空间数据转换为DXF格式的方法研究

!"#空间数据转换为 $%&格式的方法研究 孟妮娜’ ( 周校东) （’* 长安大学地质工程与测绘工程学院，陕西西安，+’,,-.；)* 西安测绘研究所，陕西西安，+’,,-.） ［摘( 要］!"#空间数据具有多源性的特征，为数据综合利用和数据共享带来不便，解决多格式数据源集成一 直是近年来 !"#应用系统开发中需要解决的重要问［-］。$%& 格式作为一种空间数据转换的事实上的标准， 对于 !"#软件来说，实现两者的数据转换具有重要意义。本文了 !"#空间数据与 /0123/$数据模型的组 织特征，在比较分析的基础上了转换，并就实现过程中的关键技术进行了论述。 ［关键词］!"#；$%&；空间数据；数据转换 :; <=>;?@2=A BC1D2E @=2A !"# #F>1G>H $>1> 12 $%& $>1> !"#$ #%&’(’，)*+, -%(.&/.’0) （’* 32HHCIC 2@ !C2H2IJ K;IG;CC=G;I >;E !C2A>1GL? ，3D>;IM>; N;GOC=?G1J，%GM>; +’,,-.，3DG;>； )* %GM>; ";?1G101C 2@ #0=OCJG;I >;E B>FFG;I，%GM>; +’,,-.，3DG;>） !"#$%&’$：!"# #F>1G>H E>1> G? A0H1G?20=LCE，>;E G1 G? 2P?1=0L1GOC 12 E>1> ?D>=G;I* "1 G? GAF2=1>;1 1D>1 =C?2HOG;I E>1> G;Q 1C=I=>1G2; 2@ EG@@C=C;1 @2=A>1C? G; 1DC F=2LC?? 2@ !"# ?2@1R>=C C;IG;CC=G;I* $%& G? > SG;E 2@ 0;GOC=?>H @2=A>1，?2 G1 G? ?GIQ ;G@GL>1GOC @2= !"# ?2@1R>=C 12 =C>HGTC 1DC E>1> L2;OC=?G2; PC1RCC; !"# >;E /0123/$* "; 1DC F>FC= 1DC E>1> A2ECH 2@ /0Q 123/$ >;E !"# ?F>1G>H E>1> RC=C ?10EGCE，1DC AC1D2E 2@ L2;OC=?G2; R>? 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RC=C CUF>1GQ >1CE G; 1DC F=2LC?? 2@ =C>HGT>1G2;* ()* +,%-#：!"#；$%&；?F>1G>H E>1>；E>1> L2;OC=?G2; ( ( 与其它 "< 产业不同的是，!"# 产业更强调数 据［8］。随着 !"#建设与应用的逐步深人，空间数据 逐渐表现出多样化的特征，其原因首先是由于空间 数据获取手段的多源性；其次是空间数据本身的多 尺度以及时空特征；再次是长期以来 !"# 应用系统 多数都处于以具体项目为中心孤立发展的状态中， 各个系统的数据模型与数据结构不一致，并有可能 存在语义理解上的不同。面对众多不同格式的空间 数据，对于自主版权的 !"# 软件来说，一般都希望 能够跟其它的系统进行数据交换，尤其是与主流平 台之间的数据转换。目前 /0123/$作为一种计算机 辅助制图和设计软件而广泛应用于许多行业，它的 对外交换格式 $%&已成为大多数制图及 !"#软件进 行数据交换的事实上的标准格式之一。因此，实现 基于 $%&格式的空间数据转换对于自主版权的 !"# 软件来说，无论从数据共享或软件集成的角度都具 有重要意义。 ’( !"#与 /0123/$系统数据模型 ’V ’( !"#空间数据的组织特征 !"#的操作对象是空间数据，它具体描述地理 实体的空间特征、属性特征和时间特征。空间特征 是指地理实体的空间位置、拓扑关系和几何特征； 属性特征表示地理实体的名称、类型和数量等；时 间特征指实体随时间而发生的相关变化［.］。根据地 理实体的空间图形表示形式，可将空间数据抽象为 点、线、面三类元素，它们的数据表达可以采用矢 量和栅格两种组织形式。!"