四川拓圖偉業(yè)測繪科技有限公司
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閱讀：531發(fā)布時間：2021-9-24
1、以原有的基礎圖件進行數(shù)字化；
2、利用全站儀等設備進行全野外測量直接生產(chǎn)數(shù) 字化圖。
兩種方式所得的成果均為利于管理的制圖數(shù)據(jù)（大部份成果為AutoCAD的dwg格式），此類數(shù)據(jù)成果適用于制圖，簡單的分層管理及初級的GIS 數(shù)據(jù)。隨著當今GIS數(shù)據(jù)廣泛應用于各行各業(yè)，對GIS數(shù)據(jù)的分層要求、代碼要求更加細化，數(shù)據(jù)的嚴謹性進一步提高，行業(yè)的GIS數(shù)據(jù)也已得到了長足發(fā) 展。地形、地籍測量數(shù)據(jù)成果向GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換已為GIS數(shù)據(jù)建庫及應用的前提，全國各地市、縣已逐步開展此項工作。
3人的軟件開發(fā)小組，選擇了某市的1：1000圖幅，共計40幅（面積為10平方公里）作為系統(tǒng)開發(fā)的測試數(shù)據(jù)。該測試區(qū)域地形、地貌要素具有一定的代表性，基本滿足測試要求。
前期準備
1、軟件開發(fā)目標：開發(fā)一套完整的系統(tǒng)，把原始的dwg數(shù)據(jù)歸劃至GIS系統(tǒng)要求的相應圖層，并賦予相應約定的屬性，最終通過數(shù)據(jù)接口，生成ArcInfo的coverage（或ArcView的shape）。
2、測區(qū)資料情況：測試測區(qū)為某市1：1000數(shù)字化地形圖，共計10平方公里40幅滿幅，原始圖層信息見附錄1（部份）。
3、作業(yè)依據(jù)：依自定《某測區(qū)地形數(shù)據(jù)向GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設計方案》（以下稱《方案》）見附錄2（部份）。
4、開發(fā)軟件平臺及版本：
技術路線
依據(jù)原始的dwg圖進行圖層、線型、插入的圖塊名及顏色進行統(tǒng)一，再利用開發(fā)的系統(tǒng)對dwg圖形數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一計算機識別，無法識別的數(shù)據(jù)再進行人機交互 識別，識別完成后在CADmapi中進行面狀要素的拓撲構(gòu)建，完成后利用開發(fā)的系統(tǒng)子功能輸出為文本E00格式，再在ARC/INFO中讀入E00格式， 再進行點線面要素的拓撲構(gòu)建，最終成果整理為ARC/INFO的coverage格式，或ARCVIEW的shape格式。
技術實施步驟及開發(fā)思想
1、工藝流程圖
2、實施步驟及開發(fā)思想
（1） AutoCAD的環(huán)境設置
對于原始的Dwg數(shù)據(jù)，每一測區(qū)都有自定義的原始圖層信息和其他CAD要素信息（包括線型定義信息、塊名定義信息、顏色定義信息等）（見附錄1中某測區(qū) 部份原始信息），通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換要求生成《方案》中的圖層及代碼，并具有相應的屬性字段，因此要求在環(huán)境設置中對圖幅完成以下設置：
（2） Dwg數(shù)據(jù)接邊檢查、修改
通常GIS數(shù)據(jù)在空間拓撲關系和數(shù)據(jù)屬性的完整性兩方面尤為重要。在制圖的前期若不把接邊問題處理好，在今后的入庫工作中，單幅圖的數(shù)據(jù)入庫不會出現(xiàn)問 題，但在整個測區(qū)（或部份區(qū)域）入庫時就會出現(xiàn)地物的不完整，拓撲關系的錯誤或?qū)傩圆唤拥腻e誤。因此，對于每幅圖的接邊數(shù)據(jù)均要求*接邊，包括圖形接邊 及屬性接邊，且圖形的接邊點應落在內(nèi)圖廓線上。
（3）系統(tǒng)對要素的自動識別
