基于FME的CASS地形圖數(shù)據(jù)處理與檢查的思路探討

王美霞

（廣東置信勘測規(guī)劃信息工程有限公司，廣東中山 528400）

0 引言

科技發(fā)展日新月異，測量儀器智能化變革后，測量與數(shù)據(jù)整合項目周期極大幅度縮短。在GIS事業(yè)迅猛發(fā)展的態(tài)勢下，傳統(tǒng)手工數(shù)據(jù)處理模式已跟不上數(shù)據(jù)需求變遷，海量數(shù)據(jù)處理技術亦隨著需求變化發(fā)生重大變革，F(xiàn)ME軟件的大數(shù)據(jù)批處概念模式順應數(shù)據(jù)處理技術發(fā)展需求，故FME集成開發(fā)在GIS數(shù)據(jù)處理項目中應用越來越廣泛。本文將簡述FME在地形圖數(shù)據(jù)整合項目中的應用。

1 軟件簡介

1.1 南方CASS

CASS軟件是基于CAD平臺開發(fā)的一套集地形、地籍、空間數(shù)據(jù)建庫、工程應用等功能為一體的軟件系統(tǒng)。其界面美觀、功能全面、操作簡捷，制圖表達體系與國標地形圖圖式接軌，目前在地形圖測圖項目中應用較為廣泛。CASS成圖一般選用DWG格式，本文所指地形圖數(shù)據(jù)均為此類型。

1.2 FME

FME軟件是一套用于讀寫、存儲和轉換各種空間與非空間數(shù)據(jù)的產(chǎn)品，能夠處理320多種數(shù)據(jù)格式，擁有400多個不同功能的轉換器，可靈活應對各種數(shù)據(jù)重組與內(nèi)容變換任務，并將處理后的信息輸出到要求的格式中去，使信息在格式與應用之間自由遷移。

運用FME轉換器進行可視化組合開發(fā)，即便是無開發(fā)基礎的使用者，也能夠根據(jù)需求搭建出數(shù)據(jù)處理模型。其強大的數(shù)據(jù)處理引擎，支撐模型高速運轉，可在極短的時間內(nèi)完成大量算法運算，將數(shù)據(jù)快速轉換、存儲。

2 地形圖數(shù)據(jù)處理理念

地形圖數(shù)據(jù)整合項目主旨為數(shù)據(jù)入庫，即將CASS-CAD格式數(shù)據(jù)轉換為GIS格式數(shù)據(jù)。由于測區(qū)范圍內(nèi)地形要素數(shù)據(jù)量非常大，在數(shù)據(jù)入庫前需對測圖成果進行規(guī)范化檢查與整理，確保數(shù)據(jù)質量達到轉換要求，保證數(shù)據(jù)質量，才可以最終入庫。

數(shù)據(jù)處理的首要任務是進行數(shù)據(jù)分析，目的是找到數(shù)據(jù)的普遍規(guī)律，將不符合規(guī)律的數(shù)據(jù)核實修改或做特殊化處理，再針對不同需求將數(shù)據(jù)規(guī)律向所需方向延伸處理，便可得到需求數(shù)據(jù)。

2.1 地形圖要素分類

地形圖要素按地形類別區(qū)分，主要分為以下幾個大類：控制點、高程點、等高線、居民地、獨立設施、管線設施、道路設施、水系設施、地貌土質、植被土質等。每一個大類在CASS中體現(xiàn)為一個標準圖層，擁有固定的圖層名稱、顏色、符號樣式等標準設置，復合國標圖式規(guī)定，易于繪圖編制。

按成圖表達則可根據(jù)幾何類型來區(qū)分，分為：點（塊參照）、線、面、文字注記、其他。

2.2 CASS地形圖要素表達及數(shù)據(jù)規(guī)律

CASS成圖系統(tǒng)以單個或復合圖形來表達不同地形要素，圖面表達依照國標地形圖圖式設計，每一種地形要素由6位CASS編碼來定義，復合要素中主體要素編碼為6位，輔助要素則在6位編碼后添加-1、-2后綴，用以組合表達復雜地形要素。

