毕业论文-Cass格式地形图入库前的整理过程

龙岩学院资源工程学院毕业论文 题目：Cass格式地形图入库前的整理过程专业：测绘工程班级：2011级测绘1班学号：姓名：指导教师：职称：讲师资源工程学院资源工程学院11级测绘工程专业【摘要】为了Cass格式地形图数据能在ArcGIS软件入库得以实现,应满足入库数据要求,以减少数据转换过程中数据的损失,入库前Cass格式地形图需进行整理工作。本文结合莆田市城镇地形数据库的建库，阐述了莆田市城镇地形数据入库前的工作内容以及在此过程中遇到的问题和解决办法，为以后的城镇地形图入库工作提供参考以及提高入库的效率。【关键词】Cass软件；ArcGIS软件；数据入库目录TOC\o"1-3"\h\u232871.引言 .引言1.1研究的目的与意义随着我国数字城市地理空间框架建设的开展，基础地理信息数据服务于政府决策、管理和百姓生活的作用显得尤为重要[12]。目前我国的地图制图系统中,地图数据的存储格式大都是Cass数据格式[11](*.dwg或*.dxf),且Cass数据存在缺陷,不能满足GIS入库数据要求。因此为了更有利于各要素的空间信息和相关属性信息的保存，Cass格式数据入库前的整理是重要的，且采用程序软件和人工操作主要是Cass数据进行整理的作业方式。测绘地理信息的生产方式渐渐的由全外业调绘转变为充分利用已有资料进行内外业一体化生产，提高了生产效率,数据间的统一性得到了保证。为了Cass地形图数据能在ArcGIS软件入库得以实现,应满足入库数据要求,以减少数据转换过程中的损失,入库前Cass格式地形图进行整理工作。1.2国内现状目前国内在CASS格式地形图数据能转换成GIS数据可用以下3种方法，分别为：第一种方法是直接转换法：依据Cass安装目录system文件夹内的两个配置文件：图元索引文件(INDEX．INI)和属性表文件(AttriBute．def)[12]。按照入库要求修改图元索引文件中的三个成分（用户编码、GIS图层以及属性表文件的属性结构）后，用“输出ARC／INFOSHP格式”命令将CASS格式数据转换为GIS数据入库的要求。这种方法虽易操作，上手快，但需修改量大，出错后很不易发觉。第二种方法是间接转换法：由于Cass格式和GIS数据之间的数据特征，通过第三方软件实现它们之间的转换，达到数据入库的要求。这种方法较之第一种方法操作灵活、转换效率较高，但是配置较多、复杂的转换规则。第三种方法是Cass和ArcGIS综合转换法：该方法是利用Cass9.1软件“输出ARC／INFOSHP格式”命令将数据转换为能满足GIS数据入库的要求的数据作为中间数据，再将该数据导人ArcGIS软件，经处理转换为GIS数据人库的要求。而这种方法易上手，定义转换规则简单，转换效率高。综上，本文叙述的是采用第三种方法（Cass和ArcGIS综合转换法）进行Cass格式地形图数据入库。因此Cass格式数据入库前的整理工作是很重要的。1.3主要研究内容简单的阐述了Cass9.1软件的功能、Cass数据和GIS数据库的数据特征，详细的介绍了Cass格式数据入库发展现状，分析了Cass数据入库前整理的必要性、内容及其他相关的标准，针对莆田市城镇地形数据库的建库，阐述了城镇地形数据入库前的工作内容以及在此过程中遇到的问题和解决办法，为以后的城镇地形图入库工作提供参考以及提高入库的效率。2.Cass格式数据入库方案2.1Cass格式数据入库前整理的必要性2.1.1Cass软件Cass软件的信息特征Cass软件符号库丰富，按实体类型分，有控制点、居民地及设施、交通设施、管线设施、水系设施、植被土质、市政设施等；按拓扑分，有点符号、线符号、面符号[2]。严格遵循国家图式标准的要求，方便成图，美观。南方Cass成图软件主要注重于图的表达，具有强大的图形处理能力，但存储处理方面的能力较弱，其属性存储在Cass扩展码中，基于图元进行存储。Cass9.1的功能Cass9.1比以往的Cass软件更好用，其一主要体现在界面上多了小框面里面有图层的各要素的显示、属性的录入、快捷键的设置等：其二体现在命令上，例如重构命令可以批量的选择，这是以往其它Cass软件所不能执行的。