给排水管网数据从AutoCAD至ArcGIS

1、给排水管网数据从AutoCAD至ArcGIS 转换的研究周玉文张红旗张晓昕李骥1（1北京工业大学，北京100124 ; 2北京市城市规划设计研究院 ，北京 100045）摘要通过探讨给排水管网图形数据和属性数据从CAD到Arc GIS的转化过程，提出了逻辑组织、图形转化和属性设计等方面的一些实用的解决方案；并结合Geodatabase地理空间数据库建立的整个过程，分析了在图形转化、数据录入等方面的注意事项。这些方法在“奥运中心区雨水排除系统 研究”等多个项目中应用，均取得了理想效果。关键词给排水管网 AutoCAD地理信息系统（GIS）空间数据库数据转换Data conversion of w

2、ater and waste water pipe net work from AutoCAD to Arc GIS1 1 2 1Zhou Yuwen , Zhang Hongqi , Zhang Xiaoxin , Li Ji(1. Beij i ng Un i versit y of Tech nolog y , Bei j i ng 100124 , China; 2. Bei j i ng M u nici palIn stit ute of Cit y Pl a nni ng & Desi g n , Beij i ng 100045 , China)Abstract :By

3、 discussing the c；onversion process of the graphics and att ribute data of water and wastewater pipe network from CAD data format to Arc GIS format , some practical solutions , such as logistic orga ni zatio n , grap hic con version , and att ributi on desig n were put forward. Based o n the buildi

4、ng process of Geodatabase, the atte nti ons about graphic c onversion an d data collect ion should be analyzed. These methods were applied in many p roject s including “Study on t he storm water system in the Olympic Green”，and all these project s were successful.Keywords :Water an d wastewater pipe

5、 n etwork ; CAD ; GIS; Geodatabase;Data con vers ion给水排水 Vol. 35 No. 102009115& 994-2010liina Acadenik Journal EiecirtHi：ic J'ubhshicig House, Allreserved,也苗:打w许0引言由于AutoCAD具有简单、易学、界面美观清晰 等优点，而被广泛应用于各类工程制图中。市政给排水工程各类管线的图形数据和属性数据绝大多数 也是以CAD形式存在。随着地理信息越来越多地 应用于给排水管网建模1,逐渐突显出其在建立地 理空间数据库方面的优势 。

6、Arc GIS采用地理模型 分析方法，提供多种空间的和动态的地理信息2，可以为给排水管网模型研究提供高效的分析方法和准 确的决策服务。本文主要研究市政给排水管网CAD数据向Arc GIS的Geodatabase数据库的转换过程，探讨其“十一五”国家科技支撑计划资助项目（2006BAJ 16B04）;北京市规划委员会项目。中存在的问题，提出CAD到Arc GIS数据转换的解 决方案。1图形转换1. 1 CAD图形整理AutoCAD绘制市政给排水管网图形过程中只 考虑图形表面之间的联系和输出效果，一般不考虑与GIS的结合，即不注重图形的属性数据和拓扑关 系。AutoCAD的图形数据如果不经加工就不

7、能完 整地转换为 Arc GIS图形。因此需要对 CAD图形 进行筛选和编辑3。首先，应将所有 CAD图形转换成统一的坐标 系和相同的比例尺 ；其次，CAD图形的信息量大、信息比较杂乱，需对地图中无用的图形信息和数 据信息进行删除；再次，根据地图的功能将CAD图分成若干个有序的、有明确含义的、符合地理信息思想的图层，每层代表一类对象。我们在实践中将地图整理成主要由十个图层组成的集合，分别是道路、道路名、建筑物、建筑物名、河流、河流名、管 线、检查井、水池和水泵（给水管网应该还包括阀门 和水表等）。另外还要做一些个别的修改，如为了方便在GIS中建立拓扑关系,在CAD图形中表示检查井的 圆的半径改

8、为 0. 5（两个检查井或两个平行管段的 距离一般大于1 m）,具体操作为在 AutoCAD “工 具”栏中点击“快速选择”，在“对象类型”中选择 “圆”，“特性”选择为“图层=检查井”这就在图中选 择了所有检查井；在绘图窗口中单击右键，选择“属性”，在弹出的属性对话框中把“半径”改为“0. 5”。另外还要使与该检查井相连的管段在圆内连接或相 距很近，且保证管线从一个检查井到另一个检查井 之间无断开、重合等现象。1.2导入图形数据运行ArcCatalog ,新建一个文件夹，在此文件夹 中新建一个 New Personal Geodatabase数据库；在此 数据库名上右键单击选择 New Fe

9、ature Dataset就 可以在此数据库下建立一个自己命名的数据表；然后将CAD文件中polyline导入到新建数据库中。以"管线"层的导入为例，在新建数据库选中“pipe”，单击右 键，在弹出的菜单中选择loadLoad Data。在弹出的对话框中导入CAD文件中的 "Polyline ”，点击 “next ”，然后选择 “Load only the feat ure that satisf ”，输入Layer'='管线”，点击 "ok "即完成。在导入的过程中要注意图层的对应，其对应关系见表1。表1 CAD与Arc GI

10、S各图层的对应关系CAD图层名道路建筑物河流管线检查井水池水泵Arc GIS图层名roadbuildriverpipemanholepoolpump图层类型面层面层面层线层面层点层点层.L ->1.3注意事项CAD中检查井由圆表示，在导入时生成的是面 层。而在模型中检查井是用点表示，这就要求在Arc GIS中把检查井面层转换为点层。具体操作为 运行 ArcCatalog ,打开 Arc Toolbox 中的 Feature To Poi nt，输入“ man hole "面层。就会把每个检查井116 给水排水 Vol. 35 No. 102009© 194-2（110

