基于CAD数据的地理空间数据库的建立Word文件下载.docx
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基于CAD数据的地理空间数据库的建立Word文件下载.docx
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输出满足规范要求的图形为其最终目的。
2)gis是将空间图形实体抽象为点、线、面、注记4种类型。
以此来采集、存储、编辑和管理。
如围墙、陡坎、河流、道路等等在gis图中都是线型实体。
它们之间差别不是用图形符号来区分,而是以属性来区分。
cad图形中的图形元素种类很多,如点、线、多义线、圆、矩形、注记等等。
cad中的图形数据是矢量形式的,它不仅包含了由一组或多组的x、y、z坐标确定图形的几何位置和几何形状的可见的几何信息,还包含由数值或字符串表示线型的属性的不可见的非几何信息。
3)gis是个动态系统,存储的信息要求符合现状。
因此,空间信息也要求及时更新。
由于它是面向实体,实体图形只存储其主点主线,比较简单,所以修改比较方便。
cad图是以符号来存储,修改麻烦。
1.2数据转换的研究现状
autocad具有极为强大的建模功能,能够精确、便捷地创建各种平面和三维图形,所以画地图首选autocad。
在autocad中画出的图形能生成的是.dxf和.dwg这两种格式的文件,可以被arcgis直接调用,但是在打开后只能分成“注释”、“点”、“线”、“面”4层,这样不能很好的区分地图里面的有用信息,例如:
做一幅城市地图,要把建筑物和河流分开,在autocad中可以分成两层,一层叫“一般房屋”,一层叫“面状水系”。
如图1,当用arcmap打开后,这两层都合成到“面”这一层了,“一般房屋”和“面状水系”就只有靠注释和经验来分辨,这样会加长辨析的时间,远远不能满足人们的操作要求,如图2,在arcgis中的arcmap直接画地图没有在autocad中画的便捷,特别是在三维效果上面的体现更加没有autocad中表现的好。
根据上面的原因,我们不得不面临着在autocad中画图,通过转换成.shp格式的文件给arcgis调用。
2.geodatabase特点
geodatabase是arcgis引入的一个全新的空间数据模型,是建立在dbms之上的统一的、智能化的空间数据库。
geodatabase中引入了地理空间要素的行为、规则和关系,当处理geodatabase中的要素时,对其基本的行为和必须满足的规则,我们无需通过程序编码;
对其特殊的行为和规则,可以通过要素扩展进行客户化定义。
这些都是其他任何空间数据模型做不到的[3]。
采用geodatabase的优点如下:
1)数据的输入和编辑更加简单,由于geodatabase使用的智能属性域验证技术,可以避免错误的、不合规则的数据的编辑,还允许多用户编辑同一区域的要素,并可协调出的冲突。
2)用户可以直观的处理数据模型。
geodatabase包含了与用户数据模型相对应的数据对象。
操作geodatabase的数据,用户可以针对他们感兴趣的现实对象进行操作,比如变压器、道路和湖泊等。
3)要素有丰富的关联环境,在geodatabase中使用拓扑关系,空间表达和一般关联,可以定义要素的特征和与其它要素关联的情况,当一个要素的属性和行为发生变化时,一个与之关联的要素将会自动发生变化。
4)多用户使用,geodatabase使用一种version(版本)技术来协调多用户geodatabase中的多用户同时编辑要素的行为。
这个技术在网络级应用中非常重要。
5)空间要素的几何特征得以精确描述[4],geodatabase定义了复杂的对象描述方式,可以使用折线,曲线,圆弧和贝赛尔等参数化曲线来表示要素。
3.cad数据入库与图幅提取的实现
3.1建立地理空间数据库
arccatalog用于组织和管理所有gis数据,是一个集成化的空间数据管理器。
使用arccatalog创建个人地理空间数据库和要素集。
图3-1创建数据库和要素
fig.3-1creatingpersonalgeodatabaseandfeaturedataset
3.2数据的转换
arctoolbox是用于完成arcinfo所提供的诸如数据格式转换、叠加处理、叠加分析、缓冲区生成、缓冲区分析、地图转换和投影转换等空间数据处理等的集成化“工具箱”,arctoolbox以树形结构方式组织了120多个不同的空间数据处理工具,并且都是以菜单驱动的方式提供出来。
处理过程也容易理解和使用,操作简单,管理方便。
数据的转换包括cad与geodatabase,geodatabase与shapefile,shapefile与dxf之间的转换,下面介绍一下cad数据转换到geodatabase的开发过程中使用的接口:
数据入库主要使用ipropertyset、iworkspacename、ifeaturedatasetname、idatasetname、iname、ifeatureclass、ifields、ifieldchecker、igeometrydef和ifeaturedataconvert等接口。
其中ipropertyset接口用于设置数据库连接属性;
iworkspacename表示ipropertyset设置的数据库连接属性对应的工作区;
ifeaturedatasetname和idatasetname表示数据集对象(入库的cad数据和结果数据集都由它们表示);
