Конвертирование геоданных в среде геоинформационной системы «ITSGIS»

• -    требования различных стандартов на хранение проектной документации в формате САПР;

• -    необходимость сокращения временных затрат и устранения противоречивости пространственных данных.

Основным форматом файла AutoCAD является DWG закрытый формат, изначально разрабатываемый Autodesk. Для обмена данными с пользователями других САПР предлагается использовать открытый формат DXF. Следует отметить, что файлы с расширениями DWG и DXF может читать большинство современных САПР, поскольку данные форматы являются стандартом де-факто в области проектирования для векторных изображений в открытых операционных системах и приложениях. Данный формат позволяет хранить многослойную трехмерную векторную и растровую графику вместе с атрибутивными данными. Файл обмена чертежами представляет собой обычный текстовый файл в кодах ASCII, в котором находится текстовая информация в специально заданном формате, в котором содержится информация о графических объектах чертежа AutoCAD:

• -    имена слоев;

• -    геометрические типы объектов;

• -    описания самих объектов.

Структура файла DXF, используемая для конвертации данных в ГИС «ITSGIS», представлена на рис. 1.

Кроме того, с каждым графическим объектом может быть связано строковое значение. Это значение можно рассматривать, как значение поля таблицы, связанной с объектами данного типа. Чертеж в AutoCAD состоит из произвольного числа слоев, а каждый слой может содержать объекты всех геометрических типов, без разделения на типы объектов.

Слой чертежа AutoCAD может также содержать блоки. Блок – это составленное из различ-

Рис. 1. Структура файла ных графических элементов изображение, которое может вставляться в чертеж в нескольких местах, с указанием имени блока, точки привязки, угла наклона и масштаба.

Некоторой аналогией блоков могут служить точечные объекты, поэтому предусматривается возможность импорта блоков DXF-файла как точечных объектов карты. Другой возможный способ импорта блоков заключается в их раскрытии, т.е. обработке блока как совокупности более простых объектов.

DXF-файл состоит из множества групп. Группа является минимальной структурной единицей файла. Каждые две строчки являются группой. В первой строчке записывается код группы, во второй – значение. Код группы – это идентификатор того, что эта группа описывает. Коды 09 используются для обозначения строковых данных, а коды 10-59 для данных в формате с плавающей запятой двойной точности.

DXF-файл состоит из разделов, которые именуются секциями (SECTION). Каждая такая секция начинается с двух групп – SECTION и имя секции, и заканчивается группой ENDSEC. Количество и порядок секций в различных версиях DXF могут меняться, в новых версиях добавляются новые разделы.

Рассмотрим некоторые секции, которые можно встретить практически в любой относительно современной версии формата DXF секции:

• -    HEADER (заголовок);

• -    TABLES (таблицы);

• -    ENTITIES (примитивы);

• -    BLOCKS (блоки примитивов).

Секция HEADER. В этой секции хранятся различные переменные чертежа, имеющие свое имя. Например, здесь хранится название и версия программы, создавшей чертеж, положение базовой точки чертежа, максимальные и минимальные координаты в чертеже и т.д. В этой секции может содержаться произвольное количество переменных, каждая из которых может содержать произвольное количество данных разных типов.

Секция TABLES. В этой секции хранятся массивы данных, например: таблица слоев карты со всеми их свойствами, таблица стилей и т.д.

Каждая таблица начинается с двух групп – TABLE и Имя_таблицы, и заканчивается группой ENDTAB. Внутри самой таблицы чаще всего присутствует группа Количество_строк, в новых версиях DXF могут быть и другие параметры таблицы. Описание данных, входящих в таблицу, ведется построчно, и группа Имя_таб-лицы сигнализирует о начале новой строки.

Секция ENTITIES. В этом разделе файла хранятся данные о примитивах – это и есть графические данные чертежа. Существуют сложные примитивы, состоящие из других примитивов, например полилиния (POLYLINE), состоящая из вертексов, соединенных прямыми или дугами. Начало примитива определяется группой Имя_-примитива, заканчивается описание примитива следующей группой Имя_примитива или ENDSEC. Однако есть важный момент, связанный со сложными примитивами – их надо обрабатывать по особым правилам, т.к. группа Имя_-примитива может встречаться внутри них. В этом случае конец сложного примитива будет приходиться на первую группу Имя_примитива после группы SEQEND.

