一种地籍数据DWG到SHP格式转换中圆弧加密的优化算法

文章编号= 1672-8262(2017) 04-149-03

城市勘测

Urban Geotechnical Investigation & Sur^^eying

中图分类号:P209

Aug.2017No.4

文献标识码:A

一种地籍数据DWG到SHP格式转换中圆弧

加密的优化算法

吕成亮廉光伟，黄毅

(天津市测绘院，天津300381)

摘要：首先总结地籍数据DWG到SHP格式转换中常用的圆孤加密算法，发现其中的不足之处，在此基础上提出一 种优化的圆孤加密算法，给出该算法的实施要点，并在实际工作中加以验证。验证结果表明：优化之后的算法极大提 高了圆孤加密的正确率。

关键词：地籍数据；长度不变法；面积不变法；圆孤加密优化算法

1引言

随着测绘地理信息技术的快速发展，测绘项目提

66Ai=L1-i2=2nXr-2rXsin2n+1

(3)

交的成果既有基于AutoCAD制作的dwg,还包括基于

ArcGIS平台的shP

其中:6和r分别代表圆弧的圆心角和半径。假设拟合圆弧的多段线长度与对应圆弧的长度差 值限差为A1。如果满足条件：A1為2nx

Ai,则内插停

文件。具体工程项目中，通常先绘

制dwg,然后将dwg转换成shp。由于shp不支持圆

弧，如何快速准确地对CAD中的圆弧加密就成为dwg 转换成shp数据的首要工作。

圆弧加密，就是用加密点连接成的多段线拟合圆 弧的过程。目前常用的加密算法有两种，根据拟合限 差的不同，分为长度不变法和面积不变法。两种算法 在一定程度上能满足地籍数据转换的要求。但是，由 于两种算法均不严谨,有时会发生加密错误。为此，本 文在分析上述算法缺陷的基础上，对既有算法进行优 化,并在实际工作中加以验证。2

圆弧加密优化算法

止，圆弧加密结束;否则内插继续,直至满足停止条件。

面积不变法:该算法主要用于生成面状shp时的圆 弧加密，要求最终拟合圆弧的多段线与圆心形成的闭合 多边形面积与对应扇形的面积在有效位数上一致。其 基本思想是假设对圆弧取中内插《次,会形成2n段长 度相等的小圆弧，每段小圆弧对应的扇形面积为：

^1 =

62n+1

Xr2

(4)

每段小圆弧对应的圆心三角形面积为:

(5)

2.1现有两种算法

长度不变法:该算法主要用于生成线状shp时的 圆弧加密,要求最终拟合圆弧的多段线长度与对应圆 弧长度在有效位数上一致。其基本思想是假设对圆弧 取中内插《次，形成2n段长度相等的小圆弧,每段小 圆弧对应的弧长为：

6乙i =2nXr

扇形与圆心三角形面积之差为:

AS

=S1-S2(6)

其中:6和r分别代表圆弧的圆心角和半径。 假设拟合圆弧的多段线与圆心形成的闭合多边形 面积与对应扇形的面积差值限差为A2。如果满足条 件:A2為2nxA S,则内插停止，圆弧加密结束;否则内

⑴

插继续,直至满足停止条件。2.2两种算法缺陷

以地籍测量为例。首先，无法保证JZX层和ZD

每段小圆弧对应的弦长为:

^2 = 2r X sin

62n+l

(2)

层边线的逻辑一致性。同一圆弧进行加密时，对于

JZX

弧长与对应弦长之差为:

* 收稿日期:2016—12—06

层，采用的是长度不变法;对于ZD层，采用的是面

作者简介：吕成亮（ 1986—），男，硕士,工程师，主要从事GPS数据处理方面的研究

150城市勘测

2017年8月

积不变法。由于各自采用不同的算法进行加密,ZD层 的边线与JZX层无法完全重合，而考虑到界址线和宗 地的逻辑关系,两者应该严格重合。

其次,面积不变法没有考虑界址线中存在多段圆 弧时的情况。假设界址线中存在m段圆弧，每段圆弧 加密之后,最终拟合圆弧的多段线与圆心形成的闭合 多边形面积与对应扇形的面积差值为(纟=1,2…，

m

)。

在不考虑圆弧凹凸性的情况下，该宗地面积实际

变化值为：

AS

^ASi + AS^ …ASm(7)由2.1节可知，只能满足：

A

2^

AS

;(8)

由（式7)和（式8)可推导得：

A

2'xA

2

(9)

由式（9)无法判断A2'和A2的关系，且^值越大，A2S

A

2的可能性越大,此时属于加密错误。

第三，没有考虑界址线中圆弧存在凹凸性的问题。 如果圆心在宗地范围内，将该圆弧定义为凸圆弧，反之 则定义为凹圆弧。凸圆弧加密之后，A&会导致宗地 面积减少,定义为+ A&。凹圆弧加密之后，AS;会导 致宗地面积增加,定义为-A&。

