從DWG到SHP數(shù)據(jù)的一種實(shí)用轉(zhuǎn)換方法的介紹

摘要：對(duì)于很多土地?cái)?shù)據(jù)生產(chǎn)、管理單位來(lái)說(shuō)，為了充分發(fā)揮對(duì)數(shù)據(jù)查詢、分析的作用，在信息化的過(guò)程中，往往需要將已有的CAD數(shù)字圖轉(zhuǎn)換成GIS格式的數(shù)據(jù)后入庫(kù)。因此，掌握CAD數(shù)據(jù)到GIS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換對(duì)生產(chǎn)管理單位具有實(shí)際的意義，本文介紹了如何完成這種轉(zhuǎn)換。關(guān)鍵字：CAD；GIS；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換本文轉(zhuǎn)自地信網(wǎng)-==Moderator^文章1引言從白紙手工繪圖到數(shù)字測(cè)圖，是測(cè)繪行業(yè)中一場(chǎng)重要的技術(shù)變革，數(shù)字地圖克服了紙質(zhì)圖保存不方便、會(huì)變形的缺點(diǎn)，方便了編輯與傳輸共享，極大地提高了效率、拓寬了地圖使用的方式，為地圖信息化打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，各行業(yè)業(yè)務(wù)不斷擴(kuò)展，部門(mén)以及公眾對(duì)信息的需求與日俱增，例如交通出行、旅游線路查詢，土地資源管理中地樓房的關(guān)系及價(jià)格信息。顯然，CAD格式的數(shù)字地圖難以滿足在信息查詢、分析統(tǒng)計(jì)方面的需要，為此，地理信息系統(tǒng)作為一門(mén)已有的學(xué)科開(kāi)始得到廣泛地應(yīng)用，對(duì)應(yīng)的GIS數(shù)據(jù)格式也已開(kāi)發(fā)出來(lái)，GIS數(shù)據(jù)格式是為地理信息存儲(chǔ)專門(mén)設(shè)計(jì)的，包括空間位置及屬性信息，通過(guò)優(yōu)化，借助于大中型對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理，利于存儲(chǔ)圖形及屬性信息在此基礎(chǔ)L設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)、專家系統(tǒng)，不但可以對(duì)信息進(jìn)行查詢（既可空間定位，也可查找屬性），還能分析運(yùn)算形成新的決策數(shù)據(jù)，這些應(yīng)用都是數(shù)字CAD圖所不具備的，卻是以S所擅長(zhǎng)的，同時(shí)又是多個(gè)行業(yè)部門(mén)所需要的功能，包括國(guó)土、交通、公安、消防、農(nóng)業(yè)、水利等行業(yè)。2地籍管理在地籍管理工作中，首先，要進(jìn)行土地利用類別現(xiàn)狀的調(diào)查，查清全國(guó)各類土地?cái)?shù)量、質(zhì)量和利用狀況；其次，要依法進(jìn)行土地登記和統(tǒng)計(jì)，最后要開(kāi)展土地估價(jià)和地產(chǎn)評(píng)價(jià)，為實(shí)施土地有償使用提供可靠的依據(jù)［1］。在日常生活中，土地使用情況是不斷變化的，特別是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這種變化更為明顯，為了保持土地利用成果的現(xiàn)勢(shì)性，還要不定期地進(jìn)行土地更新調(diào)查。例如，為了從宏觀上掌握土地利用情況，從2007年開(kāi)始全國(guó)開(kāi)展第二次土地調(diào)查，并巨要求提供相應(yīng)的地理數(shù)據(jù)格式的成果。在土地調(diào)查成果中，土地利用現(xiàn)狀圖，包括土地類別、土地編碼屬性信息，這些信息為土地使用狀況的統(tǒng)計(jì)匯總、管理決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，初始數(shù)據(jù)如果是CAD格式，則需要將成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成地理信息數(shù)據(jù)，信息化過(guò)程涉及到測(cè)繪數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)建庫(kù)、應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。3CAD數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)CAD繪圖系統(tǒng)有很多種平臺(tái)，包括AutoCAD.國(guó)產(chǎn)CAD軟件、及開(kāi)源CAD、??…，每個(gè)軟件都有自己的數(shù)據(jù)格式。廣泛使用的AutoCAD使用的文件是格式，這種文件格式是未公開(kāi)的，為了方便圖形交換，Autodesk公司另外提供了公開(kāi)的DXF格式。