・５６・ 浙江测绘２０Ｉ１年第ｌ期 关于ＡｕｔｏＣＡＤ格式数字地形图整合技术探讨 马文祥，程锋 （诸暨市勘测设计研究院，诸暨３１ １８００） 摘 要：分析了现有基础测绘数据难以满足ＧＩＳ应用的根本原因以及制图数据与ＧＩＳ数据问的羞异．并在深入研究ＡｕｔＯＣＡＤ 平台下数据表达特点的基础上，针对各种成图软件中数据表达的差异，给出了不同制图数据间的数据整合方案．从而为 制图数据向ＧＩＳ数据的转换搭建统一、开放的接口． 关键词：数字地形图；制图数据；数据整合；ＡｕｔｏＣＡＤ；Ｇ１Ｓ １前言 国内外有关资料显示在ＧＩＳ系统的建立过程 中，数据成｜水要占到总成本的７０￣８０％。而且，在为 ＧＩＳ准备数据的过程中，现有数据很雌满足建立 ＧＩＳ基础数据的要求。对现有数据的改造往往花费 很多人力物力。而且在数据后续更新问题上．也存 在问题。究其原因，一是生产的数字资料还是面向 制图为主的．各成图软件的符号化表达虽然在大小 和形状上都符合图式要求，但图层、颜色、符号化表 达、坐标系等基本设置的差异还是很大的：二是相关 规范和标准的制（修）定有一定的滞后，标准之间也缺 乏协调和统一。现行的一些标准是十年前制定的，而 这卜年间，正是国内外数字测图和ＧＩＳ理论、设备与 实践快速发展和变革的阶段．技术的进步已经超越 了标准的控制范闱。作为ＧＩＳ数据重要内容之一的 属性代码，多个版本间也不尽一致。如行标《城市基 础地理信息系统技术规范》和地标《浙江省ｌ：５００ ｌ： １０００ ｌ：２０００基础数字地形图测绘技术规范》都把国 标《ｌ：５００ １：１０００ １：２０００地形图要素分类与代码》的 方案扩充到６位．而且允许各地“进行裁剪或进一步 扩充”。不过，随着《基础地理信息要素分类与代码》 等儿部国标通过评审，此种状况有望得到改善；三是 缺乏一个权威的组织机构来协调各个行业的应用。 ｝＝ｆ｛＿于部门分割和利益驱动，生产单位、应用单位和软 件开发商依据各自的不同理解，建立的众多系统杂 乱而互不兼容．严重影响了成果交流和信息共享。本 文主要同绕基础数据生产部门的需求，就上述第一 个原 ，研究不同制图数据间的加 ¨ｆ 整合问题。 ２ ＡｕｔｏＣＡＤ下制图数据的表达方式与特点 ＡｕｔｏＣＡＤ是一款长于制图表现的设计软件，其 生产数字地形图的典型方法是按照《地形图罔式》的 要求，点状地物用图块（Ｂｌｏｃｋ）或足形（Ｓｈａｐｅ）来表 示，线状地物用具有不同线型的线（Ｐｏｌｙｌｉｎｅ）来表示． 面状地物ｊ．｛‘ｌ闭合的线来表示，属性和注记采蚪ｊ文字 （Ｔｅｘｔ）标注的方法来表示。由于ＡｕｔｏＣＡＤ本身并不 是专为空间数据所设计，其属性和图形相分离．不具 备拓扑和念询功能，故其生产的是制图数抛而不是 ＧＩＳ数据。为了弥补ＡｕｔｏＣＡＤ的先天不足。很多人 存其上进行二次开发，使其适应空间数据管理的要 求，尤其是ＧＩＳ的要求。通常的做法是在制图数据 的基础上添加属性代码，实现记录级的分类与查询 ｆｌ１于ＡｕｔｏＣＡＤ本身不支持编码，所以这些编码或 是放在ＡｕｔｏＣＡＤ中的基本不用的属性字段里．如 厚度（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）＠，或是放到扩展数据中去。也有用 线型和块来表示编码的 ３数据整合的内容和方法 ３．１标准环境的设置 图层、线型、字体、块、形，坐标系等绘图环境，可 以保存到模板中去。作业时加载该模板即町。 ３．２标高异常 数字地形图巾一般要求除等高线和高程注 点 外，其余的数据都是二维的．即在ＡｕｔｏＣＡＤ中．其ｚ 坐标（或标高）的值均为０。由ｌ‘以用系统命令 Ｃｈａｎｇｅ清除。但是该命令“无法修改具有不同ｚ 坐标的对象的标高”。此时，可以在模型空问 （Ｍｏｄｅｌｓｐａｃｅ）中遍历所有实体对象并把相应属性值 修改为０。