Секция BLOCKS. В этой секции содержится описание примитивов, однако здесь они объединены в блоки. Каждый блок имеет уникальный идентификатор и название и может использоваться в секции ENTITIES с помощью примитива INSERT. Таким образом, можно, например, один раз нарисовать какую-то сложную фигуру, объединить входящие в нее примитивы в блок, назвать, скажем «ФИГУРНО-Е_ОТВЕРСТИЕ» и использовать его несколько раз в секции ENTITIES, вместо того, чтобы несколько раз рисовать одну и ту же фигуру. Преимуществом перед обычным копированием-вставкой является в основном то, что при изменении описания этого блока в секции BLOCKS на чертеже автоматически изменятся все вставки этого блока.

Экспорт данных производится в два этапа:

• I.    Чтение данных из базы данных (БД) «ITSGIS» . В БД хранятся геометрии девяти типов (точка, мультиточка, ломаная линия, мультилиния, полигон, мультиполигон, геоколлекция, текст, изображение). Электронная карта состоит из слоев геометрий, система предоставляет

пользователю возможность выбирать экспортируемые слои карты и менять их местами. У каждого типа геометрий имеются определенные стили, система позволяет изменять некоторые стили геометрий, например, цвет и толщину линии, размер текста.

• II.    Экспорт данных в файл AutoCAD . Система предоставляет возможность либо выделить область электронной карты, которую необходимо экспортировать, либо экспортировать всю карту. Система автоматически создает файл формата DXF с заданной структурой, на основе введенных пользователями параметров:

• -    размер карты (вся область или только выделенная);

• -    количество слоев карты и порядок их следования.

В программном модуле при проектировании учтены следующие ограничения:

• 1)    максимальное количество слоев карты – 30;

• 2)    количество видов геометрических объектов – 9;

• 3)    максимальное количество геометрических объектов на одном слое – 100 000.

• 4)    количество вариантов опор для установки знаков – 5;

• 5)    максимальное количество знаков, находящихся на опоре, – 6;

• 6)    максимальное количество видов знаков – 300.

Объекты в файле являются графическими примитивами. Графическая информация в формате DXF хранится по слоям. Важным типом графического примитива в DXF является понятие блока, в котором может храниться любой набор геометрических примитивов, текст и атрибутивные данные. В файле DXF блоки хранятся отдельно в секции блоков; сам же чертеж создается по информации, содержащейся в секции графических примитивов. В секции графических примитивов могут находиться ссылки на конкретные блоки с координатной привязкой блока на чертеже. Один и тот же блок может многократно появляться на чертеже, используя разную координатную привязку и параметры ориентации.

В процессе проектирования программного модуля конвертирования геоданных в среде геоинформа-ционной системы «ITSGIS» разработана логическая модель базы данных, представленная на рис. 2.

Специальное программное обеспечение «Экспорт в AutoCAD» является встраиваемым модулем к клиентской части интеллектуальной транспортной геоинформационной системы «ITSGIS».

Программный модуль «Экспорт в AutoCAD» реализует следующие функции (рис. 4):

• -    выбор области карты для экспорта;

• -    выбор необходимых слоев для конвертации, с возможностью изменения стиля;

  Геометрия

  
  

  id геометрии

  
  

  Стиль

  
  

  -• id геометрии (FK)

  
  

  Слой

  
  

  Геодаиные id слоя (FK)

  
  
  
  
  

  Z

  Ломаная линия

  

  Мультиполигои id геометрии (FK)

  Полигон __

  id геометрии (FK)

  Мультипиния id геометрии (FK)

  
  

  Назвамиеслоя

  Порядок слоя

  Высота видимости максимальная

  Высота видимости минимальная id карты (FK)

  
  
  
  
  

  Карта id карты

  
  

  Тип стиля

  
  

  г

  
  

  Мультиточка id геометрии (FK)

  
  

  id геометрии (РЮ

  
  
  
  

  Изображение

  
  

  Название карты

  Минимальная граница по оси X

  Минимальная граница по оси Y Максимальная граница по оси X Максимальная граница по оси Y

  
  

  Стиль линии

  Г---------- id геометрии (FK)

  
  

  । Стиль.Тип стиля

  
  

