計(jì)算機(jī)制圖軟件間數(shù)據(jù)格式及坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換原理闡述

鮑曉東

【摘要】從畢業(yè)到現(xiàn)在一直從事測(cè)量及相關(guān)行業(yè)的內(nèi)業(yè)制圖工作，已經(jīng)有十幾年的經(jīng)驗(yàn)了，本文就測(cè)量制圖軟件CASS的內(nèi)業(yè)處理及制圖方面進(jìn)行分析，探討軟件展點(diǎn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，并對(duì)CASS軟件在測(cè)量制圖中的必要性，程序的實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行闡述，望能與業(yè)內(nèi)人士共同探討。

【關(guān)鍵詞】CASS；內(nèi)業(yè)制圖；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；二次開發(fā)；必要性；程序的實(shí)現(xiàn)

前言：南方CASS是加載在制圖軟件AutoCAD程序下的附屬軟件，測(cè)量工程專用制圖軟件中占主導(dǎo)地位，現(xiàn)在分很多版本，從最開始的CASS第一代到現(xiàn)在的CASS7.1，每個(gè)版本的更新及換代，都是在自身的不斷完善和進(jìn)步。在測(cè)量這一技術(shù)領(lǐng)域里，主要應(yīng)用在地形成圖、 地籍成圖、工程測(cè)量應(yīng)用三大分支內(nèi)，與最近興起的GIS數(shù)據(jù)庫軟件正在不斷銜接，徹底突破了以往銜接中出現(xiàn)的問題，如使用骨架線實(shí)時(shí)編輯、簡(jiǎn)碼用戶化、GIS無縫接口等。CASS的主要功能有：地形、地籍制圖與建庫一體化處理；土地勘測(cè)定界；城市部件調(diào)查；方便實(shí)用的土方計(jì)算，數(shù)據(jù)與圖形之間的相互轉(zhuǎn)化，距離，面積自動(dòng)量取。

一、測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)制圖的重要性

最近幾年，隨著國家政策及人們的需求，城鎮(zhèn)化建設(shè)，城市管網(wǎng)完善，全國范圍內(nèi)的水利交通不斷優(yōu)化，使得測(cè)繪這一行業(yè)被越來越多人們從知道的程度變?yōu)槭煜ぃ^測(cè)繪，最簡(jiǎn)單的解釋就是，測(cè)量繪圖，既然是測(cè)量和繪圖，就要分兩個(gè)部分，即外業(yè)測(cè)量和內(nèi)業(yè)繪圖，由此可以看出內(nèi)業(yè)繪圖的重要性的面，下面我再繼續(xù)說說重要性的點(diǎn)。就城市建設(shè)規(guī)劃這一塊來說，測(cè)量成果的地形圖是設(shè)計(jì)的參考依據(jù)和規(guī)劃基礎(chǔ)，規(guī)劃要抓整體觀和具體點(diǎn)，既整體規(guī)劃和局部開發(fā)，這就需要不同比例尺的地形圖。整體規(guī)劃就需要小比例尺地形圖，而局部開發(fā)又需要相對(duì)較大比例尺的地形圖。所以有的時(shí)候就需要內(nèi)業(yè)處理大小比例次的關(guān)系，但是必須注意一點(diǎn)，大比例尺地形圖拼接合并成大范圍的小比例尺地形圖，需要修減比例尺內(nèi)不需要體現(xiàn)的地物及符號(hào)，通過銜接，拼圖，與修減是可以實(shí)現(xiàn)的，但是從大范圍的小比例尺地形圖轉(zhuǎn)換為大比例尺地形圖就不可以了，因?yàn)榇蟊壤咧幸w現(xiàn)的地貌，地物，高程精度等都會(huì)缺失，所以不可以轉(zhuǎn)換。在實(shí)際工作中，利用加載在AutoCAD程序下的CASS編制各種比例尺地形圖是一種很實(shí)用的制圖方法。數(shù)字地圖不像傳統(tǒng)地圖那樣以線劃、顏色、 符號(hào)注記來表示地形地物，而是以一定的計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字代碼系統(tǒng)反映地表各類地理屬性特征。 數(shù)字地圖的特點(diǎn)決定了數(shù)字地形圖的編繪不同于傳統(tǒng)的紙質(zhì)地形圖。近幾年，國家基礎(chǔ)建設(shè)加快了步伐，基礎(chǔ)規(guī)劃建設(shè)所使用的圖形一般都是大比例尺地形圖。

