毕业论文-CASS9.1与GIS在莆田市大比例尺地形图入库的应用

龙岩学院资源工程学院毕业论文 题目：CASS9.1与GIS在莆田市大比例尺地形图入库的应用专业：测绘工程班级：2011级测绘一班学号：姓名：指导教师：高鹏职称：讲师资源工程学院资源工程学院测绘工程专业【摘要】为了方便利用现有地形图数据资料入库工作，文中结合莆田市大比例尺地形图入库项目研究CASS9.1地形地籍成图软件在地形图入库前编辑与处理工作，通过该项目的整体操作工作，结合GIS总结出部分快速解决问题的办法，使CASS9.1在地形图入库编辑与处理工作流程化与作业化为城市数字化地形图建库提供一套完整的操作流程。【关键字】CASS9.1；地形图数据资料；建库目录1引言 41.1莆田市大比例尺地形图入库研究背景 41.2CASS地形图入库研究现状 41.3CASS9.1在地形图入库前编辑与处理应用研究内容 42CASS9.1的入库前编辑与处理 42.1作业流程（图2-1） 42.2CASS9.1对地形图数据的处理 52.3CASS9.1对地形图数据的编辑 52.3.1高程点层（GCD） 52.3.2等高线层（DGX） 62.3.3控制点层（KZD） 62.3.4水系设施层（SXSS） 62.3.5居民地层（JMD） 62.3.6独立地物（DLDW） 62.3.7道路设施（DLSS） 62.3.8管线设施层（GXYZ） 62.3.9植被层（ZBTZ） 72.3.10地貌土质层（DMTZ） 72.4地形图各要素配合及属性编辑 83地形图检查 83.1CASS查错 83.2GIS查错 93.3拓扑查错 94接边工作 94.1面接边 94.2线接边 104.3属性接边 105特殊情况的解决方法 106结束语 15致谢语 15参考文献 151引言1.1莆田市大比例尺地形图入库研究背景莆田市大部分的大比例尺地形图数据都是cad格式，其主要侧重表现地物图形的特征，所能表现的信息有限，大部分没有具备拓扑关系，而且由于大比例尺地形图数据的生产单位不一标准不同使现有的莆田市大比例尺地形图存在极大差异[1]。1.2CASS地形图入库研究现状CASS数字化地形地藉成图软件是设定为一款基于AutoCAD平台技术的数字化测绘数据采集系统，该软件主要应用在地形成图、地籍成图、工程测量这三个领域中，同时还全面地面向GIS，使CASS数字化成图软件能够与GIS相互结合，更快地实现了互相作业，操作便捷，在城市数字化建库中实现功能互补[2]。要想做好城市规划和建设就要从基础抓起，高程点、管线、独立地物、居民地、地貌、植被等地形图图形要素是表达城市数字化地理信息的重点。城市规划和建设要想实现国际化大都市的城市管理，建立各个城市地理信息系统就有存在的必要性与重要性，其中大比例尺地形图数据库的健立就要成为首要工作。就我国目前的科学技术发展水平来看，我国的城市数字化地形图建库的途径主要有如下三种，第一种是较为传统的方法主要通过野外测图作业所得到的数据直接进行建库工作,第二种较为现代化主要利用航测技术由航测数据直接建库，第三种则是目前较为普遍的途径主要是利用现有地形图资料数字化建库[3]。数字化测图发展阶段有四种，分别是电子图阶段、初级信息图阶段、建库阶段及修补测阶段[4]。目前我国各城市的基础地理建库和地籍建库都在开展，现在各种成图软件所得到的最终成果图是要导入GIS进行建库，要达到这个目的就要要求对地形图进行处理，对现有数据的拓扑完整性、属性完整性等方面进行整理，使其能够满足GIS对数据各个属性的要求，让数据得以高效地转入数据库。1.3CASS9.1在地形图入库前编辑与处理应用研究内容本文结合莆田市大比例尺地形图入库项目，为利用CASS9.1在现有地形图数据资料进行建库的入库前处理与编辑工作提供一整套较完整的操作规范流程，同时还利用GIS解决其他复杂问题，使工作更加编辑，为利用现有地形图建库提供入库前编辑与处理的一整套作业方法。2CASS9.1的入库前编辑与处理在利用现有地形图数据资料进行入库时，由于现有的地形图数据资料存在没有统一规范、表示不同、版本不同等原因，使得该数据资料无法直接进行GIS建库工作，需要利用CASS9.1对现有地形图的各个图层如KZD、GCD等进行一系列的编辑与处理。