基于ArcGIS和EPS的城市控规数据转换探讨.pdf

浙江测绘 2023 年第 4 期学术研究ZHEJIANGCEHUI摘要院 控规数据转换是城市规划管理信息系统建设和运维的重要环节袁针对目前湖州规划管理信息系统中控规数据的入库要求袁本文探讨了 CAD 控规数据向 GIS 平台数据转换的技术流程袁并结合 ArcGIS 和 EPS 软件脚本开发工具予以实现遥 实例结果表明袁该方案流程简便快捷袁易实现且准确性高遥关键词院 控制性详细规划曰 ArcGIS曰 EPS曰 控规数据曰 数据转换基于 ArcGIS 和 EPS 的城市控规数据转换探讨丁立袁 钱强强袁 阮剑佳渊湖州市测绘院袁湖州313000冤1 引言随着城市建设规模不断扩大和社会信息化快速发展袁城市规划管理的信息化建设已逐渐成为规划行业发展中的热点袁为了满足城市规划管理的需要袁提高城市规划管理水平袁越来越多的城市都建立起了基于GIS数据技术平台的规划管理信息系统袁ArcGIS是目前大多数规划管理信息系统依托的地理信息系统平台1遥 控制性详细规划渊控规冤是以总体规划为依据袁对城市局部建设区域内的功能定位尧规模容量尧发展态势作出具体规定的规划2袁因此控规数据是城市规划管理信息系统中最重要的规划数据之一3袁目前大部分控规编制工作主要是基于Auto-CAD软件进行的袁由于CAD自身的软件特性袁传统的控规编制成果会产生图形数据和属性数据相对独立的情况袁因此基于CAD数据格式的控规编制成果难以满足现代规划审批管理的需要袁且不便于控规数据的日常维护与展示遥基于GIS平台提供的强大数据库可实现控规编制中空间数据和属性数据的有效联动4袁因此控规数据转换是许多城市规划管理信息系统建设和运维过程中经常遇到且必须解决的问题遥本文将结合湖州地区控规数据入库基本情况袁重点探讨控规CAD数据向GIS数据转换的技术流程袁并实现基于ArcGIS和EPS软件脚本的控规数据转换方法遥2 控规数据库基本情况湖州市规划管理信息系统以关系型数据库渊Oracle冤和空间数据引擎渊ArcSDE冤为依托袁通过采用ArcSDE Geodatabase数据模型建立ArcS-DE地理数据库袁 实现基于ArcSDE+Oracle方式下的各类控规编制成果数据空间建库尧 存储尧管理和维护等工作遥 为了保证控规数据的优化管理应用袁 控规数据库将专题数据按几何类型 渊点尧线尧面冤严格分开袁并且按不同类型的规划成果进行专题分类遥根据叶湖州市控制性详细规划成果空间数据库标准曳要求袁湖州市控规建库内容主要包括用地尧配套设施尧市政管线尧交通以及控制线等五大类内容袁并采用点尧线尧面三种几何要素进行表达遥 其中袁点状要素有配套设施尧道路名称尧出入口方位尧标注注记尧标注点等袁线状要素有电力管线尧电信管线尧给水管线尧雨水管线尧污水管线尧燃气管线尧热力管线尧综合防灾尧建筑物控制线尧道路红线尧水系蓝线尧绿化绿线尧设施黄线尧文保紫线尧城市橙线尧道路中心线尧禁止开口线尧路缘石线尧标注线等袁面状要素主要有规划单元尧控规街区尧规划范围尧用地现状尧用地规划尧项目范围等遥控规数据库中每个图层除了入库人员尧 入库时间尧备注信息等共有字段外袁都有各自不同的字段袁反映不同的属性信息袁如控规单元主要涵盖了单元编号尧单元名称尧主导用地属性尧总用地面积尧净用地面积尧居住人口规模尧总建筑面积尧平均容积率尧总绿地面积尧配套设施等信息袁用地现7窑窑浙江测绘 2023 年第 4 期学术研究ZHEJIANGCEHUI状图层则涵盖了用地代码尧用地性质尧用地面积尧建筑面积尧容积率尧建筑密度尧绿地率尧建筑高度尧车位尧出入口方位尧居住人口尧配套设施等信息遥以控规单元为例袁其属性字段结构如表1所示遥表 1 