基于ArcGIS和iData技术的地形图数据处理与入库对比分析

2024年6月4日发(作者：)

基于ArcGIS和iData技术的地形图数据处理与入库对比分

析

韩海忠;何晓琳

【摘 要】为了将AutoCAD格式的大比例尺地形要素依据地理信息数据字典及要

素分类与代码标准完整无损、快捷的入库,文中基于ArcGIS和iData技术对地形图

数据的处理与入库做了对比分析.ArcGIS基于桌面编辑环境ArcMAP进行空间数

据入库,iData以ArcGIS平台中Personal GeoDataBase形式建立地理信息数据库

实现DWG转MDB.结果表明:ArcGIS基于图形端编辑处理,对于数据的处理修改省

时省力,但是入库后需在GIS平台进行拓扑检查,对编程要求高且增加了工作的重复

率,数据容易丢失.iData基于数据库端的入库技术,自定义数据转入方案,一键式

CAD数据到MDB数据库的实现,能有效避免数据转换过程中要素和属性丢失的问

题;图库一体化的作业模式,避免了数据重复生产问题.因此,在相同数据量和更新域的

情况下,iData数据处理与入库效率更高.iData采用图库一体化作业模式,有效的避

免了数据转换入库过程中数据的丢失、变形、属性结构不一致等问题,实现了数据

的无缝转换.

【期刊名称】《青海大学学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2018(036)005

【总页数】8页(P52-58,71)

