基于cad排水管网图纸信息的自动水力模型构建方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于CAD排水管网图纸信息的自动水力模型构建方法，属于市政工程信息技术与地理信息系统技术交叉领域。
【背景技术】
[0002]排水管网系统是重要的城市基础设施，担负着收集和输送城市污水和城市降雨、融雪产生的径流的任务，具有保护环境和城市减灾双重功能，被称作城市的“生命线”和“血脉”，在城市规划和建设中的作用不容忽视。随着国内城市化进行的加快，城市排水管网建设出现爆炸式增长，管网规模日益扩大，管网数据不断更新，现有的城市排水管网运行和管理方式已远远落后于城市建设。排水管网的平面图和纵断面图是排水管网设计的主要图纸，存储着管网的空间数据和属性数据，由于AutoCAD简单易学、界面美观等优点，市政排水管网图纸绝大多数以CAD文件格式存储。CAD以图层的形式存储空间数据，以纵断面图的形式存储了基本属性数据，但不考虑数据的属性与数据之间的关系，缺少对管网数据拓扑关系的描述，无法体现排水管网复杂的空间关系。
[0003]随着计算机技术的发展，ArcGIS在建立地理空间数据库方面的独特优势日益突出，在水力模型中的应用越来越多。应用GIS可以进行数据管理和空间分析，也可以直观、动态地进行建模或可视化管理。GIS数据以点、线、面的形式存储，可以表现图形的空间分布情况和几何状况，记录图形的属性数据。GIS采用统一的数据库进行数据的管理，数据形式统一。随着水力模型技术的发展，如何行之有效的将CAD排水管网工程图纸信息输入到GIS模型数据库显得尤为重要。
[0004]TrueTable (真实表格)软件是一款基于CAD平台的软件，能够在CAD和Excel间互导表格，能输出、更新CAD中的任意表格。TrueTable的主要功能有:(I)将CAD中的表格或文本输出到Excel ; (2)将CAD中的表格或文本输出到文本文件(TXT)或CSV文件；(3)直接输出CAD中的任意表格，即使这些表格是复杂实体；(4)其它特殊功能。
[0005]CAD排水管网工程图纸信息输入GIS模型数据库包括图形数据录入和属性数据录入两部分。传统水力模型的构建，需对CAD图形数据进行分层处理，并对检查井图层进行特定处理，由于CAD工程制图的不统一，对CAD图纸进行分层处理的工作量大而繁琐；排水管网的属性数据多数存在于纵断面图中，传统的属性数据录入通常是依靠大量的人工操作逐个录入，如检查井的井底高程、井深，管道的上下游管底高程等，由于城市管网错综复杂，大量的人工录入容易出现错误，工作效率低，数据库的质量低，不能够保证水力模型的质量。
[0006]基于上述水力模型构建的缺陷，本发明从水力模型构建的需求出发，基于CAD排水管网图纸信息的存储情况，无需对CAD工程图纸进行复杂的分层处理，并将人工逐个录入属性数据的工作进行大量的简化，应用TrueTable软件，将CAD纵断面图属性数据批量转换到GIS数据库，实现数据录入的自动化和批量化，极大减少人工逐个录入数据的繁琐操作，提高数据录入的工作效率，保证模型数据的质量，从而提高构建水力模型的质量。
【发明内容】
[0007]本发明主要为解决当前基于CAD排水管网图纸信息构建水力模型，对CAD工程图纸数据分层处理工作繁琐，人工逐个录入属性数据工作量大，工作效率低，容易出现错误，模型质量低的缺点，提出了一种基于CAD排水管网图纸信息的自动水力模型构建方法。
[0008]本发明的技术方案如下:
[0009]基于CAD排水管网图纸信息的自动水力模型构建方法，所述方法依次包含以下步骤:
[0010](I)建立水力模型数据库；