因此运用Cass9.1软件进行数据入库前的整理工作不仅可以高效率、批量的完成还可以降低出错率。2.1.2ArcGIS软件Cass软件具有丰富的符号库，而ArcGIS软件则没有。把Cass格式的地图导入ArcGIS软件里以点、线、面和注记的形式出现。且ArcGIS则是面向对象进行数据管理，空问数据模型中包含要素类、对象类、注记类等，以要素类为例，其属性存储在要素类中，每个要素具有相同的属性[4]。因此Cass格式地形图数据入库前需进行整理。2.1.3Cass数据入库流程Cass数据与ArcGIS数据在图元与属性管理上存在很大区别。数据的入库工作，就已经需要图形转换和属性上的对应。Cass数据中面的概念的描述不存在和属性信息贫乏。故数据入库的大部分工作集中在要素构面及属性入库上[5]。综上所述，Cass数据入库流程如图2-1所示：Cass数据要素归层、构块、属性录入要素归层、构块、属性录入检查图形检查图形数据入库数据入库ArcGIS数据检查数据ArcGIS成果数据图2-1Cass数据入库流程2.2整理步骤先易后难，把简单的先整理完在做复杂的。以Cass9.1为主进行整理工作，而其它软件如ArcGIS、FME等软件为辅以使整理工作可以高效率、批量的完成，减少出错率。打开Cass9.1界面并打开图，整理步骤如下：（1）初步修改；（2）各图层要素处理；（3）检查。3.GIS对Cass格式地形图的整理要求3.1数据质量要求1:500数字地形图数据的质量基本要求主要由以下几个因素来判断。其数据基本质量应符合以下要求:（1）几何精度1）地物要素在整理后与原图中所对应的要素几何位置上要重合；2）相邻图幅要进行接边；（2）图形质量1）地形图数据在整理后的要素符合新规定的图示要求；2）整理后的图形应整洁、美观、无遗漏、无明显变形；3）不存在不合理的线（如自相交线）和点（如高程为零的高程点）等。（3）属性精度1）编码正确；2）属性信息完整、无误；3）对于同一种地物要素来说属性信息应相同；（4）逻辑一致性1）属性相同的面状地物要素边线要闭合且一致；2）唯一地表达地形要素几何类型；（5）完整性1）除了少数需要更改的要素外，整理后的地物要素无错漏，且与原图的表示意思相同；2）要素符号表示完整、无误；3）图层里的地物要素无误、不错漏；4）完整地表达数据说明的内容且符合规定的要求；5）完整、无误地表示注记。3.2作业依据（1）《基础地理信息要素分类与代码》（GB/T13923-2006）；（2）《国家基本比例尺地图图式》（GB/T20257.1—2007）；（3）《基础地理信息要素数据字典》（GB/T20258.1—2007）；（4）《1：5001：10001：2000地形图数字化规范》（GB/T17160-1997）；（5）《城市测量规范》（CJJ8-99）；（6）《数字测绘成果质量检查与验收》（GB/T18316-2008）。3.3基本原则（1）一致性1）整理后的数据要既能满足入库要求，又能满足制图要求；2）整理后的数据应保证数据入库与导出的一致性。（2）准确性1）修改后的数据应与原数据在几何位置上一致。要素需要重新采集时，应使用捕捉功能获取原要素的结点，绘制完成后再删掉原要素。2）要素编码和属性应完整、正确。（3）完整性1）面状地物不能因房屋、高程点等打断。2）符号应完备。编组的地物符号不得打散。3）编辑中凡面状地物均要各自封闭，且实体构成应唯一。况且在图形分幅时造成面状要素地物不完整，要以内图廓边为边来封闭。（4）美观性1）各要素的图形应无误地反映实地地物的形态特征，无缩放、扭曲和变形；各要素不出现图形错误线如段出头、欠头、自相交等；2）当地物有公共边时，公共边在相应位置应完全重合，不留细缝或不相交。3）当边线共线时，要图面清晰，精度允许的情况下，按“次要地物避让重要地物”的原则进行整理。4.莆田市城镇地形图数据入库前的整理过程4.1数据基本情况4.1.1空间参考系1：500比例尺数字地形图统一采用莆田市相对独立坐标系统（1980年西安坐标系参考椭球、中央子午线为119度），1985国家高程基准。