2.1作业流程（图2-1）地形图图层整理将图层重新命名，各图层按要求编辑进行图面检查删除重新命名的图层，获得新的地形图软件自检拓扑检查接边工作成果提交图2-1工作流程图2.2CASS9.1对地形图数据的处理利用现有地形图数据资料进行建库，地形图数据的整理就对地形图入库有着重要作用，在原有的地形图基础上进行处理首要就是对地形图的图层进行处理，使图层清晰，减少冗余数据。（1）用CASS9.1地形地籍成图软件打开CASS格式的地形图，输入“PURGE”命令清除原图层所存在的冗余数据，减少多余的数据量，同时还能减少存储空间，为后期的地形图整理提高操作速度[5]。（2）用CASS9.1地形地籍成图软件打开CASS格式的地形图，根据如下步骤“检查入库”——“删除重复实体”即可删除个图层中完全重复的多余实体，减少地形图数据量与存储空间。（3）如果在“检查入库”——“图形实体检查”中的“图层正确性检查”这一项出现错误[6]，则要进行“地物编辑”——“图形属性转换”——“编码—>图层”（需要事先有个“编码—>图层”文件），该方法适用于原地形图实体编码正确，图层不正确情况，该步骤可使地形图各图层所存放的是正确属性与编码。（4）查询图内是否有二维多段线，如果有二维多段线则需要进行处理。每次打开地形图存在二维多段线会发现位置都有点偏移，且如果在二维多段线上进行编辑会让地形图出现致命错误无法再进行编辑动作。处理方法：“地物编辑”——“复合线处理”——“重量线->轻量线”。2.3CASS9.1对地形图数据的编辑在经过上述的简单处理后就要对地形图进行编辑，如果需要对原地形图的某一图层进行编辑，则需把原图层重新命名，避免重新编辑的图层与原图层混淆，例如“KZD”改名为“KZD01”或“控制点”，改名无需差异太大只要作业人员可以清楚辨认即可。数据编辑应该严格按照CASS9.1软件的编辑要求进行，地形图数据编码由CASS9.1自动生成，确保地形编码和地物的一致性。地形图数据在编辑时要求CASS的数据编组功能随时处于开启状态（Ctrl+A），是为了保证地形图数据的属性赋值工作能准确到位，因此一般情况下不同意让作业人员在对地形图进行编辑修改工作时采用复制等方式，例如高程点的点位符号和高程注记在成图时都必须是编组状态。2.3.1高程点层（GCD）高程点点位和高程注记没有成为一个整体，即没有编组，则高程点层需要重新整理，处理步骤：“工程应用”→“高程点生成数据文件”→“无编码高程”，当点位z值为零时，不能直接回车取高程点实体z值，而应输入高程注记所在层。读出高程数据文件（*dat）后应检查其坐标是否有错误后才能将高程重新展入图中，展高程点方法为“绘图处理”→“展高程点”，获得成为编组的高程点，形成符合要求的GCD层[7]。2.3.2等高线层（DGX）等高线层需要用CASS原有编码将首曲线与计曲线等各个实体属性重新刷码，避免原地形图中有各种比例尺导致等高线线宽、线型等不一致。2.3.3控制点层（KZD）控制点前面处理方式与高程点层处理步骤一样，只是在其获得文件一（*dat）后增加了如下步骤：“工程应用”→“控制点生成数据文件”，获得文件二（*dat）。打开文件一跟文件二，如果发现文件二不是完整数据则需要将文件一的高程值复制到文件二形成完整的数据文件，或者将文件二的点名复制到文件一形成完整的数据文件，把得到的完整数据文件（*dat）展入图内（“绘图处理”→“展控制点”选取完整文件，依据原地形图控制点类型勾选控制点类型，展控制点）。2.3.4水系设施层（SXSS）水系设施层要符合GIS建库的要求，就需在“BOUND”层中绘制池塘、沟河等面状的水系构面线，水系构面线遇到桥梁、沟渠、河流等都不能断开而是要保持其连续性，同时池塘、贮水池等面状水系确保要素闭合，同时还要在其构面线上填写基本信息。如果涵洞等有骨架线，可以利用原骨架线重新生成，但需要检查避免错误。2.3.5居民地层（JMD）居民地层涉及范围较多，主要以房屋为主，房屋必须严格闭合，且没有冗余数据。