CAD地形的數據入庫處理技術

劉 彬，張瑞娟 王 薇

黃河勘測規劃設計有限公司測繪信息工程院，河南 鄭州 450003

1 地形數據入庫處理的意義

為了實現對城市基礎地理信息的規范化管理及資源的共享需求，將大量的地形數據納入城市地理空間信息數據庫中，構成城市地理空間信息系統，提供給城市中各行業、各部門實時、準確、直觀及權威的公共空間地理信息，是對該應用需求的極大滿足，也為城市的規劃設計提供了科學的決策以管理依據。城市地理空間信息系統的建設中，最基礎的部分就是基礎地理數據建設，主要包含數據的采集、加工、應用及維護階段。本文提的地形數據入庫處理也就是數據的加工階段，主要意義在于對采集來的數據在GIS數據建庫的基礎上對其進行加工處理，從而實現建立空間信息系統數據庫的目的，服務于日常地理空間信息應用的目的也得以實現。

2 地形數據入庫處理面臨的問題

在數據采集階段，多數情況下對地形圖數據的采集只考慮到圖的因素，而忽視掉數據的要求。當然，在數字化測繪技術不斷發展的今天，數據的采集在滿足圖的要求后，也對數據的要求越來越重視。目前，數據直接滿足數據入庫的要求還不能做到一步到位，還需要在數據加工階段進行復雜的加工處理。

GIS數據的組織形式是面向對象的，也就是在對象的基礎上進行組織矢量和單位識別地形圖中的幾何要素，然后根據點、線、面等幾何特征對處理對象進行點、線、面的對象處理。地形圖中的各要素在空間數據中并不是孤立存在的，在某種程度上是有一定聯系的，也就是拓撲關系；GIS在對地理對象的空間幾何信息進行描述的同時，對其屬性信息也進行描述，這樣就使得地理對象在應用中的范圍更加的廣泛，可以對空間進行查詢、分析。現階段的地形圖數據，還不能滿足GIS數據的基本要求，因此對地形數據入庫處理中所面臨的根本問題還是地形要素的對象化。

3 地形數據入庫處理過程

3.1 轉換數據格式

根據相關統計，在我國的商業化地形制圖軟件目前已達到近三十余種，各類軟件對數據的描述都有其自身的特點，就算都是利用Microstation或者AutoCAD作為軟件的二次開發，其編碼描述與數據格式都是不同的，本文所述的空間信息數據庫主要是基于GIS軟件平臺，目前該軟件平臺的應用中主要包括SuperMap、MapInfo、AicGis、MapGis等軟件。所以，地形數據入庫處理過程中最為重要的一個環節就是怎樣無損的、完整的將CAD地形數據轉換為GIS數據格式。

目前，數據格式的轉換主要包括3種方法:1）GIS軟件自帶數據格式轉換模塊。該方法在對數據格式進行轉換的時候，能不能達到預期的要求，主要根據GIS軟件的支持范圍決定，如果對源數據格式的支持程度低，那么轉換的效果就差，如果對源數據格式支持的高，轉換的效果就好，事實上，該方法在實際應用中的轉換效果并不好；2）自編轉換工具進行轉換。該方法在目前數據轉換中較為常用，因為多數數據格式都不是明碼格式，因此需要借助一些軟件提供明碼轉換格式來進行程序的編寫，當然，也可以利用GIS軟件提供更多二次開發接口直接對數據進行讀寫；3）第三方工具軟件進行數據轉換。當前，由加拿大某公司開發的FME平臺可以實現對100多種數據格式進行互相轉換，在轉換的同時，還可以對多種空間信息的操作進行完成，該軟件除過對數據轉換的過程可以自定義外，還提供了GIS平臺訪問的軟件及插件開發工具包。

3.2 要素編碼轉換

在遵循基礎地理信息建設規范及標準的基礎上對城市地理空間信息數據庫進行建設，基礎地理信息要素的代碼及分類標準都按照統一的規范執行。而目前多數地形數據采集與建庫環節與實際相背離，主要表現在數據采集過程中與數據建庫過程中的要素編碼及分類不一致，甚至缺少要素編碼，所以要在地形數據入庫處理的過程中，對要素編碼及分了進行轉換。

對要素的編碼進行對位轉換主要分為兩種情況:1）在對地形數據進行數據組織時，要考慮要素分色、分層等幾何特征，還要進行要素編碼，這樣在對要素編碼進行對位轉換的時候就比較簡單了；2）在對地形數據進行數據組織時，如果僅僅只是考慮了要素的分色、分層等幾何特征，沒有對其進行編碼，那么在進行要素編碼對位轉換時就復雜了。對位轉換的過程中，首先要詳細的分析源數據，最好在采集方案的基礎上對其進行分析，一般主要根據色、層、線寬、線型、注記大小及符號名稱等要素的幾何特征對各要素進行分類，這樣就可以得到一個要素幾何特征與編碼的對位表，在此基礎上通過程序進行編碼的對位轉換。

3.3 坐標系統轉換

在入庫之前，數據的空間坐標系統與空間信息系統數據庫是不一致的，因此需要對坐標系統進行轉換。坐標系統的轉換主要包括:坐標換帶計算、投影平面與地理坐標的轉換、坐標系轉換及輔助計算等方面，坐標系統之間的轉換參數，可以根據同名控制點解算。通過對已知轉換坐標的同名控制點可以求得在X和Y方向上的尺度、旋轉及偏移變化，然后得到坐標轉換公式。

3.4 要素對象化處理

地形數據入庫的核心工作是地形要素的對象化處理。在面向對象的原則下，數據編輯中以對象為組織矢量及單位識別的幾何要素點，對點、線、面進行對象處理。該問題在上文中以詳細說明，此處不做說明。

4 結論

地形源數據的質量好壞與數據的組織形式決定了地形數據的入庫處理工作量大小。在GIS技術與數字化測繪技術不斷發展的今天，地形數據的采集、入庫處理等越來越按照GIS數據的采集及處理要求進行，智能化的處理手段逐步加強，因此，可以看出，數據入庫處理及其過程也會趨向方便化。

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