11、 China Academhc Jourtial EleorMiic Publishing Hous 圆面转化为点，位置在每个圆的圆心处。转换后,CAD中的线型、线宽等信息将丢失4; 原来区域的填充颜色等信息也无法导入，因此需对其进行重新设置。2拓扑关系检查符号和标注是CAD图形中表示各种实物属性 的主要形式，其表示的拓扑关系较为简单5。如在图中看到管段与井的连接关系，这只是一种视觉效果，不能说明它们之间有拓扑关系。在CAD数据库中，通常只记录着表示图形元 素的几何位置 、形状及大小等。而GIS却要求对空间数据的分析功能，不仅有几何坐标，而且包含元素间的拓扑关系。因此CAD至U GIS转换的

12、主要内容之一就是建立了 CAD几何元素的拓扑 关系。Arc GIS提供了很多拓扑原则，可以很方便地检验两个图层是否具有一定 的空间 关系。建模中用到 主要的 拓扑规则有：Polygon Must Not Overlap用于规范汇水区域不能相互交叠; Endpoint Of Line Must Be Covered By Point 用于 规范管段两端必须有检查井或水泵；Point MustBe Covered By Endpoint Of Line 用于规范检查井 必须在管段端点上。3数据输入GeoDataBase空间数据库是基于空间模型的，其中保存了图形数据和属性数据，完全达到了图形数据和属

13、 性数据的一体化，但由于AutoCAD与 Arc GIS在数据结构上存在较大的差异，给排水管网 CAD各图层的导入只显示图形数据。CAD中属性数据都是以图形的形式存在的，并不能使其转换到GIS数据库中。对建模而言只有图形数据是不够 的，还应包括与其相关联的属性数据。这就要求我们要根据AutoCAD图元对象的扩展属性，对GIS 空间数据库图层进行属性设计。不同类实体要素对 数据有不同的要求，其关系数据库表属性的字段也 不相同。现仅以管段为例来说明数据库表属性字段 建立和完善的方法。3. 1数据库表属性字段运行 ArcCatalog ,选中 New Personal Geodatabase Cad

14、import pipe ,单击右键 ，选择All reserved,w ww. cnkinetProperties ,将会弹出属性编辑对话框，在Field Name 栏填入属性字段名,在Data Type中选择相应属性字段的类型。所建的管段主要属性字段见 表2。表2给排水管线pipe基本资料属性项名单位数据类型宽度备注管段ID字符型28管型字符型20circle 或 rectangle上游管底标高m浮点型8下游管底标高m浮点型8上游检查井ID字符型28X III©Z下游检查井ID字符型28管径m浮点型8管型为circle宽m浮点型8管型为 rectangle高m浮点型8管型为 rec

15、tangle管长m浮点型83.2录入数据库A在进行地理信息系统建设时，数据是GIS的“血液”。从AutoCAD到Arc GIS转换过程中有个别属性数据将自动生成，如管段ID即是Arc GIS自动生成的每条管段的唯一标识;还有一些属性数据可以由Arc GIS自动识别，如管段的上游检查井ID、下游检查井ID、管长。但其他数据属性却不能自动转入，这些数据属性通常包含在市政给排水CAD文件中或相关的文档计算表中必须通过人工输入。输入方法如下：在 ArcMap中打开NewPersonal Geodatabase Cadimportpipe图层，选择start edit ,打开attributes 输入对

16、话框，选中一条管段，输入相应的数据属性。4结论(1) 市政给排水管网 CAD图形向Arc GIS转换 中最大的困难是两者的数据结构和数据组织等各方面的不同。(2) 在解决 AutoCAD 图形数据向Arc GIS转换问题时，对AutoCAD中的图形要素进行有效的 筛选和组织是必要的。其中图形数据的综合取舍、图形数据的分层、拓扑数据结构的建立等问题是数据转换成功的必要条件 。(3) Arc GIS中的属性数据库是给排水管网建 模的核心部分，这些属性数据一部分来源于市政给排水管网CAD图中的数据信息，其他的存在于文 档计算表中。要将这些信息补充到Arc GIS数据库，通常都是用手工方法输入。参考文

17、献1田一梅,赵新华,黎荣.GIS技术在供水系统中的应用与发展.中国给水排水,2000,16 (9) :21232陶陶，闾国年，张书亮.GIS技术支持下的给水管网模型与网络分析.给水排水,2005 ,31 (2) :104 1073肖鸣.CAD数据向GIS空问数据库转换方法的实现.测绘信息与*|l E 二汽、" T|I*-工程,2007 ,32(3) :13144高洪俊.AutoCAD图形数据向Arc GIS转换关键技术的研究.城 市勘测,2006 ,24(6) :24265张叶,孙毅中.CAD城市基础数据到GIS转换的有关问题探讨.测绘与空间地理信息，2007 ,30(1) :949

18、76党安荣，贾海峰，易善帧.Arc GIS 8 Desktop地理信息系统应用指 南.北京:清华大学出版社,20037边馥苓.地理信息系统原理与方法.北京：测绘出版社,1996。电话:(010) 67396555E2mail : zhq1113 emails. bjut. edu. cn收稿日期：2008 - 11 - 18太湖藻类密度大幅度下降环境监测数据显示：今年太湖水体中藻类聚集的时 间延后，频次和面积大幅减少 ，藻类密度最大值同比下 降78 % ,聚集最大面积同比下降 69 %。今年以来，太湖无锡水域水质总体稳定，总氮浓度有所下降，饮用水水源地水质稳定达标。区域12个国家考核断 面达标率近80 % ,与去年相比上升8 个百分点。全市主要入湖河流水质较去年同期继续 好转，其中氨氮平均值由去年的V类水平转为W类