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1、CAD向ArcGIS的数据转换以及数据修补一、ArcGIS与CAD数据交换原理1、ArcGIS数据特点ARCGIS作为国内目前使用最为广泛的GIS软件之一，其数据存储方式主 要有：Geodatabase、coverage 和 shapefile 三种。Geodatabase 是 DBMS 中的 一个空间数据库，它包含了矢量数据、栅格数据、表以及其它GIS对象，是建 立在简单要素模型基础之上的；coverage是一种矢量格式文件的要素类的集合， 把几何和空间拓扑关系存储在二进制文件中，属性数据则被存放在INFO表或 RDBMS中；Shapefile也是一种矢量格式文件，一般是由主文件(.shp)
2、，索 引文件(.shx)和DBASE(.dbf)文件组成，分别用于存储空间、属性和两者的空间关 系，由于shapefile文件不存储拓扑信息，所以在显示和访问效率上相对于 coverage要快许多，是ARCGIS数据一种比较通用的数据交换的格式。用于与其他软件进行数据交换的公开的共享数据格式，是一种开放式矢量数 据格式。DXF数据通常是以ASCII码文件保存，用户可以通过直接读取这种数 据文件，从而实现CAD数据与其他软件之间的格式转换。2、CAD数据特点CAD以强大的图形绘制和编辑功能闻名全球，DWG和DXF是AutoCAD常 用的2种数据格式，主要用于描述地理实体的空间位置和几何形状，将点
3、、线、 面以及颜色、线性等属性以二进制文件存储；用户可以根据自己的需要用使用特 定的线型、字体和颜色等形式表达地理实体的信息。同时DXF格式也是CAD由 于AutoCAD强大的绘图功能和处理矢量图形的能力，因此在数字地形图的生产 中，大部分成果为Auto-CAD的格式。数字化成果的转化是地理信息系统获取基 础空间数据的主要途径之一，为了充分利用现有的数字化成果，AutoCAD数据与 GIS数据的转换成了 Geodata-Base必须面对并解决的一大问题。3、CAD数据与GIS数据的区别CAD数据是用来表示物体的位置形态、大小、分布等各方面信息的，是对现 实世界中存在的具有定位意义的事物和现象进
4、行的定量描述，因此，CAD数据间 的拓扑关系较为简单。GIS数据主要是由点、线和面组成的，它的基本要素点、 线、面和体之间具有邻接、关联和包含的拓扑关系。这种关系从总体方面反映了 空间实体间的结构关系，对地理信息的数据处理和地理信息的空间与网络分析有 着重要意义。CAD数据包含有几何信息与非几何信息，几何信息常用实体定义的 图形数据表示，每种类型实体数据的结构长度不等，数据结构复杂。GIS数据结 构要比CAD数据结构简单，图形分为2种类型：矢量图和栅格图。矢量图中不仅包含了几何信息，也包含图形的属性。栅格数据结构是由像元 组成的网格，每一个像元都有一个特征值CAD数据只要求存储一个个图元，并
5、不关心图元间的关系，因此并不强求面向实体的结构。GIS数据是以实体为单元 存储的点、线、面之间有联系。在此基础上能够构成实体之间拓扑结构的空间数 据库，能够方便的与属性库连接，是地理现状的提炼，符合现状。4、CAD数据到GIS数据转换存在的问题从数据结构角度看，由于CAD中的数据结构与ARCGIS中的的数据结构存 在着较大的差异；虽然ARCGIS软件能够接受CAD数据，但是在图形的转换 中无论是图形数据还是属性数据，总是存在一些数据损失的问题：（1）地理要素的损失和变形由于CAD主要侧重于对地理实体的空间几何信息的描述，而GIS主要侧重 于对地理实体的空间信息与属性信息的的表达。因此，CAD图
