CAD与SDE之间的快速数据转换

陈继山

（1.苏州市规划编制信息中心，江苏 苏州 215006）

CAD与SDE之间的快速数据转换

陈继山1

（1.苏州市规划编制信息中心，江苏 苏州 215006）

CAD数据与SDE数据互相转换的本质是空间数据模型之间的转换，制图不规范以及CAD与SDE在数据模型上的差异是双方数据共享与互操作的主要障碍。FME提供了解决这一问题的思路及技术要点，有效提高了工作效率。

FME；数据转换；CAD数据；SDE数据

实现了CAD数据与SDE数据的无损互转换。

1 FME对地理信息数据互转换的支持

FME是基于OpenGIS的数据转换理念而推出的要素操作引擎，通过在数据转换时的重构数据让用户即时获得相关数据。FME将空间要素看成是二维或三维图形相关联的一组属性名称和属性值的集合，以实现以下目的：①作为独立程序运行，联结多源数据并能转换为另一种目标数据，提供高质量的空间数据转换；②以组件方式嵌入其他应用系统中，通过不同系统的连接与互操作延长系统的生命周期；③作为一个后台服务程序运行，通过Internet协议来实现Web方式的数据转换服务，可以B/S和C/S两种方式调用；④可以进行任意的格式扩展，如图1。

图1 FME语义映射模型

FME的转换规则包含3个部分：①目标要素定义，定义输出要素的数据模型，包括要素的类型、属性及格式。②源要素转换规则，用来确定被转换要素的类型、匹配属性和映射属性，并过滤输入要素。③目标要素转换规则，定义符合约束条件的输入要素处理方式并形成对照关系。

此外，FME可以直接与AutoCAD、ArcGIS等软件集成，用户也可通过FME Object来扩展GIS软件平台以访问更多的数据格式。FME有400多个转换器，对许多工作流程而言，通过语义转换将FME与CAD、GIS软件配合使用，不仅可以提高工作效率，也能够提升软件数据的互操作性，实现同一单位内部或不同单位之间的不同数据集中式管理与共享，改善用户已有数据的质量。

2 映射关系的建立及处理

2.1 CAD数据导出成SDE数据

CAD数据一般包括图层定义、要素符号、要素编码、要素扩展属性等，有以下2个特点：①地理信息数据按比例尺划分图幅；②部分要素带有扩展属性。尽管CAD数据定义规定严格，但其点、线、面类型是混合的，绘图较随意，同一要素的几何属性很可能不一致。CAD数据尽管形式上体现了实体间的空间及拓扑关系，但并不能表达并记录它们。

SDE数据一般分为点要素、线要素、面要素、注记以及各类关系。为保证入库数据的质量与可靠性，SDE各类要素之间均有相对严格的空间及拓扑关系。如线要素不能自相交；面要素间不能相互重叠，连续连接的多边形区域中间不能出现空隙等。考虑到配图，当CAD数据导入为SDE数据时，需要记录要素的编码、线型、实体类型名称、图层、色彩、比例因子等，以用于配图及反向数据导出。当分幅CAD数据导入至SDE时，为形成一个无缝整体，还需要进行接边与属性整理。

表1 CAD数据、SDE数据对要素的支持

空间数据模型是对客观世界抽象概括的结果，是关于数据和联系的逻辑组织形式的表示。而映射则是表示集合间的对应关系，即集合中的每个元素与同一或另一集合中的元素相对应的规则。CAD数据与SDE数据对要素类的组织是不同的，各要素的映射如表2。

表2 CAD数据、SDE数据要素分类对应表

将CAD数据转换成SDE数据，首先要将CAD要素重新分类，并结合SDE中的地理要素分类进行调整，建立源数据与目标数据之间的对应关系，并按FME要求生成语义映射文件。整个过程如图2。

图2 CAD数据转换为SDE数据的流程

使用的FME转换器主要有：AttributeExposer用于暴露CAD数据的相关属性；GeometryFilter将数据分为点线面及注记；2DForcer将CAD要素强制转换为二维空间数据；AttributeCopier进行属性定义；TestFilter进行条件过滤；GeometryValidator检测输入要素，并修复部分要素；LengthCalculator将微短线删除。

在CAD数据转换为SDE数据时，为修正CAD数据制图不规范而产生的不合理或错误的要素，可以做线的接边、面的融合、线的捕捉等操作。使用的转换器主要有：LineOnLineOverlayer进行线线压盖操作；PointOnAreaOverlayer进行点面关系检查；AreaCalculator、AreaOnAreaOverLayer提取面面重叠空隙并去除微空隙；Buffer生成缓冲区；SpatialFilter用于空间过滤，找出可能的接边要素；Snapper、LineJoiner、GeometryCoercer对容差范围内的要素进行线线相接并生成对应的要素；Counter对要素进行计数，并用作Dissolver的分组属性；对在图幅边界分别封闭的面使用Dissolver进行融合形成新要素。

