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2024年6月20日发(作者:)
DWG格式中的色块到SHAPE格式的无损
转换方法研究及在国土空间规划中的应
用
摘要:在国土空间规划中,分析用地布局时,经常需要将之前DWG格式的城
规数据转换为SHAPE格式,而DWG中的色块到SHAPE格式的无损转换一直是数据
转换工作的难点。本文基于对CAD和GIS两种文件的研究,将FME和ARCGIS PRO
两种软件相结合,得出批量、快速解决此难点的方法,并在本单位承接的市、区
国土空间规划项目中得到了广泛应用。
关键字:DWG、SHAPE、色块、数据转换、国土空间规划
引言
在国土空间规划和土地征收成片开发等涉及规划的项目中,需要进行大量数
据分析,再结合各地原始城规数据中的用地性质进行新的用地布局。目前大多数
城市规划图都是借助AutoCAD软件进行绘制,采用DWG格式,无法与其他相关数
据进行套合分析,已经远远满足不了国土空间规划的编制要求,所以将DWG格式
数据转换为SHAPE格式数据,已经成为规划编制前期阶段基础数据处理中的一项
常规工作。本文通过对DWG格式的用地布局图批量转换为SHAPE格式进行研究分
析,探讨并提出一套面向国土空间规划数据成果衔接的技术解决方案。
1 各类数据特点
1.1AutoCAD数据文件
AutoCAD是美国Autodesk公司生产的自动计算机辅助设计软件,常见的CAD
文件有线画文件(.dwg)和设计文件(.dng),主要用于二维绘图、详细绘制、
设计文档和基本三维设计。它以图元为单位记录数据,基本的图元要素有块、线、
文本,以线型、图层、颜色、字体等来描述地理实体空间位置和几何形状。
AutoCAD对矢量数据的管理都侧重于图面表示效果和输出效果,没有考虑地物的
属性、分层和拓扑关系。
1.2ArcGIS数据文件
ArcGIS中基本的图元要素分为点、线、面、注记4种类型,数据存储格式主
要有Coverage、Shapefile和Geodatabase。Coverages是一种矢量文件格式,
是对要素类组织后的集合,每个要素类都是点、线、面或者文本。其中几何和空
间拓扑关系存储在二进制文件种,属性数据则被存放在INFO表或RDBMS种;
Shapefile是一种空间数据开放格式,能够保存几何图形的位置和相关属性,但
无法存储地理数据的拓扑信息。Shapefile组成包括图形格式.shp、图形索引格
式.shx、属性数据格式.dbf、投影格式.prj等文件;Geodatabase建立在简单要
素层模型基础之上,使用对象关系型数据库来存储空间数据,包含矢量数据、栅
格数据、表及其他GIS对象。同时Geodatabase可以通过ArcSDE操作连接SQL
Server等数据库管理系统的接口,来进行空间数据的管理。
2 DWG到SHAPE的常规转换
在ArcMap种加载CAD的dwg格式文件,运用Export Data命令导出为
Shapefile数据或一个空的Geodatabase要素类中。这种方法虽然简单快速,但
对CAD数据的要求很高,需要CAD数据中多段线闭合成面,否则会出现数据丢失,
且CAD中的弧、色块无法转换。出现此类情况时,传统方法只能将原始数据在
AutoCAD软件进行手动构面后才可以进行转换,相当于图件重新绘制,既耗时又
耗力。
3 FME与ARCGIS PRO结合转换
3.1 软件介绍
FME软件是由加拿大safe软件公司开发,是一款强大的空间与非空间数据转
换和处理软件。它具有450多种转换器,也可以自定义转换器,是数据处理者的
二次开发工具。
ARCGIS PRO是ArcMap的升级版,从ArcGIS平台架构上来看,ArcGIS Pro
属于应用层,是为新一代Web GIS平台,面向GIS专业人士(例如GIS工程师、
GIS科研人员、地理设计人员、地理数据分析师等),全新打造的一款高效、具
有强大生产力的桌面应用程序。ArcGIS Pro除了良好地继承了传统桌面软件
(ArcMap)的强大的数据管理、制图、空间分析等能力,还具有其独有的特色功
能,例如二三维融合、大数据、矢量切片制作及发布、任务工作流、时空立方体
