基于ArcEngine的CAD数据与ArcGIS数据互转

2014-07-25任学申张月香

铁道勘察 2014年5期

关键词：图层代码编码

任学申张月香

(山东正元地球物理信息技术有限公司，山东济南 250101)

基于ArcEngine的CAD数据与ArcGIS数据互转

任学申张月香

(山东正元地球物理信息技术有限公司，山东济南 250101)

AutoCAD和ArcGIS两种软件在数据处理上各有其优点，为了充分利用这两种软件的数据，降低数据采集的费用，实现数据共享，以标准CASS的基础地形图为例，对AutoCAD数据与ArcGIS数据的无缺失相互转换进行探讨。

ArcEngine CASS ArcGIS 相互转换

ArcGIS有强大的数据分析、数据管理等功能，在建立空间数据库方面有其得天独厚的优势，但ArcGIS也具有图层叠加不便、屏幕刷新缓慢、绘图功能不足等缺点。AutoCAD具有强大的绘图功能和处理矢量图形的能力，大部分地形图采用了AutoCAD为制图平台，不过，其处理数据间的拓扑关系较为简单，处理对象属性方面及空间分析功能欠缺。因此，为了使ArcGIS和AutoCAD软件平台发挥其最大的优点，进行CAD数据与GIS数据相互转换方法的研究具有重要现实意义。

AutoCAD数据和ArcGIS数据在数据模型方面存在很大差异，两种软件描述数据的方式不同。传统的数据转换方法只考虑如何把AutoCAD数据转换为ArcGIS数据，而没有考虑在转换之后的ArcGIS数据如何再转为CAD数据，使转换之后的CAD数据与原始CAD数据图形属性无丢失。本文探讨标准CASS的基础地形图与 GIS数据相互转换的逻辑组织及解决方案。

1 CAD与ArcGIS数据格式的差异

1.1 CAD数据格式

在AutoCAD数据中，包含了多种类型的图形对象，包括：点、线段、折线、文字等，其中点、线为基本元素，其他的是由基本元素组合形成的复杂元素，这些元素都是矢量形式的，即由一组或多组X、Y、Z坐标确定图形元素的几何位置和形状。在CAD的一个图层上可以存放多种类型的图形对象，而且每个图形对象都可以设置独有的颜色、线形、样式等。

DXF 是Autodesk公司开发的用于AutoCAD与其他软件之间进行CAD数据交换的CAD数据文件格式。DXF是一种开放的矢量数据格式，可以分为两类：ASCII格式和二进制格式；ASCII可读性好，但占有空间较大；二进制格式占有空间小、读取速度快。DXF在表现图形的大小方面十分精确，包含了AutoCAD图形文件的所有信息。

1.2 ArcGIS数据格式

Geodatabase是一种采用标准关系数据库技术来表现地理信息的数据模型。目前有两种Geodatabase结构：Personal Geodatabase和Multiuser Geodatabase。Personal Geodatabase更像基于文件的工作空间，使用微软的Access数据库同时存储空间数据和属性数据，数据库存储量大小可伸缩，最大为2GB。Personal Geodatabase支持单用户编辑，不支持版本管理。

2 CAD与GIS数据之间对应关系

2.1 图层对应关系

在CAD中，不同的地理要素放在不同的图层，比如水系、居民地、植被等，相同地理要素的注记、点、线、块都是放在同一图层，即一个图层里可以放置拥有相同性质的若干元素，如一幅地形图中的水系可以放在同一层中，居民地又可以放在另一层中。ArcGIS图层由点、线、面、注记四种类型的数据组成，且每一个图层里面只能存放一种类型的数据，如点图层只能存放点数据，线图层只能存放线数据。

根据CASS标准图层及基础地理信息要素分类及代码(GB/T 13923-2006)对数据进行分类，共分为8大类，然后根据点、线、面、注记每类数据的要求，分为若干个不同类型的层，如表1所示。

表1 CASS图层与ArcGIS图层对应

2.2 要素对应关系

AutoCAD数据与ArcGIS数据在要素结构上有所不同，但两个系统对要素的表达方式基本相同，即都是点、线、注记及其组合。

AutoCAD 和 ArcGIS之间的数据转换可以转化为要素之间的对应转换，其转换关系如表2所示。

表2 AutoCAD要素与ArcGIS要素对应关系

2.3 结构对应关系

表3 GIS数据结构

在标准CASS数据转换为ArcGIS数据时，需要记录标准CASS数据的属性信息，以便在ArcGIS转换为标准CASS数据时使用，其ArcGIS数据结构如表3所示。