CASS地形圖中每一個圖形元素都帶有CASS編碼屬性，可對應到CASS系統(tǒng)中的全要素表，表內(nèi)容包括編碼、圖層、線型（塊名）、要素名稱等。利用該表制作成FME處理時使用的屬性約束配置表，F(xiàn)ME可通過CASS編碼將圖形與屬性關聯(lián)到一起，將配置表中的信息添加到每一個幾何圖元上，再通過圖元本身的屬性與之一一對比進行篩選，存在不一致情況時即為問題數(shù)據(jù)，可將其分門別類輸出，作為報錯提示數(shù)據(jù)。

3 數(shù)據(jù)檢查及處理思路

針對圖上元素的檢查在FME環(huán)境下完成，部分規(guī)律性修改可直接在FME中完成，不可處理部分則需利用CASS軟件手動修改。

首先進行數(shù)據(jù)分析、項目需求分析（要素表）等，制作項目所使用的編碼配置表，附帶入庫轉換后的要素代碼，編寫FME檢查與處理工具時，可將入庫轉換一并歸入其中，一步到位。

對CASS-DWG地形圖進行數(shù)據(jù)檢查時，首先可將所有類型數(shù)據(jù)進行一些統(tǒng)一的檢查，如：編碼合理性、所屬圖層正確性、幾何類型正確性、線型與塊名正確性等。

檢查大體思路為：在FME workbench中加載待處理數(shù)據(jù)dwg0，暴露圖元要素CASS編碼及一些必要的屬性，通過Feature－Merger將dwg0與配置表關聯(lián)賦屬性，再利用條件過濾轉換器進行篩選，正確數(shù)據(jù)直接橋接到下一步的轉換器接口中，問題數(shù)據(jù)則通過篩選并分類輸出至對應的報錯提示圖層中。

報錯數(shù)據(jù)引用原數(shù)據(jù)dwg0作為CASS格式寫出參照模板，生成的圖形數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)一致，圖元屬性信息、幾何特征等都完全保留。錯誤提示圖層命名應醒目易辨別，如空編碼層、要素幾何類型有誤層等等，以便后續(xù)修改時參考使用。

通過檢查的正確圖元則引入幾何類型區(qū)分轉換器Geometry－Filter，將點、線、面、注記等分類到對應的輸出端口，再根據(jù)需求，進一步對不同幾何類型的圖元進行不同的檢查與處理操作。

3.1 點要素檢查與處理

在CASS地形圖中，點一般表達為塊參照，除高程點、控制點等帶高程屬性的無實物點，其他點狀地物又分為定位點（6位編碼表示）、符號點（6位代碼加-1、-2等表示）。

所有點圖元需進行重疊性檢查、過近距離點檢查等，F(xiàn)ME中的點與點疊加轉換器可進行點的重疊性檢查，篩選出重疊點，輸出后分析檢查其重疊性是否合理。點重疊合理情況例如管線圖層中電桿、電線指向箭頭等點位重疊表示，此類型數(shù)據(jù)通過分析其規(guī)律之后，可添加CASS編碼、角度等限制性條件，來過濾合理的重疊。使用MRF2DCleaner轉換器可去除重疊點與過近點。

常見地形圖中比較重要的檢查項包括：高程點、控制點需檢查其高程信息是否合理，且與其配對的高程注記是否一致，常見錯誤類型包括：無高程信息、高程值超出測區(qū)高程值域范圍、非數(shù)值字符等?？刂泣c還需檢查其點號屬性與其配對的控制點名稱注記是否一致。

另外，符號點需檢查與其從屬線或歸屬面的一致性，例如水系流向箭頭點位需落在單線水系線上或者落在面狀水系范圍內(nèi)、植被符號需與所在的植被面屬性一致等。此類檢查可通過點線疊加、點面疊加，再進行點與線（面）屬性匹配篩選出異常點。