在DWG圖形文件中，數(shù)據(jù)庫(kù)容器中每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象都具有一個(gè)特征：句柄（Handle），這個(gè)值在圖形/DXF文件中是唯一的，并且在圖形的生命期內(nèi)固定［2］。數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象分為圖形對(duì)象和非圖形對(duì)象，圖形對(duì)象也就是圖元：如一個(gè)點(diǎn)、一條多段線、一個(gè)圓，都是一個(gè)圖元，其句柄值是唯一的。假若在相同位置畫(huà)相同半徑的兩個(gè)圓，查詢后會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的句柄值是不同的，因此，可以將句柄值作為圖元的識(shí)別碼。在DWG中，圖形對(duì)象并不直接存貯屬性數(shù)據(jù)，相反，對(duì)屬性數(shù)據(jù)的存貯是通過(guò)圖形的擴(kuò)展數(shù)據(jù)XDATA來(lái)實(shí)現(xiàn)，利用XDATA設(shè)計(jì)變量，然后將屬性數(shù)據(jù)賦給這些變量來(lái)完成。AutoCAD沒(méi)有提供相應(yīng)的菜單命令來(lái)直接操作XDATA，要讀寫(xiě)屬性數(shù)據(jù)，借助該平臺(tái)的二次開(kāi)發(fā)，選擇一種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：Lisp/visuallisp、VBA/VB或C十+編寫(xiě)代碼來(lái)讀寫(xiě)這些屬性數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)（GIS）是用于輸入、存儲(chǔ)、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)13］。它包含好幾個(gè)部分，地理數(shù)據(jù)模型一般可分為矢量模型與柵格模型，矢量模型根據(jù)要素特征分為點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)模型及其它復(fù)雜對(duì)象，不象CAD中，可以將點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)混合存放在一個(gè)圖層，相反，地理數(shù)據(jù)是嚴(yán)格分層的，一個(gè)圖層只能存放一種要素，相應(yīng)的圖層文件既可組織成PC機(jī)磁盤(pán)里的目錄下某個(gè)具體的文件，又可導(dǎo)人到地理數(shù)據(jù)庫(kù)中的表中統(tǒng)一存放。地理信息系統(tǒng)軟件平臺(tái)，有ArcGIS、一些國(guó)產(chǎn)GIS軟件及開(kāi)源以S軟件、…，這些軟件也都有自己的GIS數(shù)據(jù)格式。目前，廣泛使用的地理數(shù)據(jù)很多采用SHP格式，這是由ESRI公司開(kāi)發(fā)并已公開(kāi)的一種GIS數(shù)據(jù)格式，大多數(shù)GIS軟件都支持打開(kāi)這種數(shù)據(jù)，進(jìn)行瀏覽查看等等。4數(shù)據(jù)采集現(xiàn)狀數(shù)據(jù)采集，根據(jù)空間數(shù)據(jù)的來(lái)源不同，一般可以采用以下幾種：野外數(shù)據(jù)采集、原圖（底圖）數(shù)據(jù)采集、以及航片數(shù)據(jù)采集［4］......，各種采集方法都有相應(yīng)的特點(diǎn)。對(duì)于野外數(shù)據(jù)采集來(lái)說(shuō)，目前測(cè)量作業(yè)流程大致包括以下步驟:技術(shù)設(shè)計(jì)、布設(shè)控制網(wǎng)、外業(yè)數(shù)據(jù)采集（包括屬性數(shù)據(jù)的獲取、權(quán)屬調(diào)查）、內(nèi)業(yè)編輯、質(zhì)量檢查、最終形成數(shù)據(jù)成果。外業(yè)采集中區(qū)別較大的情況是在何種平臺(tái)下進(jìn)行，成果數(shù)據(jù)的格式對(duì)平臺(tái)的選用會(huì)有一定影響。數(shù)字測(cè)繪系統(tǒng)：有CAD下的二次開(kāi)發(fā)產(chǎn)品、國(guó)產(chǎn)數(shù)字繪圖系統(tǒng)有清華山維公司的ESPW ，在土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)行業(yè)中，隨著GIS信息化技術(shù)的應(yīng)用，已有作業(yè)單位嘗試在GIS平臺(tái)下采集。就筆者了解的實(shí)際情況來(lái)看，目前在廣東范圍的測(cè)繪隊(duì)伍，很多采用傳統(tǒng)的作法:基于CAD平臺(tái)下的繪圖系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖，然后再轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的地理數(shù)據(jù)格式。