基于AutoCad和OracleSpatial建立地形圖數(shù)據(jù)建庫

周義軍

摘 要：一直以來，基礎(chǔ)地形圖在建庫時(shí)，都需要將DWG格式文件轉(zhuǎn)換為SHP格式文件。該文從另一個(gè)角度，利用AutoCAD Map和Oracle spatial的二次開發(fā)，探索出一種DWG數(shù)據(jù)直接建庫的方法，并且嘗試的解決了歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、更新和分析等問題。

關(guān)鍵詞：Oracle Spatial REALDWG ODP.NET

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）04（b）-0022-03

目前，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)建庫的思路和方案有很多，多數(shù)以GIS數(shù)據(jù)作為基本數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫建設(shè)。但就我國的具體情況來看，各個(gè)城市院多沿用以前的作業(yè)模式，繼續(xù)采用AutoCAD生產(chǎn)地理信息數(shù)據(jù)，在建庫前，需將DWG數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成GIS數(shù)據(jù)，這樣一來建庫的效率就降低了。

該文從另一個(gè)角度，利用AutoCAD Map和Oracle spatial的二次開發(fā)，探索出一種DWG數(shù)據(jù)直接建庫的方法，并且嘗試的解決了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、更新和分析等問題。

1 Oracle Spatial及其在空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面的應(yīng)用

1.1 Oracle Spatial簡介

Oracle是一種對(duì)象—關(guān)系數(shù)據(jù)庫，它支持自定義的數(shù)據(jù)類型，可以用數(shù)組、結(jié)構(gòu)體或者帶有構(gòu)造函數(shù)、功能函數(shù)的類來定義自己的對(duì)象類型。這樣的對(duì)象類型可以用于定義屬性列的數(shù)據(jù)類型，也可以用來創(chuàng)建對(duì)象表。而Oracle Spatial也正是基于此種特性所開發(fā)的一套空間數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。Oracle Spatial定義了一套用于存儲(chǔ)和操作空間數(shù)據(jù)的對(duì)象，可以存儲(chǔ)點(diǎn)、線、面和多點(diǎn)、多線、多面及弧、圓或者混合對(duì)象。Oracle定義的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)對(duì)象與OGC定義的簡單要素規(guī)范一致，對(duì)象涵蓋了空間對(duì)象的各種類型。

1.2 Oracle Spatial用于空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

Oracle Spatial主要通過元數(shù)據(jù)表、包含空間數(shù)據(jù)字段的要素類表和空間索引來管理空間數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上提供一系列空間查詢和空間分析的函數(shù)，讓用戶進(jìn)行深層次的GIS開發(fā)。

Oracle Spatial使用元數(shù)據(jù)表來記錄存儲(chǔ)每個(gè)要素類的表，元數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)了空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表名稱、空間字段名稱、空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)范圍、坐標(biāo)參考信息以及坐標(biāo)維數(shù)說明等信息。用戶必須通過查詢元數(shù)據(jù)表才能知道是否存在某個(gè)用于存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)的表。而每個(gè)存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)的表除了包括各個(gè)屬性字段以外，必須包括一個(gè)類型為SDO_GEOMETRY的字段，用于存儲(chǔ)要素類的空間數(shù)據(jù)。如圖1所示，SDO_GEOMETRY里面的元素包括：要素的類型（ SDO_GTYPE） ；要素的坐標(biāo)（SDO_ORDINATES或是SDO_POINT） ；要素坐標(biāo)的解析方式（ SDO_ELEM_INFO）；要素的空間坐標(biāo)參照系（SDO_SRID） 。SDO_GEOMETRY數(shù)據(jù)類型是存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，通過對(duì)這一數(shù)據(jù)類型的解析，可以把坐標(biāo)還原為要素，并顯示出來。

每個(gè)要素類除了對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)該要素類型表以外，還需要有對(duì)應(yīng)的索引表，采用R樹索引或四叉樹索引的方式對(duì)該要素類建立索引，用來提高空間查詢和空間分析的速度。

1.3 Oracle Spatial空間數(shù)據(jù)訪問方法

Oracle除了提供Oracle Spatial用于存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)以外，對(duì)Oracle Spatial也提供多種訪問方法，主要包含OCI、OO4O、ODP.Net等。

OCI是Oracle調(diào)用接口（Oracle Call Interface）的簡寫，它是ORACLE提供的面向C語言程序員的編程接口，同時(shí)提供了用于Boland C++和MicrosoftVisual C++的庫。