iname表示用于生成cad对应的要素类;
ifeatureclass表示cad对应的要素类,通过它可以得到cad的所有字段信息;
ifields用于表示cad的所有字段信息;
ifieldchecker用于对ifields所包含的各种字段进行有效性判定;
ifeaturedataconvert用于实现cad数据入库操作。
图3-2数据转换界面
fig.3-2dataconversionwindow
3.3图幅提取
使用arcmap工具条中的geoprocessingwizard命令,选择cliponelayerbasedonanother选项,选择所需的图层,进行图幅裁切。
开发过程使用的接口如下:
数据提取主要使用ifeatureclass、ifeatureclassname、iworkspacename、idataset、idatasetnameibasicgeoprocessor、ifeaturelayer等接口。
其中ifeatureclass和ifeatureclassname表示导入和导出的图层的要素类及其名字;
iworkspacename表示裁切后图层对应的工作区;
idataset和idatasetname表示裁切后图层对应的要素集及其名字;
ibasicgeoprocessor接口提供了基本的空间数据处理的方法和属性。
ifeaturelayer表示裁切后图层的要素层。
clip用于根据指定的几何图形和边界返回一个几何图形。
图3-3数据提取界面
fig.3-3datatakeoffwindow
4.数据转换的问题
4.1数据转换前注意的问题
gis与cad数据交换,不仅仅是两种软件的数据文件交换,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。
1)cad图是以各种符号和标注来表示实物的,它着重于各种实物间的视觉表示,不反映其间的拓扑关系。
虽然大多数gis软件都能接收cad图的.dwg或.dxf格式,但进入gis平台后,这些原图都需要进行处理才能应用。
而gis的图形处理能力较cad弱,因此应在cad中对原图进行处理。
2)在cad中,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与gis的数据转换中,cad图形的一部分内容(几何坐标)需要转换成gis的图形数据,另外,一部分内容(几何特征)则需要以属性的形式记录到属性表中。
例如,cad图形中的注记,当其转换到gis系统中时,注记的几何位置作为一个点记录在gis的图形库中,而注记的内容则记录到属性库中。
4.2数据转换过程中容易产生的问题
问题主要表现在空间数据和属性信息方面:
1)要素丢失:
有些cad软件中的图形实体数据结构,gis软件不接受,或者转换前后数据的对应关系没处理好,有的内容没有转换过来,转换后就造成要素丢失。
2)要素变形:
cad软件中的图形数据结构定义与gis软件中的不一致(如cad中的圆、弧等,在gis中可能变成多边形、线),或者原cad数据在作业过程中操作不规范(如线不连续、采点太多、间隔太密等),都能造成要素变形,即跑线现象。
3)数据冗余:
cad中分层不合适(如母线和符号未区分好,符号也当成母线转换过来),或一条线段上点太多太密,而造成数据冗余。
4)属性信息不足:
各种cad软件偏重于对空间几何信息的描述,都没有或很少有属性信息,造成转换后信息不足[5]。
而gis则要求空间信息与属性信息联合存储与管理,这就导致了在数据转换的过程中,不仅空间信息会损失,属性信息损失的情况更严重。
许多属性信息追加起来还比较费时费力,容易产生错漏,而且不易检查修改。
5)在数据转换的过程中,除了信息损失外,还往往伴随着数据膨胀。
数据膨胀的结果有时会导致gis无法对这些
“海量”数据进行管理。
6)地图的符号化。
空间数据转入gis后,要素并不能以符号显示,只是点、线、面,不通过属性查询无法识别其是何种地物。
其既不符合地图制图要求也不能满足操作员的直观要求,所以要对地图进行符号化处理。
5.结论
由于本人能力和知识上的诸多限制,设计中还是存在很多不足之处,遇到的问题如下:
1)数据要先在cad中进行分层,各要素层次要清晰、分明,如果这部分未进行处理,会给操作带来些麻烦。
2)创建一个新的要素集的同时也创建了一个新的数据库,因此使数据管理不够方便,空间资源浪费。
3)图幅提取时,图幅层要在被提取的底图之上,否则不能被提取。
4)按任意范围提取图幅时,采用的方法是先添加一个shape文件,在此图层上绘制范围,再进行图幅提取的操作。
操作前必须先创建一个shape文件,进行此操作时有些麻烦,但由于个人能力有限,所以目前只能达到此程度。
参考文献:
[1]潘建群,周方,唐礼勇等.综合地理信息系统及态势图处理系统在c3i系统中的应用.系统工程与电子技术,1998
(1):
4~8.
[2]周勇前.gis与cad数据交换.测绘信息与工程,1996(3):
16~19.
[3]张文.geodatabase模型在河口海岸地理信息系统数据库设计中的应用[d].上海华东师范大学河口所系,2005.
[4]毛锋,沈小华,艾丽双.arcgis8开发与实践[m].北京:
科学出版社,2001.
[5]黄林进,甘雪梅.城市地理信息系统空间基础数据建设探讨[j].测绘通报,2003,26(4):
38~39.
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