控规单元属性字段结构表序号字段名称字段别名字段类型字段长度备注1YSBM要素编码Text102YSMC要素名称Text503XZQY行政区域Text504DYBH单元编号Text205DYMC单元名称Text506ZDYDSX主导用地属性Text2557ZYDMJ总用地面积Double单位院公顷8JYDMJ净用地面积Double单位院公顷9JZRKGM居住人口规模Integer8单位院人10ZJZMJ总建筑面积Double单位院公顷11PJRJL平均容积率Double12ZLDMJ总绿地面积Double单位院公顷13PTSS配套设施Text25514RKRY入库人员Text10015RKSJ入库时间Date16BZXX备注信息Text2553 控规数据转换3.1 数据准备控规原始数据主要包括CAD图则数据尧单元规划文本和控规单元说明袁其中图则数据分为单元总图则渊图1冤尧街区图则和小图则袁这些图则数据包含了控规数据中用地尧配套设施尧市政管线尧交通和控制线所有的图形要素袁并且这些要素有明确的分层分色信息袁为图形要素的提取提供便利遥 单元规划文本和控规单元说明中则包含了各种控制指标属性袁如用地编号尧用地面积尧用地性质尧建筑密度尧容积率尧绿地率尧道路等级尧红线宽度等袁 可事先将这些控制指标属性导入到Excel表格中袁 这样将有利于后期指标属性与图形要素的挂接遥 此外在转换前应确认控规数据的坐标系和高程基准袁整个转换流程不应改变数据的数学基础遥图 1单元总图则示意图3.2 数据转换8窑窑浙江测绘 2023 年第 4 期学术研究ZHEJIANGCEHUI从CAD数据格式到GIS数据格式的转换需重点解决两个问题袁即图则数据中图形要素的转换和控制指标属性表赋值遥 在图形要素提取过程中袁本文主要采用了两种方法袁一种是直接采用ArcGIS工具箱下To Shapefile工具将CAD数据格式转换为shp格式袁 该方法转换时无法挂接属性值袁主要用于简单图形提取曰另一种则是通过EPS软件数据导入导出功能实现图形要素提取袁该方法在导入CAD数据后袁 通过脚本程序可挂接一些控规属性袁即在EPS软件中实现图形和部分属性的挂接袁 通过软件导出shp或mdb格式后袁在ArcGIS中查看相应图形时袁也能获取图形上挂接的属性信息袁 可明显提高属性录入效率遥在对控制指标属性表进行赋值时袁属性表的字段可分为两类袁第一类为共有型字段袁如行政区域尧项目名称等袁 该类字段可采用ArcGIS属性表中字段计算器功能进行统一赋值曰第二类为专有型字段袁 不同图形要素的此类字段值可能各不相同袁因此无法进行统一赋值袁可采用属性表关联法进行赋值袁首先将控规文本中的指标数据转换为Excel表袁 并且保证图形要素表中的某个字段和Excel表的某个字段可相互匹配袁 然后使用Join工具将图形要素表和指标属性表关联袁 将关联后的指标属性表字段值赋到图形要素表对应的字段中遥在进行图层转换的过程中袁一些点尧线要素的属性与其外围面要素的属性是相同的袁如城市配套设施渊点要素冤层中街区编号字段和控规街区渊面要素冤层是一致的袁地块编号字段和控规单元渊面要素冤层是一致的袁如果对点尧线要素的这些属性进行单独赋值袁势必耗时耗力袁因此在实际操作过程中一般按照面尧线尧点要素的顺序进行转换遥 通过ArcGIS工具箱中的Spatial Join工具进行要素空间关联袁可将面要素的属性赋值给面内的点尧线要素遥3.3 EPS 脚本实现在转换过程中袁 会遇到一些专有型属性的提取与赋值袁 如属性表字段中道路名称和机动车出入口方位的获取等遥 对于这一类问题袁本文主要采用了基于VBScript的EPS脚本语言进行开发5-6袁实现属性数据的快速提取与处理遥城市道路名称在规划编制成果CAD图则中是以文字注记的形式表示的袁这些注记一般均匀分布在道路中心线附近袁尽管在图面上可以通过注记对道路名称进行直观地辨别袁但实际上道路中心线和注记之间并不存在关联袁且在控规数据库中袁道路名称是道路中心线层中的一个重要属性字段袁 