两栋房屋相邻时，其共线的边界应该用各自的编码重复绘制形成两个独立面状，而不是只绘制一次导致某栋房屋没有闭合；房屋的结构注记和楼层注记正常情况下其位置要在房屋范围内。挑廊、廊坊、门顶雨罩等应闭合成面状。还应注意依比例围墙白色为围墙外围，洋红色为围墙内围。2.3.6独立地物（DLDW）在独立地物层处理中，重新绘制依比例坟地、独立大坟范围时要把坟地符号拖放至原地形图所表示的点位置上，才能保证没有破坏原地形图所要表示的意义。2.3.7道路设施（DLSS）在绘制大车路与依比例乡村路中，要注意“左虚右实，上虚下实”的原则来绘制虚实线。如果小路与各种道路间没有任何地物符号且相隔不远，理应把路延长使其满足路的连贯性。如果道路有要求构面，则可以把道路信息如道路名称、道路宽度等填写在相应位置。2.3.8管线设施层（GXYZ）管线设施层除了要拟清各种管线线路的类型，还要做到表示清楚其走向。多种线路共杆时，只表示高级线路的符号。管线末端如果有符号，不应用有骨架线的编码绘制，而是用“地物编辑“→”电力电信“里的符号表示，如图2-2所示。图2-2电力电信线符号2.3.9植被层（ZBTZ）当植被符号与其范围没有成为同一个块状时，该类型需要整理。植被层是整理数据时最需要把其他图层打开，编辑较为繁琐、数据量最大的图层之一。要注意房前屋后的植被范围，如果植被范围较小且有文字说明时应用单个植被符号表示避免数据过多造成图面复杂不清晰明了。同一植被块内嵌套种植或混合生长的园林地，应该选择一种植被有范围线的种植形成编组，其他植被单个符号种植。同一植被块内套种或混合生长的耕地或草地，则要以数量多的植被为主种植。2.3.10地貌土质层（DMTZ）自然斜坡和加固自然斜坡重新绘制需要用法线自然斜坡和法线加固自然斜坡，不可用等分自然斜坡。如果水系注记外围是陡坎且没有水系设施层存在时，应该用无坎池塘的编码沿着陡坎绘制形成闭合整体，而不是把包围水系注记的陡坎直接归层给水系设施层。图层编辑后，应把原图层删除，保留最新图层并严格按照表2-1设置其颜色与归层，获得编辑后的地形图成果。AXES层是用来表示各种道路中心线，并填写道路的相关信息，如道路名称、道路宽度。BOUND层是用于表示复杂面状地物的构面线，如道路、河流的构面线。表2-1图层组织结构表序号图层名图层说明色号备注1KZD控制点层1（red）2GCD高程点层1（red）高程点及高程注记3DGX等高线层2（yellow）等高线4SXSS水系设施层5（blue）5DLSS道路设施层4（cyan）交通设施及注记6DLDW独立地物层117JMD居民地层6（magenta）居民地及部分注记8GXYZ管线设施层2（yellow）9JJ境界线层2（yellow）10ZBTZ植被层3（green）11DMTZ地貌土质层3（green）12DLJ地类界2（yellow）13COMMUNITY公共设施1（red）14COMPONENT市政部件4（cyan）15BASICGRID基本格网5（blue）16TK图框层7（white）图框注记17ZDH展点号层1（red）18Assist骨架线、框架线7（white）190用户层7（white）图廓线20AXES中心线7（white）自定义21BOUND构面线7（white）自定义2.4地形图各要素配合及属性编辑（1）地形图图形各要素之间要合适处理，如陡坎不会穿过房子，遇到房子要断开。图上等高线遇到房屋要断开，等高线遇植被符号时不断开或者尽量错开。等高线的厚度要为零。（2）数字编辑成图的图形符号应符合CASS9.1图示规定要求，同时还要注意各地物之间的表达方式，使图面合理化。（3）地形图数据在编辑时，对各图形的编辑应该要充分利用作图辅助工具及各种捕捉方式等功能来进行操作。做到图内各种线型与其符号准确，保持图面清晰，力求线条光滑不弯弯曲曲；房角线垂直不重合；线与线接头尽量封闭，无出头、断头或不到边的情况，要做到保证图面、编码、高程值一致。（4）地形图图内需要注记时要注意注记的位置应该选择在适当地位置表示，文字、数字注记必须准确无误，同时还要注意不要出现注记压盖问题，以免影响图面的清晰。