  Z

  
  
  
  

  Е"'утренний стиль

  id геометрии (FK)

  
  

  id геометрии (FK)

  
  

  Данные изображения '-’^ГТ-^я—ти-^г^^

  Z

  
  

  Текст

  
  

  id геометрии (FK)

  
  

  Прикрепленный текст

  
  

  Z

  
  

  Геоколлекция

  id геометрии (FK)

  
  

  Цвет линии

  Толщина линии

  Стиль пунктирной ЛИНИИ

  Шаблон заполнения пунктирной линии

  
  

  г

  Стиль изображения id геометрии (FK)

  
  

  Стиль области

  
  

  Z

  
  

  Цвет переднего фона

  Цвет заднего фона

  Тип кисти

  Тип закраски

  Шаблон закраски Изображение закраски Путь к файлу с закраской

  
  

  Ширина изображения Высота изображения

  Угол поворота изображения

  
  

  id геометрии (FК)

  
  

  Стиль текста

  
  

  id геометрии (FK)

  
  

  Z

  
  

  Цвет текста

  Название шрифта

  Ширина шрифта

  Высота шрифта

  Размер пробела шрифта в пунктах

  Угол поворота текста

  
  

  Цвет передней области

  Цвет задней области

  Тип кисти области

  Тип закраски области

  Шаблон закраски области

  Изображение закраски области

  Путь к файлу с закраской области

  Цвет границы области

  Толщина границы области

  Стиль пунктирной границы области

  Шаблон заполнения пунктирной границы области

  Тип кисти области

  
  

Рис. 2. ER-модель

(Требуется экспорт дорожных змаюв]

Ввод параметров экспорта

entry / Открыть форму экспорта в AutoCAD do / Ввести параметры exit / Закрыть форму экспорта AutoCAD

[Требуется экспорт геометрий электронной карты)

Экспорт завершен

Поиск геометрий попававших в область

[Геометрии намденны]

Преобразование геометрий к типу AutoCAD

[Требуется экспорт дорожных змаюв]

Экспорт завершен

[Требуется отбыть фай л в AutoCAD]

Открыть файл в AutoCAD

________ Экпорт дорожных знаков ________ do / Сформировать и выполнить SQL запрос

Экспорт завершен

Завершение экспорта

Экспорт завершен

Рис. 3. UML-диаграмма состояний экспорта в AutoCAD

Выбор области

Отключение/Подключение слоёв

Задание следования слоев карты

Выделение области карты

Отмена

033 - ТРОТУАРЫ

035-ОСЕВЫЕ

038 - ПАРКИ СКВЕРЫ

039 - ДОРОЖКИ В ПАРКАХ

040 - ГАЗОН В ПАРКАХ

045 - ГИДРОГРАФИЯ

051 - ИДС - ПУТЕПРОВОДЫ

052 - ИДС - МОСТЫ

055 - ПОДЗЕМНЫЕ ПЕРЕХОДЫ И МЕТРО

070 - ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ

085 - ФОНТАНЫ

090 - СТРОЕНИЯ ЖИЛЫЕ

Изменить

Изменить

Изменить.

Изменить .

Изменить

Изменить для конвертации

Стиль

Изменить ...

Изменить

Изменить.

Изменить

Изменить

Выбор слоёв

[V Открыть файл в AutoCAD

Имя файла

090 - СТРОЕНИЯ НЕЖИЛЫЕ

Рис. 4. Выбор области карты и набора слоев в «ITSGIS»

• -    задание порядка следования слоев;

• -    экспорт данных в DXF-файл.

В среде «ITSGIS» на электронной карте в выбранном масштабе выделяется область карты, для которой необходимо выполнить конвертацию, затем выбираются слои, информация с которых в дальнейшем поступит в сконвертированный файл. При необходимости можно изменить порядок следования слоев электронной карты, переместив вперед (выше) те, которые должны быть видны.

В базе данных «ITSGIS» содержится информация об объектах транспортной инфраструктуры, хранящихся в соответствующих слоях электронной карты. Корректно введенные настройки позволяют модулю-плагину «Экспорт в AutoCAD» конвертировать пространственную информацию из формата ГИС «ITSGIS» в формат САПР «AutoCAD» с сохранением условных обозначений, используемых в ГИС.