從AutoCAD到ArcGIS數據轉換的實踐
長久以來共享空間數據是一個效率低、易出錯的過程,且容易丟失大量有價值的細節和屬性。因此研究將AutoCAD 數據移植到ArcGIS,從而確保最大程度保留空間屬性以及合理利用AutoCAD 數據優勢的各種方法,以便于空間數據共享、交換與分析,顯得極為重要。在剖析AutoCAD 與ArcGIS 空間數據格式特征的基礎上,簡要介紹AutoCAD Map 3D 與ArcGIS 的空間數據集成現狀,并通過試驗對基于AutoCAD Map 3D 與ArcGIS 實現從AutoCAD 數據到ArcGIS 空間數據格式轉換的常用方法進行比較。
隨著空間科學的迅速發展,雖然AutoCAD 可以與ArcGIS 一同利用基于圖層的地理信息模型來表征和描述地理世界,以及通過地圖來顯示和利用地理信息,然而AutoCAD 與ArcGIS 相比,不利于提供一套全面的分析和數據變換工具,用于執行空間分析和數據處理。因此將AutoCAD 數據移植到ArcGIS 對于空間數據共享與交換顯得極具意義。本文基于AutoCAD Map 3D 與ArcGIS,研究從AutoCAD 到Arc-GIS 常用空間數據格式的轉換,并通過試驗比較2 種方法的可行性。
1、相關數據格式簡介
1.1、CAD 數據格式
常見的CAD 文件有AutoCAD 線畫文件( DWG) 、Autodesk 線畫交換格式( DXF) 、MicroStation 設計文件( DGN) 。其中DWG 文件包括點折線、面、多面體以及注記五要素,由諸如顏色、線型、線寬、符號等靜態圖形特征組織后的圖層集合構成。其圖層結構并非ArcGIS 中的圖層那樣組織嚴密,實體或元素都包含在單一的文件中,要素屬性表是一個虛擬表,屬性數據的描述主要依據圖層和注記。
DWG 文件被廣泛用來支持工程、規劃和制圖,但無法為其指定地理參考信息; DXF 用于AutoCAD 與其它軟件進行CAD 數據交換,DXF 是一種開放的矢量數據格式,可分為ASCII 格式和二進制格式,ASCII具有較好可讀性,但占有空間較大,二進制格式占有空間小、讀取速度快; DGN 為Bentley 公司的MicroStation和Intergraph 公司的Interactive Graphics Design System 程序所采用和支持的CAD 文件,基于Intergraph標準文件格式( ISFF) 定義,盡管DGN 在使用上不如DWG 文件格式那樣廣泛,但在工業設計領域及許多大型工程中均有廣泛應用。
1. 2、Shapefile 數據格式
Shapefile 為ArcGIS 中一種用于存儲地理要素的位置、形狀和屬性的矢量數據存儲格式。Shapefile存儲在一組相關文件中且包含一個要素類,每個Shapefile 文件僅可存儲一種空間數據: 點、直線、文字或多邊形,文本文件中包含與點關聯的屬性文本。由于其不存儲拓撲信息,因此相對于其它空間數據格式占用較小的存儲空間,顯示和訪問效率高。Shapefile 文件可存儲要素的幾何圖形和屬性數據,一個Shapefile 文件最多可以包含5 個文件名相同但擴展名不同的物理文件:
. shp — 幾何數據
. shx — 地圖要素的幾何索引
. dbf — 與地圖要素關聯的屬性數據
. prj — 投影和坐標系數據
. idx — 標識相關Shapefile 文件的索引字段,是Shapefile 文件中每個圖元的唯一標識符。
2、AutoCAD 與ArcGIS 數據互操作
2.1、在ArcGIS 中使用AutoCAD 數據
ArcGIS 軟件支持對AutoCAD DWG、ASCII 文本和二進制格式的Autodesk DXF、MicroStation DGN 數據的直接讀取,但是通常要對數據進行編輯,就必須將其轉換為ArcGIS 所能編輯的數據格式,例如Shapefile、Coverage、Geodatabase。在ArcGIS 中可將AutoCAD 要素或圖層為輸入對象通過標準地理處理工具導入,ArcMap 內容列表的快捷菜單提供對復制要素工具、導入CAD 注記工具和CAD 至地理數據庫( Geodatabase) 工具的訪問支持,ArcToolBox 中同時提供了諸多轉換工具。此外,在ArcGIS 10 中,為AutoCAD 新增了簡化后的數據轉換工具、可批量加載CAD 數據集、簡化了ArcMap 中的字段顯示及支持樣條幾何。
由于AutoCAD 只是對數據進行邏輯分層,在物理存儲上與Shapefile、Coverage、Geodatabase 數據的要素類結構不同,所以在轉換時將CAD 的各層要素獨立識別與存儲。在ArcMap 中AutoCAD 數據被獨立識別為點、折線、面、多面體以及注記五類要素,且轉換時被分別獨立存儲。
2.2、在AutoCAD 中訪問ArcGIS 數據
AutoCAD Map 3D 可以訪問ArcGIS 中現有的空間和屬性數據,這些文件不但存儲要素的幾何圖形,而且存儲要素的屬性。
1) 訪問Shapefile: 在AutoCAD Map 3D 中可通過數據連接直接在Shapefile 文件中查看、編輯、清理數據或創建DWG 文件,AutoCAD Map 3D 將每個Shapefile 和關聯的DBF 文件識別為具有單個幾何圖形特性的要素類。
2) 輸入Arc /INFO Coverage: AutoCAD Map 3D 支持輸入及輸出Arc /INFO 7. 2、7. 3、8. x 版本Coverage交換格式( E00) ,但不能使用數據連接訪問它們。Arc /INFO 將Coverage 作為文件目錄存儲在本地,在Coverage 目錄中,每個文件都包含有屬于Coverage 的特定數據。
3) 訪問來自ArcSDE 的要素: 在AutoCAD Map 3D 中針對ArcSDE 提供了一個直接連接選項,可將客戶端直接連接到Oracle 或SQL Server 據庫引擎,而不是通過常規連接中使用的單獨ArcSDE 進程。用戶可以在現有的ArcSDE 模式中插入、選擇、更新及刪除要素數據,但不能在AutoCAD Map 3D 中創建或修改ArcSDE 模式。
5、結論與建議
AutoCAD 和ArcGIS 結合對于實現空間數據的集成、交換與共享具有十分重要的意義。然而隨著對空間數據要求的不斷提高,在執行空間析和數據處理時,AutoCAD 與ArcGIS 相比不利于提供一套全面的分析和數據變換工具,從而降低了AutoCAD 這一具有過渡地理數據庫屬性產品的可利用程度。本文分別基于AutoCAD Map 3D 與ArcGIS 實現從AutoCAD DWG 數據到ArcGIS Shapefile 文件格式轉換,經實驗驗證,在ArcMap 中執行數據轉換和采用AutoCAD Map 3D 執行輸出操作導出Shapefile 文件均具有可行性。當AutoCAD DWG 數據要素較為復雜時,在ArcMap 中執行數據轉換其結果難以進行區分及有效利用,建議在進行數據轉換前在AutoCAD 中完成數據整理; 而采用AutoCAD Map 3D 依次按不同幾何要素分別執行Shapefile 文件輸出,能最大限度地保留AutoCAD 數據在ArcGIS 中的合理利用程度。