（5）数字地形图上的所有数据均须赋予高程值，且不能出现没有闭合图形[8]。3地形图检查现有地形图经过处理与编辑后需要对其成果进行成果检查确保所获得的成果满足要求，不存在任何可查出的错误，除了利用CASS软件查错这项基础查错外，还要借用GIS等其他软件进行查错工作，此外还能减少数据冗余[9]。3.1CASS查错利用CASS9.1地形地籍成图软件自带的检查操作检查，“入库检查”——“图形实体检查”，如图2-2所示，共有编码正确性检查、属性完整性检查、图层正确性检查等9项内容，需要一一检查，可查出地形图错误之处并逐一改正[10]。图2-2图形实体检查3.2GIS查错经过CASS软件自查后居民地层（JMD）很多没有闭合、房屋相交、房屋重叠都无法查找（如图3-1、3-2所示），因此需要用GIS建立拓扑，检查房屋闭合[11]。图3-1房屋相交情况图3-2房屋重叠情况3.3拓扑查错经过上述两个检查工作后仍存在不少错误，如线重叠、线覆盖等都是用CASS无法自检得到，需要自建一个拓扑软件用于检查CASS与GIS无法查找的错误[12]。4接边工作地形图编辑处理后在入库前需要对相邻的地形图进行接边工作，测绘的地物要素完全接边，即不仅空间位置完全接边，地物属性、地物表达方式均完全接边,即几何和要素都要接边[13]，保证图面层码、高程值一致。4.1面接边面接边的原则是要无缝接边如图4-1、4-2所示，例如同一块植被地分别分布在不同图内，应该以某一幅图为准补全植被面，删掉另一幅图内不完整的植被面[14]。图4-1面状地物接边前图4-2面状地物接边后4.2线接边线实体在接边时注意两幅图的结合点捕捉到相同的内图廓上，管线接边时图幅接边处应按实际走向标示方向，尤其要注意图边无杆的架空线相接，不能丢漏。此外，如果一副图内的某电线与另一幅图的同编码电线是可以接边的，则需要其中一副图内的电线延长与另一幅的电线相接且至少重合一小段[15]。4.3属性接边面、线实体在接边时除了要求图形一致外，其在编码、线性、属性上也要求要保持一致，不能出现两幅图街边处各不一致，例如，一栋房子两幅图内各有一半，但是房屋结构、房屋楼层不同时，以年份新的为主，各一半的房屋只需在某一地形图内保留完整的一栋房子即可。如果年份相同，则以房屋结构高的为主，例如一半简房，一半砖房，以砖房为主保留完整房屋。5特殊情况的解决方法在该项目的作业工作中，除了传统的作业方法外，还有其他解决方式，下列根据实际情况罗列出部分特殊情况的其他解决方式。（1）对于嵌套式较为复杂的房屋，例如有天井的房屋（图5-1）、楼层数不同的主副楼等（图5-2），其段线必须往返重合图形才能闭合，即按以下原则表示：图5-1有天井的房屋图5-2楼层数不同的主副楼（2）当依比例庙宇有房屋结构注记时，要以房屋注记为主描绘房子，并于房屋范围内用庙宇要素表示，如图5-3、图5-4表示。图5-3，错误表示图5-4，正确表示（3）道路求中心线方法有两种，传统方式：利用CASS来求中心线，适用于道路数量不多且道路较长，“地物编辑”→“求中心线”，选择道路两边的两条线，最好是两边线能够长度大概一致，这样子求出来的中心线比较美观不太需要修整。便捷方式：利用GIS求中心线，适用于道路较为复杂且数量多需要批量处理[16]。1.把道路的构面线形成的面要素merge成一个要素，如图5-5；图5-5改成一个要素2.然后把merge后的数据转成线数据（PolygonToLine），如图5-6表示；图5-6转成线数据3.使用打断工具将转换后的闭合线数据在道路末端打开一个开口，如图5-7表示；图5-7在末端打开一个开口4.接着使用GIS自带的提取中心线工具(CollapseDualLinesToCenterline)，如图5-8所示；图5-8提取中心线5.最后得到道路的中心线，如图5-9所示。图5-9得到中心线（4）如果整副地形图房屋出现有房屋楼层注记与房屋结构，但是房屋没有属性或者属性错误时，可将该图层导入GIS，利用GIS根据其房屋结构与房屋楼层注记挑选，放到不同图层，进行统一格式刷属性。