4.1.2范围及面积测量范围为莆田市建成区，总面积约100平方公里，1：500标准分幅图约1600幅。4.1.3测图情况本项目所涉及地形图由多个作业队伍先后测量完成，作业时间为2006年9月—2008年11月，采用测图软件为CASS5.0—7.0版本。4.1.4Cass地形图存在问题对1：500地形图进行检查时，在日常工作中发现并汇总如下常见问题[3]：所有成果采用南方Cass5.0—7.0软件成图，所采用的图式为1995年旧版图式。用Cass9.1软件打开该数据时，会有部分地物编码错误，部分地物符号或线型错误，部分地物图层错误。2）某些面状地物没有闭合。例如：结构较复杂的房屋、阳台、门顶、檐廊、依比例尺围墙等没闭合。3）部分地物编码错误。例如，混、砖、砼等结构的房子的编码都是141101（一般房屋）；或由于个别作业员擅自添加了编码，导致编码错误。4）部分地物没编组。房屋的结构和层数注记不与房屋面关联；高程点、平面控制点中点符号与点的高程值、点名没编组；棚房中的四个角的短线未与房屋线连为一体。5）共线问题。某些面状地物因与其他地物有公共边，公共边部分没有被绘出，导致地物不闭合。或植被以其他地物范围线为边界，而省略地类界。6）道路、河流等没有构面，道路没有中心线，且没有填写相应的属性数据。7）一栋整体房屋或建筑物，不同层数的部分用虚线间隔开，而没有各自独立表示如图4-2。8）要素在逻辑上存在错误。如，要素重复绘制、存在悬挂线、伪结点等。9）个别地物图层存放错误。10）某些地物的几何描述不完整或描述同一要素的多个符号未构成一个整体。11）居民地注记的字体大小没有统一；某些注记的编码错误。12）所有图幅都缺少数据说明。13）少数图幅图廓外有多余地物。4.2图层组织（1）为保证空间地理信息数据中各地物要素能够保持其原有的属性特征，在数据入库前Cass格式的地形要素数据进行归层[6]。因此根据南方Cass标准图层命名来定义图层名，而自定义的图层有AXES和BOUND图层。表4-1所列图层上应保证只放置相应规定的数据内容，不得存放规定以外的任何其它实体。辅助层是“AXES”、“BOUND”和“ASSIST”层，在成果上交或打印时辅助层应关闭。要素颜色应符合表（4-1）规定。表4-1要素颜色规定表序号图层名图层说明颜色备注1KZD控制点层red2GCD高程点层red高程点及高程注记3DGX等高线层yellow等高线4SXSS水系设施层blue5JMD居民地层magenta居民地及部分注记6DLDW独立地物层117DLSS道路设施层cyan交通设施及注记8GXYZ管线设施层yellow9JJ境界线层yellow10ZBTZ植被层green11DMTZ地貌土质层green12COMPONENT市政部件cyan13BASICGRID基本格网blue14TK图框层white图框注记15ZDH展点号层red序号图层名图层说明颜色备注16ASSIST骨架线、框架线white170用户层white图廓线18AXES中心线white自定义19BOUND构面线white自定义（2）加图层，增编码：有三个文本组成如图4-1所示：图4-1三文本4.3初步修改修改图层名及颜色例如SXSS改为SXSS1,blue改为white。目的是为了进行比较，以防要素漏掉，以便清除图层。4.4各图层要素整理在数据入库的过程中，最核心的问题是将大量的数据依据所制定的数据生产要求，准确、快速地转换到ArcGIS数据库中[6]，充分发挥其基础数据的作用。那么Cass格式的地形图要素归层的整理就显的尤为重要。根据表4-1的规定，分别进行主要整理过程。4.4.1控制点层（KZD）在控制点层的控制点不得打散且它们的点位、注记、分数线和点名都需关联。若控制点的点位符号、点名注记、分数线和高程注记不是编组合成且高程为零，则具体方法利用Cass9.1和excel软件进行处理：打开Cass9.1界面找到“工程应用”并点击，找到“控制点生成数据文件”点击，跳出界面“输入坐标数据文件名”（如911）保存。