基于Autodesk Map 3D的數(shù)字制圖生產(chǎn)研究

摘要：本文介紹基于CAD的GIS軟件——Autodesk Map 3D的技術(shù)特點(diǎn)，基于該平臺開發(fā)出一套數(shù)字化成圖系統(tǒng)，簡單介紹了該成圖系統(tǒng)的工作原理，該軟件已應(yīng)用于實際的工作中，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：Autodesk Map 3D AutoCAD 要素 數(shù)字制圖

0 引言

現(xiàn)在，幾乎所有的規(guī)劃、道路、建筑等的設(shè)計軟件都是在AutoCAD基礎(chǔ)上開發(fā)的，因此數(shù)字制圖軟件大部分也是基于AutoCAD的，例如目前被廣泛使用的南方測繪公司開發(fā)的CASS系列的產(chǎn)品。但AutoCAD產(chǎn)品不能直接進(jìn)入地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，這在很大程度上影響了AutoCAD產(chǎn)品的應(yīng)用[1]，使其僅僅局限于數(shù)字化生產(chǎn)。

Autodesk公司推出的新產(chǎn)品Autodesk Map 3D軟件很好地解決了這一問題。Autodesk Map 3D構(gòu)建在AutoCAD軟件上，它具備AutoCAD的所有功能，同時拓展了GIS方面的功能——空間數(shù)據(jù)的管理[2]，可以創(chuàng)建、維護(hù)、分析和有效溝通包含在多個Autodesk Map圖形和相關(guān)外部數(shù)據(jù)中的地圖制圖信息，滿足地圖制作人員和GIS專業(yè)人員的設(shè)計需求。因此，Autodesk Map 3D可以用作GIS的前端數(shù)據(jù)采集軟件，它在數(shù)字測繪中具有廣泛的應(yīng)用前景，本文就這方面進(jìn)行一些探討。

1 Autodesk MAP 3D的主要技術(shù)特點(diǎn)

1.1 處理對象數(shù)據(jù) 在Autodesk Map3D中，用戶將目標(biāo)的信息存儲在DWG文件中，這樣的信息稱為對象數(shù)據(jù)，它與圖形目標(biāo)相連接，并存儲在圖形文件中，用戶可以建立多欄的對象數(shù)據(jù)表并對不同的目標(biāo)輸入相應(yīng)的值，對象數(shù)據(jù)較之于塊屬性更易于使用，因為對象數(shù)據(jù)能夠與任何對象一起工作，可以運(yùn)行基于對象數(shù)據(jù)的查詢，并應(yīng)用對象數(shù)據(jù)創(chuàng)建專題圖。

1.2 輸入和輸出多種其他格式的文件 Autodesk Map 3D的輸入/輸出引擎可以支持所有主要的GIS數(shù)據(jù)格式，使用戶可以讀取、寫入和轉(zhuǎn)換行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式，包括來自Coverage、E00、MIF/MID、DGN、Tab、VPF、SDF和SDTS等數(shù)據(jù)。處理完數(shù)據(jù)后，可以將數(shù)據(jù)保留在 Autodesk Map 3D中維護(hù)數(shù)據(jù)，也可以輸出到外部文件或者是Oracle數(shù)據(jù)庫中。

1.3 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)訪問能力 使用FDO數(shù)據(jù)訪問技術(shù)使AutoCAD Map 3D能夠直接無縫地訪問存儲于關(guān)系數(shù)據(jù)庫、文件和基于web服務(wù)的空間數(shù)據(jù)，允許設(shè)計人員和GIS部門更加有效地訪問和共享同一份的數(shù)據(jù)。 直接訪問而無需進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，有助于確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.4 多用戶編輯 支持多用戶編輯，尤其是多用戶同時編輯DWG格式的文件。使用該軟件的查詢功能，多個用戶可以同時訪問和編輯同一組文件或底圖，所有用戶都可以在整個過程中使用所有功能。這種方式可以有效、可靠的在用戶之間共享地圖和數(shù)據(jù)，降低了對版本控制的需要，并且能夠盡快取得想要的數(shù)據(jù)。

1.5 強(qiáng)大的圖形編輯功能 由于Autodesk Map3D是在AutoCAD基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此完全繼承了AutoCAD圖形編輯功能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可方便地實現(xiàn)刪除、移動、捕捉等功能。

2 基于Map3D的數(shù)字制圖系統(tǒng)實現(xiàn)

目前，大部分測繪繪圖平臺都是以單純的成圖為目的，沒有考慮到數(shù)字地形圖的進(jìn)一步利用和向GIS的轉(zhuǎn)換[3]。基于前邊的介紹，我們可以知道Autodesk Map 3D是連接CAD與GIS的橋梁，因此，筆者基于Map 3D平臺采用ObjectARX開發(fā)方式開發(fā)了一個數(shù)字制圖系統(tǒng)，以現(xiàn)有基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，同時實現(xiàn)地形圖制圖表達(dá)的更新以及DLG數(shù)據(jù)的生產(chǎn)。

2.1 編碼方案 地理信息要素分類編碼是地理信息系統(tǒng)設(shè)計過程中的一個不可回避的問題，同時也是一個棘手的問題。一旦將地理要素進(jìn)行了科學(xué)的分類，當(dāng)創(chuàng)建或者重新分類要素時，其圖形特征和屬性會自動應(yīng)用到你所創(chuàng)建的實體上，從而真正實現(xiàn)圖形與屬性數(shù)據(jù)的一體化管理。