在AutoCAD平臺所采集的原始圖，一個測區(qū)范圍 內(nèi)通常都采用同一制圖軟件平臺，但有時一個測區(qū)多個作業(yè)隊，所采用的軟件平臺、采集方法、作業(yè)水平都不盡相同。原理上，一個地物要素在采集時是加入了制圖 軟件中該地物的環(huán)境，如：該地物要素的類型、圖層、代碼、線型、塊名、顏色、寬度等。關于我系統(tǒng)對這些具有一定標準的地物要素可以*識別，列舉如下幾個 地物要素的識別（表1）：
地物要素名稱 類型 圖層名 線型或塊名 其它
加固陡坎 *LINE DXDM LC10422 不使用
不依比例尺單線圍墻 *LINE HOUSE1 LC443B 寬度0.3
一般高程點 INSERT，SHAPE GCD GCD 無
狹長灌木林 *LINE PLANT LC1132 無
在系統(tǒng)識別后原地物的顏色隨之改變，以便確認。
（4） 人機交互識別
原理上，若Dwg數(shù)據(jù)全部按AutoCAD制圖軟件平臺環(huán)境采集，在本系統(tǒng)的自動識別過程后絕大部份數(shù)據(jù)可以識別。但實際上，*標準正確的Dwg數(shù)據(jù)是沒有，通常系統(tǒng)都有相當部份地物要素無法自動識別，主要原因如下：
由于以上原因，本系統(tǒng)不能*自動識別所有地物要素，因此只能進行人機交互識別。具體的人工交互識別開發(fā)思想如下：
把所有地物要素以《1：500地形圖圖式》為標準，分為控制點類、居民地類、工礦建筑類、交通類、管線類、水系類、境界類、地質(zhì)地貌類、植被類、地圖整 飾類等類，含蓋了《圖式》中所有要素，每個大類再細分為點要素，線要素，注記要素，其他輔助功能等。針對某一需要人工 識別的要素，經(jīng)人工識別后，在系統(tǒng)菜單中選擇相應的地物類，得到該地物類中滿足屬性（點、線、注記）要求的所有要素的菜單，最后通過選擇相應代碼，使該地物要素達到識別要求，由系統(tǒng)賦上相應的屬性。
通常需要人工交互式識別的內(nèi)容主要包括如下幾方面：
通過以上識別處理，再加以檢查，Dwg原始數(shù)據(jù)均可按《方案》要求進行屬性轉(zhuǎn)換。
（5） 面要素拓撲構(gòu)建
面要素一般包括了，居民房屋、面狀水域（如：雙線河流、水塘、水庫等）、城鎮(zhèn)綠地、境界面（如：市界面、鎮(zhèn)界面、村界面），針對各行業(yè)對GIS數(shù)據(jù)的要求，可以自由定義一些專業(yè)的面要素的內(nèi)容。對于面要素的構(gòu)建，主要應處理好兩個方面的內(nèi)容：面要素的邊界和質(zhì)心。
本系統(tǒng)開發(fā)平臺為AutoCAD map 2000i，并提供了構(gòu)建拓撲的功能，通過菜單可以對上面要素完成構(gòu)面。具體實施步驟：
（6） 數(shù)據(jù)的全面檢查
數(shù)據(jù)在輸出前，必須對其進行一次全面的檢查，檢查主要包括以下內(nèi)容：
（7）元數(shù)據(jù)的制作
通過圖廓信息，人機交互式選擇錄入生成mdb文件。
（8） 轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)輸出文本E00格式
通過認真解讀E00文本格式，用Visual LISP編寫系統(tǒng)輸出模塊，對轉(zhuǎn)換后的CAD數(shù)據(jù)直接輸出至文本E00格式。
（9）在ARC/INFO中重新構(gòu)建點線面拓撲關系
在AutoCAD map 2000i中，為了完整表示拓撲關系，在沒有LABEL點的封閉范圍內(nèi)加入空的LABEL點，在輸出時再把空的LABEL點剔除，所以在所輸出的E00文 件中，圖形的拓撲關系是不嚴謹?shù)模到y(tǒng)通過把E00轉(zhuǎn)換為coverage，在ARC/INFO中重新構(gòu)建點線面拓撲關系。
（10） 數(shù)據(jù)成果整理，提交入庫
可根據(jù)《方案》要求，對數(shù)據(jù)成果進行分區(qū)、歸類整理，最終提交入庫。
主要技術問題及處理方案
1、構(gòu)面的處理問題
