CAD数据与GIS数据的相互转换
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作者: 张荣华 张彦军
摘要：基础数据生产部门与数据应用部门不可避免的存在着数据的转换问题，即CAD数据与GIS数据的相互转换问题。这里涉及到属性数据、拓扑关系和符号的处理。
关键词：数据组织 拓扑关系 符号 属性
随着GIS技术的发展，许多部门如：土地、规划、水利、交通、电力、电信等都开始广泛的使用GIS技术，随之而来是对数据提出更高的要求，基础数据不但能够制图，而且能够符合GIS的要求，做GIS应用。然而，我们现在的大部分基础数据生产部门还不能提供GIS数据，使用者只能自己去加工数据，要花费大量的人力、物力和时间。实际上，最需要做这个工作的是基础数据生产部门，因为基础数据生产部门只须做一次，应用部门就不用做那么多的重复性的工作，大大节省资金和时间。对于基础数据生产部门也有很大的好处，因为提供了非常好的数据，就会得到很多部门的认可，提高自己的知名度，更多的单位会购买，而且可以提高一些价格，会带来很大的收益。
CAD数据与GIS数据交换，不仅仅是两种软件的数据文件转换，更重要的是两者数据概念与内容的转换。因此，要全面解决这一问题，必须首先清楚两者的数据特点和它们的异同点。什么数据需要转换，如何实现转换，什么数据不能转换，如何补充这些数据，什么数据不需要转换，如何删除这些数据，这些是数据交换中必须解决的问题。
一、数据转换中需要注意的几个方面
1、拓扑关系
拓扑关系是GIS区别于CAD的一个重要特征。CAD中的图形元素之间没有拓扑关系，在其数据库中，通常只记录着表示图形元素几何位置、形状及大小的几何坐标和表示图形元素性质（如颜色、层等）的辅助数据。而在GIS系统中，不仅几何坐标，而且元素间的拓扑关系都是数据中不可缺少的内容。因此，实现CAD数据向GIS数据转换的一个重要内容，就是建立CAD几何元素的拓扑关系。
2、数据组织
在GIS系统中，数据按专题形式组织，一个专题（如道路、水系）对应于一个数据文件或一组数据文件，各个专题数据独立存在于GIS数据库中。在CAD系统中，一幅CAD图形往往对应于多个专题内容。如一幅地形图中，有等高线、建筑物、道路等多个专题。当然，CAD图形中的多个专题可以分别处于图形的不同层中。但是，它们统一存储在一个图形文件中。通常CAD图形中一层可以对应于GIS系统的一个专题。
3、属性与符号
在CAD中，除了图形坐标以外，另一个重要内容就是图形数据。一个点状元素可以用不同的图形符号表示，一条线段可以对应于不同的线型，正是有了这些符号，CAD中的图形才具有很强的可视性。不同的符号可以具有不同的形状、大小和颜色。在GIS中，图形数据只有点、线、面三大类。各个元素没有固定符号表示在图形库中。但是，除了图形数据之外，GIS数据库中还有一部分属性数据，通常图形数据的符号特征记录在其中。对应于不同的属性内容，图形元素也可以以不同的形式表现出来。这样在CAD数据与GIS数据的相互转换中，图形的一部分内容（几何坐标）需要转换成GIS的图形数据，一部分内容（几何特征）需要以属性的形式记录到属性表中。
二、CAD数据向GIS数据转换的基本过程
首先确定CAD图形中什么元素需要转换到GIS中去，什么元素不需要转换，什么元素需要转换成GIS的图形数据，什么元素需要转换成属性数据。将CAD图形中的元素与GIS图形元素相对应，即确定CAD图形中，哪些元素应转换成点，哪些元素转换成线或面；将CAD的图形元素按专题性质分层，以便CAD图形中的一层对应于GIS的一个专题；图形数据的格式转换，即将CAD的图形数据格式转换成GIS的数据格式；形成拓扑结构。转换后的图形数据经过适当修改，就可以在GIS环境下形成拓扑关系，这样处理后的图形数据才可以在GIS中使用；连接属性数据。图形数据只是GIS数据库中的一部分内容，另一部分内容是描述实体元素的属性值。它们中的一部分可以通过数据转换从CAD图形中产生，另一部分可以从其它关系数据库文件中得到。或者直接在GIS环境下生成。
具体的来讲，主要要做以下的工作：
1、数据格式的转换
如果CAD软件中已经有编码，可以通过制作对应表，直接让软件把代码转换过来，按照新的方案，放入各自的层中。
进行图形检查、编辑处理，这主要有：
检查没有代码或代码错误的地物；检查给错层的地物；断线的连接；电力线、通讯线等的连通；检查悬挂点和伪节点；检查是否有重复实体；检查线条的自相交或打折；道路中心线的提取；面状地物要闭合
2、录入属性或注记转属性
GIS数据要求是有属性的，可以通过人工录入，也可以对那些已有的注记，通过注记转属性的方法，快速转换。
3、属性检查
根据数据的要求，检查属性值。
4、拓扑构面
构面是一个工作量很大的工作，一般是房屋、水系、植被构面，最难处理的是植被构面，因为植被是由不同层不同地物所围成的，最传统的方法就是再画一遍，这样效率低，好的软件是可以自动搜索周边的线条，会自动拷贝一些构面辅助线到植被层，然后直接构面。
5、拓扑检查
检查标识点，检查小于一定面积的拓扑面，检查悬挂线
6、接边
为了能形成无缝的地图，需要进行接边。
7、根据后端数据的要求，进行转换或入库
参考文献：
[1]姚鑫.面向GIS的测量测图平台的设计与实现.辽宁工程技术大学硕士学位论文. 2003
[2]吴立新等. 地理信息系统原理与算法. 北京: 科学出版社. 2003
[3]马强. 杨道庆等. 2002地质图形信息网络查询系统的建立及应用. 河南石油. 16(3). 24-26
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