2.4 编码对应关系

GIS要素的分类编码结构，在大类、中类、小类和子类的基础上添加几何特征码及图形特征码，用以描述要素对象的几何特征和图形特征。

GIS要素大类、中类、小类的分类代码采用基础地理信息要素分类及代码(GB/T 13923—2006)中规定的分类代码；要素子类的分类代码统一采用9位十进制数字码，分别为按数字顺序排列的大类码、中类码、小类码、子类码、几何特征码和图形特征码，具体代码结构见图1。

图1 要素代码结构

根据标准CASS数据的图形、代码描述和国家基本比例尺地图图式，建立两系统的对照，如表4所示。

表4 标准CASS编码与GIS编码对应关系

建立编码对应关系是为了在对ArcGIS符号化时，与AutoCAD数据保持一致，也是为了符合基础地理信息要素的建库标准。

3 数据转换

3.1 AutoCAD转ArcGIS

(1)转换之前预处理

当转换后的DXF中存在注记时，系统很有可能读取到的内容是乱码，因此需要转换前把DXF文件使用记事本打开，然后使用UTF-8编码另存为一份DXF文件，另存的DXF文件，可能使用AutoCAD打不开，因为记事本把DXF的文件头破坏掉了，但不影响转换，转换之前标准CASS数据如图2所示。

图2 标准CASS数据

(2)转换方法及实现

目前国内外实现数据转换的方式大致有四种：外部数据交换模式、直接数据访问模式、空间数据互操作模式、数据转换平台，本文采用第一种方法，即外部数据交换模式。首先把CASS的CAD数据转换为DXF格式的数据，使用程序读取DXF文件中的明码，逐个分析，然后使用基于ArcEngine中的接口创建数据库、图层、要素等，逐个把实体记录下来。关键代码如下：

#region按类型读取

switch (sValue)

{

case "MTEXT":

sFtType="注记";

VbContinue=ReadDXFMText(i， iEdSec， ref tPntInfoArr， ref sFldVal， ref Anno， ref Height， ref Angle， ref iFAliType);

bContinue=CreateMText(sLyrName， tPntInfoArr， sFldVal， Anno， Height， Angle， iFAliType);

break;

case "TEXT":

sFtType="注记";

bContinue=ReadDXFText(i， iEdSec， ref tPntInfoArr， ref sFldVal， ref Anno， ref Height， ref Angle， ref iHAliType， ref iVAliType);

bContinue=CreateText(sLyrName， tPntInfoArr， sFldVal， Anno， Height， Angle， iHAliType， iVAliType);

break;

case "POINT":

case "INSERT":

sFtType="点";

bContinue=ReadDXFPoint(i， iEdSec， ref tPntInfoArr， ref sFldVal);

bContinue=CreateGeoFeature(sLyrName， sFtType， i， iClose， tPntInfoArr， sFldVal);

break;

……

}

#endregion

转换之后的ArcGIS数据如图3所示。

图3 转换后的ArcGIS数据

3.2 ArcGIS转AutoCAD

ArcGIS数据转换为AutoCAD数据，需要注意的是转换后的AutoCAD文件中，数据的位置、颜色、样式、属性等信息，需同原始CAD中数据相一致。

while (pFeature !=null)

{

string EntityType=GetFiledValue(clsFieldSysName.EntityType);

switch (EntityType)

{

case "MTEXT":

case "TEXT":

WriteTextEnt(pFeature.ShapeCopy as IPoint， sCADLayer， GetFiledValue(clsFieldSysName.FontText)， GetFiledValue(clsFieldSysName.FontX)， GetFiledValue(clsFieldSysName.FontY)， GetFiledValue(clsFieldSysName.FontZ)， GetFiledValue(clsFieldSysName.H)， GetFiledValue(clsFieldSysName.FontName)， GetFiledValue(clsFieldSysName.FontCenter)， GetFiledValue(clsFieldSysName.FontHor)， GetFiledValue(clsFieldSysName.FontVer)， GetFiledValue(clsFieldSysName.FontHight)， GetFiledValue(clsFieldSysName.FontWidth)， GetFiledValue(clsFieldSysName.EntityColor)， GetFiledValue(clsFieldSysName.CADAngle));

break;

case "POINT":

case "INSERT":

WritePointEnt(pFeature.ShapeCopy as IPoint， sCADLayer， GetFiledValue(clsFieldSysName.BlockName)， GetFiledValue(clsFieldSysName.CASSCode)， GetFiledValue(clsFieldSysName.PointXScale)， GetFiledValue(clsFieldSysName.PointYScale)， GetFiledValue(clsFieldSysName.PointZScale)， GetFiledValue(clsFieldSysName.CADAngle)， GetFiledValue(clsFieldSysName.H)， GetFiledValue(clsFieldSysName.EntityColor)， GetFiledValue(clsFieldSysName.AttHave));

break;

……

}

pFeature=pCursor.NextFeature();

}

转换后的AutoCAD数据如图4所示。