成图面向GIS成图、实现/信息化0，必须有一套科学、权威的地形图要素编码体系。

　　表1 数字地形图要素的表现形式

　　5、数据转换方式

　　为了与其他软件进行数据转换，通常定义一种外部数据交换格式，如AutoCAD的DXF、Arc/Info的E00格式、MapInfo的MIF格式等，但AutoCAD与GIS还有本质的区别，需要进行大量的编程实现制图软件与GIS软件的无缝联结。目前，外部数据交换模式在具体的工程应用中更具可操作性和现实性。外部数据交换模式指其他数据格式经专门的数据转换程序进行格式转换后，复制到当前系统中的数据库或文件中，例如DWG格式文件yDXF文件yARCMAP格式文件。

　　6、数据编辑整合

　　(1)数据检查方法

　　质量检查是确保数据质量的一道重要工序，检查内容包括数据精度、图形信息、拓扑信息、属性信息等四个方面。为发现并有效消除误差，一般采用如下方法进行检查:

　　1、叠合比较法:是空间数据正确与否的最佳检核方法，把原图定位导入GIS软件中，与数字地图进行观察和比较。一般对于空间数据的位置不完整和不准确马上就可以发现。

　　2、目视检查法:指在屏幕上用目视检查的方法，检查一些明显的数据误差和错误，包括线段的过长或过短、多边形的重叠和裂口、线段的断裂等。

　　3、逻辑检查法:根据数据拓扑一致性进行检查。对属性数据的检查一般也最先采用这种方法，检查属性数据的值是否超过其取值范围。属性数据之间或属性数据与地理实体之间是否有荒谬的组合。对于空间数据的不完整或位置的误差，主要是利用GIS的图形编辑功能如删除(目标、属性、坐标)、修改(平移、拷贝、连接、分裂、合并、整饰)、插入等进行处理。

　　(2)地图数据与地图符号库的匹配

　　空间数据转入GIS后，要素并不能以符号显示，只是点、线、面，不通过属性查询无法识别其是何种地物，所以符号匹配的开发是必不可少的。按照面向对象的思想，根据地图符号的制图特性及其所表示的地物与地理现象的分布特征，地图符号分为点状符号、线状符号、面状符号三类。地图注记因为与点状符号在诸多方面的相似性，故归于点状符号一类。在ArcGIS中可以设计和生成属于自己的地图符号，按其基本特性可以分为点状符号(PointSymbol)、线状符号(LineSymbol)、面状符号(FillSymbol)、文字符号(TextSymbol)。

四、结束语

　　数据是GIS的血液，是决定GIS系统成败的关键。AutoCAD数据是GIS的数据主要来源，要利用AutoCAD软件的优点，制定出一系列的规则，使其图形附属上部分属性，开发相应的生成符号和进行拓扑处理的应用程序，满足GIS的要求。提倡面向实体的数据采集系统。有必要制定出一套规范，使得地形图测绘和数字化成果既能满足传统地形图的需求，又能满足各种GIS的应用，这样将会大大推动我国GIS事业的发展。