AutoCAD支持下地图数据的拓扑组织..doc

AutoCAD支持下地图数据的拓扑组织 吴 凡 宋 鹰(武汉测绘科技大学土地科学学院 430070) 【摘 要】 AutoCAD绘图软件包已广泛应用于各级各类部门。本文在分析utoCAD图形交换文件结构的基础上，研究设计了一套简便实用的地图数据拓扑方法。 一、引 言 地理信息系统中拓扑关系是空间数据区别于其他各类数据的一个重要标志，它概括了空间地理目标(点、线、面、体)之间的邻接、关联和包含等关系。利用拓扑关系可以实现相关的空间查询、分析与检索，便于进行某些结构化操作如自动综合等。 目前，国内外有多种专业化软件(GIS、机助制图、地图数据库等软件)均可以实现矢量地图数据拓扑化，且自动化程度较高。但因其自成系统，灵活性较小，费用较高，对于众多基层用户来说难以实现和纳入自己的系统之中。AutoCAD有丰富的基本图形元素(点、线、弧、文字等)绘制功能，有很强的图形编辑功能，能支持多种输入输出外围设备，且接口实现简单方便。在基层地理信息部门(如勘察、测绘、规划等)，AutoCAD有着广泛的基础，绝大部分内外业一体化成图、规划设计软件是在AutoCAD基础上开发的，而且这些基层部门大多不具备完善的GIS或地图数据库软件处理，才能构建地图数据的拓扑关系。 二、AutoCAD图形交换文件(DXF文件)的结构分析 AutoCAD的图形交换文件(DXF文件)是具有ldquo*.dxfrdquo类型的，并且具有特殊格式的ASCII文本文件，它是AutoCAD图形数据库的一个完整表示。在AutoCAD系统内运行DXF文件(DXFIN)即可生成图形，反之可将图形通过DXFOUT命令转换为ASCII文本文件。因此，可以在AutoCAD支持下进行地图数字化，并在数字化时加入一定的信息，如隐含孤段与结点及面域的关联关系等，待数字化完毕后，经编辑修改无误后转换为DXF文本文件，再通过相应程序处理，自动组织起数据的拓扑关系。 DXF文件格式要求严格，通常由以下5部分组成［１］： 1. HEADER(标题)节mdashmdash包括与图形相关的变量的设置。如AutoCAD图形数据库的版本号、图形最大最小XYZ范围等： 2. TABLES(表)节mdashmdash由排定次序的若干张表组成，包括线型表、层表、字体表、视图表、用户坐标系统表等； 3. BLOCKS(块)节mdashmdash包括图形中每个块的实体描述； 4. ENTITIES(实体)节mdashmdash包括图形中所有实体的具体描述，如图形实体所在层、线坐标、点坐标等； 5. END OF FILES(文件结束)节mdashmdash仅包括结束符EOF。 DXF文件由多个组构成，每个组在DXF文件中占有两行，一行为组代码(非负整数)，另一行为组值。采用的格式取决于组代码指定的组的类型。常用的组代码及组值见表1［１］。 由于所需处理的DXF文件中所含图形实体只有点、线两种，它们的坐标值仅出现在实体节的组值位置上，所以，仅需对DXF文件的实体节进行处理［２］。 实体节(ENTITIES)总是以组代码0开头，组值为SECTION(记为0/SECTION，ldquo/rdquo表示换行)，然后接着是2/ENTITIES，并以0/ENDSEC结束。 对点实体(例如2.3,4.5)的描述可参见图1所示的情形。 表1 AutoCAD中常用实体组代码 组代码 值的类型 0 标志一个实体、表项或文件分隔符的开始，跟在后面的文字值指出具体是哪一个 2 一个名字，属性标记，块名等 6 线型名(固定) 8 层名(固定) 10 初始X坐标(LINE或TEXT实体的起始点等) 11~18 其他X坐标 20 初始Y坐标 21~28 其他Y坐标 30 初始Z坐标 31~37 其他Z坐标 62 颜色号 hellip hellip 图1对直线实体(例如由3.3,10.2与-4.5,12.6两点连成的直线)的描述如图2所示。 图形实体按绘制的先后排列。因此，根据DXF文件结构的规律，设计一套数字化编码方法，可以很方便地利用高级语言编写程序，提取所需拓扑信息，实现地图数据的拓扑化。 三、AutoCAD矢量地图数据拓扑组织 目前，对矢量地图数据拓扑关系的描述，主要有基于网结构(图)的拓扑模型和基于点集拓扑理论的拓扑模型［３］。基于网结构的拓扑模型具有直观、结构清晰、互导性强以及便于组织存储等优点。一些典型的地理数据结构和地理信息系统如DIME、ARC/INFO、TIGER等都采用这类模型建立拓扑关系。本文也采用基于网结构的拓扑模型来建立地图数据的拓扑关系。 1. 矢量地图数据拓扑化的一般过程［6,7］ (1) 对弧段进行数字化，取得坐标几何数据，利用坐标数据文件中