[0011]根据构建水力模型的需求，在ArcGIS中创建水力模型数据库所需的Shapfile文件，设置要素类型，添加属性表必备字段。检查井的Feature Type设置为Point属性，管道的Feature Type设置为Polyline属性，检查井属性表字段包括编号、XY坐标、井底高程、井深，管道属性表字段包括编号、进出水节点编号、上下游管底高程、上下游管底埋深。
[0012](2)处理CAD排水管网图纸；
[0013]排水管网的图纸包括平面图和纵断面图，CAD排水管网图纸的处理包括管网平面图纸的处理和纵断面图纸处理两部分。平面图纸的处理，无需对CAD图纸按要素进行复杂繁琐的分层处理，无需对检查井图层进行特定的处理，只需进行简单的图层处理，处理原则为“开启相关图层，关闭无关图层”，使和水力模型有关的图层如检查井、管道相关图层都处于开启状态，以便识别管网图形数据，使房屋道路等无关图层都处于关闭状态，从而不影响管网图形数据的录入。另外，将所有平面图纸的坐标系统一，高程基准要一致，图纸的比例尺要相同。纵断面图纸的处理，首先要判断纵断面图纸信息是否完整，对于完整的纵断面图纸，根据纵断面图纸判断管道的流向，若纵断面图纸信息不完整，则需将其补充完整。纵断面图纸的处理关系到属性数据的转换。
[0014](3)录入图形数据；
[0015]根据处理后的CAD排水管网平面图纸，将检查井、管道图层的图形数据录入到GIS数据库对应的图层要素Shapfile中。录入过程中，要和纵断面图纸信息相对应，如纵断面图中检查井的编号为Jl、J2、J3……Jn，则在GIS中添加检查井时，按照对应的顺序依次添加，管道的添加仍按照顺序依次添加，在GIS中检查井和管道属性表按照FID排序后和纵断面图纸的顺序相对应，从而便于实现属性数据的批量录入，提高数据的准确性。
[0016](4)录入属性数据；
[0017]根据处理后的CAD排水管网图纸，将水力模型所需的检查井、管道的相关基础数据录入到GIS数据库对应图层要素的各个字段中。属性数据与图形数据一一对应。检查井和管道的编号以及管道的上下游节点号按照和纵断面图纸对应的顺序批量录入，检查井的XY坐标利用GIS的空间计算工具完成，对于检查井的地面标尚、井底尚程、井深或者管道的上下游管底高程与埋深，传统的做法是根据纵断面图纸通过人工操作逐个录入，这种方法繁琐复杂，工作量大，效率低，容易出现错误，不能够保证模型质量。
[0018]TrueTable (真实表格)软件是一款基于CAD平台的软件，能够在CAD和Excel间互导表格，能输出、更新CAD中的任意表格。安装TrueTable后，TrueTable会自动加载到CAD中，打开CAD在其工具栏中便会显示TrueTable菜单。TrueTable是共享软件，不注册也能使用大部分功能，购买注册之后即可使用其全部功能。TrueTable的主要功能有:(I)将CAD中的表格或文本输出到Excel ; (2)将CAD中的表格或文本输出到文本文件(TXT)或CSV文件；(3)直接输出CAD中的任意表格，即使这些表格是复杂实体；(4)其它特殊功能。
[0019]基于CAD排水管网纵断面图纸的属性数据存储情况以及GIS数据库属性数据的存储形式，应用TrueTable将CAD排水管网纵断面图中的管网属性数据批量输出到Excel，在Excel中将输出数据进行相应的处理，然后将处理后的数据批量输入到GIS数据库，即可快速准确的完成管网属性数据的批量录入。比如在纵断面图中检查井的编号依次为Jl、J2、J3……Jn，在CAD中应用TrueTable选中J1、J2、J3……Jn所对应的井底高程、井深属性数据，将Jl、J2、J3……Jn所对应的井底高程和井深数据批量输出到Excel，在Excel中对数据进行转置处理，然后批量输入到GIS数据库中，完成属性数据的录入。
[0020](5)数据检查；
[0021]管网数据的错误类型主要分为CAD原始数据错误和数据录入错误两大类。完成数据录入后需要进行相应的数据检查，若发现有错