ArcGIS制图表达的图库一体化数据到AutoCAD制图数据的全要素转换研究

魏世轩

(1.重庆市勘测院，重庆 401121； 2.重庆市地理国情监测工程技术研究中心，重庆 401121)

ArcGIS制图表达的图库一体化数据到AutoCAD制图数据的全要素转换研究

魏世轩1，2*

(1.重庆市勘测院，重庆 401121； 2.重庆市地理国情监测工程技术研究中心，重庆 401121)

通过研究ArcGIS制图表达原理及AutoCAD数据交换格式DXF文件的结构，设计了一套AutoCAD的符号线型库，研发了数据转换系统，实现了基于ArcGIS制图表达的 1∶2 000图库一体化数据到AutoCAD制图数据的全要素转换。

地形图；图库一体化；制图表达；数据转换

1 引 言

图库一体化是信息化测绘的要求，更是测绘技术的发展趋势。基于ArcGIS制图表达的图库一体化可有效解决传统测绘数据中制图数据与GIS建库数据为两套数据的矛盾，实现制图和建库数据一体化管理。在项目施工建设中，大部分用户习惯于使用CAD格式的测绘数据，虽然ArcGIS集成了CAD数据转换功能，但是转换后的CAD数据只有空间位置信息，丢失了ArcGIS制图数据原有的符号、线型、颜色等信息，转换后的数据不满足制图数据要求(转换结果如图1所示)，存在使用困难的问题[1]。

目前已有的ArcGIS制图表达数据到CAD制图数据的转换研究中，大部分只是实现了小比例尺数据(1∶5 000，1∶10 000)的转换，涉及转换要素更多、更复杂的 1∶2 000大比例尺数据的研究却很少。本文将阐述如何实现基于ArcGIS制图表达的 1∶2 000制图数据到AutoCAD制图数据的全要素转换，如图1所示。

图1 ArcGIS(左)直接转AutoCAD(右)数据

2 AcrGIS制图表达

ArcGIS提供了一套灵活的制图表达机制，可以灵活地使用基于规则的结构对数据进行符号化，这些结构与数据一同存储在地理数据库中。制图表达是根据制图规则Rules和覆盖Overrides来实现地形图的符号化。其表达规则由标记、线、填充及几何效果、标记布局样式组合而成。制图表达中的自由表达允许对个别要素的外观进行单独的制图编辑，而不影响要素的建库几何，也不会影响同类要素的表达[2]。

对于地形图中符号化的点状要素，可以通过在点位上插入对应标记的方式，实现点状要素的绘制，比如电杆、不依比例尺船闸、不依比例尺通信塔等。

对于地形图中符号化的线状要素，可以利用ArcGIS已有的制图效果偏移、平滑、虚线等，帮助实现符号表达效果定制。比如可以为线图层添加虚线制图表达效果，并指定黑线与空白的长度，实现小路的制图效果。

对于地形图中符号化的面状要素，可以利用AcrGIS已有的表达规则及几何效果组合表达。比如水面可以通过添加制图表达规则中的线及面层，然后设置线层的宽度、颜色，面层的填充颜色，组合表达出水面的制图效果；再如水田面，可以设置标记的布局样式为“在面内部”，然后设置相应的X步长、Y步长、平移奇数行等参数来表达出水田面。

但是ArcGIS已有的制图表达仍无法实现地形图中某些特殊要素的制图效果，比如依比例尺的陡坎、依比例尺的台阶、棚房等，需要基于ArcObjects研发ArcGIS制图表达扩展链接库，如图2所示。

图2 ArcGIS制图表达设置

3 DXF文件解析

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文件是由很多的“代码”和“值”组成的“数据对”构造而成，这里的代码称为“组码”(group code)，指定其后的值的类型和用途。每个组码和值必须为单独的一行的。DXF文件被组织成为多个“段”(section)，每个段以组码“0”和字符串“SECTION”开头，紧接着是组码“2”和表示段名的字符串(如HEADER)。段的中间，可以使用组码和值定义段中的元素。段的结尾使用组码“0”和字符串“ENDSEC”来定义[3～6]。

DXF文件的结构如图3所示：

图3 DXF文件结构

4 AutoCAD符号线型库设计

4.1 点符号制作

以块的形式来表示1∶2 000地形图中的点要素，并根据地形图图示设置块符号的大小、颜色、基点等属性。可以将每个符号存储为一个CAD文件，也可以将所有的符号都存储在同一个CAD文件中，在需要插入符号时再读取相应的CAD文件中对应的块符号，如图4所示。

图4 点符号

4.2 线型制作

AutoCAD中的线型是以线型文件(也称为线型库)的形式保存的，其类型是以“.lin”为扩展名的ASCII文件。复杂线型可以包含嵌入的形(保存在形文件中)。复杂线型可以表示实用程序、边界和轮廓等等。与简单线型一样，指定端点后可以动态地绘制复杂线型。

以下线型定义了名为CON1LINE的线型，此线型由直线段、空移和嵌入的形CON1的重+复图案构成。其中，CON1来自ep.shx文件。(请注意，必须将ep.shx文件放在支持路径中才能使以下样例正常运行。)

*CON1LINE，---[CON1]---[CON1]---[CON1]

A，1.0，-0.25，[CON1，ep.shx]，-1.0

下面的语法把形定义为复杂线型的一部分：

[shapename，shapefilename，scale，rotate，xoffset，yoffset]

