浅谈如何将多段线中的弧线段折线化

陈 艳，李建勇

(1.中国五冶集团有限公司，四川成都610063; 2.四川省第三测绘工程院，四川成都610500 )

浅谈如何将多段线中的弧线段折线化

陈 艳1，李建勇2

(1.中国五冶集团有限公司，四川成都610063; 2.四川省第三测绘工程院，四川成都610500 )

将CAD数字化图中带弧段的多段线实体，用程序进行折线化，不仅可减少数据入库时人工修改的工作量，提高工作效率，同时还可确保多线段实体的准确度和美观性。

数字化图； 弧段； 折线化

1 问题的提出

当下大数据时代已经来临，用户对各类数据的需求也不尽相同， Arcgis以其庞大的数据管理和分析功能逐渐地得到广大用户的认可。但在实际应用中，很多数据生产单位的作业人员更习惯以AutoCAD为平台编辑数字化图形，然后将编辑好的数字化图形通过处理程序批量转换为满足Arcgis所要求的数据格式进行数据管理。在数据格式转换过程中，不可避免地就会出现一个问题，生产人员为了让一些图形的拐角更圆滑和美观，在使用CAD平台下“PL”命令矢量化多线段实体时，会用弧线法生成弧线段，这些弧段在转换到Arcgis平台下后，线段中的弧段被直接拉直，与CAD数字化图比较，在弧段处将会严重失真，在Arcgis平台下选择该线段与其他地物进行关系拓扑，将会产生许多小面或缝隙。

为了避免这种错误发生，许多生产单位禁止作业人员在CAD数字化图中画弧段，在有拐点的部位，人为加很多折线点。这就带来两个问题：(1)作业人员人为增加折线点，增加很多工作量；(2)作业人员加折线点的方法不当，会使弧段部分产生变形，与实际地形不符，图面也不美观(图1)。

图1 手绘带弧段实体的变形

基于上面的弊端，笔者尝试将CAD数字化图里多段线实体中的弧段用程序进行折线化。

2 对多段线实体中的弧段进行分析

下面对CAD数字化图中带弧段的多段线实体进行系统的分析。

CAD数字化图中，最基本的单元是实体，每个实体，对应一个或多个数据表，实体的每个属性，对应着一个子表，如图1中实体的数据表：((-1 . <图元名: 7ef5df88>) (0 . "LWPOLYLINE") (330 . <图元名: 7ef5dcf8>) (5 . "F1") (100 . "AcDbEntity") (67 . 0) (410 . "Model") (8 . "0") (100 . "AcDbPolyline") (90 . 7) (70 . 0) (43 . 0.2) (38 . 0.0) (39 . 0.0) (10 602.101 391.989) (40 . 0.2) (41 . 0.2) (42 . 0.0) (10 1201.05 686.605) (40 . 0.2) (41 . 0.2) (42 . 0.0) (10 1340.5 729.998) (40 . 0.2) (41 . 0.2) (42 . 0.0)(10 1501.17 723.031) (40 . 0.2) (41 . 0.2) (42 . 0.0) (10 1591.22 682.867) (40 . 0.2) (41 . 0.2) (42 . 0.0) (10 1655.54 618.606) (40 . 0.2) (41 . 0.2) (42 . 0.0) (10 1689.31 541.492) (40 . 0.2) (41 . 0.2) (42 . 0.0) (210 0.0 0.0 1.0))。每个子表的第一位叫组码，组码10代表着多段线的折线点坐标。其后的组码42代表着该点的凸度，凸度等于该点弧段四分之一圆心角的正切值。当凸度为0，表示该点是弧段的起点；当凸度为负数，弧段沿顺时针方向弯曲；当凸度为正数，弧段沿逆时针方向弯曲。如图2为弧段的相关参数。

图2 弧段的相关参数

图2中，假设AC为多段线的前进方向。其中a为弧段的圆心角；R为弧段的半径。图二中多段线实体的数据表为：((-1 . <图元名: 7ef639b8>) (0 . "LWPOLYLINE") (330 . <图元名: 7ef5dcc0>) (5 . "FC7") (100 . "AcDbEntity") (67 . 0) (410 . "Model") (8 . "0") (100 . "AcDbPolyline") (90 . 3) (70 . 0) (43 . 3.0) (38 . 0.0) (39 . 0.0) (10 3462.5 659.869) (40 . 3.0) (41 . 3.0) (42 . 0.0) (10 4061.45 954.485) (40 . 3.0) (41 . 3.0) (42 . -0.391332) (10 4549.71 809.372) (40 . 3.0) (41 . 3.0) (42 . -3.60688) (210 0.0 0.0 1.0))。上数据表中画线部分为B点的凸度，值为负，弧段顺时针方向弯曲。设B点的凸度为td，b=a/4，BC点的二分之一平距为S，则：

b=atan(td)；

a=4*b；

R=s/sin(a/2)

通过B、C点的坐标，可以求出FC的距离和S、F点的坐标；根据td、S,可以求出a、R的值；根据S、F点的坐标，可以求出圆心点D的坐标。进而计算DB的方位角，就可以在BC弧段上计算任意多个折线点。以D为圆心，DB为半径，顺时针向DC方向旋转，当旋转一定角度后，就可以求出一个折线点的坐标，当作业人员给定DB旋转的最小角度，称为步距。设步距为m，增加折线点个数为n，则：n=fix(a/m)，n为整数。

3 多段线实体中的弧段折线化的实现

基于AutoCAD的二次开发语言VISP编制的折线化程序流程见图3。

将多段线实体中弧段用程序折线化后，整体效果如图4所示。图中的两个实体均被程序折线化了，上面实体处于未选中状态，直观看和原来带弧段的多段线实体一致，下面实

图3 折线化程序流程

体处于选中状态，则能看到新增了很多折线点。

图4 多段线实体中的弧段用程序折线化前后的对比

4 多段线实体中的弧段折线化后的精度分析

弧段折线化前后面的对比如图5所示。图中弧段未折线化的实体面积为463 470 m2，弧段折线化后的面积为463 449 m2，相对误差为1/12546，完全可以忽略不计。此实体折线化的步距为2°，如果要提高精度，还可将步距设置成小于2°。

5 结束语

虽然多段线实体中的弧段折线化后，增加了很多折线点，给共线拓扑构面带来一些困难，但Arcgis平台下专门有线段追踪的功能，当一个图斑实体折线化后，在构相邻图斑的面时，可直接进行线段追踪，不需要逐点捕捉。多段线实体中的弧段折线化方法，解决了目前熟悉CAD操作的生产人员的习惯画弧线的作业方式，且折线化法可行、可用。但长久之计还是要加大生产人员对Arcgis平台的熟练运用，实现在Arcgis平台下数据编辑、管理和分析统计一体化操作。

图5 弧段折线化前后面的对比

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[定稿日期]2015-03-23