【关键词】AutoCAD;ArcGIS;iData;数据入库

【作 者】韩海忠;何晓琳

【作者单位】青海省基础地理信息中心,青海省地理空间信息技术与应用重点实验

室,青海 西宁 810001;青海省基础地理信息中心,青海省地理空间信息技术与应用重

点实验室,青海 西宁 810001

【正文语种】中 文

【中图分类】P208

CAD与GIS系统在描述同一空间对象的数据模型存在一定的差别，在转换过程中

容易产生一系列问题，虽然很多GIS软件都可以接受CAD的数据格式，但是在转

换的过程中存在着极大的数据丢失、数据变形和坐标不匹配等问题。我国目前很大

一部分地理信息数据都是以AutoCAD格式存储的[1]，我们常使用的

AutoCAD/cass等专业制图平台的数据标准与GIS不完全一致，此类数据普遍存

在几何关系不严谨，存在冗余数据、拓扑错误、属性信息不足等缺点。数据在导入

GIS软件或空间数据库时常常需要进行数据格式的转换，无法做到图库一体化，转

换过程容易造成数据的丢失和精度的损失，难以做到100%无缝衔接。因此，

CAD到GIS的数据转换中解决数据组织、拓扑关系、属性符号及坐标系统等方面

的问题具有重要的意义。利用ArcGIS平台提供的功能进行CAD到GIS的数据转

换和空间数据库的更新是国内比较成熟和主要的方法，设计出了一些有价值的思路

和方案，并在实际的工程应用中得到经验，为数据入库工作提供了一些重要而有效

的技术路线[2]。iData数据处理引擎一改目前测绘领域普遍采用的数据采编、入

库分离的作业方式[3]，以空间数据库MDB为数据存储格式，搭配完美的符号化

效果，实现图库一体化、图属一体化的作业方式，为用户提供可视化的方案编辑界

面和丰富的元规则，可以通过流程式数据处理方案对空间数据进行自动处理。

1 CAD数据处理方面的对比与分析

本次矢量数据入库试验以1幅1∶1 000标准分幅CAD图形为对象，总面积0.25

km2。CAD图形图面信息丰富，注重图面表达，其入库前需经过图面检查与处理、

代码检查与处理、几何结构检查与处理、扩展属性检查与处理等矢量数据的加工。

地形图矢量数据入库更新的方法多种多样，本次试验以基于ArcGIS桌面编辑环境

的数据入库法和iData技术入库法加以比对分析。

1.1 基于ArcGIS数据入库方法

ArcGIS在Arcmap编辑环境下进行空间数据入库，它是一种基于图形端编辑加工

处理后入库的技术，从技术流程来看，在制图软件对原有数字化图形进行编辑修改

等规范化工作占整个GIS工程的65%。这种方法优点是避免了矢量数据入库出现

冗余数据、空编码数据、属性信息不足等问题，而且基于图形端编辑处理，操作熟

练，强大的图形编辑功能对于大批量的数据修改编辑省事省力，可以很大程度上提

高数据入库生产效率；缺点是矢量数据入库后在GIS平台需进行二次拓扑检查，

根据入库需求进行二次开发，编写相关拓扑规则小程序，事实上增加了工作的重复

率，而且矢量数据入库过程中还会存在要素和属性信息的丢失、图库分离导致数据

不一致的问题。基于ArcGIS下的Arcmap的数据入库流程如图1所示。

图1ArcGIS基于桌面编辑环境的数据入库流程Fig.1Data warehousing process

for ArcGIS based on desktop editing environment

1.2 基于iData数据入库方法

iData作为新一代信息化测绘数据生产平台，面向GIS及地理空间数据库，以

ArcGIS原生空间数据库Personal Geodatabase 为数据存储格式，它是一种基于

GIS数据库端的入库技术，依据国家基本比例尺地图图式中地物符号的定义，定制

符号化模板，依据国家基础地理信息要素分类与代码，定义数据库的分类编码、分

层、比例尺、属性结构等内容。

iData自定义数据转入方案，一键式CAD数据到MDB数据库的实现，能有效避

免数据转换过程中要素和属性丢失的问题；图库一体化的作业模式，避免了数据重

复生产问题，减少了大量的程序编写工作，增加了工作效率。基于iData的数据

入库流程如图2所示。

图2基于iData数据工厂的数据入库流程Fig.2Data warehousing process

based on iData data factory

在相同数据量和相同区域矢量数据条件下，iData初始库的建立只需两步即可实现，

先行对CAD数据中SOUTH值为空项进行删除或添加属性处理，然后一键转换实

现DWG转MDB；数据库的质检通过iData规则编辑器实现，将元规则排列组合

构成数据处理方案。ArcGIS初始库建立前需对CAD数据进行点、线、面的处理

和分层，然后通过Arctoolbox中的转换命令实现CAD转MDB，但是无法保证

原始数据和属性结构的完整性；ArcGIS的数据质检通过Arctoolbox中的拓扑工

具集实现，需要掌握一定的高级程序语言，对作业员要求较高，而且开发时间长、

工作量大。从技术流程和表1的两种入库方法对比中可以看出，无论是技术手段

还是工作效率，iData更胜一筹。

表1两种数据入库方法比较表Tab.1Comparison of the two methods of data

storage入库方法入库区域入库面积/km2初始库花费时间/min质检花费时间

/minARCMAP编辑环境4 130.0～500.00.25>30>60iData数据工厂 4 130.0～

500.00.25<10>30

1.2 数据处理方法对比

1.2.1 基于ArcGIS数据处理方法

在ArcGIS Desktop中，提供了一个地理处理任务框架，这些地理处理任务都包含

在Arctoolbox工具箱中，ArcGIS数据库的拓扑检查主要以Arctoolbox基本工

具、命令行以及脚本等方式进行。Arctoolbox是一种非常方便实用的工具，提供

了400余个工具[4]，涵盖了数据叠加、缓冲和数据管理等常见的GIS操作，也可

自定义拓扑高级操作。基于ArcGIS的数据拓扑操作流程如图3所示。

图3Arctoolbox数据拓扑操作流程Fig.3Data topology operation flow of

Arctoolbox

Arctoolbox虽然提供了丰富的拓扑功能，但不能定制也不具有批处理功能，相对

有局限性，因此需要使用Arctoolbox中的拓扑工具集(Topology Toolset)在

Modelbuilder中创建用于拓扑分析的GP(Geoprocessing)工具[5]，并使用

Arcobjects在VBA中运行GP工具，把检查结果输出到检查记录中，这就需要复

杂的GP工具可视化建模。

1.2.2 基于iData数据处理方法

iData以开放的平台RULE Edit为数据处理和质检引擎，用户可根据工作需求自行

编辑元规则，根据元规则功能的不同，iData数据处理引擎将元规则归分到九大类