再次找到“工程应用”找到“高程点生成数据文件”点击“有编码高程点”或“无编码高程点”则会跳出界面“输入数据文件名”（如912）并保存，在命名栏输入“2”按enter键，选取高程点。把两个文档导入到excel表格里用函数concatenate（text1，text2，……）即将多个文本字符串合并成一个，在复制到所需文档，之后展控制点。控制点如导线点因新版图式与旧版图式在符号表示上有差别，要进行检查并按照新图示表示要求修改。4.4.2高程点层（GCD）对于高程注记打散的高程点，需将高程点点位与注记进行编组合成。若高程点是打散的状态，则具体方法利用Cass9.1软件进行处理：“工程应用”并点击，找到“高程点生成数据文件”点击，点击“有编码高程点”或“无编码高程点”则会跳出界面“输入数据文件名”（如913）并保存，在命名栏输入“2”按enter键，选取高程点，之后展高程点。若默认的高程注记压盖了其他地物符号，需稍微移动高程注记，以保持图面清晰可读。4.4.3等高线层（DGX）等高线遇到面状地物（如房屋）、双线道路等应断开。而等高线遇到等高线注记和植被符号可以不断开。4.4.4水系设施层（SXSS）水井符号旁不需标注井口地面高程、地面至水面深度和水质，将这些信息在水井的附属属性中进行填写。沟渠、河流等不得随意断开。对于随意断开或因桥梁、涵洞、水坝、水闸等原因断开的沟渠、河流等，应保持其连续性。在“BOUND”层中绘出水系的构面线，构面线应沿着岸边线进行采集以满足数据入库的需要。双线道路与面状水系共边时，道路和水系都应各自分别构面，公共边应采集两次。池塘、水渠、贮水池的边沿线是陡坎或斜坡的，不可用坎线代替它们的边沿线，应加绘以及封闭构面。河流、水库、湖泊、池塘等的名称和养殖性质应在属性表中注明，同时应在图面上注明名称。高（低）于地面水池的注记，在Cass7.0及以前版本中在DLDW层，Cass2008及Cass9.1中属于SXSS层。4.4.5居民地层（JMD）普通房屋的结构、层数必须作为建筑物的一部分，不得单独用注记表示。房屋面必须闭合，且无多余数据。两房屋边界共线时改边线要绘制两次；房屋注记的定位点必须置于该房屋面内。对于复杂房屋，如带天井的房屋等，按以下图4-2原则表示：此段线必须往返重合图形才能闭合图（一）图（二）图4-2房屋构面图在新版图式与旧版图式上，檐廊的符号有区别，必须对所有檐廊符号进行检查，按照新图式表示要求进行修改。地下建筑物出入口，在Cass7.0及以前版本中在归为DLDW层，在Cass2008中归为JMD层。房屋的整理是比较困难，费时的图层之一。且若房屋的结构、层数以及房屋面未编组合成，则需进行编辑整理。因此一般我们把房屋面用ArcGIS软件或FME软件先整理出来，再导入Cass9.1软件里，用快捷键“s”刷属性。4.4.6道路设施层（DLSS）与“SXSS”层一样道路在“DLSS”层中一律不得构面。但为满足GIS入库的需要，道路构面线须在“BOUND”层中体现，单线路不应参与构面，城市道路要进行构面，内部道路不构面。须构面的路应绘制“道路中心线”，并放在“AXES”层。公路和街道的属性填写在相应的中心线上。属性项包括：道路名称、道路等级、道路宽度、路面材料等进行填写。4.4.7管线设施层（GXYZ）在新版图式与旧版图式上，变电室、变压器、配电线入地口的符号有区别，必须对该层所有地物符号进行检查，按照新图式表示要求进行修改。对于有大量管线设施且骨架线与其它要素未编组合成的地形图来说，图形的整理是费时的。而骨架线完整可重构，否则需重画。4.4.8植被层（ZBTZ）植被等需要填充的面状地物，不允许以单个符号手工栽种或以复制的方式栽种填充符号。当植被的边界与线状要素或面状地物边界共线时，植被边界应采集完整。地形图里植被未构面则需把Cass中的房屋面、独立地物等导人到ArcGIS软件中构面再导入Cass9.1软件里，用快捷键“s”刷属性。对于带有其它面状地物的植被面，如房屋、依比例坟地等，原则与房屋一样，如图4-3表示： 图4-3植被构面5.