基于AutoCAD的三維空間數(shù)據(jù)采集和3D顯示

PAGE目錄摘要 IABSTRACT II1緒論 11.1選題的背景及意義 11.2研究的意義 11.3AutoCADMap3D國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 22地理信息系統(tǒng)軟件AutoCAD和AutodeskMap3D的概況 22.1AutoCAD相關(guān)技術(shù)概況 22.1.1Autodesk公司及其產(chǎn)品 22.1.2AutoCAD簡(jiǎn)介 22.1.3三維AutoCAD系統(tǒng)的特性 32.2AutoCADMap3D相關(guān)技術(shù)概況 32.2.1AutoCADMap3D概述 32.2.2AutoCADMap3D功能 62.2.3AutoCADMap3D的主要技術(shù)特點(diǎn) 123三維空間數(shù)據(jù)采集背景 133.1三維空間信息概述 133.2三維GIS 143.2.1三維地理信息優(yōu)勢(shì) 143.2.2三維GIS主要產(chǎn)品 153.3三維空間數(shù)據(jù)采集方法 164基于AutoCADMap3D的地理空間數(shù)據(jù)采集和可視化應(yīng)用 164.1AutoCADMap3D的功能解決方案 164.2AutoCAD數(shù)字化采集地理空間數(shù)據(jù) 174.3AutoCADMap3D數(shù)據(jù)庫應(yīng)用案例 184.3.1數(shù)據(jù)的輸入 194.3.2數(shù)據(jù)的編輯 195總結(jié) 22致謝 24參考文獻(xiàn) 25基于AutoCAD的三維空間數(shù)據(jù)采集和3D顯示PAGE26基于AutoCAD的三維空間數(shù)據(jù)采集和3D顯示摘要目前，幾乎全部的道路、建筑、規(guī)劃等的設(shè)計(jì)軟件都是在AutoCAD基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)的，因此大部分?jǐn)?shù)字制圖軟件也是基于AutoCAD開發(fā)的，例如目前被廣泛使用的南方測(cè)繪公司開發(fā)的CASS系列產(chǎn)品。但是AutoCAD軟件產(chǎn)品不能直接進(jìn)入地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，這在很大程度上影響了AutoCAD軟件產(chǎn)品的應(yīng)用，使其在地理信息系統(tǒng)方面有很大的局限性。Autodesk公司推出的新產(chǎn)品AutodeskMap3D軟件很好地解決了這一問題。AutodeskMap3D構(gòu)建在AutoCAD軟件的基礎(chǔ)上，可以創(chuàng)建、分析、維護(hù)和有效關(guān)聯(lián)包含在多個(gè)AutoCADMap圖形和相關(guān)外部數(shù)據(jù)中的地圖制圖信息，以滿足GIS專業(yè)人員和地圖制作人員的設(shè)計(jì)需求。因此，AutodeskMap3D可用于GIS的前端數(shù)據(jù)采集軟件，其在數(shù)字測(cè)繪和地理信息數(shù)據(jù)庫中具有廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞AutoCAD三維空間數(shù)據(jù)GIS3DThree-dimensionalspacedataacquisitionand3DdisplayBasedonAutoCADABSTRACTAtpresent,thedesignofsoftwareofalmostalltheroads,construction,planning,aretwotimesthedevelopmentonthebasisofAutoCAD,somostofdigitalmappingsoftwareisdevelopedbasedonAutoCAD,forexample,hasbeenwidelyusedbydeveloperstothesouthofSurveyingandmappingcompanyCASSseriesproducts.ButAutoCADsoftwareproductscannotbedirectlyintothegeographicinformationsystemdatabase,thisaffectedtheapplicationofAutoCADsoftwareproductstoalargeextent,theonlydigitalproduction.AutodeskcompanylaunchedanewproductAutodeskMap3Dsoftwareisverygoodsolutiontotheproblem.AutodeskMap3DisconstructedbasedontheAutoCADsoftware,youcancreate,analysis,maintenanceandassociationmappinginformationcontainedinmultipleAutoCADMapgraphicsandrelevantexternaldata,inordertomeetthedesignrequirementsofGISprofessionalsandmapmaker.Therefore,AutodeskMap3Dcanbeusedforthefront-enddataacquisitionsoftwareGIS,whichhaswideapplicationprospectindigitalmappingandgeographicinformationdatabase.KEYWORDSAutoCADThree-dimensionalspacedataGIS3D1緒論1.1選題的背景及意義AutoCADMap3D是一個(gè)靈活的軟件開發(fā)平臺(tái)，面向土地規(guī)劃、專業(yè)地圖繪制和技術(shù)設(shè)施管理應(yīng)用，它具備AutoCAD的所有功能，同時(shí)拓展了GIS方面的功能——空間數(shù)據(jù)的管理[1]，工作人員可通過AutoCADMap3D平臺(tái)，充分利用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)技術(shù)來進(jìn)行二次開發(fā)并應(yīng)用。其支持直接訪問來自各類資源信息的GIS、CAD和光柵數(shù)據(jù)格式，不需要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換或拷貝。AutoCADMap3D軟件適用于GIS專家、GIS管理人員、規(guī)劃人員、地圖制作技術(shù)人員和基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)人員以及管理人員，專供維護(hù)、創(chuàng)建和繪制地圖，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施，使用GIS和CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃和分析或集成各種類型文件格式的數(shù)據(jù)的工作人員使用。這些數(shù)據(jù)包括多種繪圖文件格式的光柵或矢量數(shù)據(jù)，以及來源不同的數(shù)據(jù)庫信息（屬性數(shù)據(jù)和幾何圖元）。用戶通常要利用多個(gè)圖形和大型數(shù)據(jù)集。其主要功能有：可作為GIS分析和規(guī)劃工具，相關(guān)行業(yè)數(shù)據(jù)建模和管理，發(fā)布和互操作性，地形數(shù)據(jù)訪問和編輯。而且AutoCADMap3D也提供了FDO技術(shù)，源代碼、MapGuide的架構(gòu)、API，并能在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用。1.2研究的意義AutodeskMap3D不僅具有AutoCAD的全部功能，還為用戶提供了更有效的管理和分析特定數(shù)據(jù)的功能。AutodeskMap3D能快速輕松地清理CAD圖形，這有助于消除錯(cuò)誤和重復(fù)的信息。