AutoCAD与MAPGIS数据转换在工程地质中的应用.pdf

第26卷 第5期吉 林 大 学 学 报信 息 科 学 版Vol . 26 No. 5 2008年9月Journalof Jilin University Ination Science EditionSept . 2008 文章编号 1671258962008 0520542205 收稿日期 2008208213 基金项目国土资源部地质灾害大调查基金资助项目220212400032 作者简介李明1981 , 男,长春人,吉林大学硕士研究生,主要从事工程地质及地质灾害研究, Tel 86213844882859 E2mail lm- possessyahoo1com1cn;通讯作者李广杰1952 , 男,辽宁本溪人,吉林大学教授,博士生导师,主要从事工程地质及地 质灾害研究, Tel 86213604429719 E2mail lgjjlu1edu1cn。 AutoCAD与MAPGIS数据转换在工程地质中的应用 李 明,李广杰 吉林大学 建设工程学院,长春130026 摘要在地质灾害评价实际工作中,为了准确提取数据、方便绘图,结合AutoCAD Auto Computer Aided De2 sign和MAPGIS Map Geographic Ination System 的基本特点,详细分析了两者图形数据特点和图形数据 转换过程中需要注意的问题。重点阐述AutoCAD的DXF Drawing eXchange at和DWG Drawing两种 图形数据格式与MAPGIS的MPJ Mapgis Project图形数据格式之间转换的实现过程与方法,从而使现有的 地理信息资源得到充分利用,实现图形数据共享。 关键词计算机辅助设计;地理信息系统;数据转换 中图分类号 TP391172;P642文献标识码 A AutoCAD andMAPGIS Data Conversion in Engineering Geology Application L IMing, L I Guang2jie College of Construction Engineering, Jilin University, Changchun 130026, China AbstractIn order to extract accurate data apping in the actualwork of uation of the geological disas2 ters, with the combination of the basic characteristicsofAutoCAD Auto ComputerAided Design andMAPGIS Map Geographic Infor mation System , we analyzes the characteristicsof the two graphics data and the problems which should be paid attention to in the graphics data conversion process .The paper focuses on the process and s in the conversion process between the AutoCAD DXF Drawing eXchange For mat and DWG Draw2 ing two graphics data for mat and theMAPGISMPJ Mapgis Project graphical data for mat, so that the existing geographic infor mation resources can be utilized sufficiently and graphics data can be shared. Key words computer aided design AutoCAD ; geographic ination system MAPGIS ;data conversion 引 言 AutoCAD Auto ComputerAided Design是由Autodesk公司研究开发的专门用于计算机绘图设计的 软件,是目前世界上应用最广的CAD软件,其市场占有率居世界首位。该软件自20世纪80年代首次 推出以来,一直以简便易学、精确无误等优点,深受广大工程设计人员的青睐 [1 ]。尤其是从 AutoCAD 2000开始,通过不断更新,该软件又增加了很多功能,如AutoCAD设计中心、多文档设计环境、Inter2 net驱动、新的对象捕捉标注功能以及局部打开和加载功能,使AutoCAD软件更加趋于完善 [2 ]。