6、形向GIS转换时， 会导致着要素的某些几何属性如线型、颜色以及符号的丢失，或者无法正常显示 的问题；同时也存在一些弧线要素的变形，通常就是采用内插点的方式将弧线转 成折线。（2）属性信息的丢失CAD中图形属性信息转入到ARCGIS中，许多CAD的扩展属性信息就会出 现丢失的现象；同时，由于CAD的属性信息有的本来就存在着不充分等问题， 从而就导致转换后的属性信息不足，这就需要在属性表中对地理要素的进行手 工追加相关属性信息。（3）数据存储的冗余在CAD图形存在着有些线状地物上的点太多或者分多段存储、重复画线等 问题，在CAD中并不影响图形的显示以及输出；但是，一旦进入到ARCGIS中 这些分段
7、存储的线状地物就会占用多条存储记录，无形之中就会加大数据的存储 量，从而造成数据的冗余。5、数据的转换方法利用ArcGIS实现数据转换（1）利用 ArcToolBox 工具ARCGIS中的ARCTOOLBOX模块自带了数据转换工具，可以快速实现COVERAGE、CAD、Shapfile、GEO-DATABASE 等数据格式的转换。CAD 向 Shapfile 转换的实现，依次打开 ToolboxConversion toolsto Shapfile FeatureClass To Shapefile（multiple）,选择需要转换的CAD文件和输出路径，点击OK就可以实现 数据的转换。在AR
8、CGIS应用中通常是先将CAD格式的数据转换为GEODATABASE数据，然后再按照数据模型的定义对要素类进行组织合并、定义 域、子类型、关系、几何网络规则，再导出Shapfile文件。（2）利用 ArcMap在ARCGIS中ARCMAP也是可以实现CAD数据的读取和转换。在资源列 表窗口，选择需要转换的要素，右键选择DataExport Data，在对话框中默认的 是Shapfile格式，也可以选择GEODATABASE和SDE格式，按下确定就是转 换成（.shp）格式的文件了。总之，ARCGIS的这两种数据转化方式可以较快的实现数据格式之间的转换， 但是这两种数据转换方式存在着效率低、不能
9、实现数据的批量转换，只适合数据 量较小的情况下采用。（3）利用FMEFME是加拿大Safe Software公司推出的空间转换处理系统，可以用于读写 存储以及转换各种空间按数据，是一种与GIS格式无关的空间ETL工具，该系 统通过“语义转换”实现在数据转换过程中重新构造数据的功能，以实现数据格 式之间的转换。其转换方式分为两种：（1）采用FME UniversalTranslator自动 转换；（2）采用FME Workbench自定义数据转换。采用第一种方法用户可以 采用FME自带的映射文件产生模板，这种方法比较简单、快捷，但不能够满足 有特定需要的用户根据工程的需要自行修改需要转出的数据，
10、主要用于对数据需 求相对较少的情况；第二种方法在Workbench界面中用户根据自己的工程的具 体需要自行定义映射文件，这个过程就是用户将文件的需要的图层数据、要素、 属性与目标格式的图层数据、要素、属性之间的一一对应，从而实现图形和属性 信息的转换。二、软件和数据介绍1、软件ArcGIS10.1 或者 ArcGIS10.2、AutoCAD2007、FME2、数据大埔县高坡出让地块的AutoCAD图形（.dwg）、大埔县高坡出让地块的（.shp） 文件、大埔县高坡出让地块的（.gdb）文件三、具体案例本文就大埔县河头总图（.dwg）转换为ARCGIS的（.shp）格式为例说明转换， 然后就将（