專業(yè)人員可以建立分類，以創(chuàng)建符合標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)告。使用AutodeskMap3D，多個(gè)用戶可以同時(shí)查詢多個(gè)DWG文件并立即查看所做的更改和更新，從而加快項(xiàng)目的完成速度，提高工作效率。而且，專業(yè)人員只需將各類資源數(shù)據(jù)按其原始格式（包括SHP和ODBC數(shù)據(jù)）拖到項(xiàng)目中即可，不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。利用AutodeskMap3D軟件中的全部GIS功能可為地圖制作專業(yè)或GIS工作人員提供更大、更多的數(shù)據(jù)集并進(jìn)行空間分析，還可用來處理矢量數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，極大的提高了工作者的工作效率。AutoCADMap3D是集成CAD、土木工程和GIS的首選三維工具。其優(yōu)勢(shì)在于提供了一個(gè)開放靈活的開發(fā)和應(yīng)用環(huán)境，使我們幾乎可以處理任何格式的數(shù)據(jù)。所以，工作人員不但可以保護(hù)數(shù)據(jù)的投資，而且能從現(xiàn)有信息中獲得最大的價(jià)值。DWG和SHP格式是GIS、工程和CAD領(lǐng)域中最常用的兩種數(shù)據(jù)格式，使用AutoCADMap3D，我們不但可以管理、創(chuàng)建和共享這些格式或幾乎所有的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式，而且還能提高CAD系統(tǒng)的精度。1.3AutoCADMap3D國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀A(yù)utoCADMap3D是基于AutoCAD的GIS軟件，所以它非常符合廣大工程開發(fā)和設(shè)計(jì)人員原有的作業(yè)習(xí)慣，加上設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)庫大部分是以AutoCAD格式存儲(chǔ)的，使Map可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地讀入這些各種來源不同的數(shù)據(jù)，真正的把數(shù)據(jù)分析計(jì)算、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)更新結(jié)合在一起，很大程度上方便了相關(guān)職能部門的管理和決策。AutoCADMap3D不僅繼承了AutoCAD強(qiáng)大的編輯功能和基于編程語言的二次開發(fā)功能，還有其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫連接功能和數(shù)據(jù)處理功能,雖然目前AutoCADMap3D在測(cè)繪行業(yè)和相關(guān)行業(yè)還沒有像AutoCAD那樣得到廣泛的應(yīng)用，但是隨著數(shù)字化和信息化測(cè)繪的發(fā)展，數(shù)據(jù)建庫是數(shù)字化成圖的目標(biāo)，所以最近幾年得到了快速的發(fā)展。2地理信息系統(tǒng)軟件AutoCAD和AutodeskMap3D的概況2.1AutoCAD相關(guān)技術(shù)概況2.1.1Autodesk公司及其產(chǎn)品Autodesk作為全球最大的地理信息系統(tǒng)軟件提供商之一，致力于為全球用戶提供優(yōu)秀的地理信息系統(tǒng)解決方案。Autodesk有限公司是全球最大的二維、三維設(shè)計(jì)和工程軟件公司，為工程建設(shè)行業(yè)、制造業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)以及傳媒娛樂業(yè)提供卓越的工程軟件服務(wù)和數(shù)字化設(shè)計(jì)和解決方案。Autodesk公司的主要產(chǎn)品和服務(wù)有：（1）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件AutoCAD（2）AutoCADCivil3D：基于AutoCAD的功能全面的軟件包，其可廣泛應(yīng)用于多種類型的土木工程和建筑項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)，制圖及數(shù)據(jù)管理。（3）AutoCADMap3D：管理與創(chuàng)建空間數(shù)據(jù)的主要的工程GIS平臺(tái)。通過使用強(qiáng)大的AutoCAD工具使工作便捷化、流程化，以提高工作效率。（4）Autodesk3dsMax：可高度定制，可升級(jí)用于電影，電視，游戲并用于設(shè)計(jì)展示的3D動(dòng)畫的渲染及建模平臺(tái)。（5）AutodeskMapGuideStudio：管理所有在互聯(lián)網(wǎng)上整理和收集的地理空間數(shù)據(jù)，并能迅速創(chuàng)造出空間信息應(yīng)用。2.1.2AutoCAD簡(jiǎn)介AutoCAD（AutoComputerAidedDesign）是地理信息軟件供應(yīng)商之一的Autodesk公司首次于1982年生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和開發(fā)軟件，可用于二維制圖、設(shè)計(jì)文檔、詳細(xì)繪制和基本三維設(shè)計(jì)。目前已經(jīng)成為全球流行廣泛的繪圖工具和二次開發(fā)工具。AutoCAD具有非常好的用戶界面，通過命令行方式或交互菜單便可以進(jìn)行各種操作。其多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓工作人員能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐和探索的過程中更好地掌握AutoCAD的各種設(shè)計(jì)應(yīng)用和二次開發(fā)技巧，從而不斷地提高用戶的工作效率。AutoCAD還具有廣泛的適應(yīng)性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的工作站和微型計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。AutoCAD是美國(guó)Autodesk公司開發(fā)生產(chǎn)的一個(gè)自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，并能在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)應(yīng)用，其廣泛應(yīng)用于各類行業(yè)，尤其是測(cè)繪行業(yè)對(duì)AutoCAD的需求更大，但隨著信息化測(cè)繪的發(fā)展對(duì)AutoCAD系統(tǒng)的功能要求也越來越高。因?yàn)槿SAutoCAD系統(tǒng)具有形象直觀、可視化程度高、設(shè)計(jì)效率高的特點(diǎn)，所以其在地理信息系統(tǒng)和3D顯示方面正得到廣泛的應(yīng)用。了解近年來AutoCAD在三維空間數(shù)據(jù)和3D顯示方面的研究成果是非常必要的，也是非常有意義的。由于三維AutoCAD系統(tǒng)具有形象直觀、可視化程度高、設(shè)計(jì)效率高的特點(diǎn)[2,3]，目前正在逐步取代傳統(tǒng)的二維AutoCAD系統(tǒng)[4]。2.1.3三維AutoCAD系統(tǒng)的特性（1）三維AutoCAD系統(tǒng)的核心是三維模型。三維模型所表達(dá)的地理信息越來越全面和準(zhǔn)確，能解決三維地理信息數(shù)據(jù)的范圍非常廣泛。