Auto2 CAD软件具有完善的图形绘制和强大的图形编辑功能,其功能可采用多种方式进行二次开发或用户定 制,并具有多种图形转换功能项目和数据交换的功能,可支持多种硬件设备和操作平台,具有普遍的通 用性、简便性。 MAPGIS Map Geographic Ination System是武汉中地信息工程有限公司研制的具有自主版权的 大型基础地理信息系统平台。它是集当代最先进的图形、图像、地质、地理、遥感、测绘、人工智能、 计算机科学于一体的大型智能软件系统,是集数据库管理、数字制图、及空间分析为一体的空间信息系 统,是进行现代化管理和决策的先进工具。MAPGIS软件系统已成为唯一连续多年获得国家科技部向社 会推荐的国产GIS Geographic Infor mation System软件平台 [2 ]。其具有鲜明的特色并广泛占有国内市 场,它的问世在我国地理信息采集、地质调查和自然灾害防治等方面产生了巨大的经济效益和社会效 益。 近年来,在地质调查和矿产评价工作中常用武汉中地公司开发的MAPGIS软件和美国Autodesk公司 开发的AutoCAD软件。MAPGIS和AutoCAD软件已经广泛应用于城市规划、交通、环境、电讯、测绘、 土地管理、地质勘查、矿产资源管理等各领域。MAPGIS具有对不规则线条和字符的处理与表达,以及 强大的图库编辑操作系统,包括对图形数据的编辑处理、拓扑生成、符号库编辑、错误检查、误差校 正、投影变换和裁剪程序等功能已成为地质制图管理上的首选。AutoCAD是一种通用的微机辅助绘图和 设计软件包,是现在国内外工程技术人员广为使用的绘图软件。AutoCAD多年来版本不断更新,经过多 次重大的修改,功能逐渐增强、日趋完善。MAPGIS与AutoCAD两种软件,功能各具特点,各有优势, 从空间地理信息系统的角度看, AutoCAD缺乏较强的空间数据信息属性描述和分析功能;而地理信息系 统却在空间信息分析方面发挥着巨大的作用,能对已存的空间数据进行建模、分析和管理。因此对已有 的AutoCAD数字地形图只能作为数据库建立的数字形式的基础数据源,而不能是GIS概念中的空间信 息数据库。所以,为了充分利用已有的数据资源,必须用切实可行的处理方法将已有的AutoCAD数字 地形图数据转化为适用的GIS数据。阐述了如何实现数据之间的互换,使地质矿产勘查与自然灾害防治 的数字化制图达到最佳的效果。笔者在使用MAPGIS与AutoCAD的实践过程中,给出如何将其数据进 行相互转换的方法。 由于AutoCAD初始开发立足于机械和建筑设计等方面的制图,将其应用于地质灾害防治方面等制 图上会给使用者带来诸多不便。在CAD的数据模型中,点、线、面等几何要素以二进制形式保存于文 件中,相关的注记、颜色、线形等属性也与几何数据放在一起。目前,随着GIS技术的兴起及发展,地 图的制作,地理信息系统开发和地质图的编制有了更好的工具,即MAPGIS软件,它极大地方便了地质 方面的绘图工作。由于许多测绘、土地部门通过野外测量等方法获得的基础数据,通常以AutoCAD格 式存在,如何将已有的AutoCAD格式的数据转换到MAPGIS工作环境当中,如何充分利用AutoCAD的 采集和编辑功能为MAPGIS准备数据,直接关系到AutoCAD和MAPGIS间的数据转换问题。因此,如何 提高AutoCAD数据向MAPGIS转换的完整性、效率和自动化程度,是研究的关键问题。 在使用MAPGIS时,原始数据大部分是CAD格式文件,而MAPGIS不能直接利用此格式文件。因 此,在使用前必须把CAD格式文件转换成MAPGIS格式文件 [3 ]。CAD格式文件主要以图层管理为主 , 而MAPGIS格式文件主要把文件分类成点文件、线文件、区文件进行管理 [3 ]。如何将以图层管理为主的 CAD格式文件,快速高效地转换成MAPGIS格式的点文件、线文件、区文件,是图形转换的关键。 在 GIS建设中对现有数据的利用是数据来源的重要途径。一般在利用CAD数据时,应对现有的CAD数据 进行重新组织,需要将一些CAD图件转换为GIS图件。而一些土地管理、测绘部门采集地图数据以 MAPGIS为载体,工程设计部门广泛采用AutoCAD作为图形数据处理和工程设计工具,为实现数据共 享,将地图的MAPGIS格式转化为AutoCAD格式成为必然。MAPGIS与AutoCAD之间的数据交换也就是 相互的图形转换,实现其信息共享,这对地理信息系统数据更新及地质矿产勘查与自然灾害防治数字化 工作意义重大。因此,为充分利用现有地理信息资源,实现数据共享,实现MAPGIS与AutoCAD之间 的数据交换,即图形转换具有重大意义。 1 AutoCAD和MAPGIS间图形的转换 111 图形的属性信息 MAPGIS与AutoCAD软件的共同特点是两者都有系统里默认的空间坐标,都能把目标和参考系统联 系到一起并能描述图形数据,还能处理非图形的属性数据。不同点是 AutoCAD处理的多是规则几何图 345第5期李明,等AutoCAD与MAPGIS数据转换在工程地质中的应用 形,其三维图形功能极强,但其属性库功能不够强大,采用的多是几何坐标系。