从AutoCAD到ArcGIS数据转换的实践

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)西南林业大学林学院 作者:赵南

  长久以来共享空间数据是一个效率低、易出错的过程,且容易丢失大量有价值的细节和属性。因此研究将AutoCAD 数据移植到ArcGIS,从而确保最大程度保留空间属性以及合理利用AutoCAD 数据优势的各种方法,以便于空间数据共享、交换与分析,显得极为重要。在剖析AutoCAD 与ArcGIS 空间数据格式特征的基础上,简要介绍AutoCAD Map 3D 与ArcGIS 的空间数据集成现状,并通过试验对基于AutoCAD Map 3D 与ArcGIS 实现从AutoCAD 数据到ArcGIS 空间数据格式转换的常用方法进行比较。

  随着空间科学的迅速发展,虽然AutoCAD 可以与ArcGIS 一同利用基于图层的地理信息模型来表征和描述地理世界,以及通过地图来显示和利用地理信息,然而AutoCAD 与ArcGIS 相比,不利于提供一套全面的分析和数据变换工具,用于执行空间分析和数据处理。因此将AutoCAD 数据移植到ArcGIS 对于空间数据共享与交换显得极具意义。本文基于AutoCAD Map 3D 与ArcGIS,研究从AutoCAD 到Arc-GIS 常用空间数据格式的转换,并通过试验比较2 种方法的可行性。

1、相关数据格式简介

  1.1、CAD 数据格式

  常见的CAD 文件有AutoCAD 线画文件( DWG) 、Autodesk 线画交换格式( DXF) 、MicroStation 设计文件( DGN) 。其中DWG 文件包括点折线、面、多面体以及注记五要素,由诸如颜色、线型、线宽、符号等静态图形特征组织后的图层集合构成。其图层结构并非ArcGIS 中的图层那样组织严密,实体或元素都包含在单一的文件中,要素属性表是一个虚拟表,属性数据的描述主要依据图层和注记。

  DWG 文件被广泛用来支持工程、规划和制图,但无法为其指定地理参考信息; DXF 用于AutoCAD 与其它软件进行CAD 数据交换,DXF 是一种开放的矢量数据格式,可分为ASCII 格式和二进制格式,ASCII具有较好可读性,但占有空间较大,二进制格式占有空间小、读取速度快; DGN 为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标准文件格式( ISFF) 定义,尽管DGN 在使用上不如DWG 文件格式那样广泛,但在工业设计领域及许多大型工程中均有广泛应用。

  1. 2、Shapefile 数据格式

  Shapefile 为ArcGIS 中一种用于存储地理要素的位置、形状和属性的矢量数据存储格式。Shapefile存储在一组相关文件中且包含一个要素类,每个Shapefile 文件仅可存储一种空间数据: 点、直线、文字或多边形,文本文件中包含与点关联的属性文本。由于其不存储拓扑信息,因此相对于其它空间数据格式占用较小的存储空间,显示和访问效率高。Shapefile 文件可存储要素的几何图形和属性数据,一个Shapefile 文件最多可以包含5 个文件名相同但扩展名不同的物理文件:

  . shp — 几何数据

  . shx — 地图要素的几何索引

  . dbf — 与地图要素关联的属性数据

  . prj — 投影和坐标系数据

  . idx — 标识相关Shapefile 文件的索引字段,是Shapefile 文件中每个图元的唯一标识符。

2、AutoCAD 与ArcGIS 数据互操作

  2.1、在ArcGIS 中使用AutoCAD 数据

  ArcGIS 软件支持对AutoCAD DWG、ASCII 文本和二进制格式的Autodesk DXF、MicroStation DGN 数据的直接读取,但是通常要对数据进行编辑,就必须将其转换为ArcGIS 所能编辑的数据格式,例如Shapefile、Coverage、Geodatabase。在ArcGIS 中可将AutoCAD 要素或图层为输入对象通过标准地理处理工具导入,ArcMap 内容列表的快捷菜单提供对复制要素工具、导入CAD 注记工具和CAD 至地理数据库( Geodatabase) 工具的访问支持,ArcToolBox 中同时提供了诸多转换工具。此外,在ArcGIS 10 中,为AutoCAD 新增了简化后的数据转换工具、可批量加载CAD 数据集、简化了ArcMap 中的字段显示及支持样条几何。

  由于AutoCAD 只是对数据进行逻辑分层,在物理存储上与Shapefile、Coverage、Geodatabase 数据的要素类结构不同,所以在转换时将CAD 的各层要素独立识别与存储。在ArcMap 中AutoCAD 数据被独立识别为点、折线、面、多面体以及注记五类要素,且转换时被分别独立存储。

  2.2、在AutoCAD 中访问ArcGIS 数据

  AutoCAD Map 3D 可以访问ArcGIS 中现有的空间和属性数据,这些文件不但存储要素的几何图形,而且存储要素的属性。

  1) 访问Shapefile: 在AutoCAD Map 3D 中可通过数据连接直接在Shapefile 文件中查看、编辑、清理数据或创建DWG 文件,AutoCAD Map 3D 将每个Shapefile 和关联的DBF 文件识别为具有单个几何图形特性的要素类。

  2) 输入Arc /INFO Coverage: AutoCAD Map 3D 支持输入及输出Arc /INFO 7. 2、7. 3、8. x 版本Coverage交换格式( E00) ,但不能使用数据连接访问它们。Arc /INFO 将Coverage 作为文件目录存储在本地,在Coverage 目录中,每个文件都包含有属于Coverage 的特定数据。

  3) 访问来自ArcSDE 的要素: 在AutoCAD Map 3D 中针对ArcSDE 提供了一个直接连接选项,可将客户端直接连接到Oracle 或SQL Server 据库引擎,而不是通过常规连接中使用的单独ArcSDE 进程。用户可以在现有的ArcSDE 模式中插入、选择、更新及删除要素数据,但不能在AutoCAD Map 3D 中创建或修改ArcSDE 模式。

5、结论与建议

  AutoCAD 和ArcGIS 结合对于实现空间数据的集成、交换与共享具有十分重要的意义。然而随着对空间数据要求的不断提高,在执行空间析和数据处理时,AutoCAD 与ArcGIS 相比不利于提供一套全面的分析和数据变换工具,从而降低了AutoCAD 这一具有过渡地理数据库属性产品的可利用程度。本文分别基于AutoCAD Map 3D 与ArcGIS 实现从AutoCAD DWG 数据到ArcGIS Shapefile 文件格式转换,经实验验证,在ArcMap 中执行数据转换和采用AutoCAD Map 3D 执行输出操作导出Shapefile 文件均具有可行性。当AutoCAD DWG 数据要素较为复杂时,在ArcMap 中执行数据转换其结果难以进行区分及有效利用,建议在进行数据转换前在AutoCAD 中完成数据整理; 而采用AutoCAD Map 3D 依次按不同几何要素分别执行Shapefile 文件输出,能最大限度地保留AutoCAD 数据在ArcGIS 中的合理利用程度。

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