诌议绘图与数据处理
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【摘要】近年来随着经济的发展，全国各地修建大量商业小区，房地产业在中国迅速崛起，房地产业对建筑物图形的需求也迅速增长，对快速绘制建筑图形提出更高要求。本文笔者探讨了绘图与数据处理。
【关键词】绘图数据处理
中图分类号：C37 文献标识码：A 文章编号：
快速绘图与建模是近年来计算机技术研究的重点内容之一。目前绘图和建模基本采用参数化技术、变量化技术和面向对象技术。普通用户短时间内难以掌握上述方法。本文笔者根据自己多年的工作经验，探讨了绘图与数据处理。
一、数据处理
AutoCAD是绘图软件，Excel是办公软件，两者的数据格式并不相同，直接利用Excel文档中的测量数据实现快速绘图首先要做的工作是数据处理，即如何把文档中的测量数据转换成AutoCAD绘图的矢量数据。本文利用Excel的数据处理能力把Excel中得测绘数据转换成矢量数据并按一定的方式保存在Excel中，以便于AutoCAD直接读取这些数据进行绘图。
1、数据解析
测绘数据在文档采用图表方式描述，数据表中数据元素关系属于树型集合结构，即表中的数据元素是“属于同一个集合”(这些数据属于同一建筑)。从结构上看，该结构的数据元素之间存在着一对多的关系，其中的根节点表示建筑物的边长，子节点表示室(户)的边长，叶子节点表示房间的边长。这种存储结构可以方便的将数据按建筑的几何特性进行有效组织，并将其转换为能够方便的进行编辑和移动的节点的形式；而且这种树状结构非常适合系统进行各种遍历操作。由于文档中的测量数据在格式、组织等方面与CAD完全不同，因此要实现快速绘图必须把文档中的数据格式转换成CAD的格式，进而驱动CAD自动绘图。数据格式的转换正是数据解析所要做的工作。数据解析首先对读入内存的文件进行遍历，读取所需要的数据元素，将其转换成树形层次结构，其中树的根节点表示整个建筑物的尺寸信息，第二层表示房间之间的分界线，叶子节点表示各房间的墙线信息；然后把根节点和子节点的数据值赋给对应的数组，每一个数组表示对应节点的坐标。解析就是把每一节点值转换成CAD中对应点的坐标格式。
2、Excel概述
Microsoft Excel是美国微软公司开发的Windows环境下的电子表格系统，它是目前应用最为广泛的办公室表格处理软件之一。Excel软件的强大的数据处理功能和操作的简易性逐渐走入了一个新的境界，整个系统的智能化程度也不断提高。Excel具有强有力的数据库管理功能、丰富的宏命令和函数、强有力的决策支持工具，它具有以下主要特点：分析能力、操作简便、图表能力、数据库管理能力五、宏语言功能、样式功能、对象连接和嵌入功能。
3、数据格式转换
数据格式转换的任务是把Excel中的测量数据转换成矢量数据并按一定顺序保存在Excel中。其工作工作机理：数据格式转换实质是把Excel工作簿(Workbooks)中工作表(worksheet))中数据，按预设的转换公式转换成矢量数据再保存到另一张工作表(worksheet2)中。
二、基于文档快速绘图
（一）快速绘制二维平面图
1、图形的分解
建筑物图形的分解是按照文档中的数据关系和拓扑关系来进行。测量数据在文档中采用图表方式描述，数据表中数据关系属于树型集合结构，即表中的数据是“属于同一个集合”(这些数据属于同一建筑)。从结构上看，该结构的数据元素之间存在着一对多的关系，即多个数据对应一个建筑结构。根节点表示建筑物的边长，子节点表示室的边长，叶子节点表示房间的边长。
2、定义基本图元对象
根据图形的分解结果，把基本图形定义为图元对象并设置参数控制其的大小和形状，用转换后的矢量数据对参数赋值。图元参数表示基本图形的端点坐标。这种绘图方法即能绘制形状不同的图形(克服了参数化绘图只能绘制形状相同的图形)，又避免控制参数的人工输入，把人机交互式输入参数改为程序自动读取数据。
利用VB中对象定义语句创建轮廓线图元对象，把轮廓线图元定义为AcadLWPolyline的对象，设置一组参数变量作为参数，参数值用来表示建筑物轮廓的各点坐标，用Linewithds和Linecolor等变量用来定义线宽线型颜色等。
3、绘制基本图形
绘制轮廓线：把轮廓线图元对象定义完成后，即可对参数赋值。数据处理中转换的矢量数据保存在Excel中，打开Excel读出单元格中的矢量数据对图元参数赋值，再用绘图语句调用图元对象参数进行绘图。
4、基本图形的组合
整个建筑的轮廓线、室线、房间线绘制完成后，不同墙线相交时可能会有多余的交叉，此时需要把这些多余的墙线删除。根据数据处理中的拓扑关系判断哪些线段是多余线段。如当分户线与房间线相交时，房间以外的线段即为多余线段。选择多余的墙线，再调用修剪命令(Trim)删去多余的墙线；或者定义一个集合把所有多余墙线放入其中，再把该集合置空。即可得到建筑平面图。
5、绘图示例
下面是某办公楼的快速绘图过程。
调用绘图模块，选择绘制轮廓线，系统从文档中读取测量数据，并进行数据矢童化，对轮廓线数据结构中的参数赋值，驱动CAD绘制办公楼的外部轮廓线。再分别选择绘制分户线、绘制房间线，完成办公楼的分户线、房间线的绘制，最后用修剪语句((Trim)删除草图中的多余线段，即可得到办公楼的平面图。绘图过程如图.
绘图过程示例
（二）快速绘制三维线框图
建筑物一般由大量基本构件组成，如房屋中的房顶、墙体，凉亭的柱等，这些基本构件可视为可再分的结构。建筑实体中绝大部分构件的几何形态都是标准的，其建模方法有规则可循，可以通过少量的特征参数来表达。改变特征参数的值可以控制构件的大小和形状。本文通过特征参数对构件对象建模，构件模型通过布尔运算组成建筑模型。这种建模方法的优点一方面是降低建模难度。传统建模方法是对整个建筑建模，本文是对构件建模。对构件建模比对整个建筑建模简单得多，对构件建模更易于实现。另一方面利用计算机自动建模技术提高建模速度。在传统建模中数据的输入和建模过程都靠人工完成，这是造成传统建模速度较慢的主要原因。快速建模把数据输入和建模过程全部交给计算机完成，因而大大提高建模速度。
结束语
以上就是笔者在工作中的一些工作体会，当然还有待继续研究完善，比如：进一步完善绘图和建模方法，归纳齐全规则对象和不规则对象结构特点；进一步完善系统功能，使之不仅能够绘图、建模，还能对建立的对象进行材料、载荷等性能进行分析研究等。
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