而MAPGIS处理的多为 自然目标,具有分层显示的特征如地形等高线、海岸线、居民点等 , 因此图形处理的难度较大; MAPGIS的属性库内容结构较复杂,功能较强大,图形属性的相互作用较频繁,有极强的专业化特点。 MAPGIS是以大地坐标系为基准,且有较强的多层次空间叠置分析功能, MAPGIS的图形数据输入方法 很多,图形数据量较大,所使用的图形数据分析方法有较强的专业性。因此一个功能较全的AutoCAD, 并不完全适合于完成GIS任务 [4 ]。在图形数据转换过程中 ,从AutoCAD到MAPGIS的转换,不容易造 成图形数据的丢失;而从MAPGIS转换到AutoCAD,易造成图形属性信息的不完整和信息丢失。 112 图形数据信息库 在AutoCAD软件中,层 layer是一个比较重要的概念,每个层一般对应于地形中的一个项目 如线界、铁路、河流、电力线等 , 各代表地面上不同的实物,用以区别其他地面上的实物; AutoCAD 可将所有数据放置该地物中的一层,包括空间数据信息和属性数据信息,如点、线、面、文本等。但是 MAPGIS只能把点、线、面、文本中的一种单独地叫做一个图层,或是复合类型。有时两种软件在图形 数据转换过程中,也可将多个图层数据信息放到其中一个图层数据信息中。 在AutoCAD软件中,一个图形块就是图形文件中的一个实体。在大多数情况下用一个 “ 块 ”在一 个图层信息里建立点状符号库。在MAPGIS软件工作中,没有 “ 块 ”的概念,但有多个图层信息,每 层都有大量点状符号库。所以在AutoCAD与MAPGIS软件间数据转换时,要特别注意AutoCAD中的块 与MAPGIS新建点状符号库间的一一对应。 区在MAPGIS的 3 1WP文件中,而AutoCAD软件中没有区这个概念。区的表示方法一般有两种 一是填充面域时用规则排列的点符号,此时区文件的转换实际上就变成了点状符号文件的转换,如居民 点等;二是连续填充的面域,如阶地等,此时将面域的边界线转换到AutoCAD中,再选择相应的面状 库信息里的符号。 113 线型和颜色属性信息 不同的线状文件信息,采用不同的线型信息表达。在AutoCAD软件工作中,一般将不同的专题文 件信息放在不同的图层信息中,层的属性信息也就代表着所使用线型的属性信息,而在MAPGIS软件环 境中有线型信息库。所以在AutoCAD与MAPGIS软件数据间转换时,要特别注意AutoCAD线型的图层 文件信息与MAPGIS线型信息库间的一一对应关系。 在AutoCAD和MAPGIS软件环境中都是用颜色属性信息表示各种专项文件,对同一种颜色属性信 息,两者的颜色码也不同。因此,在两种软件的转换过程中,要特别注意到两者颜色码属性信息的不 同,转换后要做颜色属性信息的一一对应关系。 114 文件类型属性信息 AutoCAD有两种数据格式,即以 3 1DWG和 3 1DXF为尾缀。而MAPGIS中有很多的数据文件类型, 如3 1WT W indows点文件、3 1WL W indows线文件、3 1WP W indows区文件、3 1MPJ 工 程文件和RBM内部栅格数据文件等共30多种文件 [2 ]。根据 AutoCAD和MAPGIS的工作环境和 对应文件的特点,一般是对AutoCAD数据格式和MAPGIS中MPJ文件进行转换。 进行数据转换前,根据两种数据的特点,在转转换过程中,要注意块与符号、线型、颜色和图层的 对应关系。 2 实现AutoCAD与MAPGIS间数据的转换 为了实现AutoCAD与MAPGIS间不同图形文件格式的转换,达到数据格式的一致,可以顺利地将 两种不同的文件格式信息读出和写入,实现数据信息间的转换。在两种软件转换数据信息属性格式之 前,先要想办法得到实体数据信息,有多种获得AutoCAD实体数据的方法,如将 3 1dwg文件转化为 3 1dxf文件用以提取数据、利用VisualC 编程的ObjectARXObject Automatic Retrans missione Xchange技术、AutoCAD2000的 VBAVisual Basic for Applications技术、Lisp语言编程技术等 [5 ]。 MAPGIS还具有丰富的二次开发库,利用它可以对所需要的数据属性信息进行读出和写入,获得实体数 445吉 林 大 学 学 报信 息 科 学 版第26卷 据信息。 211 3 1DXF与 3 1MPJ间的数据信息转换 DXF是AutoCAD绘图文件中所包含信息的一种标记数据表示法,是与其他图形应用程序交换CAD 绘图文件的标准。其扩展名是 3 1DXF [6 ]。在 AutoCAD中,把图形文件以DXF格式输出,这样其他程序 便可读取、分析、加工和处理。其他程序也可以按照规定的格式转换成 3 1DXF文件,这样AutoCAD就 可以接受 3 1DXF文件并转换成所需要的图形。 