但是由于注记的位置，可能导致挑选错误，因此如果使用该方法统一处理房屋，在格式刷后需要进行图面上的一一检查，避免出现错误。（5）由于是根据原地形图的形状来重新绘制楼梯，且没有骨架线可以重新生成时，有时某些形状较为特殊的楼梯无法顺利绘制时，可以先用正确的编码在原位置上进行大概的绘制，然后利用得到的骨架线使用加点等方式调整位置使其基本上与原形状一致后将骨架线重新生成，即可得到符合形状要求的骨架线。（6）植被层处理工作量不小，因此如果植被层出现范围线首尾线实体的点能够搭在一起的规律（如图5-10），可结合GIS减少工作量。具体操作步骤如下：除了骨架线层关闭外，使所有层都处于开启状态，将其另外写块导出并命名。打开GIS界面，根据“Polyline”→“Date”→“ExportDate”得到一副图，如果图面出现乱七八糟的线需要将其删除。接着“DateMongement”→“Tools”→“FeatureToDolygon”（设单位为0.01，如果设置的过大则得到的线与原位置有些许偏差）→“ExportCAD”→“Date”（选择DXF格式）即可得到一个文件，打开该文件，将三维多段线改成多段线保存。打开要编辑的地形图，将刚才得到的文件加载进来，发现该文件得到的线会完全覆盖在植被块周围，即可用“地物编辑”→“植被填充”，选择相应的植被然后点击植被块周围相应的线，这种方法比传统的逐点画植被范围来的更块。图5-10规律的植被块（7）如果原地形图有被分幅图的线分割过，需要把被分割的线、面等要素一一对应连接起来后才能进行编辑工作。（8）在城市道路中不乏许多立交桥、行人天桥等复杂道路，其俯视图可见的绘实线，不可见的绘虚线，同时道路构面线与中心线则以实线重叠。6结束语本文通过CASS9.1在莆田市大比例尺地形图入库前的编辑与处理的实例分析，列出利用现有地形图进行入库的基本编辑与处理减少数据冗余，同时还利用GIS跟CASS这两个软件相互结合使某些复杂操作更加便利，总结出利用现有地形图数据资料进行建库工作的一整套操作流程，在实际操作中有重要意义。致谢语时光匆匆，大学四年时间转眼即逝，刚入学的场景仍历历在目，还没有来得及再多感受下大学美好的时光，多看看、多走走的时候就要离开了。在这求学的四年里，想感谢的人非常多，我的老师、舍友、同学……思绪万千，却找不到更合适的词语来表达我的内心情感，只能真诚地说一句“谢谢”。这次论文能够顺利完成，首要要感谢的是我的论文指导老师高鹏老师，因为自己的实践不够、知识缺乏等各方因素，论文质量不是特别好，但是老师依旧非常负责任地给予我帮助和指导，使我的论文能够更好地表达。再者是感谢给予我帮助的同学，感谢你们这四年来给予我的帮助与关心。最后，感谢身边的亲朋好友一直对我给予无限的包容与爱。参考文献[1]吴国梁.CASScheck在遵义市基础地形图数据入库整理中的若干应用[J].大科技，2013：248-249.[2]李笑娜.基于南方CASS进行大比例尺地形图建库实践[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2009（8）.[3]陈艳.大比例尺地形图数字化建库模式探讨[J].城市勘测，1996（02）.[4]徐伟玉.RTK作业系统及其在城市测绘工程中的应用研究[D].华侨大学博硕论文，2011.[5]高洁等.CASS格式地籍数据入库前的编辑与处理研究[J].山东国土资源，2011（04）.[6]伏文卫.CASS格式数字化地形图快速入库方法和技巧[J].城市勘测，2014:64-65.[7]宿亮.浅析利用CASS9.1将无属性地形图重画为标准入库地形图的方法[J].测绘通报，2003（6）.[8]周建达等.CASS在城镇数字地籍数据库建设中的应用[J].科技信息，2008（13）：203-204.[9]陈庆.基于南方CASS的全要素地形图数据整理入库[J].矿山测量，2009，10（5）.[10]马兴文.城镇地籍数据库建设中空间数据的编辑[J].甘肃科技，2008(11):80-81.[11]李巍巍等.基