CAD數(shù)據(jù)向ARCGIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法研究

劉宇安寧

（中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院 江蘇 徐州 221008）

0 引言

數(shù)據(jù)是實現(xiàn)世界中的信息載體，是信息的具體表達形式[1]。在GIS出現(xiàn)以前，我國的測繪部門的數(shù)據(jù)大多數(shù)是以CAD的DWG或者DXF格式進行保存；隨著GIS的出現(xiàn)并迅速發(fā)展從空間地理信息角度來看，CAD存在著缺乏對空間數(shù)據(jù)的描述和分析等問題。然而，GIS卻在空間分析方面發(fā)揮著強大的作用，能夠?qū)σ延械目臻g數(shù)據(jù)進行建模、管理，以特定的數(shù)據(jù)格式保存[2]。因此，為充分利用目前已有的CAD數(shù)據(jù)作為建立GIS空間信息數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源，就需要采用切實可行的辦法將海量的CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成GIS格式的數(shù)據(jù)。

1 數(shù)據(jù)特點分析

1.1 CAD數(shù)據(jù)特點

CAD以強大的圖形繪制和編輯功能聞名全球，DWG和DXF是AutoCAD常用的2種數(shù)據(jù)格式，主要用于描述地理實體的空間位置和幾何形狀，將點、線、面以及顏色、線性等屬性以二進制文件存儲[3]；用戶可以根據(jù)自己的需要用使用特定的線型、字體和顏色等形式表達地理實體的信息。同時DXF格式也是CAD用于與其他軟件進行數(shù)據(jù)交換的公開的共享數(shù)據(jù)格式，是一種開放式矢量數(shù)據(jù)格式。DXF數(shù)據(jù)通常是以ASCII碼文件保存，用戶可以通過直接讀取這種數(shù)據(jù)文件，從而實現(xiàn)CAD數(shù)據(jù)與其他軟件之間的格式轉(zhuǎn)換。

1.2 ARCGIS數(shù)據(jù)特點

ARCGIS作為國內(nèi)目前使用最為廣泛的GIS軟件之一，其數(shù)據(jù)存儲方式主要有[4]：Geodatabase、coverage和 shapefile三種。Geodatabase是DBMS中的一個空間數(shù)據(jù)庫，它包含了矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、表以及其它GIS對象，是建立在簡單要素模型基礎(chǔ)之上的;coverage是一種矢量格式文件的要素類的集合，把幾何和空間拓撲關(guān)系存儲在二進制文件中，屬性數(shù)據(jù)則被存放在INFO表或RDBMS中；Shapefile也是一種矢量格式文件，一般是由主文件 （.shp），索引文件 (.shx)和DBASE(.dbf)文件組成,分別用于存儲空間、屬性和兩者的空間關(guān)系，由于shapefile文件不存儲拓撲信息，所以在顯示和訪問效率上相對于coverage要快許多，是ARCGIS數(shù)據(jù)一種比較通用的數(shù)據(jù)交換的格式。

2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換存在的問題

從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)角度看，由于CAD中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與ARCGIS中的的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存在著較大的差異；雖然ARCGIS軟件能夠接受CAD數(shù)據(jù)，但是在圖形的轉(zhuǎn)換中無論是圖形數(shù)據(jù)還是屬性數(shù)據(jù)，總是存在一些數(shù)據(jù)損失的問題：

2.1 地理要素的損失和變形。由于CAD主要側(cè)重于對地理實體的空間幾何信息的描述，而GIS主要側(cè)重于對地理實體的空間信息與屬性信息的的表達。因此，CAD圖形向GIS轉(zhuǎn)換時，會導(dǎo)致著要素的某些幾何屬性如線型、顏色以及符號的丟失，或者無法正常顯示的問題；同時也存在一些弧線要素的變形，通常就是采用內(nèi)插點的方式將弧線轉(zhuǎn)成折線。

2.2 屬性信息的丟失。CAD中圖形屬性信息轉(zhuǎn)入到ARCGIS中，許多CAD的擴展屬性信息就會出現(xiàn)丟失的現(xiàn)象；同時，由于CAD的屬性信息有的本來就存在著不充分等問題，從而就導(dǎo)致轉(zhuǎn)換后的屬性信息不足，這就需要在屬性表中對地理要素的進行手工追加相關(guān)屬性信息。

2.3 數(shù)據(jù)存儲的冗余。在CAD圖形存在著有些線狀地物上的點太多或者分多段存儲、重復(fù)畫線等問題，在CAD中并不影響圖形的顯示以及輸出；但是，一旦進入到ARCGIS中這些分段存儲的線狀地物就會占用多條存儲記錄，無形之中就會加大數(shù)據(jù)的存儲量，從而造成數(shù)據(jù)的冗余[5]。

