AutoCAD生产平台与GIS系统交互研究

张小波，陈凯，石吉宝，白晓明，陈军胜

(成都市勘察测绘研究院，四川 成都 610081)

1 引 言

测绘地理信息采集生产的平台多基于AutoCAD，早期由于对数据要求不高，在生产平台只进行基本的图形绘制与编辑，随着地理信息技术的发展，在生产环节采集编辑的地理信息要素越来越多，生产时往往需要在外业采集的数据上叠加其他数据进行综合生产。

生产平台若能调用GIS系统的影像及地图服务，将极大地丰富基础数据来源，为数据生产提供便利。Esri官方推出了ArcGIS for AutoCAD插件，其可以使AutoCAD作为ArcGIS Server的客户端加载地图服务，并且可以作为GIS数据结构编辑器来组织CAD数据。其功能虽然强大，但是由于其沿袭专业GIS软件的风格和体系，更侧重GIS数据管理，若用于AutoCAD平台进行生产，缺点十分明显：一是需要手动输入服务路径等相关参数，对使用人员要求较高；二是需要在本地进行投影定义，不利于投影参数保密；三是不具备自动刷新及缓存机制，响应速度慢。

基于此，我们进行了AutoCAD生产平台与GIS系统交互的研究，使AutoCAD生产平台能够直接调用ArcGIS发布的服务，虽然功能不及ArcGIS for AutoCAD强大，但是对运行效率和易用性方面进行了优化，并将关键参数内置，而且内建缓存机制，达到了比较理想的使用效果。

2 实现方法

服务器端利用ArcGIS Server发布地图服务并进行切片处理；在AutoCAD客户端上开发插件：根据当前窗口的显示范围匹配地图服务的比例尺，按切片规则计算出相应的缓存图片集，将缓存图片插入后置于底层作为底图显示，并进行自动刷新检测，实现实时更新。其基本流程如图1所示。

图1 基本流程

虽然通过ArcGIS Server的REST接口以HTTP指令的形式能够直接获取指定范围的电子地图[1]，但是经测试这种方式响应速度相当慢，在本场合不具备实用性，所以需要在客户端另行开发。通过实时获取当前范围和比例，依据ArcGIS Server的切片规则计算当前比例下需要显示的缓存图片，直接从地图服务的缓存目录获取对应的文件，以底图方式拼接显示，同时在本地建立缓存机制，以提高速度。

3 服务器配置

服务器端对需要发布的地图文档正常进行切片即可[2～4]，切片完成后，根据客户端调用方式将切片数据设置HTTP，FTP或者文件共享。

需要注意的是ArcGIS Server 10.1之后发布地图服务必须要对Mxd文档添加地图投影文件，用户在调用地图服务时候很容易获取到坐标系参数，不利于参数保密，因而在对外发布地图服务通常使用标准3度带投影。为了保证发布的地图数据位置正确，能和常用的坐标系下数据叠合，需要先在常用坐标系下进行地图发布和切片；接着提取发布数据的范围线，去掉坐标信息，在标准3度带投影下配置mxd文档，必须保证只有mxd文件带有坐标系信息，范围线数据不能带有坐标系信息；然后使用配置好的mxd数据以同样的参数(包括起始点、分辨率、切片大小、级别等)在标准3度带投影下发布地图服务，再把常用坐标系下的地图切片数据拷贝过来，这样发布出来的地图坐标位置就和常用坐标系下坐标位置一致。

4 客户端开发

客户端基本功能是根据切片配置和当前显示范围，获取GIS平台的地图服务作为底图，其核心是缓存图片的计算；由于面对一线生产人员，客户端的易用性与显示速度非常重要，因此加入了自动刷新检测与缓存机制。为了方便与其他功能集成，本次客户端基本的缓存图片计算、显示缓存机制等采用Visual LISP开发，而自动刷新检测采用ObjectARX技术编写反应器回调LISP函数。

4.1 缓存图片计算原理

缓存目录结构如图2所示，在_alllayers文件夹以下，是切片设置的从小到大多个比例尺级别；一个比例尺文件夹下，是切图的“行”文件夹，命名规则是R加上16进制8位行号，不足补0；每行文件夹下就是该行的所有缓存文件了，命名规则是C加上16进制8位列号，不足补0。

图2 缓存目录结构

在缓存目录的conf.xml文件中，保存了切片的参数，其中涉及计算缓存图片的关键参数有切图原点TileOrigin，图片的DPI，每张图片的长度和宽度，各级比例尺及对应地图单位长度。

首先计算当前屏幕显示的比例尺Sins，并与切片参数中的各级比例尺进行比较，匹配最接近的地图比例尺。

式中：Viewsize为按图形单位存储当前视口的高度；ScreensizeY为以像素为单位存储当前视口的高度；Dpitch为显示器点距，根据显示效果取 0.1 mm～0.3 mm。

再根据当前坐标计算缓存图片的行列号：

式中：Row，Col为缓存图片的行列号；x，y为当前坐标；XOrigin，YOrigin为切片原点坐标；TileRows，TileCols为图片的长度和宽度；Resolution为当前比例尺对应的地图单位长度。

同时计算该缓存图片的插入点坐标Inx、Iny，按AutoCAD的规则，取图片的左下角点为插入点，计算公式如下：

Inx=XOrigin+Row×TileRows×Resolution

Iny=YOrigin-(Col+1)×TileCols×Resolution

4.2 自动刷新检测

电子地图随屏幕显示范围自动刷新的功能在GIS系统中可以通过地图控件的事件接口直接调用，但是由于AutoCAD并未直接提供类似功能的接口，因而需要单独开发。

基于ObjectARX编写一个反应器[5～6]，获取窗口的中心点坐标，根据窗口长宽计算左下及右上角点坐标进行监视，若窗口显示范围有变化则触发一个事件，运行回调函数进行缓存图片更新。