图5 线型库

5 数据转换

5.1 数据转换流程

本文研究以1∶2 000比例尺地形图为例，阐述 1∶2 000地形图的ArcGIS图库一体数据到AutoCAD制图数据转换的实现方法。首先制作覆盖全部 1∶2 000地形图要素的ArcGIS制图数据到AutoCAD制图数据的转换对照表，明确数据转换关系，对于较复杂的要素制定组合生成方法[7]，如图6所示。

图6 转换对照表

数据转换的流程为：根据图层的压盖关系，确定图层的转换顺序，再根据图层的几何类型及转换对照表确定对应的转换方法，写入DXF文件中相应的TABLES、BLOCKS和ENTITIES数据段内，实现基于ArcGIS的制图数据到AutoCAD制图数据的转换，如图7所示。

图7 数据转换流程图

5.2 点要素转换

对与图库一体化数据中的点要素可根据转换对照表，在已制作的AutoCAD符号库中找到对应的符号块进行转换表示。

5.3 线要素转换

根据线要素在AutoCAD是否有对应线型，转换方法分为有线型和无线型两种情况。有线型的要素可从线型库中获取对应线型直接转换，并根据转换对照表设置线型的颜色、线宽等信息。无线型的要素需要根据要素的特点对其进行拆分，再组合生成对应的AutoCAD制图表达效果。

5.4 面要素转换

面要素的转换比点要素、线要素要较为复杂，地形图中的面要素在AutoCAD中有对应的填充图案的极少，大部分面状要素的转换都需要根据实际的制图表达效果确定。简单的面状要素，比如坑塘，可以直接对应于AutoCAD数据中的实心填充，再组合对应线性的坑塘边线。但是，对于较复杂的面状要素，就需要根据各类要素在ArcGIS制图表达里的相关参数、制图效果，制定对应的转AutoCAD制图数据的方法。面要素的转换方式较多，这里只列举植被面和斜坡面进行阐述。

(1)植被面要素转换

以VEGA层中的面状要素旱地为例，其在ArcGIS里的制图效果为填充了旱地符号的面要素。要实现转换后的AutoCAD制图数据与ArcGIS的制图效果一致，就要获得此面状要素中每个旱地符号的坐标。如果要素没有转换为自由表达，每个符号的坐标不能直接获得，需根据设置的坐标系、参考比例尺、填充方式、X步长、Y步长等参数进行解析，计算得到每个符号的坐标，再插入相应的符号块转换为AutoCAD制图数据。另外还要从AcrGIS制图表达的标记信息中读取出旱地符号的大小信息，根据实际设置剔除出符号基点在面范围内，但符号却未完全位于面内的情况，如图8所示。

图8 植被面转换效果图

(2)斜坡面要素转换

对于斜坡面，要实现转换为AutoCAD制图数据就较为复杂。首先需要根据其制图表达模式、点的属性，解析出斜坡的上坡线、下坡线、分段点。斜坡面要素制图效果中的长线从上坡线一直延伸到下坡线，在转换时按制图表达的长线间隔求出上坡线和下坡线上各个长线的点位，如果斜坡面设置了分段点，需要对上下坡线分段计算出各段内长线的端点位置，然后将每个成对的点连接就生成了斜坡面的长线部分。对于短线部分，如果斜坡面是加固斜坡面，可将短线部分制作为一个符号块，然后在每两两的长线中间插入短线块，其倾斜角度与长线一致。如果斜坡面是未加固的，其短线部分就只是一个简单的线段，可直接在每两两长线中间创建短线线段，角度与长线一致。最后将上坡线、下坡线、短线、长线等存储为一个组写入DXF文件中，即实现了斜坡面从ArcGIS制图数据到AutoCAD制图数据的转换，如图9所示。

图9 斜坡面转换效果图

6 转换结果

笔者以一幅丘陵地区的1∶2 000图库一体化数据进行转换实验，此图库一体化数据涵盖点、线、面、注记要素层，转换耗时为 15 s左右，转换得到的AutoCAD制图数据的空间位置与图库一体化数据一致，且具有符号、线型、颜色等信息，如图10所示。

图10 转换成果(左边为ArcGIS，右边为AutoCAD)

7 结 语

近年来国家对基础测绘数据的要求在由制图转向入库，基础测绘图库一体化是信息化测绘的要求，更是测绘技术的发展趋势。通过运用本文的研究成果，可实现基于ArcGIS制图表达的 1∶2 000图库一体化数据到AutoCAD制图数据的全要素转换，转换得到的DXF格式的制图数据在空间信息及制图效果上与原有ArcGIS制图数据一致，既具有准确的空间位置精度，又具有相应的符号、线型、颜色等信息，将有效拓宽图库一体化数据的使用范围，保障测绘成果有效的服务于社会。

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Full-feature Transformation of Cartographic Integration Data Based on ArcGIS Representation to AutoCAD Cartographic Data

Wei Shixuan1，2

(1.Chongqing Survey Institute，Chongqing 401121，China；2.Chongqing Engineering Research Center of Geographic National Condition Monitoring，Chongqing 401121，China)

In this paper，by studying the representation principle of ArcGIS and the structure of DXF file which is the data exchange format of AutoCAD，the author designs a set of AutoCAD symbolic and linetype library，and developed the data conversion system，which realizes the full-feature of cartographic integration data in 2000 scale based on ArcGIS representation transform to AutoCAD cartographic data.

topographic map；cartographic integration data；representation；data transform

1672-8262(2017)04-21-05

P208.1

A

2017—01—09

魏世轩(1988—)，男，工程师，主要从事遥感应用及地理信息系统研发等技术工作。

住房和城乡建设部科研项目(2015-K8-009)