检查检查是测量工作中一道必不可少的工序，入库之前的数据检查显得尤为重要[14]，以保证入库数据的准确性。5.1检查方法（1）利用“检查人库——图形实体检查”方法可进行编码正确性，图层正确性，符号线型线宽检查，高程注记检查的正确性[7]-[8]。（2）用“purge”命令清除多余的图块，可加快处理速度，并能通过编码正确性检查[13]。（3）利用ArcGIS软件进行房屋、植被面等的拓补检查，对检查出现的问题返回到Cass9.1中对其修改。例如房屋的拓补检查把Cass中的房屋线条和注记导人到ArcGIS中构面，房屋注记信息在ArcGIS中转换成点，通过点一面拓扑规则中的“面包含点”和“点在面内”生成拓扑检查文件[9]，再把该检查文件进行关联转换成*.dxf的格式的图形导入Cass文件进行修改。（4)为了进一步提高转换效率，满足入库要求，用专用质检软件对Cass格式地形图进行图形逻辑、坐标值有效性、房屋表、房屋的拓扑关系检查，对检查出现的问题返回到Cass9.1中对其修改，经过多次循环检查，便能完全导人以GIS为平台的管理系统[10]。5.2检查的要求保证应编组地物要没有被打散。点符号是块参照且要正确的块名，以及符合南方Cass9.1标准规定的要求。两点间连线，不的打断。若被打断，则须重绘。检查不合理的线。需要构面的要素，构面线一定要闭合。同一图层的注记字体大小相同。6.结论对于基础地理信息数据的生产部门，高效率、高精度、快速地将大批量Cass格式的地图数据入库前进行加工和整理是必要的，能够确保Cass地形图高效率转换到GIS数据库，减少出错率[1]。更重要的是，测绘地理信息技术的不断更新，Cass格式地形图数据入库将更加便捷。除此之外更加完善数据建库的建设，从而实现对空间数据的有效管理，满足空间分析、管理、规划和决策的需求[15]。因此Cass软与ArcGIS软件相结合具有广阔的应用前景。致谢本篇论文是在高鹏老师的指导下顺利完成的，真挚地感谢高鹏老师在论文撰写过程中自始至终的悉心指导和关怀。从论文选题、研究路线制定、理论分析、论文的修改到论文的最终定稿，都倾注了老师大量的心血。高鹏老师严谨的教学态度、扎实深厚的专业知识和宽厚的为人风范都令我由衷敬佩，是我学习的楷模。四年的本科求学之路，收获颇丰，感触匪浅。因此在论文完成之际，感谢资源工程学院测绘专业的老师及院领导在我的生活和学习中给予的关怀和帮助；感谢江西省地矿测绘院福建分院的所有同事在我实习期间的耐心指导和无私的帮助；感谢11测绘工程班的全体同学，是他们给我带来了欢乐、帮助和温暖，与他们相处的时光我将铭记在心。同时，我还要感谢默默支持我的家人，他们一直以来在学业上不断的鞭策我、支持我、帮助我，使我始终充满动力和勇气。参考文献[1]李荡.CASS格式地图数据GIS建库方法研究[J].中国科技信息,2014,125.[2]常德娥,程俊.基于CASS软件的数字化成图及SHP数据转换方法[J].大众科技,2011,(1):32.[3]刘凡香.地形图入库数据的质量控制[J].城市勘测,2013,(1):95.[4]张东华,李洪玉,赵秀英,谢斌.地质制图中CASS到MapGIS数据无缝自动转换的实现[A].科技导报,2013,31(9):69.[5]孔晖.浅谈CASS大比例尺地形数据的入库处理[J].浙江测绘,2012,66.[6]刘锋,曹凯滨.城市基础测绘DLG数据入库的实现.测绘与空间地理信息,2010,33(2):168.[7]周晓伟.基于CASS的城镇地籍数据库建设方法研究[J].信息技术与信息化研究与探讨,2014,128～129.[8]胡赛花,魏卫红,黄霞林.浅析CASS城镇地籍建库[J].国土资源导刊,2009,73～74.[9]任航科,齐宇.房屋入库属性的批量修改[J].城市勘测,2013,(1):92.[10]刘明义,刘晓平,陈春华等.CASS在城镇地籍数据库建设中的应用[J].地理空间信息,2007,5(4):119.[11]娄丽萍.CASS环境下地形图入库数据整理探讨[J].科技致富向导,2012,(18):405.[12]伏文卫.CASS格式数字化地形图快速入库方法和技巧[J]