基于三維AutoCAD系統(tǒng)生成的三維數(shù)字地形圖可直接投影成二維數(shù)字地形圖，實(shí)現(xiàn)兩種地形圖之間的轉(zhuǎn)換。（2）三維AutoCAD系統(tǒng)采用的參數(shù)化功能和三維特征還可以更加精確地表達(dá)三維地理信息，以滿足設(shè)計(jì)直觀、精細(xì)、真實(shí)的要求。（3）三維AutoCAD系統(tǒng)價(jià)格相對(duì)比較昂貴。需要巨大的數(shù)據(jù)和信息存儲(chǔ)空間，對(duì)硬件和系統(tǒng)的要求比較高。由于三維AutoCAD系統(tǒng)擁有巨大的優(yōu)越性，隨著計(jì)算機(jī)軟件和硬件系統(tǒng)的發(fā)展，性價(jià)比的不斷提高，這種優(yōu)越性將會(huì)越來越明顯。2.2AutoCADMap3D相關(guān)技術(shù)概況2.2.1AutoCADMap3D概述AutoCADMap3D是一款基于模型的地圖制作和GIS軟件，其可以直接訪問地圖制作和GIS數(shù)據(jù)，以支持設(shè)計(jì)、規(guī)劃和數(shù)據(jù)管理。智能模型和CAD工具可以幫助開發(fā)人員應(yīng)用地區(qū)和行業(yè)特定的標(biāo)準(zhǔn)。GIS數(shù)據(jù)與我們的組織相集成有助于提高質(zhì)量、工作效率和資產(chǎn)管理水平。AutoCADMap3D軟件是一款基于模型的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用軟件，能以廣泛的方式訪問GIS和CAD數(shù)據(jù)，幫助GIS、規(guī)劃和工程設(shè)計(jì)專業(yè)人士評(píng)估、訪問和共享數(shù)據(jù)，從而制定合理的方案。此外，AutoCADMap3D具有信息管理和地圖制圖功能等強(qiáng)大的功能，在此基礎(chǔ)上不但可以做出逼真的地理信息模型而且還可以對(duì)屬性信息進(jìn)行分析和管理。其可以作為GIS的前端數(shù)據(jù)采集軟件[5]，AutoCADMap3D采用先進(jìn)的可視化界面和數(shù)據(jù)庫管理制圖機(jī)制，使得工作人員和計(jì)算機(jī)之間更加便捷和友善。AutodeskMap3D窗口AutoCADMap3D產(chǎn)品窗口的主要元素如下：（1）功能區(qū)。用于地圖制作任務(wù)的命令。（2）數(shù)據(jù)表。以表格格式顯示屬性數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)表用于查看地理空間要素的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)視圖用于查看已鏈接到圖形對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)。（3）任務(wù)窗格。任務(wù)窗格選項(xiàng)卡用于：①管理地圖和地圖數(shù)據(jù)②顯示數(shù)據(jù)圖層和為數(shù)據(jù)圖層設(shè)置樣式③引入和管理勘測(cè)數(shù)據(jù)④發(fā)布多頁地圖冊(cè)（4）狀態(tài)欄。檢查當(dāng)前光標(biāo)位置、更改放大和比例設(shè)置、在二維和三維之間切換，還可以使用常用工具。（5）動(dòng)態(tài)輸入。在光標(biāo)所在位置啟動(dòng)命令和響應(yīng)提示。有經(jīng)驗(yàn)的AutoCAD用戶可以在命令界面使用鍵盤輸入進(jìn)行高效編輯。地圖文件和數(shù)據(jù)源（1）地圖定義AutoCADMap3D地圖文件是了解信息的窗口。它具有指向用戶包括在地圖中的所有數(shù)據(jù)和圖像的鏈接：①標(biāo)準(zhǔn)AutoCAD對(duì)象②來自數(shù)據(jù)庫或文件的空間數(shù)據(jù)③光柵圖像④屬性數(shù)據(jù)(2)顯示管理器可以使用顯示管理器整理地圖中的數(shù)據(jù)。每個(gè)數(shù)據(jù)集都是一個(gè)顯示管理器圖層。例如，光柵圖層可顯示某城市的鳥瞰照片。SDF圖層可顯示表示城市中地塊的SDF文件。圖形圖層可顯示目前圖形或附著的圖形文件中的對(duì)象。顯示管理器圖層與AutoCAD圖層不同。在顯示管理器中，您可以單獨(dú)為每個(gè)圖層設(shè)置樣式、更改圖層順序以及查看并打印結(jié)果?？梢灾付ň€條樣式、顏色和線寬；填充顏色和樣式；標(biāo)簽等。（3）地圖文件內(nèi)容每個(gè)AutoCADMap3D地圖文件均包含有關(guān)連接到數(shù)據(jù)源、圖形、光柵圖像和屬性數(shù)據(jù)內(nèi)容的信息。也存儲(chǔ)查詢、對(duì)象數(shù)據(jù)、樣式信息、打印布局和所有自定義設(shè)置。（4）數(shù)據(jù)源內(nèi)容數(shù)據(jù)源是可以在地圖中使用的任意信息的源?？梢允且韵氯我鈨?nèi)容：①使用Oracle、SQLServer或其他關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)創(chuàng)建的空間數(shù)據(jù)②基于文件的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，例如AutodeskSDF或ESRISHP③AutoCAD圖形文件④包含屬性數(shù)據(jù)的電子表格或其他ODBC源⑤光柵圖像，例如TIFF或DEM文件源和地圖文件之間的關(guān)系是動(dòng)態(tài)的。如果源文件中的數(shù)據(jù)有所更改，則這些更改將在地圖文件中更新。更改地圖文件中的對(duì)象時(shí)，可以將這些更改回存到其原始源。（5）已完成地圖的用處甚至可以與不具有AutoCADMap3D訪問權(quán)限的查看者共享地圖。例如，您可以通過以下方式共享地圖：①打印地圖②將地圖另存為DWF（可使用AutodeskDesignReview[可在Autodesk網(wǎng)站上獲得]查看）③將地圖發(fā)布到MapGuide④將所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為AutoCADDWG數(shù)據(jù)⑤在Web上張貼地圖地圖文件和顯示內(nèi)容地圖文件是連接到地圖的所有源的圖形，這些源包括地理空間要素、圖形對(duì)象、光柵圖像和屬性數(shù)據(jù)。每個(gè)地圖文件均可包含多個(gè)顯示地圖（用于打印或聯(lián)機(jī)分發(fā)），您從中可以有選擇地隱藏或顯示地圖中的項(xiàng)目。地圖僅作為概念結(jié)構(gòu)存在，不是單獨(dú)的圖元或文件。技術(shù)人員可以基于數(shù)據(jù)、圖層和其他條件將樣式應(yīng)用到顯示地圖中的項(xiàng)目。對(duì)地圖中項(xiàng)目的外觀所做的更改不影響地圖文件中的實(shí)際數(shù)據(jù)。地理空間要素和圖形要素使用AutoCADMap3D處理CAD對(duì)象和地理空間要素?？梢詫⑺鼈兒喜⒃诘貓D中，編輯任一類型的數(shù)據(jù)，以及將數(shù)據(jù)從一種格式移到另一種格式。（1）地理空間要素要素是實(shí)際實(shí)體（例如道路或電線桿）的空間描述。要素存儲(chǔ)在空間數(shù)據(jù)庫中，或者存儲(chǔ)為某種文件格式（例如Oracle、ArcSDE、SDF或SHP）。空間數(shù)據(jù)庫或文件統(tǒng)稱為要素源。使用開源FDO數(shù)據(jù)訪問技術(shù)，AutoCADMap3D可通過原生格式訪問空間數(shù)據(jù)。要使用要素，請(qǐng)連接數(shù)據(jù)庫或文件，然后選擇要包含在地圖中的要素（要素類）集。（2）圖形對(duì)象圖形對(duì)象是DWG文件中的任何對(duì)象（例如直線、圓或閉合的多段線）。在當(dāng)前地圖中創(chuàng)建并儲(chǔ)存圖形對(duì)象，或?qū)WG文件附著到當(dāng)前地圖并查詢其中的對(duì)象。AutoCADMap3D會(huì)記住對(duì)象的原始位置，并將編輯過的對(duì)象回存至其原始文件。