另一种方法是导ｆｆ：ＤＸＦ文件，把特定组 码（如Ｚ坐标为３０，标高为３８）的值修改为０。 ３．３地物符号和属性代码的替换 不同成图系统使用的符号（块、彤、线型、字体 浙江测绘２０１１年第１期 ・５７・ 关系 对象组成 拓扑表现 等）是不同的，处理中应当进行统一。对策是建立一 个符号、线型、字体的替换对照表，整体替换。替换前 后的对象类型可以不同。 ３．４重复的点、块、形、文字等单点定位图元的处理 相 等 相接 交．＿Ｊ Ｌ ｃ＝＝ 圆 ～ｂ／ｃ》 —— ／ 叠 ｌａ ｌ ｌ ｂＩ ｃ＝＝＝》Ｉａ Ｉ ｂ１ 这个问题的关键是在每个图元的定位点附近建 立一个边长足够小的方形过滤缓冲区（选择集），查 分离 ａ＼／ｂ ａ＼／ｂ ａ×ｂ （ｂ） 看缓冲区中的图元个数（包含自身），从而判断是否 有重复的图元存在。因为是单点定位，所以只要定位 相交 ａＮ／ｂ ｃ 覆盖 ａ ７／ｂ ｃ＝＝ ａ 点和图元类型都相同，就可以认为是重复的。过滤缓 冲区的建立．相比图元遍历的方法，可以大幅减少处 理时间． ３．５高程注记点与文字的匹配和提取 图形处理中，高程注记的位置有时需要调整。我 们的办法是把点的平面坐标和注记的数值提取到文 件后重新展绘高程点。其实现也建立在过滤缓冲区 上。详见文献。 闭合房屋层次结构的识别和提取也可以类似处 理。 ３．６闭合曲线的处理 在ＡｕｔｏＣＡＤ中。如果闭合曲线的两端点坐标 不同。当闭合属性南ｔｒｕｅ设置为ｆａｌｓｅ时，线会变成 开口的。所以我们为闭合曲线增加一个节点，使其两 个端点坐标相同。 ３．７曲线的抽稀 拟合曲线在裁剪或是分解时。可能会用微线段 表示曲线而蜕变成普通的多义线．导致线上的节点 数急剧增加，不利于编辑，文件大小也陡增。此时应 对曲线抽稀，常用的算法为Ｄｏｕｇｌａｓ及其改进。可参 考文献。 如果处理的是等高线。也可以尝试由等高线恢 复高程数据来重构ＴＩＮ，再勾绘等高线的办法。 ３．８两条线间关系的处理 线与线间的关系，要远比上面讨论的内容复杂。 而且“是一个仍在研究的领域”。两条线在二维平面 上的典型拓扑关系有：分离（ｄｉｓｊｏｉｎｔ）、相接（ｍｅｅｔ）、交叠 （ｏｖｅｒｌａｐ）、相等（ｅｑｕａ１）、相交（ｉｎｔｅｒｓｅｃｔ）、覆盖 （ｃｏｖｅｒ）、被覆盖（ｃｏｖｅｒ ｂｙ），见图ｌ。 ３．８．１ 相接 相接的情形常见于用ｌｉｎｅ线绘制的图形、图形 分解和图幅接边中。处理时要转化为一条ｐｏｌｙｌｉｎｅ 线。需要指出的是，这里的相接的两点，其坐标可能 并不一致，只是其距离足够的小。 被覆盖 ａ／ （ａｊ ｂ 图１ 两条线闻的几种拓扑关系 （注：图中加粗的点、线代表重合的部分） ３．８．２相等 这较多发生在复制、重复插入等操作中。虽然不 影响视觉效果，但因数据冗余，数据量增多，不利于 后续编辑和更新。 由于空间数据不存在天然的排序方案，相等的 判断过程中要进行大量的坐标比较，对于数据容量 大的图形来说，采用遍历数据库的方法存在算法效 率上的瓶颈。 过滤 查 ——＿ 区 数据对象 强２用于减少计算时闻的过滤一精炼策略 我们采用了过滤一精炼的策略（图２），这种算 法广泛应用于空间索引和查询中。其基本思想是把 对象用比其本身更简单的几何对象，如最小外包矩 形（ＭＢＲ，ｍｉｎｉｍｕｍ ｂｏｕｎｄｉｎｇ ｒｅｃｔａｎｇｌｅ）来近似，然 后通过矩形间关系的判断过滤出少数可能符合条 件的对象。这样做的理由是两个矩形间的求交计算 要比两个任意形状的不规则空间对象之间的求交 计算容易（计算代价小）。这称之为过滤阶段。在接 下来的精炼阶段中，对这些备选对象应用精确的几 何条件判断来找出符合条件的对象。这个过程计算 代价很大。但在过滤阶段的帮助下。本阶段的要计 算的对象已经很少了。前文中建立过滤选择集的过 程实际就是一个过滤一精炼的过程。在本例中具体 过程如下： ・５８・ （１）过滤过程：用对象的ｂｏｕｎｄｂｏｘ方法取得目 标线段的ＭＢＲ，并用该ＭＢＲ建立过滤选择集。