二、基于CASS二次開發(fā)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換技術(shù)

2.1 CASS 數(shù)據(jù)交換文件結(jié)構(gòu)

南方CASS的數(shù)據(jù)交換文件（擴(kuò)展名是“.cas” ）是專門為用戶進(jìn)入設(shè)計(jì)的，主要是為了方便用戶，提高操作的舒適度，CASS的數(shù)據(jù)交換文件與測(cè)量成果的圖形轉(zhuǎn)換是雙向的。即用戶的各類數(shù)學(xué)測(cè)繪成果通過數(shù)據(jù)文件規(guī)定的格式可以轉(zhuǎn)化為AUTOCAD下的圖形，AUTOCAD下的圖形有CASS打開后可以通過里面的命令轉(zhuǎn)換為固定格式的測(cè)量數(shù)學(xué)文件。 CASS的數(shù)據(jù)交換文件總體格式是：第一行和最后一行固定分別為START和END，就是開始和結(jié)束。二、 三行規(guī)定了圖形的范圍，就是給定一個(gè)域。文件正文從第四行開始，以圖層為單位分成若干獨(dú)立的部分，用中括號(hào)將層名括起來，作為該圖層區(qū)的開始行，每個(gè)層內(nèi)部又以實(shí)體類別劃分開來，共有POINT（點(diǎn)狀地物）、 LINE（線段）、 ARC（弧）、 CIRCLE（圓）、PLINE（復(fù)合線）、 SPLINE（樣條線）、 TEXT（文字）、 SPECIAL（特殊地物）等8種實(shí)體類型，每個(gè)層的每種實(shí)體類型部分以實(shí)體類型名為開始行，以字符串“nil” 為結(jié)束行。

2.2 MapInfo 數(shù)據(jù)交換文件結(jié)構(gòu)

MIF是MapInfo用來和外部交換文件的中介。 用戶使用中，通過MIF格式的轉(zhuǎn)換將地形圖轉(zhuǎn)換后，會(huì)在Mapinfo中生成兩個(gè)文件，分別是（*.mif，*.mid）。其中MapInfo表的表結(jié)構(gòu)及表中所有空間對(duì)象的空間信息是*.mif表現(xiàn)的。而*.mid文件則按記錄順序保存了每個(gè)空間對(duì)象的所有屬性信息。

2 . 3 接口文件的設(shè)計(jì)

南方CASS實(shí)體類型與MapInfo圖形對(duì)象的對(duì)應(yīng)關(guān)系分三種情況，分別敘述如下幾方面。

（1）南方CASS中的LINE、 PLINE、 SPLINE不同的類型的線對(duì)應(yīng)MapInfo中的線圖元。

（2）CASS中的 POINT、 ARC、 CIRCLE、TEXT分別對(duì)應(yīng)MapInfo點(diǎn)圖元、 圓弧、 橢圓（長(zhǎng)半徑與短半徑相等的情形）、 文本。基本就是英文相對(duì)應(yīng)。

（3）SPECIAL是南方CASS中程序控制的復(fù)雜實(shí)體，其格式依地物的不同而改變，其中mapinfo點(diǎn)圖元對(duì)應(yīng)的是CASS中的控制點(diǎn)、高程點(diǎn)、水深點(diǎn)。mapinfo中的線圖元可以分別對(duì)應(yīng)CASS中的骨架線，界址線，雙線不規(guī)則地物（包括自然斜坡，不規(guī)則樓梯等）。 對(duì)此類實(shí)體的圖元要根據(jù)具體的CASS編碼進(jìn)行處理，根據(jù)不同的編碼提取該實(shí)體不同的信息。