OO4O是Oracle本身所提供的OLE對(duì)象（OracleObjects forOLE） ，可以用來快速訪問Oracle Spatial數(shù)據(jù)。

ODP.Net是Oracle調(diào)用接口（Oracle Data Provider for.NET）的簡寫，是ORACLE提供的面向C#語言程序員的編程接口，同時(shí)提供用于C#.Net的庫。

該文采用通過ODP.Net進(jìn)行二次開發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)Oracle Spatial空間數(shù)據(jù)的解析、讀取和保存，并實(shí)現(xiàn)與客戶端所處理數(shù)據(jù)的交互，從而可以在多個(gè)客戶端實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的互操作。

2 AutoCAD Map與Oracle Spatial互動(dòng)原理

Autodesk軟件提供了強(qiáng)大的ReaLDWG組件庫為二次開發(fā)提供了便利，通過二次開發(fā)可在脫離AutoCADMap軟件環(huán)境下讀取、修改dwg格式的數(shù)據(jù)文件的功能定制，在運(yùn)行時(shí)裝入自定義開發(fā)的應(yīng)用程序，可實(shí)現(xiàn)與AutoCAD Map的交互。而我們也可以通過ODP.Net組件開發(fā)的模式，實(shí)現(xiàn)與Oracle數(shù)據(jù)庫的交互。這樣，從理論來說，以二次開發(fā)的程序?yàn)闃蛄壕涂墒沟肁utoCAD Map與Oracle Spatial進(jìn)行交互。例如，通過ODP.Net組件的開發(fā)，將Oracle Spatial表中的空間要素解析出來，生成AutoCAD軟件定義的相應(yīng)對(duì)象，并放到相應(yīng)圖層來加載，如圖2所示。

3 Oracle Spatial與AutoCAD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換

根據(jù)上述的分析，Oracle和AutoCAD都提供二次開發(fā)組件允許定制開發(fā)，開發(fā)人員通過統(tǒng)一的開發(fā)平臺(tái)將這兩款軟件的功能納入到統(tǒng)一的系統(tǒng)架構(gòu)中是完全可行的。該文采用Visual Studio 2010開發(fā)平臺(tái)，引用ODP.Net組件和RealDWG組件，實(shí)現(xiàn)了AutoCAD數(shù)據(jù)與Oracle數(shù)據(jù)庫的交互。

AutoCAD數(shù)據(jù)和Oracle數(shù)據(jù)庫的交互實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換分為空間信息的轉(zhuǎn)換和屬性信息的轉(zhuǎn)換。

3.1 空間信息轉(zhuǎn)換

AutoCAD的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有點(diǎn)（DBPoint），塊（BlockReference），文本（DBText），多重文本（MText），線段（Line），Arc（弧），多段線（Polyline），二維多段線（Polyline2d），三維多段線（Polyline3d），圓（Circle），面（MPolygon），圖案填充（Hatch）等。

Oracle Spatial的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有點(diǎn)（Point），多點(diǎn)（MULTIPOI NT），線段（LINE），復(fù)雜線段（MULTILINE），曲線（CURVE），復(fù)雜曲線（MULTICURVE），面（POLYGON），復(fù)雜面（MULTIPOLYGON）。

根據(jù)兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，該文依據(jù)表1的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的底層轉(zhuǎn)換，用“圖形類型”屬性區(qū)分幾何類型。

3.2 屬性信息的轉(zhuǎn)換

以塊（BlockReference）為例，將oracle數(shù)據(jù)庫中的塊信息轉(zhuǎn)換成AutoCAD的實(shí)體，需將塊的屬性信息，如顏色，圖層，線型，線型比例，線寬，名稱，旋轉(zhuǎn)，注釋性，X比例，Y比例，Z比例等信息記錄下來，程序根據(jù)這些信息生產(chǎn)AutoCAD實(shí)體。

4 實(shí)驗(yàn)

該文以天津市全市域的1∶2000地形圖為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)地形圖的特點(diǎn)，通過圖形和屬性的相互轉(zhuǎn)換，將地形圖存儲(chǔ)到在oracle數(shù)據(jù)庫表中，出庫時(shí)，依據(jù)數(shù)據(jù)庫表中的空間和屬性信息自動(dòng)生成AutoCAD實(shí)體，輸出到dwg文件總，達(dá)到自動(dòng)符號(hào)化的目的，做到了AutoCAD數(shù)據(jù)完全無損的存儲(chǔ)。

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