等。
3.2 转换流程及方法
DWG格式中的色块存在方式有两种:一种是利用AutoCAD软件直接得到的填
充色块,可以直接利用FME软件转换为SHAPE格式;另外一种是利用湘源控规软
件生成的用地色块,不能直接利用FME软件进行转换,原因是湘源控规是基于
AutoCAD平台的二次开发软件,其用地及属性是通过“属性块”来实现的,FME
不能直接读取这类数据,这种情况下可以选择将FME和ArcGIS PRO两种软件相
结合进行转换。
DWG格式中的色块转换为SHAPE格式分以下四步进行:
第一步,利用FME对DWG格式的数据进行批量解析。FME在读取数据过程中
可以对DWG数据的几何信息进行解析,包含近30种:3dsolids(三维实体)、
arcs(弧形)、drawing_information(绘制信息)、ellipses(椭圆)、faces
(表面)、hatches(填充色块)、inserts(插入图块)、layouts(布局)、
lines(线)、mpolygons(多边形)、points(点)、polygons(面)、rasters
(栅格)、rays(射线)、regions(区域)、shapes(GIS格式)、solids(实体)、
splines(曲线)、surfaces(多面体表面)、text(文本)、tolerances(容差)、
traces(轨迹)、viewports(视图)、xlines(航线)等。
读取数据时全选,一次性将所有DWG输入,设置参数中的分组对象为“几何
信息”、工作流程为“个人要素形式”,这样就可以将所有DWG数据中的色块
(Hatches图形与Surfaces图形)以及其他数据信息一次性解析出来。
第二步:将第一步通过FME得出的surfaces图形加入ArcGIS Pro,用得到
的图层名称进行分组,提取多面体覆盖区。多边形覆盖区是用以表示多面体要素
的二维区域。Hatches图形以面的方式写出为SHAPE格式,动态读取图层名称加
入SHAPE图层属性。Surfaces图形以多面体的方式写出为SHAPE格式,动态读取
图层名称加入SHAPE图层属性,由于SHAPE图层在进行数据分析时大多是由点、
线、面三种形态存在,所以需要将转出的多面体图形转为单纯的平面。
第三步:利用ArcGIS Pro的合并工具将第一步与第二步得到的结果进行合
并,再利用SQL语句(autocad_la LIKE '%YD%')筛选出用地地块。
第四步:符号化。按照制图规范中的符号,对转换好的SHAPE数据进行符号
化。如果有现成的符号库,直接利用用地性质代码进行匹配。
4 在国土空间规划中的应用
该方法在某市的国土空间规划项目中得到了规模化的应用。以其中的某一个
开发区为例,我们需要将它的单元控制性详细规划图完整的转换为SHAPE格式,
提取出每一个色块的用地性质,为后期的数据分析和国土空间规划提供依据。此
图共有23个DWG,每个DWG为一个控规单元,23个DWG可以拼合成完整的控制
性详细规划图。且23个DWG都是利用湘源控规软件生成的用地色块。
利用FME解析出hatches图形37个,surfaces图形293个,利用ARCGIS
PRO将293个surfaces图形全部转为shape图形,并筛选出所有的用地色块进行
符号化。
5 总结
本文通过对CAD和GIS两种文件以及FME和ArcGIS Pro两种不同数据处理
软件的研究,将FME和ARCGIS PRO两种软件相结合,得出批量、快速将DWG中
色块转换为SHAPE图形的方法,确保用地性质不变且数据转换完整,转换前后数
据精度一致。实际应用结果表明,本方法与常规转换比较,效率高、操作便捷,
可以满足国土空间规划编制及相关工作的数据精度要求。
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作者简介:
刘婷,女,毕业于西北农林科技大学,学士学位。主要从事国土资源调查、
国土空间规划等项目的研究。
工作单位:陕西华地勘察设计咨询有限公司
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