2.2.2AutoCADMap3D功能AutoCADMap3D是一個(gè)靈活的開發(fā)平臺(tái)，面向?qū)I(yè)土地規(guī)劃、地圖繪制和技術(shù)設(shè)施管理應(yīng)用。開發(fā)和技術(shù)人員可以通過AutoCADMap3D平臺(tái)，充分利用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)工具和技術(shù)來開發(fā)應(yīng)用。它支持直接訪問來自各類資源的CAD、GIS和光柵數(shù)據(jù)格式，無需數(shù)據(jù)拷貝或轉(zhuǎn)換。其可以訪問GIS圖像、點(diǎn)云和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，借助AutoCADMap3D軟件，技術(shù)人員和開發(fā)者可以訪問和使用各種來源的CAD和GIS數(shù)據(jù)。借助天然氣、飲用水、污水和電氣行業(yè)全面的數(shù)據(jù)模型，可以更輕松地整合分散的資產(chǎn)信息并應(yīng)用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與業(yè)務(wù)需求。創(chuàng)建和指定地理坐標(biāo)使用4,000多個(gè)真實(shí)世界坐標(biāo)系或定義用戶自己的自定義坐標(biāo)系。使用轉(zhuǎn)換、彈性拉伸和追蹤坐標(biāo)等工具準(zhǔn)確地對(duì)AutoCAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行地理參考。使用AutoCADMap3D可以合并使用不同坐標(biāo)系的地圖中的數(shù)據(jù)。要執(zhí)行此操作，可以指定用于附著圖形和當(dāng)前圖形的坐標(biāo)系。將對(duì)象從附著圖形引入到當(dāng)前圖形時(shí)，這些對(duì)象將轉(zhuǎn)換到當(dāng)前圖形的坐標(biāo)系。合并地理空間要素和圖形對(duì)象AutoCADMap3D軟件集成了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和地理信息系統(tǒng)(GIS)數(shù)據(jù)。處理數(shù)據(jù)之后，用戶可以將其保留在DWG文件中、將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為外部文件或?qū)?shù)據(jù)移動(dòng)到空間數(shù)據(jù)庫中。（1）DWG數(shù)據(jù)地圖以DWG格式保存。直接打開AutoCAD圖形，或附著圖形并只查詢所需的對(duì)象。①將空間數(shù)據(jù)庫中的要素?cái)?shù)據(jù)與CAD圖形中的對(duì)象、電子表格中的原始幾何圖形和光柵圖像合并。②要素和對(duì)象將自動(dòng)轉(zhuǎn)換到地圖中的坐標(biāo)系。（2）空間數(shù)據(jù)連接到要包括的數(shù)據(jù)：①直接訪問和編輯文件和數(shù)據(jù)庫中的空間數(shù)據(jù)。②無需數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，可確保數(shù)據(jù)的完整性。③連接到可公開獲得的Web服務(wù)，例如Web地圖服務(wù)(WMS)和Web要素服務(wù)(WFS)。（3）光柵圖像添加鳥瞰照片、等高線地圖和DEM曲面：①地理參考的圖像顯示在正確的位置中。②曲面光柵覆蓋在高程上。從“任務(wù)窗格”連接到數(shù)據(jù)：①選擇數(shù)據(jù)源。②選擇要添加到地圖的要素類。③添加的每個(gè)要素類都將成為顯示管理器中的一個(gè)圖層。（4）輸入數(shù)據(jù)用戶可以輸入數(shù)據(jù)，而不是連接到數(shù)據(jù)。輸入會(huì)斷開與源的連接并將數(shù)據(jù)的“快照”添加到地圖中。如果在此之后更改了數(shù)據(jù)，則在地圖中將不會(huì)看到任何更改，除非再次輸入數(shù)據(jù)。無法在數(shù)據(jù)源中更新輸入的數(shù)據(jù)。同樣，輸出數(shù)據(jù)時(shí)，僅輸出當(dāng)前數(shù)據(jù)。到活動(dòng)數(shù)據(jù)的連接將會(huì)丟失。（5）集成數(shù)據(jù)庫信息用鏈接樣板將CAD對(duì)象關(guān)聯(lián)至常用的數(shù)據(jù)庫。使用關(guān)聯(lián)將地理空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)至ODBC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫。（6）添加勘測(cè)數(shù)據(jù)引入從AutodeskCivil3D輸出的點(diǎn)(LandXML)，或從GPS設(shè)備輸出的ASCII數(shù)據(jù)，使用“勘測(cè)”選項(xiàng)卡輸入和組織勘測(cè)數(shù)據(jù)。（7）添加點(diǎn)云數(shù)據(jù)從LIDAR航空勘測(cè)(.LAS)文件或ASCII(.XYZ)文件引入點(diǎn)云數(shù)據(jù)。使用點(diǎn)云管理器引入點(diǎn)云數(shù)據(jù)。創(chuàng)建和編輯要素及圖形對(duì)象連接到要素源時(shí)，地圖是顯示數(shù)據(jù)的窗口。所做編輯直接在源中進(jìn)行。數(shù)據(jù)仍保留在源位置。用戶做的所有更改均顯示在源中。源中的所有更改會(huì)立即反映在用戶的地圖中。編輯來自附著圖形的對(duì)象時(shí)，AutoCADMap3D追蹤每個(gè)對(duì)象的原始位置，并將這些對(duì)象保存回其原始源。（1）使用AutoCAD工具編輯所有數(shù)據(jù)使用完整的AutoCAD編輯工具和命令添加或更改地圖對(duì)象。對(duì)象源是什么并不重要。編輯并不會(huì)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。AutoCADMap3D包括所有AutoCAD編輯工具，以及為創(chuàng)建地圖設(shè)計(jì)的工具（例如使用坐標(biāo)幾何指定點(diǎn)）。借助GIS的易用性來查看和設(shè)置樣式，借助CAD的強(qiáng)大功能進(jìn)行編輯。使用功能強(qiáng)大的高精度AutoCAD工具編輯要素，然后將更改保存回?cái)?shù)據(jù)源。（2）鎖定數(shù)據(jù)，以進(jìn)行安全編輯對(duì)于地理空間要素，用戶可以選擇如何保存更改。可以設(shè)置選項(xiàng)將更改自動(dòng)保存到原始源，或脫機(jī)工作并在完成編輯時(shí)更新要素源。檢出要素，以針對(duì)其他用戶鎖定要素（如果要素源支持此選項(xiàng)）。將其檢回可使其再次可用。對(duì)于圖形對(duì)象，用戶可以鎖定源圖形，其他人便無法使用它們?？梢允褂帽４婕x項(xiàng)控制將更改保存回原始圖形還是只影響目前地圖。（3）清理圖形使用圖形清理工具，可以自動(dòng)更正常見繪圖和數(shù)字化錯(cuò)誤。刪除重復(fù)對(duì)象、更正未及點(diǎn)和懸掛對(duì)象等。（5）使用坐標(biāo)幾何命令創(chuàng)建和測(cè)量直線、曲線、閉合多段線以及多邊形的簡(jiǎn)單坐標(biāo)幾何。繪制地段和現(xiàn)有條件時(shí)，通過方向角、方向、偏轉(zhuǎn)角度和方位角輸入圖形。查看和編輯屬性數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)是關(guān)于圖形對(duì)象或要素的非幾何圖形數(shù)據(jù)。例如，地塊圖形可具有屬性數(shù)據(jù)，其列出各地塊的所有者及利用情況。(1)對(duì)于圖形對(duì)象，可以執(zhí)行以下操作：①輸入屬性數(shù)據(jù)。②向圖形對(duì)象附著外部數(shù)據(jù)鏈接。③將數(shù)據(jù)庫條目鏈接到已與圖形對(duì)象產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。