排水系统CAD-GIS数据转换及标准标注方法和装置与流程

本发明涉及市政排水管网，更具体地说，特别涉及一种市政排水系统cad-gis系统数据自动转换方法和装置。

背景技术：

1、目前市政排水管网最重要的数据，一是管网的标高、管径数据，二是管网的拓扑结构数据，上述两种数据能够正确反映现实，是日常运营维护管理的根本。在市政排水管网建设期，cad图纸是重要数据。但是在日常维护运行时，cad图纸调阅查找相当不便。为了方便图纸的查阅需要将cad图纸数据转化为gis系统数据，通常将cad数据转化为gis数据都是人工完成，需要将标高、管径等数据手工输入转为gis数据，一般区域面积50km2的排水管网系统中存在数万的检查井和管线，大概需要半年至一年时间手工输入信息，不仅会造成人工成本高，并且极大地影响市政排水管网日常维护的图纸查阅，不利于市政排水管网的综合管理。

技术实现思路

1、本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种市政排水系统cad-gis系统数据自动转换方法和装置。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种排水系统cad-gis数据转换及标准标注方法，包括：

3、分析cad数据并提取，对cad中的数据按照类型提取，并存储文本文件；

4、处理cad数据，将提取的cad数据生成有向图结构数据，将文字标注的x、y位置生成kdtree搜索树结构数据，对预设检查井或管线中点附近的文字过滤查找，以获取正确的文字标注内容；将标高文字转化为实数标高，并以此获取预设检查井的井底和地面标高和编号，将管线起点和端点标高、管径数据解析归位；

5、转化为shp数据。

6、进一步地，利用autocad中的数据提取功能对cad中的数据按照块、文字和直线三种类型提取。

7、进一步地，对于检查井无引出线标注数据的cad，其数据提取和转化过程为：

8、第一步，根据选择cad管线的数据应用networkx程序的算法生成排水管网的有向图结构数据，完整提取管网拓扑结构；

9、第二步，使用scipy.spatial中的邻近搜索算法，将文字标注的x、y位置生成kdtree搜索树结构数据；

10、第三步，利用搜索树结构数据的kdtree.query方法预设检查井或管线中点附近的文字；

11、第四步，通过正则表达式过滤查找到正确的文字标注内容；

12、第五步，将标高文字转化为实数标高，将数据中最小者定为井底标高和最大者定为井顶标高，其他标高数据定为标高数据；

13、第六步，利用搜索树结构数据的kdtree.query方法，将距离相近的检查井和编号文字提取为两个不同图数据结构，然后借鉴图同构的概念，将检查井和编号文字一一对应，这样做到编号的自动归位；

14、第七步，利用所述第五步确定的标高数据、以及所述第一步确定的排水管网有向图结构数据，应用有向图的后序邻接点算法获取预设检查井的端点检查井，并获取起点和端点两检查井的标高数据；

15、第八步，取得管线中点附近文字获取管径管材信息；

16、第九步，将起点和端点标高数据视为两个集合，记为其各有m和n个数据，进行集合的笛卡尔积，得到m*n个数据对；将得到的数据对求差的绝对值，该绝对值最小值的标高数据对记为该管线起点和端点的标高；

