CAD图DWG解析WebGIS可视化技术分析总结

背景

AutoCAD是国际上著名的二维和三维CAD设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。现已经成为国际上广为流行的绘图工具。.dwg文件格式成为二维绘图的事实标准格式。

但由于AutoCAD是私有格式，只能在CAD软件上编辑查看，如何发布至Web上，并在上面做应用开发，如数据展示，GIS分析等，一直是业内头疼的事情。

解析DWG格式

DWG与DXF

DWG格式文件是Auto CAD 软件的专有格式，类似于doc，是封闭的不开放的，且是二进制的。而 DXF 格式则是文本格式的，用于交换数据的，使用Auto CAD软件本身就可将 DWG文件另存为 DXF文件。

现有的能解析DWG格式的开源 CAD项目：

1、FreeCAD：开源，2D支持较好，对DXF支持较好。

需要使用 TeighaFileConverter（商业软件）将 DWG格式转换为 DXF格式。因为 FreeCAD 基本不支持DWG格式。

参考：https://www.freecadweb.org/wiki/index.php?title=FreeCAD_and_DWG_Import

1. 其它 github 解析、浏览CAD文件的一些项目，未验证是否有效：
   
   https://github.com/LibreCAD/LibreCAD
   
   https://github.com/janopontarollo/DXF2JSON
   
   https://github.com/wanttobeno/dwg2dxf
   
   https://github.com/apendua/dxf2svg
   
   https://github.com/haplokuon/netDxf
   
   https://github.com/mozman/ezdxf

2. 采用OpenDwg Toolkit实现对DWG文件的解析。由于ObjectDBX应用程序只能在Windows平台上采用Visual C++来开发，而网络应用开发环境要比AutoCAD单个软件运行的环境要复杂的多。OpenDwg Toolkit简称ODT。

3. GDAL中也部分支持dwg. https://gdal.org/drivers/vector/dwg.html

解析完dwg文件是很重要的第一步，那如何Web展示？

下面就一些常见的方法做下分析和总结：

Web展示方法

方法根据实现的方式不同，大致可以分为两类：

有插件ActiveX方式

ActiveX控件是Microsoft的ActiveX技术的一部分。是一种很早的技术。只能适合于windows平台。

实现原理大致是：

解析AutoCAD图形绘制，并封装成AcitveX控件，用于PC端和Web端显示。比较典型的有梦想CAD控件

优点：性能好，功能全，能编辑二次开发

缺点：Web端需要安装插件，只支持windows，而Chrome已不再支持ActiveX技术，同时无法利用html5做展示效果，效果一般

无插件Html5方式

HTML5是互联网的下一代标准，是构建以及呈现互联网内容的一种语言方式．被认为是互联网的核心技术之一。

实现原理大致是：

解析AutoCAD图形格式，然后转成html5所能绘制的格式如svg,geojson,栅格瓦片，在前端渲染。

这块如果从底层去实现，有很大的工作量。一般利用GIS生态圈的开源项目来搭建。

例如可以利用 GDAL把dwg或dxf格式导成shp或GeoJson，后端利用 GeoServer或MapServer发布成服务，前端利用Leaflet或OpenLayers去展示。

技术栈：

后端 GeoServer或 MapServer

前端 Leaflet或OpenLayers

但CAD与GIS在数据结构上存在较大的差异，CAD数据类型较为丰富，支持简单点、线、面、多义线、椭圆、块、文字等多种数据类型，而转换到GIS中，只转换为点、线、面、注记等类型，这使得CAD图形数据不能很好的满足GIS的要求，如：CAD中的Text数据类型，直接转换后只转换为GIS中的Point。通过这种转换去绘制，会导致和原始CAD图形绘制不太一样， 同时CAD里面有线型、字体也会导致绘制上的差异性。

同时对于GIS而言，有个地理坐标系的概念，而一些图纸，如户型图等就没有地理坐标系的概念。

此方案优缺点如下:

优点：能利用GIS生态圈，容易实现；能利用html5做应用开发，开发简单，效果好

缺点：存在着和真实CAD图形绘制差异的问题；坐标系也是个问题

结论

上述两种方案各有利弊，前者主要应用于图形的编辑展示，后面应用于基于图形的可视化开发展示。各有优缺点，貌似鱼和熊掌不可兼得！

那有没有一种方案，既能在Web端和真实CAD图形绘制一样，同时不能安装插件，也能利用html5做应用开发呢？

其实也是可以的。不过技术难度比较大。

实现原理大致是在后端解析CAD的图形数据不进行转换直接渲染，同时保存图形的几何数据至空间数据库用于以后查询分析；前端不用安装插件，加载渲染出的栅格和矢量数据，完美解决上述问题；

比较典型的有 唯杰地图vjmap

具体原因细节可查看 https://vjmap.com/guide/service.html

效果如下:

还有一个方案是利用AutoCAD的自有云产品 Autodesk Forge，能在浏览器中渲染 3D 和 2D 模型数据，不过其数据得保存在AutoCAD公有云上。