通过该字段与相关表格进行属性关联袁可实现道路中心线其它属性字段的快速录入遥 因此袁对每条道路周边的名称注记进行准确地提取和合并袁可以大大提高道路中心线图层入库的效率遥要实现对道路名称的提取和合并袁需重点解决两个问题袁首先是如何将目标道路与相对应注记的准确挂接袁如果不能准确地选出道路相应的注记袁则后续的合并工作将毫无意义遥 另一个问题是如何对提取的道路注记点进行合并袁即处理注记点的顺序问题遥由于在控规CAD图则编制时袁 道路注记一般都设置在道路中心线附近袁所以可通过道路中心线生成一定宽度的缓冲区袁选择缓冲区内包含的道路注记即为道路名称遥 对于注记点的顺序问题袁本文主要根据注记点的X坐标和Y坐标的求和值进行排序袁一般情况下袁一个道路名称从左往右每个字X坐标和Y坐标的求和值都按从小到大或从大到小排列袁例如袁野珍贝路冶袁经排序合并后的名称袁可能是野珍贝路冶袁也可能是野路贝珍冶袁对于后一种情况则需要对其进行倒序处理遥以下为EPS软件及脚本实现的具体流程遥图 2数据转换流程图9窑窑浙江测绘 2023 年第 4 期学术研究ZHEJIANGCEHUI渊1冤将CAD单元图则中的道路中心线和道路注记全部选择后袁导入到EPS软件中袁并分别赋予交通线和交通注记编码袁便于脚本进行对象过滤遥渊2冤在EPS软件对道路中心线建立缓冲区袁缓冲区宽度为30米袁将缓冲区转换成面遥渊3冤搜索每个缓冲区面内的道路名称注记袁获取每个注记的ID尧X坐标和Y坐标信息袁对X坐标和Y坐标做求和处理袁记为sum_XY遥渊4冤将道路注记的sum_XY属性值从小到大排序袁 每个注记ID也根据sum_XY属性值的大小顺序进行相应排序处理袁 通过获取排序后ID对应的注记内容袁并进行字符串连接袁即得到完整的道路名称遥 对于排序完的字符串如果是以野路冶尧野线冶尧野道冶尧野街冶等汉字为首袁则对该条道路名称进行字符串倒序连接处理遥渊5冤将合并后的道路名称赋值给对应的道路中心线遥机动车出入口在规划编制成果CAD图则中以等边三角形图块表示渊图3冤袁三角形的其中一角大致指向机动车出入口方向袁用以指示出入口的方位遥 在控规数据库中袁机动车出入口以点实体类型进行存储袁再利用系统符号化功能实现与CAD图则中相同的显示效果袁为了使符号化后的点对象准确地指示出入口方位袁需要在该数据层中添加符号角度这一字段袁该符号角定义以南方向为起始方向袁逆时针到直线的水平夹角袁符号角度值位于0-360 之间袁 这里的南方向与坐标方位角的起始方向相差180 袁如图4所示遥因此在对机动车出入口进行入库时袁需要重点解决如何将CAD中的图案填充对象转换为库体数据中的点对象以及如何确定符号角度的问题遥 对于等边三角形来说袁其中心点最具代表性袁因此选择出入口符号的中心点作为库体数据的点对象遥根据符号角的定义袁要确定符号角必须先确定出入口方位直线袁通过对出入口点对象向对应的道路红线作垂线袁 所得垂线即为出入口方位直线遥由于出入口的符号角和坐标方位角之间相差180 袁因此在实际计算中袁先计算机动车出入口的坐标方位角袁然后通过两者间的数学关系再求得出入口的符号角度值遥以下为EPS软件及脚本实现的具体流程遥渊1冤将CAD单元图则中的机动车出入口对象导入到EPS软件中袁导入后为等边三角形面实体遥渊2冤通过获取各等边三角形三个角点的坐标袁求取三角形中心点坐标袁 并在中心点坐标处生成单点 渊出入口点冤袁 