系統(tǒng)將地物按照要素分類，分類標(biāo)準(zhǔn)采用《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)1：500，1：1000，1：2000地形圖要素分類與代碼》。該標(biāo)準(zhǔn)將地形要素分為9大類，地形要素分類代碼由大類、小類、一級和二級四類代碼構(gòu)成，系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上添加一類圖形特征碼。即要素代碼由七位數(shù)字構(gòu)成：

其中前六位按照國家標(biāo)準(zhǔn)來定義，第七位圖形特征碼用來區(qū)分圖形是點(diǎn)、線或面。此種編碼法案的特點(diǎn)是在地里要素分類的基礎(chǔ)上，加入構(gòu)成地里要素的實體的分類和特征屬性，能夠較好地滿足GIS制圖的應(yīng)用需求。

2.2 圖層的組織 分層是編圖系統(tǒng)中數(shù)據(jù)組織的一種重要手段，為了對一幅圖上的不同性質(zhì)的各種圖形元素進(jìn)行不同的處理，可以將一幅圖分成若干層。本平臺采用要素層和表現(xiàn)層分離的數(shù)據(jù)組織體系：要素層存儲要素數(shù)據(jù)，以DLG分層標(biāo)準(zhǔn)為主要依據(jù)，數(shù)據(jù)生成過程中的要素存儲在要素層中；表現(xiàn)層是在要素生成完畢后自動產(chǎn)生的，主要是針對復(fù)雜的地形圖圖式，簡單的地形圖圖式可以直接由線型、符號或填充圖案來表達(dá)，復(fù)雜的圖式需要在表現(xiàn)層上生成部分樣式。這種分層方式便于我們控制圖形的顯示，從而實現(xiàn)地形圖和DLG地圖的分別生成。

2.3 符號庫的設(shè)計 符號庫的設(shè)計與實現(xiàn)是本系統(tǒng)的核心內(nèi)容。本系統(tǒng)符號庫的設(shè)計是在地形圖圖式的基礎(chǔ)上，根據(jù)MAP3D的繪圖特點(diǎn)，把地物符號分為點(diǎn)狀符號、簡單線狀符號、復(fù)合線狀符號、帶填充圖案的面狀符號和組合類符號5種形式。

點(diǎn)狀符號采用塊設(shè)計；線狀符號采用對應(yīng)的線型來實現(xiàn)，復(fù)雜線型是在簡單線型的基礎(chǔ)上再嵌套文字串或嵌套形文件而構(gòu)成；面狀符號采用閉合圖形中填充圖案的方式實現(xiàn)。

2.4 系統(tǒng)實現(xiàn) 解決了上述關(guān)鍵問題后，我們創(chuàng)建的系統(tǒng)就實現(xiàn)了制圖數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的一體化生產(chǎn)。

按照地圖圖示要求生產(chǎn)出來的地圖符號存儲在地圖符號庫中，通常按照點(diǎn)、線、面三種類型進(jìn)行存儲。在地圖符號化（數(shù)據(jù)到符號）過程中。首先根據(jù)數(shù)據(jù)的幾何類型判斷采用哪種類型的地物，然后選擇對應(yīng)的符號進(jìn)行表達(dá)。如果是點(diǎn)狀地物，則使用一個塊符號來表示該地物；如果是線狀地物，則使用對應(yīng)的線型來表示；如果是面狀地物，那么就用對應(yīng)的填充圖案來進(jìn)行表達(dá)。這樣，我們通過同一個工作流程生產(chǎn)出來的這套數(shù)據(jù)，可以同時得到兩套不同的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，一套用于地圖制圖的地形圖數(shù)據(jù)產(chǎn)品（符號化的數(shù)據(jù)），一套用于GIS的DLG數(shù)據(jù)產(chǎn)品（帶屬性的數(shù)據(jù)）。

該系統(tǒng)的創(chuàng)建地物的界面如下圖：

如圖，在創(chuàng)建列表中選擇地物所在的要素大類和要素中類，在彈出的對話框中選擇要創(chuàng)建的地物即可進(jìn)行創(chuàng)建。例如：創(chuàng)建“一般房屋”，首先要選擇要素大類“居民地及設(shè)施”，然后選擇該大類中的“居民地”種類，將彈出如上圖所示的“選擇地物：居民地”的窗口，我們從該窗口中選擇“一般房屋”，就可以進(jìn)行創(chuàng)建了，如圖4所示。

3 結(jié)束語

基于Autodesk Map 3d開發(fā)的這套數(shù)字制圖軟件，解決了目前制圖軟件存在的問題，同時實現(xiàn)了地形圖制圖的表達(dá)以及DLG數(shù)據(jù)的生產(chǎn)。該軟件利用AutoCAD出色的圖形處理功能，可以大大提高矢量制圖的效率，采用FDO技術(shù)可以無縫地向GIS系統(tǒng)組織管理GIS基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使得我們的GIS基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入工作更加方便快捷。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾憲珪，熊濤.Autodesk Map 3D在數(shù)字測繪中的應(yīng)用探討[J].南方冶金學(xué)院學(xué)報，2005，26(6):1.

[2]楊利娟.Autodesk Map 3D在地形圖建庫中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息，2007，30(4):93.

[3]廖之平.從數(shù)字化成果到空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換[J].測繪信息與工程，2006，31(1):30.

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文