④使用數(shù)據(jù)視圖在AutoCADMap3D中創(chuàng)建和管理屬性數(shù)據(jù)。⑤使用屬性數(shù)據(jù)作為查詢的基礎(chǔ)。⑥在地圖上以文本方式顯示屬性數(shù)據(jù)。⑦使用數(shù)據(jù)視圖查看鏈接到圖形對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)。(2)對(duì)于地理空間要素?cái)?shù)據(jù)，可以執(zhí)行以下操作：①將屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)關(guān)聯(lián)到現(xiàn)有要素類。②在AutoCADMap3D中創(chuàng)建和管理屬性數(shù)據(jù)。③使用屬性數(shù)據(jù)作為查詢的基礎(chǔ)。④在地圖上以文本方式顯示屬性數(shù)據(jù)。⑤使用數(shù)據(jù)表查看和編輯要素的屬性數(shù)據(jù)。（3）數(shù)據(jù)表使用數(shù)據(jù)表亮顯地圖中特定要素的數(shù)據(jù)。AutoCADMap3D維護(hù)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間的鏈接；在您更新屬性數(shù)據(jù)時(shí)，這些更新將動(dòng)態(tài)反映在圖形中。數(shù)據(jù)表顯示要素的幾何圖形和屬性數(shù)據(jù)?？梢愿鶕?jù)要素源中的任何數(shù)據(jù)搜索要素和創(chuàng)建要素專題。（3）數(shù)據(jù)視圖若要將屬性數(shù)據(jù)鏈接至圖形對(duì)象，請(qǐng)將數(shù)據(jù)庫附著到目前地圖。然后使用鏈接樣板將數(shù)據(jù)連接到對(duì)象。將屬性數(shù)據(jù)鏈接到圖形對(duì)象，然后通過選擇表中已鏈接數(shù)據(jù)來亮顯地圖中的對(duì)象。設(shè)置數(shù)據(jù)樣式（1）設(shè)置圖形對(duì)象和要素的樣式。圖層樣式管理器如圖2-1所示：圖2-1關(guān)系圖設(shè)置顯示管理器中圖層的樣式（2）設(shè)置曲面的樣式直觀顯示和分析大比例地形信息（數(shù)字高程模型[DEM]和ESRI柵格文件）設(shè)置光柵曲面的樣式，以顯示高程，如圖2-2所示。①顯示高程、坡度和坡向。②創(chuàng)建等高線。③通過山體陰影執(zhí)行光源研究。④在地形資料上覆蓋鳥瞰照片和矢量數(shù)據(jù)。⑤將結(jié)果發(fā)布至3DDWF文件，以在免費(fèi)的Autodesk?DesignReview軟件中查看。不需要任何有關(guān)AutoCADMap3D的經(jīng)驗(yàn)。圖2-2光柵曲面高程示意圖（3）設(shè)置點(diǎn)云數(shù)據(jù)樣式按分類、高程、LiDAR強(qiáng)度和RGB值設(shè)置點(diǎn)云數(shù)據(jù)的樣式。管理數(shù)據(jù)（1）AutoCADMap3D起著作為管理大量空間數(shù)據(jù)的中心的作用；①使用模式編輯器創(chuàng)建新模式。②在現(xiàn)有模式中添加和刪除要素及特性。③使用數(shù)據(jù)連接在AutoCADMap3D中創(chuàng)建數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。④輸出DWG數(shù)據(jù)為Oracle格式、ESRIArcSDE格式或AutodeskSDF。⑤將整個(gè)地圖輸出為DWG格式。⑥使用海量復(fù)制將數(shù)據(jù)從一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)制到另一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。（2）Spatial數(shù)據(jù)文件(SDF)Spatial數(shù)據(jù)文件(SDF)格式可讓用戶以基于文件的地理空間格式存儲(chǔ)幾何圖形和屬性信息。SDF可保留更多信息，并且比DWG具有更快的性能。SDF支持多種幾何圖形、多表格和空間索引。①使用數(shù)據(jù)連接直接連接到SDF文件。所做的任何編輯都體現(xiàn)在SDF文件上。②如果從SDF輸入數(shù)據(jù)，輸入的數(shù)據(jù)將成為地圖中的圖形對(duì)象，與SDF文件的活動(dòng)連接將斷開。輸入是將數(shù)據(jù)從SDF轉(zhuǎn)換為DWG的一種方法。③可以使用海量復(fù)制將數(shù)據(jù)從其他地理空間格式復(fù)制為SDF格式，和從SDF復(fù)制為其他地理空間格式。共享和發(fā)布數(shù)據(jù)（1）共享數(shù)據(jù)AutoCADMap3D使在組織內(nèi)部和外部共享數(shù)據(jù)更容易。（2）將地圖發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)①將單頁或多頁地圖打印到圖紙或文件。②使用“地圖冊(cè)”將大型地圖劃分為在單獨(dú)頁面上呈現(xiàn)的分幅?？梢詫D例、標(biāo)題和其他信息包括在每個(gè)頁面上。③使用AutodeskMapGuideEnterprise軟件將地圖發(fā)布到Internet。將發(fā)布地圖中的所有圖層、圖層定義、動(dòng)態(tài)標(biāo)簽、查詢、過濾器和樣式（包括點(diǎn)、直線、光柵和其他樣式）。如果為不同的縮放級(jí)別設(shè)置樣式，當(dāng)最終用戶在Web瀏覽器中進(jìn)行放大或縮小時(shí)，地圖的外觀將更改?？s放時(shí)，根據(jù)在AutoCADMap3D中建立的設(shè)置樣式規(guī)則更改外觀。④將地圖發(fā)布為單一HTML頁面。生成的結(jié)果是地圖的“快照”，每個(gè)人都可以在Web瀏覽器中查看。⑤以AutodeskDWF格式保存地圖，以與AutodeskDesignReview（可免費(fèi)下載的瀏覽器）配合使用。在Web或Intranet上分布或發(fā)布結(jié)果。您可以使用DWF格式創(chuàng)建地圖冊(cè)。⑥輸出為其他格式，例如DGN或SHP。⑦創(chuàng)建如文本文件的以逗號(hào)分隔報(bào)告，其中列出有關(guān)附著的圖形文件中對(duì)象的信息?？梢詫?bào)告文件輸入到電子表格、數(shù)據(jù)庫和文檔中。⑧使用“電子傳遞”打包地圖使用的所有文件,并將其發(fā)送給另一AutoCADMap3D用戶。使用開源和API擴(kuò)展功能（1）使用開源獲得的擴(kuò)展性通過FDO數(shù)據(jù)訪問技術(shù)的功能，用戶可以利用開源世界。FDO延伸了數(shù)據(jù)訪問。第三方和開源FDOProvider支持Autodesk目前不支持的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。（2）功能強(qiáng)大的APIAutoCADMap3D附帶有完善的.NET應(yīng)用程序編程接口(API)，組織可使用它們創(chuàng)建自定義工具并自動(dòng)執(zhí)行常用的程序。AutoCADMap3D和AutodeskMapGuideEnterprise軟件共享統(tǒng)一的地理空間API，以及統(tǒng)一的FDO數(shù)據(jù)訪問技術(shù)。使用這些工具來建立共享業(yè)務(wù)邏輯和常用代碼的自定義應(yīng)用程序。2.2.3AutoCADMap3D的主要技術(shù)特點(diǎn)（1）在AutoCADMap3D中處理對(duì)象數(shù)據(jù)，用戶將對(duì)象的信息存儲(chǔ)在DWG文件中，這樣的信息稱為對(duì)象數(shù)據(jù)，對(duì)象數(shù)據(jù)與圖形目標(biāo)整合，并存儲(chǔ)在圖形文件中，你可以建立多欄的對(duì)象數(shù)據(jù)表并對(duì)不同的對(duì)象輸入相應(yīng)的屬性值，對(duì)象數(shù)據(jù)和其他屬性相比更易于使用，因?yàn)閷?duì)象數(shù)據(jù)能夠與任何對(duì)象共同工作，所以它可以運(yùn)行基于對(duì)象數(shù)據(jù)的查詢程序，并應(yīng)用對(duì)象數(shù)據(jù)創(chuàng)建專題地圖。