中：数据集、逻辑运算、数据选择、数据检查、数据转换、数据操作、属性操作、

数据输出、其他[6]，每一大类又包含若干小类。iData数据处理引擎提供的图形

编辑界面使方案的编写更加直观和方便，用户在逻辑编辑面板上通过拖拉的方式将

所需的元规则安置在任意位置，并通过鼠标拖曳连线的方式对元规则进行连接，最

终组成完整的自定义数据处理方案。RULE Edit编辑界面如图4所示。

iData数据处理引擎制作的数据处理、数据质检操作项是由一个个元规则排列、组

合而成。所谓元规则，是指单一功能的最小操作项，即一个元规则只能进行某一特

定操作，这个操作一般是非常简单的，例如“图面数据”元规则是用来选择图面上

符合筛选条件的数据，而“删除数据”仅仅用于删除传入的数据集，通过组合这些

简单的元规则构成复杂的数据处理方案。执行时，数据依次在这些元规则中流转，

最终实现需要的数据质检、处理效果。图形编辑界面中，DWG转MDB方案图如

图5所示。

入库方案大类和细分项如图6所示。

图4RULE EDIT 编辑界面Fig.4RULE EDIT editing interface

图5iData DWG转MDB方案Fig.5Transfer scheme of DWG to MDB of

IDATA

图6iData整理入库方案大类和细分项Fig.6IDATA consolidation options,

broad categories and subcategories

ArcGIS采用Arcobjects开发GP工具，能够充分利用高级程序语言的优势，但是

这种开发模式对开发者要求较高，而且开发工作量大，开发周期时间长，不适用于

快捷高效的质检工具集的开发[7]。

iData数据处理引擎提供的图形编辑界面使方案的编写更加直观和方便。用户在逻

辑编辑面板上通过拖拉的方式将所需的元规则安置在任意位置，并通过鼠标拖曳连

线的方式对元规则进行连接，最终组成完整的自定义数据处理方案。这种符合正向

思维的方案编写模式相对而言更加具有逻辑性，使复杂方案的组建更加简便。同时，

网型的编辑方式允许一个处于父节点上的元规则同时与多个子节点进行通信。这种

方式节省了编辑空间，增加了工作效率，同时简化了复杂方案的编写过程。

iData为用户提供的元规则涵盖数据质检与加工处理的多个方面。通过对这些规则

进行组合，用户可以对数据进行快速检索，对数据质量进行严格检查，对数据进行

批量处理，以及对数据格式进行直接转换。iData数据处理引擎在数据处理方面同

时兼具可靠性和灵活性，特别是在处理一些复杂流程，如图形接边、地图缩编时，

更加具有优越性。

2 数据入库对比与分析

2.1 基于ArcGIS平台矢量数据入库方法

DWG数据转为ArcGIS数据库的方法通常[8]有：(1)直接在ArcMAP中加载

DWG图形，运用EXPORT DATA命令输出SHAPE数据，再将shape数据导入

到MDB库中，这种方法简单快速，但对DWG图形数据要求较高，且不能保证数

据的完整性。(2)可通过第三方软件，如mapgis,ARCVIEW,FME等，先将CAD数

据转换成ArcGIS便 于识别操作的数据格式，再在ArcGIS中加载处理。这种方法

过程相对复杂，由于涉及第三方软件，数据转换过程不易控制，也可能导致数据丢

失。(3)可采用ArcGIS的Arctoolbox工具中Data Interoperability模块下

Quick export或者Quick import命令。这种方法能批量处理数据，识别CAD数

据能力较强，输出格式多样，如：shapefile,gdb等，缺点是分层过多，需

ArcGIS对数据进行融合。

如图7的ArcGIS平台矢量数据入库图所示，在ArcGIS平台进行矢量数据入库，

需先将CAD数据转成SHP格式数据，然后建立GDB[9]，再将SHP数据导入，

创建拓扑规则，拓扑检查并修改问题，存在数据转换的工作量大的问题。

图7ArcGIS平台矢量数据入库Fig.7Data repository of Arcgis platform vector

CAD数据转入GIS的polygon时，要求在CAD中必须是闭合段线，否则只能转

成Polyline，产生大量数据冗余，因此用delete field功能删除无用的字段，如：

线性、线划颜色、线划宽度等；CAD数据转成gdb格式，将无法保留原有CAD

的数据属性信息，只有GIS的自带字段，所以需高程信息时不建议转成gdb格式。

2.2 iData入库操作

iData数据入库需先创建MDB模板，将DWG数据加载到MDB，在规则编辑器

中将已有元规则通过功能的不同排列组合为满足数据要求的转换方案和质检方案，

加载无规则，通过数据转换大方案和细分项一一检查并处理。

iData采用多源数据集成技术，可同时将DWG数据和MDB数据集成到一个平台

中进行叠加显示、操作和分析，如图8所示，这种图库一体化的作业模式，有效

避免了数据重复生产问题，保证了要素、属性的完整性和一致性；DWG所有要素

均无一遗漏被转为MDB，对于无属性项或无对应编码的要素统一转到iData普通

图层中，经分析完善对照表后可一一转为相应图层和编码中，避免了数据转换过程

中要素、属性信息的丢失。

图8iData可同时加载DWG图形和MDB数据库Fig.8Loading DWG graphics

and MDB databases in iData at the same time

iData平台无论是界面还是功能都沿用CAD的模式，使作业人员操作简单上手，

克服了现有的由GIS端入库技术的数据图形编辑功能不强大的缺点，适宜于大批

量的矢量数据入库；骨架线符号化技术，在准确表达地物符号的同时，避免冗余数

据的产生；跨平台符号化技术，使跨平台出图一致。

无需中间软件的数据转换，由DWG图形到MDB入库始终在一个平台一个软件中，

无需转换，直接入库。

3 讨论与结论

CAD数据转换入库的关键在于保证数据转换时的完整无损，对于不同的图层划分

标准、不同的属性结构、几何表示与空间结构的不一致性，如何有效解决多源异构

数据的衔接，减少作业人员工作量，提高作业效率，保证数据精度、完整性和一致

性。ArcGIS作为常见的入库平台[10]，技术流程较为成熟，但不可避免的带有自

身的弱点，iData作为新一代信息化测绘数据生产平台，采用图库一体化作业模式，

能够将多种格式数据集成到一个平台中进行叠加显示、操作和分析，以ArcGIS原

生空间数据库Personal Geodatabase为数据存储格式，规则编辑器核心技术提

供丰富的元规则，能组合多种多样的数据批量质检、批量处理方案，实现了智能数

据整理、质检，从而更具有高效性和实用性。

参考文献：

【相关文献】

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