自定义一个派生于ACED库中AcEdInputPointMonitor类的反应器类DBLCTTooltips，通过重写虚函数monitorInputPoint方法，以便在引发回调事件发生时对应的回调函数能够处理特定的事项。本项目重写的回调函数功能为：当光标移动、输入点等事件发生后，检测当前CAD活动文档的活动视口中心坐标是否移动，若移动了就在CAD命令行输出当前活动视口中心坐标、获得当前视口两个对角点坐标、同时执行CAD本地命令“myfun”。核心功能代码如下：

Acad：：ErrorStatus DBLCTTooltips：：monitorInputPoint (定义略)

{

struct resbuf rb；

acedGetVar("VIEWCTR"，&rb)；

if ((s_nowpoint.x == -100000)&&(s_nowpoint.y == -100000)){

s_nowpoint.x = rb.resval.rpoint[X]；

s_nowpoint.y = rb.resval.rpoint[Y]；

}

if (((fabs(rb.resval.rpoint[X] - s_nowpoint.x)) > 0) && ((fabs(rb.resval.rpoint[Y] - s_nowpoint.y)) > 0) ){

s_perpoint.x = s_nowpoint.x；

s_perpoint.y = s_nowpoint.y；

s_nowpoint.x = rb.resval.rpoint[X]；

s_nowpoint.y = rb.resval.rpoint[Y]；

ads_point ptMin；

ads_point ptMax；

GetViewPortBound(ptMin，ptMax)；

//调用命令

resbuf *rp = acutBuildList(RTSTR，"c：myfun"，RTNONE)；

acedInvoke(rp，NULL)；

}

return (Acad：：eOk) ；

}

由于反应器优先级很高，在AutoCAD中利用鼠标中键执行窗口平移缩放时，一旦窗口变化即进行更新，不必等到释放鼠标，使用体验与主流GIS平台的电子地图类似。

4.3 显示与缓存机制

为了在客户端实现良好的用户体验，对一些细节进行了相应开发。

显示控制：AutoCAD 2006以后，在当前模型空间的ACAD_SORTENTS数据字典中存储了对象的显示顺序，通过设置缓存图片位于底层以确保待编辑图形始终可见，功能代码如下：

；ImgObj为图片对象

(setqedtab (VL-CATCH-ALL-APPLY

'VLA-GETOBJECT

(LIST edict "ACAD_SORTENTS")))

(setqtestvar (vlax-make-safearray vlax-vbobject '(0 . 0)))

(vlax-safearray-fill testvar (list ImgObj))

(vla-movetobottom edtab testvar)

当前窗口缓存图片计算：计算当前窗口左下及右上角点对应缓存图片的行列号以后，即可得到待插入图片的序列，依次插入即可[7～9]；窗口刷新后，通过待插入图片序列与当前显示的序列进行比对，只对变化的图片进行刷新；

本地缓存：在本地建立缓存目录，从服务器获取缓存图片后，在缓存目录备份，下次再调用该图片可直接在本地加载，大大提高速度；

网络检测：网络不通时，客户端直接获取服务器的远程图片需要很长时间才会返回出错信息，在此期间AutoCAD会处于“假死机”状态无法操作，因此程序运行时首先进行网络检测，最简便的方法是获取一张服务器特定路径的问题，若成功则表明网络正常，否则有问题直接提示，检测代码如下：

(vl-catch-all-error-p

(vl-catch-all-apply

'vla-GetRemoteFile

(listutil "ftp：//192.168.10.10/layers/_alllayers/test.png" 'tmp ：vlax-true)

)

)

图3 AutoCAD与GIS系统交互示例

5 结 语

AutoCAD生产平台中调用GIS系统的地图服务，可以方便地实现矢量图和影像图等电子地图的叠加比对分析，广泛应用于中小比例尺地形图更新、专项调查、生产质检等方面，取得了良好的效果。

[1] 黄梦龙. 瓦片地图技术在桌面端GIS中的应用[J]. 地理空间信息，2011(4)：149～151.

[2] 郭艺歌，王新云，李学斌. 基于ArcEngine的CAD图中GIS栅格影像数据的自动处理[J]. 地理空间信息，2012，10(6)：89～90，93，3，2.

[3] 苏旭明，谭建成. WebGIS中瓦片地图关键技术研究[J]. 北京测绘，2012(2)：9～12.

[4] 张广春，仲伟政. 基于ArcGIS Engine组件实现瓦片地图的应用[J]. 测绘通报，2015(3)：115～116，120.

[5] 施立瑾，张贺忻. 面向对象的AutoCAD开发工具ARX Notification机制及Reactor类的使用[J]. 智能建筑与城市信息，2001(11)：59～61.

[6] 赵清清，王建勇. ARX反应器智能关联技术在BIM施工图中的应用[J]. 土木建筑工程信息技术，2013(6)：111～114.

[7] 张鹏程. 常用CAD与GIS平台影像自动配准方法及实现[J]. 地理空间信息，2010，8(4)：28～31.

[8] 徐昌荣，周春波. 在AutoCAD中浏览Google卫星地图的方法研究[J]. 测绘通报，2013(1)：77～79.

[9] 冯连好，单湛波，陈振宇. 地形图栅格化批量处理的实现与应用[J]. 东北测绘，2012(3)：211～212，216.