gis和cad地理空间数据共享方法的研究——以arcgis和autocad为例

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1、摘要2009年美国ESRI公司提出了地理设计的概念，试图将GIS技术与CAD融合，打破地理与设计之间的界限，为人们提供强大的制图、数据管理、空间分析和显示工具。然而，现阶段GIS与CAD的集成程度较低，两平台间数据的共享一般通过直接转换的方式完成，在数据转换的过程中容易产生信息丢失、几何图形变形、转换前后图层不匹配等问题。究其原因，主要在于地理对象和地理现象的复杂性以及人们认知地理对象和地理现象的角度、兴趣和方法的差异性，使得GIS与CAD对同一地理对象和地理现象的描述方式不完全相同，因此两平台间的数据结构、

2、组织方式、空间基准不同，进而导致两平台间地理空间数据的共享与互操作存在障碍。因此，亟需从两平台地理空间数据模型间的差异入手，解决地理空间数据的共享问题，实现统一的地理空间数据模型，为数据的跨平台互操作奠定基础。鉴于此，本文以地理空间数据模型为研究对象，针对现有共享方法中存在的缺陷，对OGC标准、ISO规范和几种常用软件的地理空间数据模型进行对比分析，构建面向共享的地理空间数据模型，建立面向共享的地理空间数据模型与ArcGIS、AutoCAD的地理空间数据模型的映射关系，提出一种基于面向共享的地理空间数据模型的

3、共享方法，并通过实验验证面向共享的地理空间数据模型的兼容性，以及该共享方法的可行性，实现GIS与CAD两平台间数据的双向共享，解决现有共享方法中存在的部分问题。本文的研究内容与研究成果如下：(1)面向共享的地理空间数据模型的构建。以GIS与CAD两种平台的地理空间数据模型为切入点，从几何图元的组合方式、数据模型的描述能力、空间基准、可计算性、兼容性、数据组织方式和属性数据组织七个方面对比分析GIS与CAD的地理空间数据模型。在此基础上，构建面向共享的地理空间数据模型，实现两平台地理空间数据模型的统一描述。(2

4、)GIS与CAD地理空间数据的双向映射方法。针对现有共享方法中存在的缺陷，提出了一种基于面向共享的地理空间数据模型的共享方法，以ArcGIS和AutoCAD为例，建立面向共享的地理空间数据模型与ArcGIS、与AutoCAD地理空间数据模型间的映射关系，实现了ArcGIS与AutoCAD数据的双向映射。(3)连续几何图形的统一表达与转换。为实现地理空间数据模型中连续几何曲线的统一表达，并且简化涉及连续几何对象的GIS算法，从现有地理空间数据模型中常见的四种连续几何对象为切入点，研究地理空间数据中连续几何对象的

5、统一表达，实现了三次NURBS曲线与圆及圆弧、与椭圆及椭圆弧、与二次及三次Bezier曲线的摘要转换方法，解决了四种连续几何对象的统一表达问题，从而实现了地理空间数据模型中连续几何曲线的统一表达与转换。关键词：地理空间数据模型，GIS，CAD，数据共享，几何对象IIAbstractIn2009，U．S．EnvironmentalSystemsResearchInstitute，Inc．proposedtheconceptofgeographicaldesign，tryingtointegrateGIStech

6、nologywithCADtocombinegeographywithdesign，providingpeoplewithpowerfulmapping，datamanagement，spatialanalysisanddisplaytools．However，theintegrationofGISandCADisundesirable，SOthedatasharingofwhichisgenerallydonebydirectconversion，buttheafterinformationandgeome

7、trydeformationandlayersdon’tmatchthebeforeones．Thereasonliesinthecomplexityofgeographicalobjectsandgeographicalphenomenonandthedifferencesoftheviewpoints，interestsandmethodsofpeople，whichmakingthedescriptionofGISandCADtothesamegeographicalobjectsandgeograph

8、icalphenomenaarenotidentical．Thereforedatastructure，organizationformandspacebasisbetweenthetwoplatformsaredifferent，whichledtogeospatialdatasharingandinteroperabilitydifficultbetweenthetwoplatforms．The