CAD与GIS数据接口的研究与应用

摘 要：本文先对CAD与GIS数据接口的业务模型和数据接口进行分析，提出了CAD与SHP格式数据相互之间的转化过程。随后本文对于业务模型进行更加详细地研究与分析，从而确定了软件的基本结构模型。实现了CAD与GIS数据接口程序平台能够有效地解决CAD数据与GIS数据的共享与转换问题。这对于地理信息数据的共享与转化具有重要的意义，使得地理信息技术能够更好地应用于生产实践。

关键词：CAD GIS 数据转换

一、引言

长期以来数据人员都是通过手动方式将CAD数据转化为GIS数据，这对数据人员造成了很大的负担。伴随着油田和城市信息化建设的飞速发展，这种人工手动转化方式已难以满足现实需要。国内外GIS常用软件更是层出不穷，如国外的ArcGIS，MapInfo，GeoMedia等，国内的SuperMap，MapGIS等。在实际工作中会遇到各种各样的图件，它们由不同的软件形成，也就形成了不同的图形格式，面对如此多的数据格式，GIS空间数据之间的共享也随之成为难题。

二、需求分析

1.业务分析

大庆油田信息技术公司资源地图中水、电、讯、暖、井、气管网的设计、施工、竣工的图件前期大部分都是以CAD格式制作保存，目前累积了大批的管网设计、施工、竣工的图件。传统方法中数据处理人员都要通过AutoCAD软件手动处理各类CAD文件，而对于与其它GIS平台的交互，更是缺少有效的处理方式。

2.数据接口分析

CAD解析与GIS数据格式解析虽然在存储GIS数据的方式上有较大的区别，但是都可以通过合理的方法转化为程序平台支持的中间数据，从而在程序平台上正确的显示。而利用这种中间数据转化的思想，使得不同数据格式之间的数据转化与共享成为现实。因此，应该研究如何抽取不同数据格式转换中的共性，合理提取适当的接口，使得不同格式的文件可以与程序平台相互交互，也就使得不同格式的文件之间可以相互交换数据。

三、CAD与GIS数据接口的详细设计

1.系统设计目标

为解决存储GIS数据的不同软件格式之间的数据交换问题，本文在完成CAD软件格式及SHP文件格式业务及数据接口分析的基础上，提取出合理的数据转换模型，使得不同GIS数据格式之间的转换能够更加合理、方便。

2.软件结构设计

CAD与GIS数据接口系统按照功能模块划分，大致分为四个部分：

CAD数据格式解析，程序平台加载CAD文件模块。

此模块的作用是系统能够解析CAD的数据文件，然后将其转化为程序平台的中间数据格式，然后在程序平台界面上显示。主要分为三个步骤：解析数据文件，转化为中间格式，以及界面显示。解析数据文件相对独立，只是解析出来的数据结果以中间数据格式的方式在界面展示。在这个过程中，不需要任何的控制参数的传递，只是数据参数的传递，因此属于典型的数据耦合。

程序平台数据导出为CAD格式数据文件。

此模块的作用是从程序平台的数据中转化为CAD的数据文件，另存为CAD数据格式。主要工作便是取得系统中间数据之后，如何向CAD文件中写入，而这便是CAD格式解析的逆过程。因此这个过程也仅是从程序平台取得数据过程中有数据参数的传递，剩余工作只是写入CAD文件的相对独立过程。

SHP数据格式解析，程序平台加载SHP文件。

此模块的作用是程序平台加载SHP文件模块，要求系统能够解析SHP的数据文件，然后将其转化为程序平台的中间数据格式，然后在程序平台界面上显示。主要分为三个步骤：解析SHP数据文件，转化为中间格式，以及界面显示。解析数据文件相对独立，只是解析出来的数据结果以中间数据格式的方式在界面展示。在这个过程中，不需要任何的控制参数的传递，只是数据参数的传递。

程序平台数据导出为SHP格式数据文件。

此模块的作用是CAD数据导出，此模块的需求为从程序平台的数据中转化为SHP的数据文件，另存为SHP数据格式。只不过SHP格式相比于CAD格式更加复杂，这将在后文详细设计中说明。此部分主要工作便是取得系统中间数据之后，写入SHP文件，而这便是SHP格式解析的逆过程。因此这个过程也仅是从程序平台取得数据过程中有数据参数的传递，剩余工作只是写入SHP文件的相对独立过程。。

3.系统类图设计

由于系统结构十分复杂，类的数量以及所包含的属性数量十分庞大，下面分类对系统中主要的类进行介绍：

（1）Geometry类及其子类：此即具有坐标点信息的地理数据实体对象，下面可以分为SimpleGeometry以及其它复杂Geometry对象。我们主要是对SimpleGeometry即简单的图元对象进行处理，其下面包括有PointGeometry（点图元对象），PolylineGeometry（多段线图元对象），TextGeometry（文本图元对象），CircleGeometry（圆）以及其它大概二十种实体图元类型。我们在解析CAD文件或者SHP文件之后，绝大部分需要显示的实体图元，都会首先解析为此类Geometry对象，然后向其父类传递，用于显示。

（2）Feature类：Feature与Geometry之间是一种聚合关系，一个Feature是由多个Geometry对象组成的，用于表示Geometry对象的一个集合。

（3）GeometryElement类：此类是对Feautre类的进一步封装，其主要作用是添加了Style类即样式的相关信息。Style类中主要包括了颜色、字体等相关信息，这对于正确地处理与显示原来的GIS数据非常的重要。

四、结论

本文实现了CAD与GIS数据转换的接口程序，基本上实现了CAD数据、SHP格式数据以及程序平台中间数据的转换。相比于以前的格式转换程序，它不仅仅是两种数据格式的一对一的转换，它可以实现三者甚至更多数据格式之间的快速转换。程序可以不断利用前面的成果，实现更多种地理数据格式与程序已处理格式的转换，这对于地理数据的共享与集成具有非常重要的现实意义。

总之，作为一门全新的交叉科学，GIS在向其他行业渗透的过程中，必然面临着CAD数据的兼容性问题。目前国内外均对于GIS数据方面的解析与转换有了一定程度的研究，而且取得了一定的进展，但是一个合理高效的GIS数据解析及其转化仍然是难题。

本论文实现的CAD与GIS数据接口的解析与转换对于CAD数据或者GIS数据的转换具有良好的效果，这对于地理数据信息的共享与集成具有重要的现实意义。

参考文献

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