（2）AutoCADMap3D可以輸入和輸出多種其他的格式文件，AutoCADMap3D的輸入/輸出引擎可支持所有主要的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式，使我們可以讀取、寫入和轉(zhuǎn)換行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式，包括來自Coverage、E00、DGN、MIF/MID、Tab、VPF、SDTS和SDF等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理完之后，可以將格式數(shù)據(jù)保留在AutoCADMap3D中進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的維護(hù)，也可以輸出到Oracle數(shù)據(jù)庫中或者外部文件中。（3）AutoCADMap3D具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)訪問能力，而這其中的關(guān)鍵技術(shù)就是FDO數(shù)據(jù)訪問技術(shù)，使用FDO數(shù)據(jù)訪問技術(shù)可以使AutoCADMap3D能夠直接無縫地訪問存儲(chǔ)于文件和關(guān)系數(shù)據(jù)庫以及基于web服務(wù)的三維空間數(shù)據(jù)，它允許開發(fā)人員、設(shè)計(jì)者和地理信息系統(tǒng)有關(guān)部門更加有效和準(zhǔn)確地訪問和共享同一資源的數(shù)據(jù)。直接訪問而不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，有助于確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高用戶的工作效率。（4）AutoCADMap3D具有多用戶編輯功能。使用該軟件的查詢功能，多個(gè)用戶可以同時(shí)訪問和編輯同一組文件或地圖，所有用戶都可以在整個(gè)過程中使用所有功能，從而有效、可靠的實(shí)現(xiàn)用戶之間地圖和數(shù)據(jù)的共享，使用戶能夠盡快的獲得自己需要的數(shù)據(jù)，提高辦公效率。（5）AutoCADMap3D具有強(qiáng)大的圖形編輯功能。因?yàn)锳utodeskMap3D是在AutoCAD基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，所以它擁有AutoCAD強(qiáng)大的圖形編輯能力，可快速地實(shí)現(xiàn)捕捉、刪除、移動(dòng)等功能。3三維空間數(shù)據(jù)采集背景3.1三維空間信息概述數(shù)字地形圖廣泛應(yīng)用于測(cè)繪相關(guān)行業(yè),為了便于進(jìn)行空間信息的分析和量測(cè),工作人員在二維數(shù)字地形圖和DEM模型優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,克服二維地理信息在空間表示、分析和應(yīng)用方面的不足,提出了許多測(cè)繪和表達(dá)三維空間信息的想法,例如三維數(shù)字地形圖[6],三維景觀地圖，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。三維空間信息是指與所研究對(duì)象的三維空間特征和分布有關(guān)的時(shí)間與空間信息,它表示地表物體及其環(huán)境固有的形體特征、地理位置、相互關(guān)系。三維空間信息主要有：三維地物數(shù)據(jù)、三維地形數(shù)據(jù)以及地表和地物的紋理圖像數(shù)據(jù),是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的三維空間模型的表示,也是虛擬環(huán)境建設(shè)的基礎(chǔ)。所需獲取的數(shù)據(jù)具體包括三維地物數(shù)據(jù)，三維地形數(shù)據(jù)以及紋理圖片等。其中三維地形數(shù)據(jù)是反映了地面高低起伏的數(shù)據(jù),三維地物數(shù)據(jù)主要是反映地物的高度和立體形狀及屬性。三維空間數(shù)據(jù)的獲取,究其實(shí)質(zhì)是空間定位數(shù)據(jù)采集[7]。三維空間數(shù)據(jù)模型主要有混合型數(shù)據(jù)模型(hybridmodel)、鑲嵌的數(shù)據(jù)模型(tessellatingmodel)、基于矢量的數(shù)據(jù)模型(vectormodel)和分析型數(shù)據(jù)模型(analyticalmodel)4種類型[8,9]。3.2三維GIS三維GIS：利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、3S技術(shù)（GIS、GPS、RS）、三維可視化技術(shù)（VR）等對(duì)地球空間信息進(jìn)行編碼、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、分析和顯示的信息系統(tǒng)，真三維描述、可視化和分析管理的地理信息系統(tǒng)。二維GIS、2.5維GIS、三維GIS對(duì)比如圖3-1：圖3-1二維GIS、2.5維GIS、三維GIS對(duì)比圖3.2.1三維地理信息優(yōu)勢(shì)三維GIS不但為地理信息判讀和空間分析提供了更好的方法，而且為各個(gè)行業(yè)提供了更直觀的輔助方案支持。因此，三維GIS已日益成為GIS發(fā)展的重要方向之一。三維GIS擁有更逼真、豐富的平臺(tái)，利用這一平臺(tái)可使工作人員將抽象難懂的空間信息直觀化和可視化，再結(jié)合自己相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn)就可以弄明白，從而做出快速而準(zhǔn)確的判斷。三維GIS有很多特點(diǎn)，其三個(gè)顯著的特點(diǎn)如表3-1所示：表3-1三維GIS三個(gè)顯著的特點(diǎn)直觀性巨大的數(shù)據(jù)量復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)直觀性是三維GIS的最顯著的特點(diǎn)，通過三維可視化技術(shù)，用戶將得到更好的人機(jī)交互接口，更少的訓(xùn)練時(shí)間，以及更多的空間信息。三維GIS應(yīng)用通常具有海量數(shù)據(jù)(可達(dá)數(shù)百G)，這種巨大的數(shù)據(jù)量使得三維GIS需要得到數(shù)據(jù)庫的有效管理，具有高效的數(shù)據(jù)存取性能。三維GIS不是對(duì)二維GIS的簡(jiǎn)單擴(kuò)展，三維空間中增加了許多新的數(shù)據(jù)類型，空間關(guān)系變得更加復(fù)雜。3.2.2三維GIS主要產(chǎn)品現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外三維GIS產(chǎn)品有很多種，其主要產(chǎn)品如表3-2所示：表3-2三維GIS主要產(chǎn)品產(chǎn)品名稱產(chǎn)品特點(diǎn)ArcGISESRI公司推出的ArcGIS不斷擴(kuò)展了它的三維顯示與分析組件ArcGIS3DAnalyst。該組件提供用戶的功能可以實(shí)現(xiàn)基于TIN格式的DEM三維顯示和立體分析，數(shù)字城市的三維顯示、分析與管理，并提供三維建模工具。ERDASIMAGINEERDAS公司推出的ERDASIMAGINE系列產(chǎn)品是一個(gè)包括制圖和可視化核心功能在內(nèi)的影像工具軟件。其擴(kuò)充的VirtualGIS模塊可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)三維飛行模擬和GIS分析等功能。