南方CASS格式数据向常规GIS格式转换方法探讨

来源:用户上传      作者:

　　摘要：南方CASS地形地籍成图软件是基于AutoCAD平台进行二次开发的数字化测图系统。本文讨论CASS软件处理后的地形、地籍数据在AutoCAD Map 3D平台下通过开发程序把数据转到常规GIS平台的方法。
　　关键词：南方CASS GIS 数据转换 识别因子
　　背景
　　目前，南方CASS软件大量应用于大比例尺地形地籍测绘，因此存在大量CASS格式的数据。而在进行后期数据库建设时，就面临数据转换的问题，虽然数据转换软件很多，而方法对于数据应用的需求尤为关键。
　　本文就南方CASS格式数据在AutoCAD Map 3D平台下编写程序向常规GIS格式转换的方法进行探讨。
　　实现方法
　　实现数据格式转换的流程如下：
　　图表 1实现流程图
　　
　　
　　
　　创建识别表达式
　　如何判断地物对象所对应的GIS对象，这是我们进行数据转换时第一个需要考虑的问题。简单的说，就是要找到地物对象的特征。可以根据这些特征区分出不同的地物对象。这类地物特征，我们称之为识别因子。
　　一般来说，多个识别因子组合在一起，可以确定地物对象。对于一组识别因子，如果它能够确定的对象是唯一的，我们称这组识别因子为唯一识别表达式；如果一组识别因子所对应的对象不唯一，我们称这组识别因子为模糊识别表达式，它所对应的地物对象，称之为模糊对象。
　　依据唯一识别表达式，可以编写程序把对象直接转换为GIS对象。对于模糊对象，需要通过人机交互把对象转换为GIS对象。下表是经常使用到的识别因子，
　　表格 1常见识别因子列表
　　
　　
　　
　　对象类型
　　AutoCAD包含多种不同对象类型，南方CASS使用到的类型并不多，常用的有如下几种对象类型：
　　表格 2常用对象类型列表
　　
　　
　　
　　图层名称
　　南方CASS使用到的图层名称列表如下：
　　表格 3南方CASS图层列表
　　
　　
　　
　　线型名称
　　南方CASS定义的线型名称近百个，少量线型名称对应唯一的地物对象，大部分线型名称对应多个地物对象。
　　表格 4南方CASS线型名称（部分）
　　
　　
　　
　　块名
　　南方CASS定义的块名二百多个，基本上每个块名都可以对应唯一CASS地物对象。
　　表格 5南方CASS块名（部分）
　　
　　
　　
　　CASS属性代码
　　南方CASS定义的属性代码近九百个，基本上每个CASS属性代码可以唯一对应CASS地物对象。CASS属性代码是最关键的识别因子。
　　表格 6南方CASS属性代码（部分）
　　
　　
　　
　　其它次要的识别因子
　　对于次要的识别因子，大部分情况都是可以忽略的，只有当一组关键因子不能唯一识别地物对象，而补充上线宽、颜色等次要因子时，可以建立唯一识别表达式时才会用到。
　　识别表达式
　　根据CASS对象属性及转换后的对象要求，进行识别表达式定义。可能出现多种CASS对象转换为一类对象，如混房屋、砖房屋都转换为一般房屋；也可能出现一个对象转换为多类对象，如泉水转换为温泉、矿泉、硫磺泉、喷泉等，需要对CASS对象和转换后的对象进行一一比对。定义的识别表达式如下表所示：
　　表格 7识别表达式
　　
　　
　　
　　数据预处理
　　AutoCAD本身支持的对象类型，在一些GIS软件中是不存在对应的类型的。这就要求把GIS软件不支持的对象，转换为简单的点、线、面对象，方便转换为GIS格式数据。
　　部分GIS软件甚至不支持弧、圆等对象，针对转换后要求的格式，还需要先对此类对象转换为简单的点、线、面对象。
　　地物对象的识别与转换
　　地物对象的识别与转换分为两种模式：可以唯一识别的对象，使用计算机直接识别转换；无法唯一识别的对象，使用人机交互识别转换。
　　先根据定义好的唯一类型识别表达式进行计算机直接识别转换，再检索未识别的对象，进行人工交互识别，直至所有对象识别完毕。