# 空间数据主要采用空 间分区、专题分层的数据组织方法，一般可分为图 形、属性、注记、符号数据［’］，其中图形数据指地 理实体的空间位置和形状，可用几何对象来描述， 包括点、折线、圆、圆弧、椭圆、椭圆弧、PCTGC= 曲线、样条曲线等。!"# 空间数据的组织情况如图 ’ 所示。 图 ’( 空间数据组织 )V )( /0123/$系统数据组织特征及 $%&格式分析 /0123/$是一种通用绘图系统，图形编辑功能 测绘信息网http:/www.othermap.com网友测绘人提供 很强。系统按图层组织空间图形数据，由多种绘图 实体组成，其实体采用 ! 维坐标描述，实体间不具 备拓扑描述信息［!］。虽然它与 "#$ 都有参考系统， 都能描述图形，但 %&’系统存储和处理的对象是能 以图形表示的各种地理数据，即地理数据中可用定 位图形来表示的部分；属性库功能弱，不能存储足 够多的属性信息，地图图层和注记标注是基本的属 性描述［(］。当然更不具备 "#$ 的空间分析和决策支 持的能力。 ’)*格式是 &+,-%&’ 图形文件中所包含的全部 信息的标记数据的一种表示方法，本质上是由成对 的组码和与组码关联的值组成，组码的值表明了其 后数据元素的类型，也指出了数据元素对于给定对 象或记录类型的含意［.］。典型的 ’)*文件由六个节 组成：标题节、类节、表节、块节、实体节和对象 节［/］。实体节中定义了各个对象实体，包括点、三 维多义线、多义线、平行线、圆、圆弧、椭圆、填 充、块、文本、图像等；其基本数据包括对象的名 称、句柄、图层名、颜色值、线型名、线型比例、 线宽、厚度、扩展数据等属性信息以及对象的坐标 信息，实体节是转换的核心部分。 !0 转换思想 基于 "#$ 空间数据与 %&’ 系统数据的不同特 点，转换时需解决两个问题：一是 "#$ 空间数据的 各种类型能否转入到 %&’系统，它们之间有怎样的 对应关系；二是要对目标文件 ’)*格式的数据模型 和数据结构进行全面的分析，尤其要掌握某些至关 重要的细节，这样才能保证成功创建 ’)*文件。 经过分析，转换思路如下： !%&’系统要求按图层组织数据，这与 "#$ 空 间数据的组织方式不矛盾； "由于 %&’系统本身数据模型的限制，空间数 据的拓扑关系信息会损失； #"#$空间数据的各种数据类型如图形数据、 属性数据、注记数据、符号数据及栅格结构的数据 与 ’)*格式中数据的对应关系如图 1。 根据以上思想，运用 234 在 5-67 工具中为 "#$应用系统设计“’)* 数据转换功能”的类结构 图如图 !。其中，#’)*89,:,;是 "#$空间数据的转换 接口，类 %"#$’<,<%-9=7>,是 "#$应用系统的数据转 换类，它从 #"#$’<,<$7, 接口中获取系统的空间数 据，按照图 1 所示的对应关系对数据经过分析处理 后，放入转换接口 #’)*89,:,;，其它创建 ’)* 实体 及生成 ’)* 文件的任务由面向 ’)* 格式设计的实 体基类及各个子类完成。 图 10 空间数据与 ’)*文件转换的对应关系 图 !0 数据转换类结构图 ?0 实现的关键技术 数据转出的基本过程是从应用系统提取数据信 息，并对它们进行处理，使之与 ’)*格式的数据和 结构形成映射关系，最后转换成标准 ’)* 格式输 出。由于不是借助其宿主软件 &+,-%&’ 生成 ’)* 文件，因此转出过程需要对 ’)*格式更深入地分析 和研究，其中有一些关键技术必须解决。 （@）句柄的控制 句柄是用来标识对象的一个标识符，’)* 格式 要求每个对象都有唯一的标识符，即句柄值唯一。 句柄值存为 /? 位数字（. 字节），当它实际存储在 数据库中时，会以十六进制的字符串形式来表示。 因此，句柄的最大值为“****************”，等 于十进制整数 @.??/(??A(!(ABCC@/@C，使用正常的 图形环境应该不会达到这个极限［.］。 当我们在转换时，有两个问题需要注意，其一 是要保证新生成的实体对象的句柄值唯一，其二是 在 ’)*文件的标题节中有一个名为 D E&F’$88’ 的头变量，它表示 &+,-%&’ 开始句柄增量的起始 值，即下一个可用句柄的值。