VRMapVRMap是一個(gè)三維可視化平臺(tái)，可以在多種編程語言平臺(tái)下進(jìn)行二次開發(fā)。IMAGISIMAGIS是一套以數(shù)字正射影像(DOM)，數(shù)字地面模型(DEM)、數(shù)字線劃圖(DLG)和數(shù)字柵格圖(DRG)作為綜合處理對(duì)象的虛擬現(xiàn)實(shí)管理的GIS系統(tǒng)。提供了三維顯示、數(shù)據(jù)庫查詢以及三維分析等模塊。CyberCityCyberCity是專為數(shù)碼城市建設(shè)開發(fā)而成的。該軟件的主要特點(diǎn)是基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站DPW采集的城市三維編碼數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)、CAD數(shù)據(jù)等自動(dòng)建立三維模型，并具有大范圍海量數(shù)據(jù)三庫一體化管理和無縫三維實(shí)時(shí)漫游功能，并包含和拓展了常規(guī)GIS的空間信息查詢、表示、分析和決策功能。AutoCADMap3DAutodeskMap3D是全球領(lǐng)先的創(chuàng)建與管理空間數(shù)據(jù)的工程GIS平臺(tái)，使用FDO（FeatureDataObjects）技術(shù)對(duì)GIS數(shù)據(jù)的直接存取，其完全包含了AutoCAD的全部功能，能夠輕松地應(yīng)用AutoCAD的工具編輯和維護(hù)地理空間信息。AutoCADMap3D是全球領(lǐng)先的創(chuàng)建與管理空間數(shù)據(jù)的工程GIS平臺(tái)，使用FDO技術(shù)對(duì)GIS數(shù)據(jù)的直接存取，而不必理會(huì)數(shù)據(jù)的如何保存以及以何種格式保存的。而且，AutoCADMap3D完全包含了AutoCAD的全部功能，使之能夠輕松地應(yīng)用AutoCAD的工具編輯并維護(hù)地理空間信息。3.3三維空間數(shù)據(jù)采集方法三維空間數(shù)據(jù)的采集精度要求和二維數(shù)字地形圖的精度要求是一樣的,但信息和數(shù)據(jù)量大即采樣點(diǎn)相對(duì)比較密集[10]，目前數(shù)據(jù)采集的方法有很多，如全站儀測(cè)量技術(shù)、遙感技術(shù)、GPSRTK技術(shù)以及攝影測(cè)量技術(shù)[11]，三維數(shù)字地形圖的數(shù)據(jù)采集方法可以從成本、性能、時(shí)間、精度等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。每一種方法都有各自的應(yīng)用范圍，要選擇合適的數(shù)據(jù)采集方案，應(yīng)從需求、精度、經(jīng)費(fèi)條件、設(shè)備條件等方面考慮。三維數(shù)據(jù)源采集方案對(duì)比如表3-3所示：表3-3三維數(shù)據(jù)源采集方案對(duì)比獲取方式DEM的精度速度成本更新程度應(yīng)用范圍地面測(cè)量非常高（cm）耗時(shí)很高很困難小范圍區(qū)域攝影測(cè)量比較高(cm．m)比較快比較高周期性大的工程項(xiàng)目，大范圍測(cè)量立體遙感低很快低很容易國(guó)家范圍乃至全球范圍GPS比較高(cm．m)很快比較高容易小范圍，特別項(xiàng)目地形圖手扶跟蹤數(shù)字化比較低比較耗時(shí)低周期性國(guó)家范圍以及軍事應(yīng)用，中小比例尺數(shù)據(jù)獲取地形圖掃描比較低非常快比較低周期性同上激光掃描、干涉雷達(dá)非常高(cm)很快非常高容易高分辨率、各種范圍4基于AutoCADMap3D的地理空間數(shù)據(jù)采集和可視化應(yīng)用4.1AutoCADMap3D的功能解決方案AutoCADMap3D的功能解決方案如表3-4所示：表3-4AutoCADMap3D的功能解決方案使用基礎(chǔ)AutoCAD面臨的業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)AutoCADMap3D擴(kuò)展功能提供的解決方案由于有許多人處理CAD圖紙，或者這些圖紙數(shù)字化程度不高，因而無法保證準(zhǔn)確性和完整性。強(qiáng)大的工具可以幫助您快速輕松地清理CAD圖紙，消除重復(fù)和錯(cuò)誤信息。您需要同時(shí)處理CAD圖紙和來自承包商及其他部門的數(shù)據(jù)，但是這些數(shù)據(jù)不符合您現(xiàn)有的CAD標(biāo)準(zhǔn)（如圖層和屬性），因此難以使用。使用對(duì)象分類來創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)，并在全部圖紙中保持一致。通過將分類應(yīng)用于新對(duì)象或現(xiàn)有對(duì)象，可以確保對(duì)象符合數(shù)據(jù)和顯示標(biāo)準(zhǔn)。每次只能有一人處理圖紙，制約工作效率。多個(gè)用戶可以同時(shí)處理多個(gè)DWG?文件，直接記錄更新和變更，從而加快項(xiàng)目完成速度。您需要將現(xiàn)有圖紙與其他多種來源的數(shù)據(jù)集成到當(dāng)前項(xiàng)目中，卻發(fā)現(xiàn)使用當(dāng)前的軟件無法完成此任務(wù)。充分利用原始格式的現(xiàn)有文件。讀取和寫入多種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式（例如ESRI?SHP和ArcSDE、MapInfoMIF/MID?和TAB等等）的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)集成到您的工作中。貴公司的GIS部門積壓了大量地理空間工作，但您無法負(fù)擔(dān)額外的人力成本或購(gòu)買GIS軟件的費(fèi)用。使用熟悉的AutoCADMap3D軟件，使受過CAD培訓(xùn)的現(xiàn)有員工發(fā)揮最大作用。結(jié)合使用先進(jìn)的CAD和可直接編輯地理空間數(shù)據(jù)的功能，從而消除工作積壓。您沒有必需的文件存取和轉(zhuǎn)換工具，或者這些工具非常繁瑣，難以使用。無需進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即可將各種數(shù)據(jù)按其原始格式（如ESRISHP）拖到項(xiàng)目中，以便將原有的地圖和數(shù)據(jù)用在當(dāng)前工作中。您需要為地圖和設(shè)計(jì)提供真實(shí)環(huán)境。使用3,000多個(gè)真實(shí)坐標(biāo)系準(zhǔn)確為設(shè)計(jì)和圖紙?jiān)O(shè)定地理參考。您需要一種快速簡(jiǎn)單的方法來創(chuàng)建地圖和演示，以有效表達(dá)您的創(chuàng)意。輕松整合多種數(shù)據(jù)來源并為數(shù)據(jù)設(shè)置樣式，以亮顯道路和公用設(shè)施等對(duì)象，或使用專題地圖分析數(shù)據(jù)，以顯示各種要素特征（如根據(jù)土地價(jià)值以不同顏色表示的地塊）。從一般的地圖上升到高級(jí)的繪圖法和演示。您希望與整個(gè)公司內(nèi)的用戶共享已完成的設(shè)計(jì)和地圖。使用不同方式分發(fā)地理空間數(shù)據(jù)、地圖和設(shè)計(jì)，以滿足公司的需求。使用AutodeskMapGuide軟件直接將地圖和設(shè)計(jì)發(fā)布到網(wǎng)上，或作為單獨(dú)的DWF文件或多頁的DWF地圖冊(cè)來分發(fā)。您需要為設(shè)計(jì)和GIS信息創(chuàng)建元數(shù)據(jù)（關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)）。自動(dòng)為CAD和GIS數(shù)據(jù)創(chuàng)建元數(shù)據(jù)，以管理和維護(hù)您的公司在地理空間數(shù)據(jù)上的內(nèi)部投資。