　　对识别过的对象，需要设置已识别的标志，并添加转换过的属性，常见的保存属性的方法有：1、自定义XDATA扩展属性数据；2、数据词典；3、AutoCAD Map 3D的对象数据。前两者需要自定义并解释，AutoCAD Map 3D的对象数据可以直接定义表并设置属性，使用相当简单。
　　表格 8对象属性
　　
　　
　　
　　对识别过的对象，除了设置转换后的属性和添加识别标志之外，有时候还需要进行一些其它处理。如设置拓扑关系标志，把一般房屋设置为房屋面的边，房屋结构注记设置为房屋面的质心，用来进行后续的拓扑关系构建。
　　构建拓扑关系
　　南方CASS本身没有提供拓扑处理功能。可以使用AutoCAD Map 3D的拓扑处理功能构建拓扑关系。
　　构建拓扑关系过程中，可以根据属性选择转换后的拓扑边界和拓扑质心，构建拓扑关系。也可以在转换过程中，对要创建拓扑关系的对象，先设定标志，根据标志选择对象构建拓扑。相对来说，小数据量时，使用前者，对软件维护更简单；数据量较大时，使用后者处理更方便。
　　地物对象转换为GIS对象的方法
　　对于转换后的数据，可以使用AutoCAD Map 3D平台的输出功能，转换为常见的GIS格式数据，如SHAPE。在实践过程中已经发现，部分对象的转换有缺陷，如圆对象作为拓扑面的边界时，转换后的数据会出现重叠的两个圆。
　　也可以通过编写程序实现数据转换，通过程序实现转换的可控性更好。
　　存在的问题及处理方法
　　原始数据质量问题
　　大部分使用CASS软件生成的数据，只满足图面要求，均没有严格定义GIS检查规则，很容易出现不符合GIS规范的错误。常见数据质量问题如下：
　　1、对象本身属性错误或者不合理，如对象放到错误的图层或者线型名称、线宽、颜色、块名错误；高程点、等高线的高程值异常等。
　　2、地物对象的CASS属性或代码错误或者不合理，如错误的代码，未定义的代码，无代码，地物对象的代码与地物本身不对应、属性与注记不一致等。
　　3、多余的对象，如在作业过程中使用的辅助对象或者标记对象，插入的块或外部参考等。
　　4、错误的对象，如无内容的注记。
　　以上问题可以通过规范化作业流程，严格进行CASS图形实体检查得以改善。
　　拓扑错误
　　在南方CASS中，重叠对象均多次采集，存在对象间出现微小错位的情况，造成如房屋交叉、宗地重叠、房屋边线与宗地有微小缝隙等拓扑错误。
　　此类情况在南方CASS中难以发现，可以使用支持拓扑关系的AutoCAD版本（如AutoCAD Map）进行检测并修改，也可以在转换成功之后，使用GIS软件进行处理。后者的处理流程更简单，效率更高。
　　影响识别转换的因素
　　能够有效提高自动转换的因素：
　　1、原始数据质量
　　原始数据越规范，自动转换的效果越好。
　　2、转换后GIS对象分类情况
　　转换后GIS对象分类越细，能够自动识别的效果越差；分类越少，计算机识别转换的效果越好。
　　3、识别表达式
　　识别表达式定义细节超明确，计算机识别转换的对象越多。
　　优势与不足
　　相对于目前行业内已经出现的转换方式，本方法有以下优点：
　　可以根据项目要求进行自定义。
　　数据识别转换效率高。
　　可以直接设置转换后的属性。
　　可以进行人机交互识别，转换所有对象。
　　本方法也存在一些不足之处，如：
　　定义识别表达式的人员需要非常熟悉南方CASS软件和AutoCAD平台。
　　转换过程效率受数据量的影响极严重，大块的数据需要细分为多块进行处理。
　　应用情况
　　本文所述方法，已经成功应用于江苏省无锡市、广西柳州市的地形数据入库工作。并在第二次土地调查项目中，已经应用到广西玉州区、兴宾区、容县等九个县区的城镇地籍数据库建设，取得极好的成绩。
　　
　　【参考文献】：
　　1、CASS2008参考手册
　　2、AutoCAD 2006 DXF参考
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-577999.htm