而且，一些外業(yè)單位對(duì)CIS軟件及數(shù)據(jù)的理解使用也遠(yuǎn)沒(méi)有CAD那么熟練，測(cè)圖編輯后得到的數(shù)字圖，必要時(shí)還得擴(kuò)充或修改繪圖系統(tǒng)，設(shè)計(jì)存貯屬性數(shù)據(jù)，作專門(mén)的接口模塊將數(shù)字圖形格式轉(zhuǎn)換成GIS格式。此外，有很多行業(yè)的單位，一般會(huì)積累了大量具有完整屬性的數(shù)字地圖，也需要將這些圖形組織導(dǎo)入GIS庫(kù)，以方便應(yīng)用管理。5ActiveX技術(shù)簡(jiǎn)述在早期或者難以擴(kuò)展的軟件中，功能往往限制住，難以修改，如果要對(duì)軟件添加一些功能，必須修改源代碼，然后重新編譯，再重新安裝，如果只添加一個(gè)小的應(yīng)用，對(duì)于軟件公司來(lái)說(shuō)，維護(hù)成本較高；對(duì)于客戶，顯得很不靈活。針對(duì)因特網(wǎng)的應(yīng)用，微軟公司開(kāi)發(fā)了ActiveX：一種為網(wǎng)絡(luò)通信而設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，理論基礎(chǔ)是微軟的組件對(duì)象模型（COM），它是一種二進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)，與具體的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言無(wú)關(guān)，由服務(wù)器提供各種服務(wù)，而客戶端調(diào)用其服務(wù)，然而，ActiveX也廣泛應(yīng)用于桌面系統(tǒng)。如同Access>Excel,AutoCAD也采用了ActiveXAutomation技術(shù)，ActiveX使用戶能夠從AutoCAD的內(nèi)部或外部（獨(dú)立的應(yīng)用程序）以編程方式來(lái)操作Auto-CAD以擴(kuò)充其功能，簡(jiǎn)單的如修改菜單，添加一個(gè)命令，復(fù)雜的還可以進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)（市場(chǎng)上有一些測(cè)量繪圖系統(tǒng)是在AutoCAD下二次開(kāi)發(fā)的）。通過(guò)ActiveX將AutoCAD對(duì)象展現(xiàn)給''外部世界〃，這些對(duì)象被展現(xiàn)后，不同的編程語(yǔ)言和環(huán)境（例如AccessVBA、ExcelVBA或AutoCADVBA）就能夠訪問(wèn)它們，例如，可以編寫(xiě)一段程序訪問(wèn)AutoCAD中的圖形數(shù)據(jù)，同時(shí)又將信息從Excel讀取或?qū)懭?。AutoCAD環(huán)境下提供了很多API，可以找到以下兩個(gè)函數(shù)：SetXData、GetXData，其功能是設(shè)置、讀寫(xiě)圖形對(duì)象的擴(kuò)展數(shù)據(jù)，方法是在圖形對(duì)象上調(diào)用相應(yīng)的SetXData、GetXData函數(shù)。函數(shù)及參數(shù)表如下所示:SetXDataXdataType,XData和GetXDataAppName,XDatafype,XDataValue.6DWG到SHP的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通過(guò)CAD下二次開(kāi)發(fā)的測(cè)繪系統(tǒng)采集得到了CAD數(shù)據(jù)，而地理信息數(shù)據(jù)采用的是GIS格式，因此需要一種轉(zhuǎn)換從CAD格式中獲取GIS數(shù)據(jù)，下面以廣泛使用的DWG用XF數(shù)據(jù)和SHP數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明這個(gè)過(guò)程。通用的GIS平臺(tái)軟件一般都提供了從DWG用XF到SHP的轉(zhuǎn)換功能，但是這種轉(zhuǎn)換是簡(jiǎn)單的，轉(zhuǎn)出來(lái)的SHP圖層不帶有預(yù)期的擴(kuò)展屬性，伴隨著信息丟失，沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單的命令能一蹴而就，但是經(jīng)過(guò)分析，我們可以將數(shù)字地圖的屬性信息另行輸出，然后將輸出的圖形及對(duì)應(yīng)的屬性信息鏈接合并，就得到了完整的SHP數(shù)據(jù)成果，轉(zhuǎn)換流程圖如下所示：地信網(wǎng)■it揭S1DWG/DXF格式轉(zhuǎn)換到SHP；格式的流程圉圖1DWG/DXF格式轉(zhuǎn)換到SHP格式的流程圖具體轉(zhuǎn)換步驟描述如下：利用通用的GIS平臺(tái)軟件，將DWG圖層轉(zhuǎn)換成SHP圖層，轉(zhuǎn)換時