基于AutoCAD的燃氣管網GIS矢量化拼接插件技術研究與實現
基于AutoCAD的燃氣管網GIS矢量化拼接插件技術研究與實現,提出了一套全新的基于AutoCAD軟件進行燃氣管網矢量化工藝中管線拼接的插件技術開發方法。該方法指出了一個全面采用統一軟件過程實施軟件項目的研究方向,采用RUP的規范進行項目管理、運用UML進行業務建模和系統設計、采用面向對象技術進行詳細設計和編碼。通過多個實際項目的應用表明,采用本文提供的插件開發技術和設計思路,研發的矢量化管線拼接軟件系統,能很好地滿足燃氣領域對管網GIS的數據管理需求和管線拼接工藝要求,縮短矢量化項目工程周期、降低項目實施成本。
引言
燃氣管網矢量化,是指把傳統紙質的燃氣管網信息轉換成矢量數據的數字化處理過程。具體而言,是將紙質燃氣管網地圖、管線、管件資料,經過計算機圖形/圖像系統光-電轉換量化為點陣數字圖像,經圖像處理和曲線矢量化,或者直接進行手扶跟蹤掃描后,生成可以為地理信息系統顯示、修改、標注、漫游、計算、管理和打印的矢量地圖數據文件的數字化處理過程。
燃氣行業中管網矢量化工程通常是在MapInfo、ArcGIS等大型GIS軟件系統中實施,然而這類軟件系統運行環境要求很高、部署繁瑣、操作復雜、對城市地理信息的依賴性極高,導致矢量化工程無法單機離網獨立實施、難以并行開展,造成燃氣管網矢量化工程的項目周期長、成本居高不下、風險難以評估等諸多問題。此外,本可選擇在圖形矢量化軟件如AutoCAD等中進行矢量化工程,然而這類軟件只提供基本的圖形數據管理及簡單的擴展字段,無法適應燃氣管網設施復雜的業務數據的保存需求。不僅如此,大型GIS軟件和AutoCAD等矢量化軟件,都沒有符合燃氣管網工藝要求的圖形拼接功能。因而長期以來,在燃氣管網矢量化工程的圖形拼接方面,一直缺乏符合燃氣管網數據管理要求、運行高效、操作便捷、成本適中的圖形拼接軟件系統。
1、技術方案分析
燃氣管網矢量化的實施過程通常分為管網工程繪制、圖形拼接、數據轉換、數據檢查校正等4個環節,上一環節的結果是下一個環境的數量來源,每個環節結束后按照既定的業務規則和質量標準,對該階段成果進行全面檢測,符合數據質量管理標準的階段成果才能進入下一個處理環節,檢查不合格則返回上一環節進行修正和完善。
燃氣管網GIS矢量化拼接插件,應用于燃氣管網矢量化工程的圖形拼接環節,是根據燃氣管網工藝規范和接管、碰管和割接的工藝處理要求,定制開發的一套管網圖形拼接軟件,加載前階段繪制的零散的矢量化管線,實現垂直、平行、對碰、交叉、錯位等管線拼接和數據處理;并以圖形數據庫或關系數據庫的方式進行數據存儲。
通過對大量燃氣管道分布情況的深入研究和綜合分析,得出燃氣管網管道的位置分布情況有兩兩不相交和兩兩相交兩大類。兩兩不相交有:同在一條直線上、不同在一條直線上、平行錯開、垂直不相交、傾角不相交共5種;兩兩相交有:垂直相交、傾角相交、部分重疊共3種。燃氣管網GIS矢量化拼接插件,實現上述8種情況的管線拼接功能,即可將原本孤立、分散的各區域的燃氣管道逐一拼合成相互聯通的、完整的城市燃氣管道矢量化GIS圖。詳細的管道位置分布情況如表1所示。
表1 管道位置分布情況

鑒于專業的大型GIS系統和單一的矢量化繪圖軟件均不符合燃氣管網矢量化的圖形拼接功能,因而采用在矢量化繪圖軟件AutoCAD上進行功能擴展,開發全新的矢量化圖形拼接插件,既滿足燃氣管網矢量化數據存儲和管線拼接需求,又保證工程實施的低成本和高效率。
燃氣管網GIS矢量化拼接插件,在系統架構方面,采用純面向對象技術進行軟件系統的分析、設計,采納統一軟件過程(RUP)的規范來組織軟件項目的開發實施,運用UML進行軟件系統的需求分析、業務建模、邏輯設計。在編碼實現方面,采用Microsoft 的C#語言,以Autodesk開發包作為CAD開發驅動和圖形GIS算法基礎庫,基于AtuoCAD2010版本進行矢量化拼接插件設計和開發。
4、結束語
通過對燃氣行業管網GIS矢量化工程全面深入的研究,本文闡述了一種全新的燃氣管網矢量化工藝中管線拼接的插件研發技術,采用統一軟件開發過程(RUP)組織軟件項目實施,運用UML進行業務建模、需求分析和邏輯設計,全程采用面向對象的方法進行架構設計、詳細設計和編碼,成功開發出運行效率高、操作便捷、成本適中的燃氣管網矢量化的管線拼接插件。本文闡述的技術方案不僅對燃氣管網矢量化軟件系統的開發與實施有切實的指導作用,對GIS領域其他應用軟件的分析與設計都有較大的參考價值。