基于Python 的AutoCAD 二次开发在批量分幅中的应用

陈波

（四川中水成勘院测绘工程有限责任公司，四川成都 610000）

0 引言

地形图分幅图的传统制作方法是：先用AutoCAD 按标准图框裁成分块图，再套上业主的风格样式标准图框，手动修改图廓坐标。整个过程烦琐冗长，重复性操作较多，容易出现错误。针对上述问题，本文对AutoCAD 测绘成果的分幅图制作进行Auto－CAD 的二次开发，从而可以直接进行成果分幅，无须手动套特定样式的图框以及修改图廓坐标，进而优化分幅图的制作过程，本文以Python 语言为基础，对AutoCAD 进行二次开发。

1 数据源与执行规范

1.1 数据源

大渡河CSJ 水电站YSG 渣场1:1000 地形图，西藏自治区XQ 流域水电规划ZX 梯级水电站施工场地1:1000 地形图、金沙江上游GT 水电站坝址区1:1000 地形图、重庆潼南SJHD 枢纽工程水下地形图1:500 地形图、西藏自治区XQ 流域水电规划ZX梯级水电站库区1:2000 地形地类图。

1.2 执行主要规范（不限于）

（1）《水电工程测量规范（NB/T 35029—2014）》；

（2）《1:5001:10001:2000 外业数字测图技术规程（GB/14 912—2005）》；

（3）《国家基本比例尺地图图式第1 部分：1:5001:10001:2000地形图图式（GB/T 20257.1—2017）》；

（4）《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范（CH/T 2009—2010）》；

（5）《机载激光雷达数据获取技术规范（CH/T 8024—2011）》；

（6）《机载激光雷达数据处理技术规范（CH/T 8023—2011）》；

（7）《测绘作业人员安全规范（CH 1016—2008）》；

（8）《水电工程三维激光扫描测量规程（NB/T 35109—2018）》；

（9）《水电水利工程施工测量规范（DL/T 5173—2012）》。

2 方法

2.1 技术选型

2.1.1 AutoCAD

用于CAD 二次开发的计算机语言有很多：C#性能最好、功能最全，但是开发难度太高，开发效率低；VBA 或者VB，难度适中，性能一般，功能有限，VB 在CAD2010 版本以后就没有和CAD 一起安装；Lisp，CAD 原生语言，语法难度最低，但是可读性差。

2.1.2 Python 的特点

在近几年中，Python 在人工智能、web 开发之中应用广泛，同时在金融分析、爬虫等领域也具有很大的作用，其特点如下：简单易学，侧重解决问题，轻语法；面向对象的动态语言，支持函数式、泛型等多种编程范式[1]；易于利用已有组件实现系统的功能，跨平台使用，又被称为胶水语言；将源代码转换称为字节码的中间形式，不需编译成为二进制的代码，可直接翻译运行；开源，代码是不保密的，方便共享，用于新的自由软件之中；可扩展性，兼容C 语言编写，然后再Python 程序中进行使用；丰富的库，Python 具有丰富强大的标准库，其中包含正则表达式、文档生成、单元测试、线程、数据库、网页浏览器、CGl、FTP、电子邮件等；规范代码，采用强制缩进的方式让代码具有非常好的可读性。

2.1.3 Python 环境

集成开发环境是专用于软件开发的程序，集成了几款专门为软件开发而设计的工具，例如：VI/VIM，灵活，支持Python 开发环境自行查找或者撰写脚本，但不清楚模型编辑器是如何工作的；Visual Studio，是一款全功能集成开发平台，支持各种平台的开发；Visual Studio Code（也称作 VS Code）是一款兼容 Linux，Mac OS X 和Windows 平台的全功能代码编辑器，轻量级但功能齐全；PyCharm，是面向于Python 的全功能集成开发环境，开箱即用，可以在PyCharm 中直接运行和调试Python 程序，且它支持源码管理和项目，拥有众多便利和支持社区。本次使用PyCharm 环境，Python3.6，CAD2016。

表1 手动与软件工时对照

2.2 算法落地

2.2.1 分幅图传统制作流程

为解决常规分幅带来的问题，各位研究者提出多种解决方案，并且在AutoCAD、ArcGIS 等软件平台进行实践[2]，而传统的地形图分幅目前大多都在CAD 中完成：制作标准图框，包含图幅名称、单位名称、坐标信息、投影信息、成图比例尺、测图员、编图员、检查员、复查员等，按照规范以及业主方的要求设置字体样式、颜色等；CAD 中按结合图表裁切已经编辑好的地形图，按结合图表中的图号逐一命名存盘图号.dwg；将已经裁切好的图号.dwg 套上制作好的标准图框；修改上一步套上标准图框的图号.dwg 中的图廓坐标；按规范命名存储结果。

2.2.2 程序的核心模块和算法

本文编写的程序引用的模块主要有：Autocad（导入导出dwg文件）、APoint（存储点坐标）、array（存储分幅框的图幅范围）、time（延迟运行）、shapely（中间件）、wx（图形用户界面）、tempfile（创建临时文件和目录）、uuid（通用唯一识别码）、os（处理文件和目录）。

图1 软件设计流程

2.2.3 关键函数块

def get_path()：通过对话框选取路径；def get_path()：分幅范围信息；def execute()：截取分幅框内图形，套入图框，存出图幅；def saveModel()：处理图框模板；def moveModelMap()：移动模板图幅到相应位置；def fillMapInfo ()：填充图幅信息；def getNeighbor－Points()：填充接图表且获取一个点周围的八个方向点。

2.3 生产工期对比

从表1 可以看出插件对1:500、1:1000、1:2000 等大比例尺地形图的分幅图制作都是适用的，而且人工制作耗时平均一幅图耗时11~12min，而插件耗时为0.2min，省时约55~60 倍，极大地提升了工作效率，分幅成果图框的错误率也由10%降至1%以下。

3 结语

3.1 结论

（1）Python 与CAD 结合开发能减少测绘中的重复工作，极大地提高测绘生产效率。

（2）Python 代码简洁能快速提高开发效率。

3.2 讨论

测绘成果为区域经济规划、国土资源调查、城市建设规划等诸多方面提供大量的基础地理信息数据，例如水电站的设计、选址、施工、运营等。近年来，无人机由于具有体积小、造价低、使用方便、对环境要求低等优点而备受各界人士关注，并作为摄影测量平台应用于测绘行业当中[3]。无人机航空摄影测量可以方便快速的采集数据，而后期数据处理、制图都需要人工完成，Python 与CAD 的二次开发可用于地形图、断面等测绘成果中，也可推广到与其有关的如国土空间规划、工装设计、工业制图等成果中，可以很好地简化生产流程，缩短工期，提高效率。