转换系统中新生成的 第一个对象的句柄应以该值为起点，即不能小于 D E&F’$88’后所指示的句柄值，否则就可能导致 句柄增量错误。 （1）字体的设置 ’)*文件中的字型表（$GH48）中给出了样式 名、字体名、固定文字高度、宽度因子等参数，隐 测绘信息网http:/www.othermap.com网友测绘人提供 含为标准的 !"! 字体。如果不在字型表中对其它字 体进行定义的话，那么当在 #$!%&#’下打开转出的 ’()文件时，对于原数据中非标准的 !"! 字体将以 “？”显示。为了避免出现这种情况，我们需要按照 字型表的格式对其它常用字体予以定义，保证信息 的完整性。 （*）符号的处理 在 #$!%&#’系统中没有符号的概念，但对于制 图系统或 +,-来说，符号是地理实体可视化表示的 一种重要方式，具有重要意义。因此，我们希望能 够将符号转出到 ’() 文件。虽然 ’() 没有对符号 的定义，但可以通过块图元来解决问题。一个点状 符号作为一个块实体插入；面状符号的边界作为基 本图元转换，内部可以作为一个块定义的多个块实 例，即在实体节中作为多个 ,.-/01 实体插入，不 过是插入点坐标、旋转角度、各轴比例等参数可能 不同；线状符号要分情况解决，有些简单的线符号 如境界线、地类界等可通过线型来控制，将其转换 为具有不同线型的线状图元，如 2%343567、-83567、 9:2%343567等，对于可以分解为小单元的线状符号， 如长城、陡坎等符号仍然分为若干个块实体转换。 这样就解决了符号的转换问题。 需要注意的是块是 ’() 中比较复杂的一类对 象，它在 ’()文件的三个地方都有描述，并且这三 个位置的描述都是相关联的。’() 文件的块表仅列 出该块的名称和地址之类的信息，其中不含块所属 实体的描述；块节是对块实体的定义，定义每一个 块的块名、当前图层名、块的种类、块的插入基点 及组成该块的所有成员的相关信息，如坐标、名 称、线型名、颜色号、基面高度等；块的实例 （,.-/01）即作为实体插入的信息在实体节描述， 一个 ,.-/01表示有一个块实例。,.-/01中描述了 该块实例的插入点坐标、缩放比例、旋转角度及所 插块的名称等信息。我们在生成 ’()文件时，对表 达块图元的三个位置都要进行修改，否则就会出 错，导致转出的 ’()文件打开失败。 （;）栅格数据的转换 ’()文件中并不直接存储图像的颜色值，而是 通过图像文件的引用来记录。在转换图像时，我们 要关注 ’()文件的两个地方，一个是对象节中 ,<= #+/’/)对象，记录图像的文件名称、路径及图像 大小，是图像的引用信息的描述部分；另一个是实 体节中的 ,<#+/ 图元，其中记录着图像的插入点 坐标、以像素表示的图像尺寸等信息，其中最重要 的是组码 *;>，它的值表示图像定义对象的固定引 用，该引用与对象节中 ,<#+/’/)对象的主句柄的 值相同，系统就是通过该值找到一个图像实体的引 用的。因此，在构造 ’()文件来表达图像时，要注 意上述两处的信息处理。 （?）颜色转换 #$!%&#’系统采用颜色索引（#&,）［@］，用 > A B?? 的整数表示 B?@ 种颜色。#&, 与 0+C 颜色系统 有一定的对应关系，在对系统的颜色值进行转换时 要参考“#$!%&#’索引颜色（#&,）与 0+C 颜色对 照表”建立两者间的对应关系，以完成从 0+C 颜 色系统到 #$!%&#’颜色索引的转换。 （@）属性数据 对于制图系统或 +,- 中要素的属性信息，为了 减少损失，通常可以考虑利用 #$!%&#’ 系统中图元 的扩展数据来解决，可以将较为重要的信息作为图 元的扩展数据来存储。扩展数据为我们提供了多种 数据类型，包括整型、字符型、浮点型等，这就为 我们装入对象的属性信息并减少损失提供了可能。 ?D 结束语 依照本文的转换思路及方法完成了自主版权的 +,-软件 规范

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