探究Map GIS及CAD矢量图形数据之间的无损转换方法与技术实现

韩正 张梅

（山东省鲁南地质工程勘察院，山东 济宁 272100）

0.引言

地质图件在实施处理时，最为常见的两种绘图制作工具是MapGIS与CAD软件。在众多制图软件之中，MapGIS软件所表现出的图形处理能力较具综合性，在处理图件、绘制图形、入库以及编辑图形时，具有绝对优势。CAD软件在绘制图形时表现出良好的灵活性。在多数情况下，通过使用CAD制图软件可以保证较便捷地获取地质工作中所需要的图件。除此之外，在绘制与测量领域中，CASS软件的使用频率也相对较高，且该软件的形成基础是CAD。换言之，通过使用CASS软件绘制完成地形图后，所呈现出的格式为CAD。因此，在处理地质图件时，需经常性地进行格式转换操作。

1.测绘工作中的图形数据格式转换

CAD软件在测量与绘制图形时，使用频率较高。这款软件的操作方式较简单，并且呈现出的结果相对简洁明了，具有较为实用的界面，绘制完成的图形需要组合点和线。MapGIS软件则不同，虽然在绘制图形时仍然利用分层制，但是层数之间存在三个不同的类型，分别为点、线、面。在绘制成图时，需要将点连接成线，之后将线连接成面，最后将面形成块，进而有序实现面积、周长计算，明确输入属性[1]。

展点、文字、数字等元素均凝聚于CAD软件中，点文件进行格式转换后，在MapGIS中可得到点文件（*.wt）。转化格式时，CAD平台中的块文件将于MapGIS平台呈现出点面文件格式，其他的线条格式完成转换工作后，在软件中呈现出的格式为线文件格式（*.wp）。但是，在MapGIS软件与CAD软件中，只有*.dxf可以实现自由互换。在CAD软件实施图形保存时，可用*.dxf实现。在MapGIS软件平台内，借助“文件转换”功能完成面转换，输出GIS文件，添加点、线、面任务，此外还可输出*.dxf格式文件[2]。

*.dxf格式文件提取尤为便捷，可以直接在CAD软件中打开，并完成保存。MapGIS软件中装入*.dxf格式文件，可自动分类点文件和线文件，即根据实际情况完成转换前的分层多次转换，同时实现叠加。

2.Map GIS文件格式与CAD文件格式之间的转换

就建设完成的数据库而言，MapGIS软件不仅能实现单一的操作任务，而且能进行交互编辑。例如，在常州市的地形测绘数据信息转化作业中，共有5000多张1∶500及1∶1000的地形数据图。若是使用计算机将其展开并进行自动化处理，同时辅助人工与机器交互编辑，其处理结果将事半功倍。在批量处理数据入库时，处理面数据及准备系统文件的过程中，需具备一定的技巧和方法。在实施文件格式转换时，其详细的技术流程（如图1所示）：

图1 MapGIS文件格式与CAD文件格式转换的技术流程图

2.1 MapGIS文件格式转换为CAD文件格式

在MapGIS软件中实施文件格式转换时，可以通过软件自带的三种转换方式进行展开。在选择转换方式时需要以实际情况作为依据，并针对性地设计选择。

在一般情况下，MapGIS数据获取方式在*.dxf文件调用中的应用较为适宜。图形方式在MapGIS软件中可以直接完成图形制作，但是形成文件内存较大。*.dxf文件输出时，可以利用MapGIS软件实现。这种方式可以实现点、线及汉字的转换，从而形成CAD软件中的单线字，较少部分图形在输出时的格式为*.dxf。单线字的修改可通过软件中部分操作较为简单的编辑功能得以实现[3]。

在实现数据转换时，其主要操作流程如下：

第一步，点击MapGIS 6.7中的“输出子系统”按键，再点击“文件转换”功能模块；

第二步，点击“文件”功能模块，再将*.dxf格式的文件输出。在选择输出方式时，应以实际需求作为依据。待完成格式转换后，再将中间文件进行取名；

第三步，打开CAD软件，点击“文件”功能模块，再点击“打开图形”，同时将所使用的文件格式选择为*.dxf，在目标文件中找到刚刚保存完成的文件，将其双击打开，将文件格式重新保存即可。

2.2 CAD文件格式转换为MapGIS文件格式

在MapGIS软件中将CAD数据实现转换，将出现线性库编码与颜色库不同现象，且图元在CAD软件中将以块状形式展现。这种问题的出现，势必造成完成格式转换后发生错位的情况，使两边难以实现正常对应。所以，在完成转换数据之前，要以两种数据结构的基本特点为基础，明确主要的块与图层、线型、颜色等之间的对应关系。MapGIS软件为格式转换任务提供了一套对照表文件，文件在MapGIS安装目录SLIB中，这四个文件具有固定的名称[4]。

通过编辑工作逐渐形成表的文件，同时要将其存放在系统数据库SLIB目录之下，系统成批的文件或者是单个文件在实施转换时，都必须以这些表格为依据进行展开，通过自动转换而得到最终的文件。其转换的具体流程如下：

第一步，另存CAD软件中的*.dwg文件，获得新*.dxf文件；

第二步，完成MapGIS系统库构建；

第三步，编辑系统库目录SLIB下的对照表文件（如图2所示），并且可以直接将其通过使用笔记本打开；

图2 编辑对照表文件

第四步，进入“文件转换”功能模块，点击“输入”按钮，将文件输入.dxf之中。此时，系统将出现提醒，内容为“选择不转出的图层”。以实际情况进行选择后，系统将根据已经完成设定的对照关系实施转换[5]。在完成转换后，再次单击右键，将窗口复位，便于快速选择合适的文件；

