基于FME實現(xiàn)CASS數(shù)據(jù)到GIS數(shù)據(jù)的轉換

方俊+鄧越+鐘濱+龍惠芳

摘要：本文通過分析CASS數(shù)據(jù)本身結構及其擴展屬性的特點，通過FME workbench建立數(shù)據(jù)轉換模板，研究了FEM workbench中數(shù)據(jù)轉換模板和屬性暴露等方法。通過對實例數(shù)據(jù)轉換后的檢查，實現(xiàn)了CASS數(shù)據(jù)到GIS數(shù)據(jù)的無損、批量轉換。

關鍵詞：GIS；FME；CASS；轉換模板

引言：隨著土地調(diào)查鋪開與土地確權登記工作的推進，外業(yè)測量、調(diào)繪數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)間交叉應用也越發(fā)廣泛，兩種數(shù)據(jù)經(jīng)常需要進行相互轉換、疊加分析、坐標轉換、屬性分析、要素提取等繁瑣的數(shù)據(jù)加工工作。如何建立CASS外業(yè)測量數(shù)據(jù)到GIS內(nèi)業(yè)編輯數(shù)據(jù)的無損、高效轉換模板是實現(xiàn)批量數(shù)據(jù)轉換的重要環(huán)節(jié)。本文以某鎮(zhèn)的CASS地籍調(diào)查數(shù)據(jù)為案例，實現(xiàn)了FME對CASS至GIS數(shù)據(jù)間的格式變換。

1.基于FME的數(shù)據(jù)轉換技術路線

CASS是在AutoCAD為基礎平臺，進行二次開發(fā)擴展的測量內(nèi)外業(yè)采編一體的軟件。在農(nóng)經(jīng)權、不動產(chǎn)調(diào)查、地籍、工程、測量等領域有著較大市場的占有率。CASS數(shù)據(jù)是通過AutoCAD 進行屬性擴充而得來的矢量數(shù)據(jù)，其屬性存儲在擴展屬性extended_data_list列表中，拓撲關系不嚴密。 FME是一家由加拿大Safe Software公司開發(fā)的軟件[1]，其對各種格式件的數(shù)據(jù)轉換有著深入的研究，并能夠為用戶提供整套的 Extract-Transform-Load（ETL）解決方案。

該方案是由OpenGIS組織提出的數(shù)據(jù)轉換理念“語義轉換”擴展而來，利用轉換器對數(shù)據(jù)進行加載、抽取、清理、變換等功能，對300多種國內(nèi)外不同軟件數(shù)據(jù)實現(xiàn)了相互轉換，支持的數(shù)據(jù)格式在逐年的增加，為用戶實現(xiàn)自定義的數(shù)據(jù)應用需求[2]。本文通過FME中workbench應用模塊中的屬性暴露和工程模板的搭建，實現(xiàn)了CASS到GIS空間與屬性數(shù)據(jù)的“無損”交換[5]。

2.CASS數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)的特點分析

CASS數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)在要素類型、拓撲關系、屬性結構等方面都存在比較大的差異[6]。CASS數(shù)據(jù)中要素幾何類型比較豐富、多樣，支持點、文字、線、多段線、面、橢圓、弧段等多種幾何類型[3]。GIS數(shù)據(jù)中幾何類型較為簡單一般僅支持點、線、面、注記。在拓撲關系中CASS是數(shù)據(jù)拓撲關系不嚴密，GIS數(shù)據(jù)則非常嚴謹，對于拓撲關系中的重疊、相交、壓蓋等錯誤能夠前置修改編輯和完善。在屬性存儲方面也有較大區(qū)別，CASS中對于數(shù)據(jù)屬性結構的存儲放置在CAD的二次開發(fā)擴展的字段extended_data的列表中，而GIS數(shù)據(jù)的屬性結構則是直接表示在各個要素中。

從幾何對比表中可以得出CASS數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)存在一對一、多對一的關系，比如在線要素表示中。通過FME的幾何過濾轉換器GeometryFilter可以快速對CASS數(shù)據(jù)進行整合歸類。