图1 3 1DXF与 3 1MPJ文件 间的数据转换 Fig113 1DXF and3 1MPJ file data conversion 在 3 1DXF与 3 1MPJ之间的图形数据转换见图 1 是在 3 1DXF 向 3 1MPJ转换时,在 3 1DXF文件信息中读出数据信息,向 3 1MPJ文件 中写入数据信息。反之,在 3 1MPJ文件中读出数据信息,向 3 1DXF文 件中写入数据信息。 要对 3 1DXF文件操作,先要弄清楚 3 1DXF [7 ]。3 1DXF是以文本 格式显示的文件,它用文本的格式描述了在AutoCAD中的图形文件。 标准化图形文件的数据格式是公开的,以ASCII形式存放,实现接口部 分用VC 的一个已知格式ASCII文件的读写进行操作。如一条直 线,仅需要两个端点坐标;对圆,仅需要它的圆心坐标和半径;对于 弧,仅需要圆心坐标、半径、起始角和终止角。实现对 3 1MPJ文件信 息进行读写操作,要利用其二次开发库。例如在对珲春市马川子南山18井煤矿矿山区域地形图进行 数据矢量化时,就是利用MAPGIS与AutoCAD软件间的数据转换完成的。首先将1∶500 000分幅地形 图扫描成TIF的栅格图像,这样便可以利用MAPGIS对其进行下步的操作。当使用AutoCAD时,对占用 格式空间很小的栅格图像,尽量采用CAL格式;其次,再对该矿山区域地形图的等高线进行数据矢量 化,因为此时图纸中的等高线占了很大一部分内容,使用MAPGIS对其中的等高线进行矢量化是将线文 件3 1WL文件转换为 3 1DXF格式文件,这样AutoCAD就可以对该矢量化后的文件进行操作了; 再次,在AutoCAD中插入栅格图像,利用MOVE、ROTATE命令,使其与已经矢量化后的文件对齐,并 用Layer设置成不同图层,将植被、居民点、线路等绘制到已设置好的不同图层中,对其中的颜色进行 设置;最后,用PL I NE和SPL I NE命令对图中内容进行绘制,着重用MAPGIS对等高线进行圆滑处理, 使其更加美观。处理完后,打印出材质图进行校对,经确认后,将图纸内容进行保存,利用两种软件间 数据转换完成区域地形图的数据矢量化。 212 3 1DWG与 3 1MPJ间的数据信息转换 在 3 1DWG与 3 1MPJ间的数据转换过程中利用VisualC 编程的ObjectARX技术对 3 1DWG的 文件信息进行详细的读写操作,再利用MAPGIS的二次开发库对 3 1MPJ文件信息进行读写操作 [2 ] ,完 成 3 1DWG与 3 1MPJ间的数据转换。转换ObjectARX是AutoDesk公司针对AutoCAD平台上的二次开发 而推出的一个开发软件包,它提供了一个以C 为基础的面向对象的开发环境,能访问AutoCAD图 形数据库 [2]。与以往的 AutoCAD二次开发工具AutoL ISP不同, ObjectARX应用程序是一个DLL 动态 链接库 , 共享AutoCAD的地址空间,对AutoCAD进行直接函数调用 [8 ]。所以 ,使用ARX编程的函数, 其执行速度得以明显提高。 3 结 语 随着 “ 数字国土 ”工程在全国范围内的全面展开及对已建成数据库的更新与维护,原有AutoCAD 格式的图形文件成为 “ 数字国土 ”的主要数据源。根据工程实际对AutoCAD图形文件与MAPGIS软件 间图形数据共享的需要,研究AutoCAD格式文件转换成MAPGIS格式文件具有十分重要的使用价值和 经济价值,实现了资源共享和优势互补 [9 ]。笔者通过研究 ,总结出AutoCAD格式文件转换成MAPGIS 格式文件应注意以下几点 1 对不同图形数据格式文件的转换,要弄清两种图形数据的特点、区别和联系。只有了解两者间 的特点、区别和联系,才能清楚两个软件工作环境的差别和对图形数据转换时两个文件的格式; 545第5期李明,等AutoCAD与MAPGIS数据转换在工程地质中的应用 2 这些数据之间转换目的都是要对两者的图形数据文件进行读写操作,从其中一种工作环境中转 换到另外一种工作环境中,达到两者图形数据格式的统一,便于开展下步工作; 3 着重考虑对开发方式的选择。它的选择对数据的效率和质量有很大影响,为前期数据开发和后 期工程设计工作奠定基础。 笔者提出的图形数据转换处理方法,极大地降低了由AutoCAD数据向MAPGIS输入转换过程的工 作量,尽可能地实现了转换工作的自动化。特别是所有的转换参数对应表文件,通过运行相应程序,在 EXCEL中构建起了对应关系,能较容易实现表格文件的编辑和管理,避免数据转换中的重复性编辑工 作,既方便了图形编辑,又便于后期工作的管理。 参考文献 [ 1 ]陈通,张跃峰,李梅,等.AutoCAD 2000入门与提高[M ].北京清华大学出版社, 2000. 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