DWG格式向GIS格式的数据转换

摘　要：地理数据是GIS应用系统的血液，在整个GIS系统的开发过程中数据建设所消耗的成本占相当大的比例。由于种种原因，造成了GIS系统没有统一的标准，数据格式不兼容，引起了数据的重复采集和开发，降低了数据的利用率，限制了数据的共享，从而阻碍了GIS的发展。本文深入研究CAD与GIS的数据特点和中国标准数据转换格式中的矢量数据转换格式，提出了转换前的数据处理问题。最终实现了AutoCAD环境下的大比例尺城市地形图图形要素与ARC/INFO的数据转换。

关键词：CAD；DLG；GIS；数据转换；数据共享
0.引言
　　我们正在以前所未有的速度向信息化社会迈进。由于信息和空间位置的普遍相关性，GIS在人们的生产和生活中扮演着越来越重要的角色
目前，国内和国际上广泛应用的地理信息系统和测绘制图软件很多，较著名的有MAPGIS、GEOSTAR、ARC/INFO、SV300、CASS、清华山维、开思等，为了能与这些流行的软件互联互通、资源共享，编图系统要设计有输入这些软件系统的数据交换文件接口，把交换文件输入到编图系统中，经过批量或个别编辑的方式处理成编图系统标准数据。另外，编图系统也能生成与这些软件系统输出的数据交换文件一模一样的文件，利于编图系统处理的图形数据很方便地转换成这些软件系统的图形数据，达到“以不变应万变”的境界。
1.空间数据交换模式
　　数据交换是实现数据重复利用核数据共享的必经路径，目前实现数据交换的模式大致有：
　　（1）外部数据交换模式。
　　（2）直接数据访问模式。
　　（3）数据互操作模式。
　　（4）空间数据共享平台。
　　对国内大多数用户来说，外部数据交换模式在具体的工程应用中更具有可操作性和现实性，与现实的技术、资金条件更相符。根据本部门习惯用的SCS软件来进行地形图的缩编工作，此软件它能够实现数据的交换，并且数据在进行了预处理后信息不发生丢失和冗余问题。   
2.数据转换
　　AutoCAD与Arc/Info是两种不同的软件系统，前者是CAD软件，后者是GIS软件。它们的数据文件无论在数据格式方面，还是在数据结构方面，都各自具有不同的特点。
2.1  AutoCAD的数据特点
　　AutoCAD是一种矢量形式的CAD软件，其丰富的图形功能可以绘制出多种图形元素，除此之外，AutoCAD中的描述其性数据如元素颜色、层名等，存储在数据模型中，通过点、线、面将地理数据存储在二进制格式的文件中，缺乏属性信息。并且都存放在同一个图形文件中。
2.2  Arc/Info的数据特点
　　Arc/Info是一种功能很强的GIS软件。Arc/Info的数据由三部分组成。图形数据、图形拓扑结构数据与图形属性数据。很特别的是，这三类数据并不存放在同一个数据文件中，而是分别放在多个文件中，如ARC、ARX、PAT、TIC等，这些文件处于同一个子目录下。但数据文件中的元素不是孤立的，而是相互联系的。
2.3  AutoCAD与Arc/Info的数据转换
　　AutoCAD与Arc/Info的数据转换包含两方面的内容。一方面是将AutoCAD数据转换为Arc/Info数据，以便建立起图形元素的拓扑关系，并且与属性数据结合为一体，用于空间分析与管理。另一方面是将Arc/Info数据转换成AutoCAD数据，以便利用AutoCAD的制图功能及外部接口，输出整体的或专题的图形。
　　但在AutoCAD 2004基础上安装的SCA2004（广州开思）软件已经能够加载属性信息，并且自带了GIS数据转换的工具条，给GIS软件开发和数据共享都带来了方便。
　　《SCS G2004》系统的图形数据交换文件采用明码文本文件方式记录，包括符号特征点、线的所有空间信息和图形属性编码信息，数据共分为8个类型：
　　（1）线、面状地物
　　（2）等高线、等深线
　　（3）圆形地物
　　（4）圆弧形地物
　　（5）简单点符号（高程点等）
　　（6）复杂点符号
　　（7）文字注记
　　（8）文件结束标识
　　由于二维地形编码体系是基于地形对象的符号描述特征分类的，从分类上已经达到了足够细的程度，因而上述交换文件可以容易地与当前各种GIS软件和工程应用软件包交换数据，并可按照用户的需要自由提取全部或部分信息。
3.数据入库
　　数据入库的示意图如图3.1所示：
　　
　　图 3.1 数据入库流程
　　Coverage数据是经过拓扑关系处理过的，在Coverage中面、线要素类必须支持regions和routes，也就是不能重叠，在Geodatabase中就不需要这样。在Geodatabase中建立topology关系限制的条件有：
　　（1） 相邻的面要素之间不能有重叠，也不能有缝隙；
　　（2） 面要素的边界线要相吻合。
这样，Geodatabase中的拓扑关系将很少的信息存在数据库中，仅仅是拓扑参数（用到的要素类、束值、相关rank和rules）、dirty areas 、errors and exceptions ，所有其他信息在操作用到的要素类时都浮在表面，使得控制环境很松，而Coverage将所有的拓扑信息放在数据库中，有严格的一套工具来操作要素。
3.1  数据通道
　　ArcSDE是ArcGIS与关系数据库之间的GIS通道。它允许用户在 多种数据管理系统中管理地理信息，并使所有的ArcGIS应用程序都能够使用这些数据。
　　ArcSDE是多用户ArcGIS系统的一个关键部件。它为DBMS提供了一个开放的接口，允许ArcGIS在多种数据库平台上管理地理信息。
　　如果你的ArcGIS需要使用一个可以被大量用户同步访问并编程的大型数据库，ArcSDE为你提供必要的功能。通过ArcSDE你的ArcGIS可以在DBMS中轻而易举地管理一个共享的、多用户的空间数据库。
　　ArcInfo数据结构的建模通常是图形数据和属性数据一起放在数据库中，通过ArcSDE+SQL 语句进行各项操作，这种方式的特点是数据结构较简单，开发方便，针对图形的分析很容易，但是在进行大量数据操作时，容易造成堵塞，而且不好满足一些复杂的报表类查询和统计分析。在实际应用中，速度慢、效率低，经常造成死机现象，所以不适用于大型并且信息要经常更新的系统中。
3.2  数据库的选择
　　Geodatabase可以是小型的、单用户的数据库，也可以大到企业级、多用户的数据库。ArcSDE的首要任务就是保证你的Geodatabase能够通过任意网络让大量用户所共享、编辑和使用，并可任意调整Geodatabase的大小以满足特定的需要。
　　ArcSDE在DBMS中并没有对数据管理使用任何的额外手段，相反，它却是充分利用了一般的DBMS和SQL数据类型的所有优点。
　　ArcSDE保证能够访问多种DBMS，使用每种DBMS所支持的标准SQL类型来管理数据，并且支持所有的空间 数据类型（包括要素、栅格、拓扑、网络、地形、测量数据、表格数据，以及位置数据，例如地址、模型和元数据），而无需用户考虑DBMS的底层实现。
4.结束语
　　本文通过对CAD与GIS两种数据特点的分析和比较，研究了当前数据共享常用的方法以及数据转换前后容易出现的问题，通过利用国家标准数据文件作为中间文件，建立了两种数据的转换模型，通过编制一系列软件，实现了大批量的DLG数据的共享。节省了人力、物力，提高了作业效率。
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