2.4 程序?qū)崿F(xiàn)過程

在弄清楚轉(zhuǎn)換前后2種不同文件結(jié)構(gòu)之后，就可以通過編程對(duì)前后文件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過程中需要注意的問題：

（1）復(fù)合線轉(zhuǎn)換的問題：由于GIS的折線和面實(shí)體在CASS中都是以PLINE（復(fù)合線）形式存儲(chǔ)的，不同之處就是未閉合折線是以“E”為結(jié)束標(biāo)志，閉合折線是以“C” 為結(jié)束標(biāo)志，而折線閉合所形成的圖形就是GIS 中的面域圖形，因此，程序中是根據(jù)折線的結(jié)束標(biāo)志判斷CASS中的折線數(shù)據(jù)在MIF 文件中是以折線形式存儲(chǔ)還是以面域形式存儲(chǔ)。

（2）文本轉(zhuǎn)換問題：文本的創(chuàng)建比較繁瑣，對(duì)于少量的文本輸入，最好在轉(zhuǎn)成Tab文件后在地圖窗口中操作，CASS數(shù)據(jù)交換文件中的文本只有文字起點(diǎn)即左下角坐標(biāo)，而MapInfo數(shù)據(jù)交換文件中存儲(chǔ)文本時(shí)要求有文字的兩組坐標(biāo)值，因此程序中是采用了一個(gè)算法將文字另一組坐標(biāo)值求解出來。

三、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)

在進(jìn)行全野外數(shù)字測(cè)圖的過程中，經(jīng)常會(huì)遇到測(cè)站點(diǎn)和定向點(diǎn)的設(shè)站錯(cuò)誤或獨(dú)立坐標(biāo)系轉(zhuǎn)為已知坐標(biāo)系等問題，兩個(gè)不同坐標(biāo)系之間相互專化換，通常通過三維改正和平面改正兩種方法解決：

三維改正：可以通過已知轉(zhuǎn)換參數(shù)，對(duì)已知或已測(cè)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行整體轉(zhuǎn)換，指定轉(zhuǎn)換后的保存路徑，得出想要坐標(biāo)的數(shù)據(jù)坐標(biāo)三維數(shù)據(jù)，然后再進(jìn)行展點(diǎn)，這種轉(zhuǎn)換的難點(diǎn)就是轉(zhuǎn)換參數(shù)的獲取。有高精度的七參數(shù)，和一般精度的四參數(shù)。根據(jù)需求選取哪種轉(zhuǎn)換類型。平面糾正：兩種方法，一種是電子表格，一種是在cass軟件中直接找到同一點(diǎn)的不同坐標(biāo)系的平移。

結(jié) 語

全野外數(shù)字化測(cè)圖這一新興名詞逐漸被大家所接受，其核心就是測(cè)圖軟件的先進(jìn)性和便利程度。由于國家沒有明確規(guī)定數(shù)字化成圖軟件的格式，現(xiàn)在就出現(xiàn)了好多測(cè)圖軟件的專業(yè)公司，但是每家的軟件又有區(qū)別，側(cè)重點(diǎn)不同，各有所長(zhǎng)。現(xiàn)在怎么能集眾家所長(zhǎng)，開發(fā)一個(gè)兼顧所有測(cè)量方面的測(cè)量軟件成為了現(xiàn)在熱點(diǎn)。Mapinfo現(xiàn)在已經(jīng)不是特別常用了，mapgis因其多功能，操作簡(jiǎn)便，逐漸占領(lǐng)了測(cè)量軟件市場(chǎng)，被越來越多的人所接受。

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