只 有该选择集内的对象（确切的说，本例中还应满足 ＭＢＲ相同），才可能是相等的。 （２）精炼过程：对选择集中的线对象，先判断其 节点数是否和目标对象相同，相同的则按几何条件 进行相等的严格判断。 ３．９复杂图元的识别和提取 ３．９．１ 被分解（ｅｘｐｌｏｄｅ）的符号块的识别 对于被打散成基本图元的符号块。要重新用同 名块替换。可以转到有矢量跟踪功能的软件中矢量 提取。也可以先栅格化，在有块跟踪功能的矢量化软 件如ＶＰ中识别。 ３．９．２ 虚线类符号的识别和提取 这 “虚线”并不是单一的线，而是由大量的短 线划构成。例如小路、阳臼等。 ３．９．３ 南主线和辅线（指示线）拼凑的复合线的识别 和替换 在早期的成图中，其对图式中复杂线型的表示． 是用大量的短线划完成的。替换时交互的把主线用 相应的线型替换。辅线删除。 ３．１Ｏ减少文件大小 频繁插入图形后文件会变得很大．可以尝试用 ｐｕｒｇｅ或是ｗｂｌｏｃｋ命令减小文件体积。然而诸如“定 义层”还是没办法清理．此时．可以使用 ｃｏｐｙｃｌｉｐ／ｐａｓｔｅｏｒｉｇ命令新建文件，此时“清理”的最 干净．文件大小约可减少３０％一８０％以上，文件打开 速度也会加快。 ３．１ｌ识别数据的交换格式输出 数据识别和提取后．可以把数据按一定数据交 换标准输出。 ４结束语 ２００３年。应城市新一轮总体规划编制的需要， 我们承担了１００多ｋｍ 的ｌ：２０００地形图缩编任务。 浙江测绘２０１ １年苇１期 这批数字地形图，涵盖了手扶跟踪数字化、扫描矢量 化、草图法、航摄、电子乎板等多种成图方式，应件ｉ的 成图软件也不下五六种，最终成果都转为ＡｕｔｏＣＡＤ 的ＤＷＧ格式。按技术设计，缩编中要保证缩编成果 格式的整齐划一。为此，我们在生产中边探索、边实 践，应用上述技术方案，完成＿『任务。此方案近 年来也一直用于我单位的测绘生产实践和质检ｌＴ作 当中．取得了不错的效果 南于历史的原因和客观条件的以及数字测 图技术的快速发展，很多基础测绘部门都先后采用 过不同的测绘手段和成图软件，生产＿ｒ大量格式各 异的数字地形图。如何整合这些不间格式的数字地 形图，充分挖掘已有资料的价值，一直困扰着广大基 础数据生产部门。本文的丁作，正是闱绕上述问题展 开的。由于实际问题的复杂性，还有很多问题有待进 一步探索。 参考文献： ［１］付子傲，朱江，蔡劲松．大比例尺地形【皋】符号 ｊ编 的研 究［Ｊ］．测绘通报，２００２，（２）：３７—３９． ［２］ＣＪＪ １００～２００４，城市摹础地理信息系统技术规池［ｓｊ．北 京：巾困建筑Ｔ业出版社。２００４． ［３］ＤＢ３３／Ｔ ５５２—２００５，浙汀省１：５００ ｌ：１０００ １：２０００ 础数 字地形 测绘技术规范［Ｓ］．杭州：浙江省质量技术监储 局．２００５． 【４］ＧＢ／ｒｒ １４８０４—９３，１：５００ ｌ：１０００ １：２０００地肜 要素分类 与代码［Ｓ］．北京：中闲标准ｌ｛Ｉ版丰｛ ，１９９３， ［５］ｆ世强．信息共享，标准先行ｌＮ］．巾 测绘撤， ２００５．７．２６ ｌ １７３（５５）． ［６］曾宪畦，徐吕荣．数字地形罔清理研究［Ｊ］．测绘通报， ２ｏｏ２，（２）：３１－３３． ｆ７］码义祥，金芳耐．在ＡｕｔｏＣＡＤ巾实现高程信息的快速提 取［Ｊ］．测绘通报，２００６，（３）：５４—５５． ［８１王晏民．欠量ｆｌｆｆ线的特征点提取［Ｊ］．测绘｝： ，２００２，ｉＪ， （２）：８—１０． ［９］杨得志，王杰 ，阔闭年．久量数据 缩的Ｄｏｕｇｌａｓ—Ｐｅｕｃｋｅｒ 算法的实现与改进［Ｊ］．测绘通报，２００２，（７）：ｌ８一ｌ９． ［１０］Ａｈａｓｈｉ Ｓｈｅｋｈａｒ，Ｓａｎｊａｙ Ｃｈａｗｌａ著，谢昆青等佯． 『Ｈ】数 据库［Ｍ】．北京：机械 业出版社，２００４．１：ｌ６一ｌ７，３３—３５．