假设界址线中存在a段凹圆弧,b段凸圆弧，最终 圆弧加密之后，宗地面积实际变化值为：

A2\"=( AS\\ + AS2 +…

ASa) -( ASa+1 + ASa+2 +…

A

^l+b) (10)

此时，A2\"和A2的关系无法判断，根据a和b的 取值不同，结果也会不同。

图1

凸圆弧对宗地面积的影响

2.3算法改进优化

为解决上节算法中存在的问题，提出优化之后的 算法。假设某一地籍测绘项目的界址线存在a段凹圆 弧,b段凸圆弧，各个圆弧对应的圆心角为A和^，圆 弧加密之后面积差值限差为A3,长度差值限差为A4。 如图3所示,给定优化算法的实施要点。

图3优化算法流程图

新算法较原算法有两处改进：(1)

改变圆弧加密完成的判定条件。新算对任意一段圆弧加密，同时对长度限差和面积限差进 行拟合限差判定，只有当两者都判定合格时，圆弧加密 才完成。这样就能保证JZX层和ZD层在逻辑上严格统！^

(2)

充分考虑存在多段圆弧和圆弧凹凸性对于

密结果的影响,使得圆弧加密结果更为精准可靠。

法

第4期吕成亮等.一种地籍数据DWG到SHP格式转换中圆弧加密的优化算法151

3算法的实现与结果分析按照上节中所述思路，采用C#在

CAD

换中常用的圆弧加密算法，然后针对现有算法中存在

内进行二

的缺陷进行分析，进而提出一种优化的圆弧加密算法。 在实际工程项目中，同时采用新旧两种算法进行加密， 对比发现优化之后的算法有效地避免了原有算法中存 在的各种问题，提高了圆弧加密的正确率。

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肖锋，吕宝奇，林蒙恩.DWG到SHP格式转换技术的研

次开发编写圆弧加密工具。选取某街道在第二次土地 调查中的地籍调查成果图，同时采用新旧两种算法，对 所有DW

G

图中存在的圆弧进行加密。以宗地为单

圆弧加密错误率统计

JZX长度

变化值超限

ZD面积变化值超限

15%0%

表1

JZX层与ZD层逻辑性不一致

100%0%

位,统计两种算法的错误率如下：

旧算法新算法

0%0%

由表1可知，新算法有效避免了 JZX层与ZD层逻 辑性不一致的问题,同时改进了原算法中由于存在多段 圆弧以及圆弧凹凸性不同造成圆弧加密之后ZD面积变 化值超限的问题,提高了圆弧加密的正确率。

究与实现[J].测绘与空间地理信息，2013(9):87~89.

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齐立波.C#入门经典（第6版）[M].北京：清华大学出版 社，2012.

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4结语

本文首先总结现有地籍数据DWG到

SHP格式转

An Optimized Encryption Algorithm Used In DWG To SHP

Format Conversion By Cadastral Data

Lv Chengliang，Lian Guangwei，Huang Yi

(Tianjin institute ol Surveying and Mapping，Tianjin 300381，China)

Abstract：In this article，we first summarize the encryption algorithm ol arc used in dwg to shp format conversion，

lind the deficiencies ol them，and then put forward an optimized one. The results in actual work show that the new algo­rithm is more accurate than the old one.

Key words ：cadastral data;length invariant method;area invariant method;optimized encrypt- ion algorithm

天津市测绘院InSAR研究成果入选

“国土资源公益性行业科研专项2017年度十大优秀成果”

2017年7月，由天津市测绘院、上海地质调查研究院、天津市地质调查研究院、上海交通大学、同济大学等单位共同完成的“滨 海地区工程建设引发地面沉降机理及控制措施研究”项目顺利通过国土资源部组织的成果验收。该项目成果被评为“国土资源公 益性行业科研专项2017年度十大优秀成果”，并在2017年7月27日的《中国国土资源报》进行了专题报道。

天津市测绘院负责其中“InSAR在地面沉降长期监测中的应用研究”。针对InSAR在地面沉降长期监测的应用需求，提出了面 向单源SAR数据的扩展小基线InSAR时序分析方法;基于多源InSAR监测点高精确配准和同化等关键技术，提出面向多源SAR数 据的扩展小基线InSAR集成方法，为多源SAR数据地面沉降长期监测应用提供了解决方案。

历时三年，该项目共获得实用新型专利1项、申请发明专利1项、在SCI杂志《Sensors》发表英文论文1篇（影响因子2. 677)、 《测绘科学》等核心期刊发表论文5篇。目前，该项目成果已在滨海新区地面沉降监测体系、地面沉降监测服务总体规划编制和管 理等项目实践中进行了应用，即将为蓟州区北部山区地质灾害遥感监测、天津市水利设施监测以及天津市轨道交通全生命周期监 测等项目提供技术支撑。

(来源：http ://www.tjch.com.cn/，2017-07-28)