17、对检查井循环进行第三步至第五步得到各检查井的各类标高和编号，再进行第七步至第九步，将管线标高、管径等数据正确解析归位。

18、进一步地，对于检查井带有引出线标注数据的cad，其数据提取和转化过程为：

19、第一步，根据选择cad管线的数据应用networkx程序的算法生成排水管网的有向图结构数据，完整提取管网拓扑结构；

20、第二步，使用scipy.spatial中的邻近搜索算法，将引出线的x、y位置和文字标注的x、y位置分别生成kdtree搜索树结构数据；

21、第三步，利用搜索树结构数据的kdtree.query方法查找预设检查井附近的引出线；

22、第四步，判断引出线的模式，属于单基线引出线或双基线引出线，获取各基线的中点；

23、第五步，利用文字kdtree搜索树结构数据搜索各基线中点附近文字并获取文字；通过正则表达式过滤查找到正确的文字标注内容；

24、第六步，将标高文字转化为实数标高，将数据中最小者定为井底标高和最大者定为井顶标高，其他标高数据定为预设检查井标高数据；

25、第七步，将编号文字归为该预设检查井；

26、第八步，利用第六步确定的标高数据、以及第一步确定的排水管网的有向图结构数据，应用有向图点的后序遍历算法获取预设检查井的端点检查井，并获取起点和端点两检查井的标高数据；

27、第九步，将起点和端点两检查井标高数据视为两个集合，记为其各有m和n个数据，进行集合的笛卡尔积，得到m*n个数据对；将得到的数据对求差的绝对值，该绝对值最小值的标高数据对即为该管线起点和端点的标高；

28、对检查井循环进行第三步至第六步得到各检查井的各类标高和编号，再进行第八步至第九步，将管线标高、管径等数据正确解析归位。

29、进一步地，对于检查井带有标准标注数据块的cad，其数据提取和转化过程为：

30、第一步，根据选择cad管线的数据应用networkx程序的算法生成排水管网的有向图结构数据，完整提取管网拓扑结构；

31、第二步，使用scipy.spatial中的邻近搜索算法，将引出线标注块的x、y位置生成kdtree搜索树结构数据；

32、第三步，利用搜索树结构数据的kdtree.query方法查找预设一检查井附近的引出线标注块；

33、第四步，读取引出线标注块中的属性数据，确定井顶、井底标高和与检查井相连接管线标高数据；并获取编号数据；

34、第五步，利用第四步确定的标高数据、以及第一步确定的排水管网的有向图结构数据，应用有向图点的后序遍历算法获取预设检查井的端点检查井，得到起点和端点两检查井的标高数据；

35、第六步，将起点和端点两检查井标高数据视为两个集合，记为其各有m和n个数据，进行集合的笛卡尔积，得到m*n个数据对；将得到的数据对求差的绝对值，该绝对值最小值的标高数据对即为该管线起点和端点的标高；

36、对各检查井循环进行第三步至第四步得到各检查井的各类标高和编号，再进行第五步至第六步，将管线标高、管径等数据正确解析归位。

37、进一步地，从cad中提取数据、并结构化数据存储后，采用如下步骤进行结构数据向shp数据的转化：

38、第一步，应用pyproj程序的proj模块，根据cad图纸采用的坐标体系设置参数，将提取数据的x、y坐标转化为web墨卡托x，y坐标，用于在地理信息系统中显示；

39、第二步，应用osgeo程序的算法创建层，创建几何要素，创建几何要素的属性，写入数据生成shp文件。

40、根据本发明的第二方面，提供了一种排水系统cad-gis数据转换及标准标注装置，包括：

41、cad数据分析和提取模块，用于对cad中的数据按照类型提取，并存储文本文件；

42、cad数据处理模块，用于将提取的cad数据生成有向图结构数据，将文字标注的x、y位置生成kdtree搜索树结构数据，对预设检查井或管线中点附近的文字过滤查找，以获取正确的文字标注内容；并用于将标高文字转化为实数标高，以此获取预设检查井井底和地面标高和编号，将管线起点和端点标高、管径数据解析归位；以及

43、shp数据转化模块。

44、进一步地，所述cad数据处理模块，用于处理检查井无引出线标注数据的cad，其数据提取和转化过程为：

45、根据选择cad管线的数据应用networkx程序的算法生成排水管网的有向图结构数据，完整提取管网拓扑结构；

46、使用scipy.spatial中的邻近搜索算法，将文字标注的x、y位置生成kdtree搜索树结构数据；

47、利用搜索树结构数据的kdtree.query方法预设检查井或管线中点附近的文字；

48、通过正则表达式过滤查找到正确的文字标注内容；将标高文字转化为实数标高，将数据中最小者定为井底标高和最大者定为井顶标高，其他标高数据定为标高数据；

49、利用搜索树结构数据的kdtree.query方法，将距离相近的检查井和编号文字提取为两个不同图数据结构，然后借鉴图同构的概念，将检查井和编号文字一一对应，这样做到编号的自动归位；