3.數(shù)據(jù)實例

3.1實例分析

以某鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)地籍CASS圖為例，主要包含JMD、JZD、GCD等要素層。數(shù)據(jù)在進行轉換前需要對數(shù)據(jù)微短線、偽節(jié)點、懸掛點、面邊線不閉合、無編碼屬性等問題進行處理，處理完成后通過檢查確保數(shù)據(jù)幾何與實體編碼的一致性。轉換數(shù)據(jù)時主要是通過GeometryFilter轉換器與暴露extended_data_list的列表屬性來保證數(shù)據(jù)幾何與屬性的正確轉換。數(shù)據(jù)在FME Data Inspector中的預覽如下圖1所示：

3.2數(shù)據(jù)轉換

本次將提取JDZ層進行轉換，其他數(shù)據(jù)可參照JDZ進行批量轉換。首先將數(shù)據(jù)在FME Workbench進行轉換，其次添加讀模塊并選擇Autodesk AutoCAD DWG/DXF為讀模塊數(shù)據(jù)格式，加載模式中選擇分類讀取，讀取完成后要素將以CASS圖層的形式進行加載，在工具箱中依次添加AttributeExposer、AttributeManager、GeometryFilter等轉換器，最后在寫模塊選擇需要寫入的格式（mdb、shape）并依次確定寫入的幾何類型如 點、線、面。具體流程如下圖2所示：

數(shù)據(jù)經(jīng)過轉換后需要對有數(shù)據(jù)進行核查，如JDZ層中懸掛的多段線不能構成拓撲面，懸掛線從GeometryFilter轉換器當中的line端口進行輸出，可以通過line端口輸出的線在CASS中對數(shù)據(jù)進行定位修改。

3.3數(shù)據(jù)對比分析

轉換完成后需要與原始的CASS數(shù)據(jù)進行分析對比，在數(shù)據(jù)轉換后的幾何精度、數(shù)量、屬性項等方面進行核查。下圖3為數(shù)據(jù)轉換前后的對比圖，從對比的分析結果得出數(shù)據(jù)在轉換前后在數(shù)據(jù)精度、數(shù)量、屬性上都能滿足轉換要求，并為要素構面并填寫屬性等方面節(jié)約了時間，較大了提升了處理效率。

結論：本文利用FME的worbench的模板搭建，以CASS數(shù)據(jù)轉換為例，建立了CASS數(shù)據(jù)到GIS數(shù)據(jù)的矢量和屬性的無損轉換的工程模板[4]。實例驗證了FME在GIS空間數(shù)據(jù)與CAD矢量數(shù)據(jù)相互轉換中的強大功能，在質(zhì)量與效率方面表現(xiàn)的都較為出色。具有在跨數(shù)據(jù)平臺間的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)過濾、構建拓撲、屬性賦值等方面的優(yōu)勢，省去了平臺間數(shù)據(jù)間處理的重復性工作，為數(shù)據(jù)實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)共享與相互轉換提供了一種較為可靠的方法，對后期數(shù)據(jù)整理、建庫、入庫等工作提供批量處理的平臺。

參考文獻

[1]FME技術白皮書[Z].北京世紀安圖數(shù)碼科技發(fā)展有限責任公司，2000.

[2]劉敏.銀川市基礎地理信息數(shù)據(jù)的轉換應用[J].寧夏工程技術，2009，4（1）：341-343

[3]楊勇，李霖.地圖制圖系統(tǒng)中的編輯技術研究[J].測繪通報，2007，3：49-52

[4]周義軍，劉小飛，舒濱劉宓.基于規(guī)則和模板的CAD到GIS數(shù)據(jù)轉換[J].城市勘測，2012，1：81-83

[5]陳影，程耀東，閆浩文.利用FME進行GIS數(shù)據(jù)的無損轉換[J].測繪科學2007，32：75-77

陳年松.基于FME的CAD與GIS數(shù)據(jù)共享研究[D] .南京： 南京師范大學，2008.