3 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方法

3.1 利用ArcGIS實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

（1）利用 ArcToolBox 工具

ARCGIS中的ARCTOOLBOX模塊自帶了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具，可以快速的實COVERAGE、CAD、Shapfile、GEODATABASE等數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。CAD向Shapfile轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)，依次打開ToolboxConversion tools o ShapfileFeature Class To Shapefile(multiple),選擇需要轉(zhuǎn)換的CAD文件和輸出路徑，點擊OK就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。在ARCGIS應(yīng)用中通常是先將CAD格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GEODATABASE數(shù)據(jù)，然后再按照數(shù)據(jù)模型的定義對要素類進行組織合并、定義域、子類型、關(guān)系、幾何網(wǎng)絡(luò)規(guī)則，再導(dǎo)出Shapfile文件[6]。

（2）利用 ArcMap

在ARCGIS中ARCMAP也是可以實現(xiàn)CAD數(shù)據(jù)的讀取和轉(zhuǎn)換。在資源列表窗口，選擇需要轉(zhuǎn)換的要素，右鍵選擇DataExport Data，在對話框中默認的是Shapfile格式，也可以選擇GEODATABASE和SDE格式，按下確定就是轉(zhuǎn)換成shp格式的文件了。

總之，ARCGIS的這兩種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化方式可以較快的實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換，但是這兩種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式存在著效率低、不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的批量轉(zhuǎn)換，只適合數(shù)據(jù)量較小的情況下采用。

3.2 利用FME實現(xiàn)CAD到ARCGIS數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

FME是加拿大Safe Software公司推出的空間轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng)，可以用于讀寫存儲以及轉(zhuǎn)換各種空間按數(shù)據(jù)，是一種與GIS格式無關(guān)的空間ETL工具，該系統(tǒng)通過“語義轉(zhuǎn)換”實現(xiàn)在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中重新構(gòu)造數(shù)據(jù)的功能，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換。其轉(zhuǎn)換方式分為兩種：（1）采用FME Universal Translator自動轉(zhuǎn)換；（2）采用FME Workbench自定義數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。采用第一種方法用戶可以采用FME自帶的映射文件產(chǎn)生模板，這種方法比較簡單、快捷，但不能夠滿足有特定需要的用戶根據(jù)工程的需要自行修改需要轉(zhuǎn)出的數(shù)據(jù)，主要用于對數(shù)據(jù)需求相對較少的情況；第二種方法在Workbench界面中用戶根據(jù)自己的工程的具體需要自行定義映射文件，這個過程就是用戶將文件的需要的圖層數(shù)據(jù)、要素、屬性與目標(biāo)格式的圖層數(shù)據(jù)、要素、屬性之間的一一對應(yīng)，從而實現(xiàn)圖形和屬性信息的轉(zhuǎn)換。

4 實例應(yīng)用

本文就某村莊宗地圖界址點圖層轉(zhuǎn)換為ARCGIS的shapefile格式為例，采用FME Workbench將宗地圖界址點圖層中的屬性根據(jù)需要轉(zhuǎn)出，本例選擇將宗地圖中的權(quán)利人、圖幅號、宗地號、宗地面積轉(zhuǎn)到文件的屬性表中。

圖1 轉(zhuǎn)換前CAD數(shù)據(jù)Fig.1 unconverted CAD data

圖2 轉(zhuǎn)換后的shp數(shù)據(jù)格式Fig.2 converted shp data

圖3 轉(zhuǎn)換后的shp屬性表格Fig.3 attribute table of converted shp

5 結(jié)論

本文通過分析CAD數(shù)據(jù)與ARCGIS數(shù)據(jù)特點分析，充分理解這兩種數(shù)據(jù)格式的特點，以及數(shù)據(jù)公開的交換格式；總結(jié)目前CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為ARCGIS數(shù)據(jù)存在的問題，研究目前CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為ARCGIS數(shù)據(jù)常用的的三種方法，并分析三種方法的優(yōu)缺點。最后采用FME實現(xiàn)某村的宗地圖轉(zhuǎn)換為ARCGIS格式，這種方法與原圖相比能夠較好的將屬性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到ARCGIS屬性表中，符合工作的具體需要。

［1］胡鵬，黃杏元，華一新.地理信息系統(tǒng)教程[M].武漢:武漢大學(xué)出版社，2002.

［2］龔健雅.地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)[M].北京:科學(xué)出版社，2001.

［3］劉永強.AUTOCAD與ARCGIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法研 [J].測繪科學(xué)，2009,34:168:170.

［4］陳樂書，等.CAD到GIS數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的討論.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)[J].2009（18）：8799-8803.

［5］鄂潔，等.AUTOCAD和ARCGIS間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究.軟件導(dǎo)刊[J].2007,9:18-19.

［6］李剛,朱慶杰,張秀彥,等.基于FME的城市GIS基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換[J].測繪通報,2006(6):17-20.