(shí)選擇輸出項(xiàng)，得到帶Handle字段的SHP圖層，ArcGIS中的ArcToolbox提供有這樣的工具；使用AutoCAD的ExpressTool具的命令查看DWG圖形是否帶有擴(kuò)展屬性，如果帶有屬性數(shù)據(jù)，則弄清楚原始數(shù)據(jù)包含哪些屬性，詳細(xì)分析后建立xDATA與圖層屬性結(jié)構(gòu)的映射關(guān)系，根據(jù)映射關(guān)系，對(duì)于每個(gè)圖層，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的DBF表結(jié)構(gòu)，例如對(duì)JZD（界址點(diǎn)）圖層建立的屬性結(jié)構(gòu)如下表所示：地信網(wǎng)祐有圖2JZD圖層屬性結(jié)構(gòu)字圖2JZD圖層屬性結(jié)構(gòu)字段表在AutoCAD下利用二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言編寫(xiě)vBA代碼，將DWG圖層中圖元的屬性數(shù)據(jù)寫(xiě)人步驟2中對(duì)應(yīng)的DBF或其它格式的文件，得到圖形圖層對(duì)應(yīng)的屬性信息表；使用GIS軟件的功能，通過(guò)SHP圖層和屬性信息表中的公共字段Handie將圖形與屬性掛接；例如ArcGIS軟件中的Join菜單命令，可以將SHAPE圖層與屬性文件（DBF、MDB、或ExCEL格式）掛接后并輸出，輸出后的SHP層就具有圖形和屬性的完整信息;將輸出的SHP圖層中的多余公共字段刪除，再進(jìn)行編輯，最后得到符合要求的SHP成果數(shù)據(jù)。上述即為轉(zhuǎn)換的整個(gè)步驟，實(shí)際需要編碼的是步驟3（讀取DwG圖形屬性并寫(xiě)人DBF文件），我們看看下面的代碼段，這是在AutoCAD開(kāi)發(fā)環(huán)境下用vBA編寫(xiě)的讀取選擇集中圖形對(duì)象屬性的關(guān)鍵代碼片段：定義變量以保存擴(kuò)展屬性數(shù)據(jù)DimxDataTypeAsVariantDimxDataAsVariant創(chuàng)建選擇集DimssasobjectSetss=ThisDrawing.Selectionsets.Add（''S1”）定義圖形對(duì)象DimentAsAcadEntity遍歷選擇集中的對(duì)象ForEachentInss將該圖元所有的擴(kuò)展信息存放在xDataType,xData變量中ent.GetAData"",xDataType,xDataNextent以上代碼演示了如何獲取擴(kuò)展數(shù)據(jù)，代碼執(zhí)行后xDataTyPe,xData變量已含該圖元所有的屬性，然后將xDataType,xData變量中的屬性值寫(xiě)入MDB、DBF或其它格式的文件，完成屬性值的輸出。有了SHP圖形圖層，及對(duì)應(yīng)的DBF屬性表之后，就使用ArcGIS中的JOIN工具將兩者鏈接并輸出結(jié)果。7實(shí)際案例應(yīng)用在08年中旬，勘測(cè)部門(mén)測(cè)量了一批土地利用現(xiàn)狀圖數(shù)據(jù)（DWG格式），然后要把這批數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS庫(kù)中，首先要建立一個(gè)地理數(shù)據(jù)庫(kù)，再將DWG數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成SHP格式后導(dǎo)人已建好的數(shù)據(jù)庫(kù)中。簡(jiǎn)單查看后，發(fā)現(xiàn)原始圖形包含有界址點(diǎn)、界址線、宗地、面狀地類以及線狀地類等圖層，再用ExPresstool工具分析圖形中包含的圖層，發(fā)現(xiàn)原始DWG圖形中的圖斑、線狀地類圖層含有較為完整的土地屬性信息，根據(jù)圖1流程圖的步驟分別將圖形圖層及屬性處理輸出，得到了相應(yīng)的SHP圖層，最后用GIS軟件加載這些圖層，圖形如下圖所示：博博Akj轉(zhuǎn)換后的MZDL圖層及M3DL屬帷袁.csu圖3轉(zhuǎn)換后的MZDL圖層及MZDL屬性表8小結(jié)在測(cè)繪生產(chǎn)或管理部門(mén)的實(shí)際工作中，在測(cè)繪作業(yè)過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生大量CAD數(shù)據(jù)，同時(shí)也有很多歷史數(shù)據(jù)，隨著信息化進(jìn)程，要求信息利用、資源整合，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換人庫(kù)，以供查詢、統(tǒng)計(jì)分析，宏觀管理使用，面對(duì)這種需求，運(yùn)用上述方法，我們只需在Auto-CAD下編寫(xiě)少量的VBA代碼，借助通用的平臺(tái)軟件，就可以完成，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是編碼量少，對(duì)