作为入库时该出入口的点实体遥渊3冤导入城市道路红线数据袁对红线数据进行折线化和多段线分解处理遥渊4冤以出入口点为圆心袁一定距离为半径搜索最近的道路红线线段袁并获取出入口点到该线段的垂足点坐标袁根据该坐标和出入口点坐标反算出入口点的坐标方位角遥渊5冤将坐标方位角通过转换得到符号角度袁并将该角度赋值给对应的出入口点遥该脚本的主要实现代码如下所示院for i=0 to geocount-1爷遍历所有的出入口点crkid=SSProcess.GetSelGeoValue(i,SSObjID)爷获取出入口点的ID图 3控规 CAD 图则中出入口方位图 4规管系统中出入口符号角度10窑窑浙江测绘 2023 年第 4 期学术研究ZHEJIANGCEHUISSProcess.GetObjectFocusPointcrkid,x,y爷获取出入口点的坐标ids=SSProcess.SearchNearObjIDs(x,y,50,1,4991012,0)爷以50米为半径搜索最近的道路红线噎噎x1=SSProcess.GetObjectAttr(dlID,SSObj_X(1)爷获取最近道路红线的端点坐标y1=SSProcess.GetObjectAttr(dlID,SSObj_Y(1)x2=SSProcess.GetObjectAttr(dlID,SSObj_X(0)y2=SSProcess.GetObjectAttr(dlID,SSObj_Y(0)getvtlPoint x,y,x1,y1,x2,y2,xx,yy爷求垂足点坐标coordfs y,x,yy,xx,dist1,angle1爷坐标反算获取出入口点的坐标方位角angle2=180-formatnumber(SSProcess.Ra-dianToDms(angle1),6)爷计算符号角度if angle2=0 thenSSProcess.SetObjectAttrcrkid,STA-TUS,angle2elseSSProcess.SetObjectAttrcrkid,STA-TUS,angle2+360end if噎噎next4 实例应用此方案袁采用ArcGIS10.2和EPS2016实施对湖州市控规单元数据的转换工作袁共转换了白鱼潭尧大港尧飞英等24个控规单元袁单元转换成果如图5所示袁 从整个转换过程来看袁所提出的转换方法减少了入库人员一定的重复劳动袁EPS软件脚本程序加快了属性数据的获取与赋值袁 提高了入库数据的转换效率袁从转换成果来看袁图形成果数据未发生丢漏变形袁属性信息清晰明确袁图形与属性信息挂接准确无误遥图 5控规数据转换成果5 结语本文针对湖州市控规数据入库项目袁探讨了基于ArcGIS和EPS软件的城市控规数据转换方法袁实现了控规数据由CAD数据向ArcGIS数据格式快捷准确的转换袁整个转换技术流程简单易懂袁 有一定ArcGIS基础的操作人员便可快速上手袁转换过程中的EPS脚本程序也有助于缩短工期袁提高效率袁对于其他类似数据入库转换项目具有一定的参考意义遥参考文献院1 钱国栋.城镇控制性详细规划管理信息系统研究与开发D.浙江大学袁2012.2 黄厚.基于 GIS 的上海市控制性详细规划编制与审查管理系统的设计与建设J.测绘与空间地理信息袁2013袁36渊01冤院146-147+151.3 王警袁方音.控规编制中空间数据与属性数据一体化方案J.城市规划袁2007渊04冤院74-77.4 李岳.基于 GIS 数字技术平台的控规数字化编制途径探析D.天津大学袁2012.5 张欢.基于 EPS 脚本二次开发的规划核实测量自动化处理程序J.城市勘测袁2019渊04冤院151-155.6 李甫群袁曾光清袁彭军文袁黄江雄.基于 EPS 平台的规划绿化面积自动化测算J.城市勘测袁2019渊05冤院167-169+173.作者简介院丁立渊1989-冤袁男袁硕士袁高级工程师袁主要从事测绘地理信息数据处理相关工作遥Email院遥11窑窑