對于GIS數(shù)據(jù)，拓撲關系是一關鍵問題。尤其是面狀要素，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中，如果出現(xiàn)拓撲錯誤，將直接導致數(shù)據(jù)將無法入庫。為此我們選擇的是 AutoCAD Map 2000i軟件平臺進行面狀要素的拓撲構(gòu)建，通過在以上2.5項中所述步驟，可完成面狀要素的拓撲構(gòu)建。在此特別強調(diào)的是，面狀要素的拓撲構(gòu)建最關鍵的是 面狀要素邊界生成和質(zhì)心生成。
2、非標準圖形要素的處理問題
（1）錯誤圖層、錯誤環(huán)境設置的圖形要素。
（2）非標準的線型、符號塊的圖形要素。
所謂標準線 型、符號塊就是原圖在采集時*利用采集軟件平臺所定義的線型、塊名。但部份原始采集圖的圖形要素或被炸碎，或是用多段線直接描繪符號，或是其他符號組合 另一線型或另一符號等，總之非標準的線型、符號塊五花八門、千奇百怪，如用直線組成的陡坎、斜坡，小圓圈組成的地類界，被炸碎的植被符號等。
對于這些問題的處理，本系統(tǒng)都開發(fā)了一些小功能，從而把這些圖形要素標準化。這些小功能如下：
這些小功能基本上可以解決了非標準的線型、符號塊向標準化的轉(zhuǎn)換，但都是需要人工干預，通過菜單式的人機交互完成轉(zhuǎn)換。
3、橋梁、道路中心線的制作
對于一個測區(qū)道路應該是成網(wǎng)的，在本系統(tǒng)中，道路中心線的制作就是通過把測區(qū)整個道路網(wǎng)拼為一整塊（測區(qū)太大可分為若干塊），然后在此基礎上制作道路中心線，具體作法如下：
在原始采集圖中提取道路要素，拼為一整塊路網(wǎng)圖；
4、等高線處理模塊開發(fā)
等高線是地形圖的主要內(nèi)容之一，幾乎涉及所有圖幅，所以等高線的處理也是本系統(tǒng)開發(fā)的一項重點工作。對于大部分原始采集圖，等高線的采集都是不帶高程屬 性值的，所以如何方便的錄入高程值是這一模塊的重點，具體思路是：利用等高線的特性，首先對整幅圖的等高線進行圖面清理（包括刪除重復的等高線、連接小于 距離的等高線等），再由人工賦值幾條相鄰的等高線，輸入等高距（也可自由推算得到），選擇某種賦值方式，包括遞增方式（＋1）、遞減方式（－2）、等 值方式（＝3）、自由推算方式（.4），對所有的等高線賦值后，最后對示坡線及未處理等高線進行查詢處理，在對等高線賦值處理時，也把計 曲線、首曲線區(qū)分，并賦予相應的圖層、代碼等屬性。
等高線賦值菜單：
5、圖形要素轉(zhuǎn)換錄入檢查控制
在人機交互式轉(zhuǎn)換過程中人為因素較多，可能會出現(xiàn)選擇錯誤。對此本系統(tǒng)通過對圖形要素的一些控制而避免人為的選擇錯誤，控制內(nèi)容為：圖層控制、線型控 制、寬度控制。通過這些控制，如當前設定轉(zhuǎn)換錄入的是“地形地貌”圖層，但人工卻選擇了其他圖層的內(nèi)容，系統(tǒng)將自動過濾所選要素，從而控制人工選擇錯誤。 同時也可以通過設置取消這些控制，也就是說，當出現(xiàn)原圖錯誤、非標準線型時，也可以通過改變設置后強制轉(zhuǎn)換。
系統(tǒng)通用性的一些思考
在系統(tǒng)開發(fā)時，所用的數(shù)據(jù)要求進行一些針對性的調(diào)整，使得系統(tǒng)不夠通用。為使系統(tǒng)的通用性能進一步提高，相應地采用以下技術：
結(jié)束語
AutoCAD作為當今最普及，的軟件，在制圖方面是*問題的。但要希望通過簡單的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換就能*GIS的建庫要求，是很困難的。這是由CAD在應用上的廣泛性所決定的，各種形體、各種標準對制圖可能毫無影響，但對數(shù)據(jù)內(nèi)在的屬性是有很大的區(qū)別。
這次系統(tǒng)的開發(fā)，我們主要也是運用了CAD的開發(fā)功能，充分利用了Visual LISP*的開發(fā)功能。但在開發(fā)的界面上、各種CAD問題的處理小功能上我們?nèi)孕枰M一步*，對不同測區(qū)的系統(tǒng)通用性上也應進一步加強。
信息標題：地形、地籍數(shù)字化成果向GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
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