50、利用确定的标高数据、以及所述确定的排水管网有向图结构数据，应用有向图的后序邻接点算法获取预设检查井的端点检查井，并获取起点和端点两检查井的标高数据；将起点和端点标高数据视为两个集合，记为其各有m和n个数据，进行集合的笛卡尔积，得到m*n个数据对；将得到的数据对求差的绝对值，该绝对值最小值的标高数据对记为该管线起点和端点的标高；获取各检查井的各类标高和编号，并将管线标高、管径等数据正确解析归位。

51、进一步地，所述cad数据处理模块，用于处理检查井带有引出线标注数据的cad，其数据提取和转化过程为：

52、根据选择cad管线的数据应用networkx程序的算法生成排水管网的有向图结构数据，完整提取管网拓扑结构；

53、使用scipy.spatial中的邻近搜索算法，将引出线的x、y位置和文字标注的x、y位置分别生成kdtree搜索树结构数据；

54、利用搜索树结构数据的kdtree.query方法查找预设检查井附近的引出线；判断引出线的模式，属于单基线引出线或双基线引出线，获取各基线的中点；

55、利用文字kdtree搜索树结构数据搜索各基线中点附近文字并获取文字；通过正则表达式过滤查找到正确的文字标注内容；将标高文字转化为实数标高，将数据中最小者定为井底标高和最大者定为井顶标高，其他标高数据定为标高数据；同时获取编号数据；

56、利用第六步确定的标高数据、以及第一步确定的排水管网的有向图结构数据，应用有向图点的后序遍历算法获取预设检查井的端点检查井，并获取起点和端点的标高数据；

57、将起点和端点标高数据视为两个集合，记为其各有m和n个数据，进行集合的笛卡尔积，得到m*n个数据对；将得到的数据对求差的绝对值，该绝对值最小值的标高数据对即为该管线起点和端点两检查井的标高；获取各检查井的各类标高和编号，并将管线标高、管径等数据正确解析归位。

58、进一步地，所述cad数据处理模块，用于处理检查井带有标准标注数据块的cad，其数据提取和转化过程为：

59、根据选择cad管线的数据应用networkx程序的算法生成排水管网的有向图结构数据，完整提取管网拓扑结构；

60、使用scipy.spatial中的邻近搜索算法，将引出线标注块的x、y位置生成kdtree搜索树结构数据；

61、利用搜索树结构数据的kdtree.query方法查找预设一检查井附近的引出线标注块；读取引出线标注块中的属性数据，确定井顶、井底标高和与检查井相连接管线标高数据；并获取编号数据；

62、利用确定的标高数据、以及确定的排水管网的有向图结构数据，应用有向图点的后序遍历算法获取预设检查井的端点检查井，得到起点和端点两检查井的标高数据；将起点和端点标高数据视为两个集合，记为其各有m和n个数据，进行集合的笛卡尔积，得到m*n个数据对；将得到的数据对求差的绝对值，该绝对值最小值的标高数据对即为该管线起点和端点的标高；获取各检查井的各类标高和编号，并将管线标高、管径等数据正确解析归位。

63、根据本发明的第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现本发明第一方面的排水系统cad-gis数据转换及标准标注方法的步骤。

64、根据本发明的第四方面，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面的排水系统cad-gis数据转换及标准标注方法。

65、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

66、利用排水系统cad-gis数据转换及标准标注方法，能够将检查井和管线的图纸信息录入效率大幅提高，并进行标准化标注；例如区域面积50km2的排水管网系统采用本方法只需要一周至几周时间即可完成信息录入工作，其中只需数分钟程序能够完成录入工作，其他时间主要用来对录入是否正确。