3.2 線要素檢查與處理

地形圖上線要素主要分為以下幾種：

（1）實體地形線（有向線、無向線），如圍墻、陡坎、小路等，該類線狀地物利用符號樣式表達實際地形走向；地類界線、田坎等有實體存在的界線，不區(qū)分走向。

（2）輔助表達線，如臺階內(nèi)部橫線、依比例斜坡齒線等，僅做圖面樣式表達，無實際地形意義。

（3）范圍線、輪廓線，如果園邊界、房屋邊線、河流邊線等。

（4）無實體地形線，如表達地貌高程的等高線、等深線等。

線要素檢查包括線重疊、碎線檢查。線重疊可通過線線疊加轉換器進行屬性疊加，篩選出重疊線段；碎線則計算線長度，篩選長度較短線。

常規(guī)地形圖上線要素不可延伸進入或穿過水系、房屋、道路等面內(nèi)，可利用裁剪轉換器將此類面的線進行裁剪，在面內(nèi)部的線即為問題線。

線連貫性檢查，如一段很長的道路邊線被打斷成多段，理論上同一條道路邊線CASS編碼、類型應一致，可通過線連接轉換器，以編碼分組，將多段線段連接成一條，若不能連接，則視為道路邊線異常，報錯輸出，待核實修改。

等高線高程異常檢查，可通過線兩側高程點的高程對比檢查，亦可通過鄰近線梯度分析來檢查。

3.3 面要素檢查與處理

地形面要素指面狀地形區(qū)域，如房屋面、水系面、道路面、植被面等。

面要素圖形一般分為兩種：①獨立幾何面；②可以構成面的封閉線（一種或多種地形線，如相鄰多間房屋只用分隔線在圖上表示，實際房屋邊線只有最外圍），后者需根據(jù)需求先構成面之后再匯入面檢查。

面要素檢查一般分為拓撲檢查（重疊、縫隙、自相交等）、碎面、面與內(nèi)部注記一致性檢查、面與內(nèi)部符號一致性檢查、道路面或水系面與邊線一致性檢查等。

上述檢查都可以在FME中進行，思路為點面疊加、線面疊加、面面疊加、面積計算、屬性匹配等，之后再通過各種條件約束篩選出問題圖元。

3.4 注記檢查與處理

注記檢查一般分為重疊、壓蓋、注記內(nèi)容與編碼釋義不匹配、高程注記與對應高程點或控制點高程值不一致等情況。

注記重疊可利用點點疊加檢查。

壓蓋可利用FME生成注記的外接矩形，再利用面面疊加方法檢查其壓蓋，篩選問題注記輸出。

注記內(nèi)容與編碼釋義不匹配性檢查，如房屋樓層注記內(nèi)容為非數(shù)字、果園注記編碼為道路注記編碼等。此類問題檢查可使用文本查找轉換器，利用正則表達式匹配字符串，將不符合規(guī)則的注記報錯輸出。

高程注記與對應高程點或控制點高程值不一致情況，可通過鄰近分析匹配到距注記合理范圍內(nèi)的高程點或控制點，檢查點高程值與注記內(nèi)容是否一致，或找不到對應點等情況，有問題則報錯輸出。

3.5 其他類型圖元檢查與處理

在測圖、繪圖過程中，由于操作不當?shù)仍斐梢恍┨厥鈭D元，如面域、樣條曲線、填充等非CASS標準化要素，在配置表篩選環(huán)節(jié)已將其報錯輸出，人工核實后修改正確即可。

4 結束語

GIS技術人員應提高自身業(yè)務能力，不斷學習新知識、新技術，從而充分掌握數(shù)據(jù)分析方法、善于總結數(shù)據(jù)規(guī)律，能順應測繪大數(shù)據(jù)批處理需求，做到熟練應用FME可視化組集成開發(fā)等先進技術，為GIS事業(yè)的蓬勃發(fā)展貢獻力量。