4.2AutoCAD數(shù)字化采集地理空間數(shù)據(jù)采用AutoCAD軟件管理和開發(fā)地形圖數(shù)據(jù)是測(cè)繪及相關(guān)行業(yè)最常用的方法。由于AutoCAD的應(yīng)用目的是為了繪制地形圖，一般我們把地物注記、高程注記等注記信息作為屬性數(shù)據(jù)，按注記文本的格式在AutoCAD中進(jìn)行組織及管理。在這種組織管理方式下，圖形和屬性之間的聯(lián)系僅僅體現(xiàn)在平面位置的接近，所以繪制三維數(shù)字地形圖就需要解決三維空間信息的提取問題，通常利用AutoCAD所附的VBA、AutoLISP、VisualLISP、ObjectARX四種語言對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)應(yīng)用[12]，實(shí)現(xiàn)直接從數(shù)字地形圖中提取地形、地物點(diǎn)的三維坐標(biāo).Dat文件[13]。AutoCAD具有很強(qiáng)的圖形編輯和繪制功能,現(xiàn)在大部分?jǐn)?shù)字化測(cè)繪的內(nèi)業(yè)工作都是在基于AutoCAD二次開發(fā)的軟件下進(jìn)行的,下面參照有關(guān)技術(shù)提出了基于AutoCAD數(shù)字化采集GIS數(shù)據(jù)的方法。其工作流程如表3-5所示：表3-5工作流程基于AutoCAD數(shù)字化采集GIS數(shù)據(jù)的工作流程第一步外業(yè)采集數(shù)據(jù)外業(yè)采集第二步檢查與處理數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理第三步數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入AutoCAD第四步數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)出AutoCAD該方法需要解決以下3個(gè)問題：一是實(shí)體信息在AutoCAD圖形數(shù)據(jù)庫中的存放方法，二是地理實(shí)體屬性信息的編碼，三是數(shù)據(jù)從AutoCAD轉(zhuǎn)入GIS的方法。在AutoCAD3D中的矢量數(shù)據(jù)類型包括以下幾個(gè)方面：①需要參與建模的房屋建筑物是以體狀數(shù)據(jù)形式表達(dá)的，針對(duì)形狀不規(guī)則的房屋建筑物可以將其抽象為規(guī)則的體狀模型；②對(duì)于道路、電力線等以線狀數(shù)據(jù)形式表示；③對(duì)于草地、湖泊面以面狀數(shù)據(jù)形式表示；④對(duì)于獨(dú)立樹、路燈、電桿等以點(diǎn)狀數(shù)據(jù)形式表示對(duì)于道路、電力線等以線狀數(shù)據(jù)形式表示。4.3AutoCADMap3D數(shù)據(jù)庫應(yīng)用案例4.3.1數(shù)據(jù)的輸入某城鎮(zhèn)在CASS7.0軟件中生產(chǎn)了前期地籍?dāng)?shù)，CASS是在AutoCAD平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā)的，因此輸入到AutoCADMap3D的數(shù)據(jù)是不會(huì)丟失和發(fā)生錯(cuò)誤的，AutoCADMap3D和AutoCAD在圖形數(shù)據(jù)方面是完全相同的，在屬性數(shù)據(jù)方面，AutoCADMap3D采用的是對(duì)象數(shù)據(jù)(OData),而CASS采用的是擴(kuò)展數(shù)據(jù)(XData)，所以需要將屬性數(shù)據(jù)從擴(kuò)展數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)象數(shù)據(jù)，但是AutoCADMap3D并沒有提供擴(kuò)展數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)象數(shù)據(jù)的工具，不過它給用戶提供了可進(jìn)行二次開發(fā)的API接口，通過API接口的二次開發(fā)可以實(shí)現(xiàn)XData向OData的轉(zhuǎn)換,其實(shí)現(xiàn)的原理和方法如下：pEnt->xData(sAppName);//獲取XDade_oddefinetab(structresbuf*tab_defn);//創(chuàng)建OData表//給實(shí)體附著OData表.intade_odaddrecord(ads_nameename,char*table);//給實(shí)體添加指定OData表制定字段的值.intade_odsetfield(ads_nameename,char*table,char*field,intrecnum,structresbuf*value);通過以上程序代碼就完成了擴(kuò)展數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)象數(shù)據(jù)的屬性數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，從而完成了第一步工作：數(shù)據(jù)的輸入。4.3.2數(shù)據(jù)的編輯AutoCADMap3D具有AutoCAD強(qiáng)大的數(shù)據(jù)編輯功能,另外，AutoCADMap3D還具有強(qiáng)大的拓?fù)涮幚怼D形清理功能,使用戶更方便和快捷的處理數(shù)據(jù)。采用AutoCADMap3D編輯地籍?dāng)?shù)據(jù)一般的步驟有:創(chuàng)建質(zhì)心、圖形清理、創(chuàng)建拓?fù)?、拓?fù)滢D(zhuǎn)多邊形等,以ZD層為例介紹AutoCADMap3D處理城鎮(zhèn)地籍庫前數(shù)據(jù)的步驟:（1）創(chuàng)建質(zhì)心程序會(huì)為選擇的每個(gè)多邊形創(chuàng)建一個(gè)質(zhì)心點(diǎn),并且會(huì)把多邊形的對(duì)象數(shù)據(jù)屬性賦值到質(zhì)心上,如圖4-1所示,創(chuàng)建的質(zhì)心用于后續(xù)創(chuàng)建拓?fù)涫褂?。圖4-1創(chuàng)建質(zhì)心（2）圖形清理圖形清理可以執(zhí)行下列操作:延伸未及點(diǎn)、打斷交叉對(duì)象、捕捉聚合節(jié)點(diǎn)、融合偽節(jié)點(diǎn)、刪除懸掛對(duì)象、刪除重復(fù)項(xiàng)、零長(zhǎng)度對(duì)象、簡(jiǎn)化對(duì)象、刪除短對(duì)象、清理多段線等,如下圖所示執(zhí)行上述清理動(dòng)作有先后順序,根據(jù)不同的需求選擇合適的清理順序。執(zhí)行完圖形清理可以消除圖形數(shù)據(jù)大部分拓?fù)溴e(cuò)誤。以城鎮(zhèn)地籍的宗地為例,執(zhí)行了上述清理操作,就不會(huì)出現(xiàn)宗地之間有縫隙和交叉的錯(cuò)誤。多個(gè)圖層一起清理可以消除層間的拓?fù)溴e(cuò)誤,比如城鎮(zhèn)地籍的宗地層和房屋層之間就有房屋跨宗地或者說宗地切割房屋的拓?fù)溴e(cuò)誤,我們把宗地層和房屋層一起清理,就不會(huì)存在這種錯(cuò)誤。圖4-2圖形清理（3）創(chuàng)建拓?fù)鋱D形清理之后,圖形中只有點(diǎn)和線,通過創(chuàng)建拓?fù)?記錄點(diǎn)和線的位置關(guān)系、線與線的連通關(guān)系來構(gòu)成面。創(chuàng)建拓?fù)涞倪^程可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,有錯(cuò)誤就不會(huì)完成拓?fù)鋭?chuàng)建,AutoCADMap3D會(huì)根據(jù)不同的錯(cuò)誤類型在錯(cuò)誤的地方做不同的標(biāo)記,根據(jù)標(biāo)記修改完重新創(chuàng)建拓?fù)?如圖3所示。圖4-3創(chuàng)建拓?fù)洌?）數(shù)據(jù)庫的鏈接AutoC