11、.shp）导入到（.gdb）文件，在根据CAD图和（.shp）数据对最终的 成果（.gdb）进行检查和修补。（一）转换前的数据处理CAD与GIS两者的数据结构完全不同，虽然许多GIS软件也能接受AutoCAD 数据（.dwg ）和（.dxf）但是，在实际的转换过程中，由于各方面的原因，转换后都或 多或少存在着问题，如：要素丢失，要素变形，数据冗余，属性信息不足等。因 此我们应对转换以前的CAD图形数据作一定的处理。（1）数据分层空间数据的分层组织主要有2种方法：按专题分层、这种分层的主要思路是 每层对应一个地图专题，同一层上的信息服务于某一个特定的目的和用途。比如 自然资源研究层一般包括河床地
12、质、土地利用、土地类型、排水管道、海平面高 度及运输工具等；城市规划层则包括街道、公交路线、交通工具、电力电讯、给 排水、文化教育、金融保险等。这样的分层方法便于制作专题地图按照地物实体 类别分层，这种分层方法以有关的图示和要素分类代码为基础，每层对应地图要 素分类中的一个大类，本次试验即采用这种分层方式。我国现行 51B500,1B1000,1B2000地形图要素的分类与代码6将地形实体分为9大类：测量 控制点、居民地和垣栅、工矿建筑及其他设施、交通及附属设施、管线及附属设 施、水系及附属设施、境界、地貌与土质、植被等，并对每一大类中所包含的地 图实体作了详细的规定。这种分层方法便于编码处理
13、和数据的管理，数字化成图 系统可以将其作为分层的依据，不过无论采用那种分层方式，都需要在与地图实 体对应的图层之外添加一些辅助层，用于存放辅助信息，比如注记、各种辅助线 划等。一 本次根据实际地形情况对地形要素进行了仔细的分层，分成情况如下图所 示：0 0源量控制扁O 0控制点注记0 0道路设血后0回 道路设旌注记回地貌点0 0曜主记 0房屋员屈设瓶1京0 0高程注记点S 0盲程注记点注记0 0管践设旌忌S 0管澎施注记O 0蜃灯杆a回面戕房屋注记 H水妻设庖点s 0水系设施注记 H行政区注记a 0桓被土雨s回桓被土质注记 H等高技注记国H其他设旌启 H等高线 H道路边技 0道路辕勘技 0道路
14、中WE0 0地踽O 0房屋围护物 00 0水嘉设做 0桓被土质0 0其他设龄 0房屋防属设做S回面状房屋回道蹈设施国S 0地貌因国0周屋也凰设推面国0曾凝施面0 0其他设施面 0桓疲垣面 0水藁设宣面 a H MZFW&（2）属性数据库设计上图即为构建的数据库根据GIS数据库的要求对数据进行属性数据库设计， 所包含的图层，根据需要而定。（3）要素分类编码基础地形数据编码的设计也是在GIS中实现基础空间信息共享的基础。在进 行基础地形数据编码设计时，必须遵循几个原则：符合国家行业标准，操作方便， 具可扩充性。用户可根据不同需求，定制专题显示及输出。在5GB /T14804-93 1B500、1B
15、1 000、1B2 000地形图要素分类与代码6（ 1994-08-01）地理要素分类的 基础上，加入构成地理要素实体的分类与特征属性，在国标中不满4位的用0 补齐。其结构为：地形要素分类码（4位数）+地形要素实体代码（2位数），采用6 位数编码，能够较好地满足GIS应用需求。其中地形要素分类码采用5GB 14804-936的4位数字编码，地形要素实体代码采用2位数字，其构成为实体分 类码（1位）+实体特征码（1位）。如一般房屋:：（211050 ）2110 （地形要素分类码）+ 5 （实体分类码）+ 0 （实体特征码）。实体分类码主要用于区别图形实体的类型和主次 结构上，如点、线和面，主结构线和辅结构线。实体特征码主要用于区分实体符 号化的图形特征，如实线、点线等。实体特征编码:根据对实体的逻辑划分编码 为点（1）、线（3）、面（5）、注记（9）。图式端号符号名弥要案代码类型符号cass图层.觐图层备注4.1.1_船房屋2007211050141101固屋百维1D0021C220SLJXID_L忑兢无旧要泰房屋分层面2007211150PG3JNID_R忑海无1H要表4.12简单房屋2D0721215C