图3 接边处理的部分流程

2.2 SDE数据导出成CAD数据

FME可以最大限度保证出库数据图形及属性信息的完整。将SDE数据还原成CAD数据的要点在于制作CAD数据模板。

还原过程为制作CAD数据模板、选择导出范围、导出数据对应表的建立、生成图幅。数据导出时FME设定的模板相当于一幅全要素图。通过模板，FME可以获得各要素的定义，如线型、Block、Cell、填充、图层分类等。

图4 GIS数据导出成CAD数据的流程

使用的FME转换器主要有：AttributeExposer用于暴露要素属性，AttributeCreator创建属性并建立对应关系，BoundsExtractor进行输出矩形范围提取，Clipper进行图形要素的剪切；LineCloser将线要素封闭成面要素；ExpressionEvaluator根据坐标数据计算图幅号；2DGridCreator生成格网。当要素使用写模块写出去时，可使用FME的属性扇出功能，扇出属性为CAD的图层名称即可实现按图层输出。导出过程中如果发生投影变换，可使用Reprojector进行投影变换，使用CoordinateExtractor提取要素坐标。

对CAD图形的扩展属性，例如由南方CASS生产的测绘数据，从SDE导出至CAD时，为保证数据的一致性，导出时可以修改extended_data_list{}、extended_data{}.application_name、extended_data{}. string{}、fme_attrib_info{}的相关值，以实现扩展数据生成及填充、属性数据标注显示等。

通过以上转换，从SDE内导出的CAD数据与入库前的CAD数据在图形显示、符号表达、注记标注方式等完全一致，示例见图5、6、7。

图5 CAD原始图

图6 CAD数据转换为SDE后的数据

图7 SDE转换出的CAD图

3 应用实例

“数字苏州”公共服务平台为政府相关部门及社会提供服务多年。CAD数据与SDE数据的无损互转换属于数据应用与维护系统，已经成功应用多次。CAD数据与SDE数据的无损互转换方便了数据管理，数据维护人员不需要同时维护多个不同格式的数据，只需要将注意力关注至SDE数据即可，极大地提高了工作效率和数据增值服务水平。

4 结 语

SDE及CAD数据是目前使用较为广泛的GIS数据。随着信息化建设的发展，社会对基础地理信息数据需求不断增多，GIS的发布已经从传统的桌面发布转向网络发布，这就对数据格式转换和共享提出了更高的要求。FME基于语义的转换为解决这一问题提供了一条快捷的解决途径。使用这一方法，对苏州市区行政区域内8 000余幅大比例尺地形图及400余幅地下管线数据进行了数据互转换，保证了基础地理信息数据库的更新，取得了较好的经济和社会效益。

[1] 杨婷. CAD地形图高程信息快速提取的技术与实现[J].地理空间信息,2015,13(1):162-164

[2] 王康.地理信息共享平台及其关键技术的研究与应用[D].广州:广东工业大学,2011

[3] 徐景中,朱大明.基于FME的空间数据语义转换技术的应用[J].昆明理工大学学报（理工版）:2005,30(2):1-14

[4] 陈香.基于FME的CAD数据到GIS数据无损转换方法研究[J].测绘与空间地理信息,2013,36(8):163-168

[5] 胡明星.基于FME和ArcGIS的面状多边形数据处理方法[J].测绘,2013,36(4):156-158

[6] 张伟.矢量更新的变化信息提取与统计方法研究[J].测绘与空间地理信息,2012,35(11):91-97

[7] 尹言军,刘昊.基于AutoCAD Map3D和FME图库一体化在地图制图职业技能竞赛中的应用[J].城市勘测,2013(6):33-39

P208

B

1672-4623（2016）10-0050-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.10.014 CAD数据与SDE数据互相转换的本质是空间数据模型之间的转换，核心是数据的共享与互操作。从内容上看，空间数据主要有3个方面：空间位置信息、属性信息、要素的空间关系。DWG数据与SDE数据互相转换的核心是能够共享与互操作上述3个信息，保证信息的完整不丢失。因此转换过程不仅是图的本身，更要关注图背后所表达的信息，要能够完整构建CAD与SDE的映射关系，准确描述空间信息、属性信息、拓扑关系等。二者数据模型上的差异导致双方共享及互操作出现障碍， FME通过重构数据实体保持图形与属性的一致，

陈继山，硕士，高级工程师，主要从事测绘与地理信息系统的应用研究工作。

2015-12-23。

项目来源：国家自然科学基金资助项目（41274022）。