第五步，点击“F文件”，并进行“换名保存”，对文件实施重新命名，完成最终的保存工作。

3.数据转换的关键技术分析

3.1 属性数据转换与图形数据转换特点分析

CAD系统与MapGIS系统两者之间的共同点是具有空间坐标，皆可实现参考系统与目标之间的联系，同时又能较清楚地将属性数据和图形数据展开详细描述。两个软件的不同在于，CAD软件主要是对图形组合以及规则图形进行处理，三维图形能力较强，图形处理时宜以几何坐标系为依据，但属性库功能较弱。MapGIS较多处理自然目标，处理图形时的难度较高。MapGIS属性结构复杂，处理图形数据和属性数据时步骤繁琐，专业度高，详细对比内容（如表1所示）：

表1 AutoCAD与MapGIS对比

CAD软件具有强大基础数据处理功能，但针对数据入库管理方面仍存在较大缺陷。地理信息系统对于数据信息的要求尤为复杂，将其直接作为数据信息收集平台存在一定的问题。若每一步都需要对实体的拓扑特征进行考虑，同时还要思考属性信息与空间信息之间的关联性，数据信息采集时将大幅度降低工作效率。如今，我国大多数单位选用CAD软件平台，但是，由此获得的数据信息将以图形的方式存在，属性数据将以图形实体的扩展属性进行存储。

相较于CAD软件，地理信息系统软件在使用中存在较多的数据模型，它们具有拓扑关系以及编辑规则，并且更加强调制图的高端性与空间分析。地理信息系统数据在数据库进行管理与存储，最为典型的地理信息系统应用包含网络分析与适应性分析，最为关键的一点是地理信息系统与CAD在核心上存在不同，并且两者之间存在互补性。若是建立起单一的CAD-GIS系统将存在较大缺陷。

在集成GIS数据与CAD数据时，常见三种方式：（1）转换文件，使文件以全新的格式呈现，这是由于GIS与CAD之间的数据模型和文件格式有所差异，用户要将两者之间的映射关系予以明确；（2）将概念层次上的文件转换进行直接读取，数据在内存中动态转换后获得，无须中间格式转换，仅在地理信息系统中的后台进行；（3）数据转换的另一代替方式共享访问数据库，在系统内设置允许动态访问数据的程序（如图3所示）：

图3 文件转换流程图

3.2 图层间的相互转换

图层是CAD中的重要概念，每层均对应一个专题。每层只能留有地物的某个专题属性数据和图形数据。如在相对复杂的CAD图中，通过使用不同的图层可实现点、线、面数据信息的存储。在MapGIS中，其文件类型只能是*.wl、*.wt、*.wp等，即需将点、线、面等数据信息分别存储于*.wl、*.wt、*.wp文件中。

数据间的转换主要包含两个方面：（1）将CAD数据转换为GIS数据，以构建图形元素拓扑关系，并且将其与属性数据结构融合为一体，完成空间管理与分析；（2）将GIS数据转换为CAD数据，通过使用CAD制图功能及外部接口，便于将整体或专题图形输出。有效实现两者之间的数据转换不仅需解决数据结构差异，还需完成元素对应。在转化时，需将CAD软件中的图形元素基于GIS文件所需的元素进行分类，如独立地物点位置及控制点位置图形中存在的点状元素。水系系统和路网系统属于线状元素，地块及建筑物属于面状元素。图形元素在完成分类分层后，一种是元素的几何信息；另一种是特征信息。

4.基于Section的数据转换

Section软件是基于MapGIS6.7的二次开发软件，采用Section进行数据转换时，需要对线型对照表（cad＿map.lin）、块和子图对照表（cad＿map.pnt）进行编辑（如图4、图5所示）：

图4 符号对照表

图5 线型对照表

利用Section转换数据时，图元颜色和层号采用自动转换，不需要再编辑对照表，所以在Section文件夹下不存在cad_map.clr、cad_map.tab。编辑线型对照表（cad_map.lin）时前面是CAD块名称代号，后面是MapGIS子图代号，编辑块和子图对照表（cad_map.pnt），编辑块和子图对照表的方法和编辑线型对照表是一样的。在编辑2个对照表的过程中应注意:要区分字母的大小写；CAD名称代号和MapGIS代号间至少需要1个空格隔开，末尾用“Enter”键换行不能出现空格。

打开Section软件，首先，新建文件，使用“辅助工具”命令进行加载DXF文件，完成DXF文件加载后，会显示文件的图形数据，然后依次保存点、线、区文件。如果生成的点、线、面文件在窗口无法显示，是因在转换过程中出现了飞点、飞线，需要在重新使用“辅助工具”选择“删除飞点飞线”命令，再保存文件。

完成数据转换后，根据具体需求，对照AutoCAD中属性可利用“统改点（线、区）”进行各文件中各类子图、线、区的修改，使MapGIS文件中各类线型和子图同样的属性信息与AutoCAD一致。

5.结束语

在地质调查绘图工作中，需CAD软件和MapGIS软件相互配合，两者数据相互转换，以提高工作效率，基于此，本文分析了CAD软件和MapGIS软件自身优势、数据特点、数据转换涉及的关键技术，阐述了基于Section软件的数据转换方法，分析得知：采用基于Section软件的数据转换方法，转换结果较好，图形结果颜色基本一致，减少了对照表的编辑，节省了工作量，后续使用过程中仅需，简单编辑，结果准确度较高，为地质图绘制提供了较大帮助。