蔡云鐙

(福州市勘測(cè)院，福建 福州 350108)

清華山維EPS與南方CASS數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換的應(yīng)用研究

蔡云鐙*

(福州市勘測(cè)院，福建 福州 350108)

綜合分析研究清華山維EPS與南方CASS平臺(tái)的數(shù)據(jù)，建立EPS與CASS數(shù)據(jù)間的信息映射，通過不同方法和轉(zhuǎn)換流程，分別使用VbScript和VB語言開發(fā)轉(zhuǎn)換工具，實(shí)現(xiàn)CASS數(shù)據(jù)與EPS數(shù)據(jù)快速互相轉(zhuǎn)換，并應(yīng)用于實(shí)際數(shù)據(jù)生產(chǎn)。

EPS；CASS；相互轉(zhuǎn)換

1 引 言

目前測(cè)繪軟件種類繁多，許多測(cè)繪單位采用的測(cè)繪平臺(tái)各不相同。由于不同測(cè)繪平臺(tái)使用各自獨(dú)立的編碼系統(tǒng)，而且數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型等也存在巨大差異，為不同測(cè)繪單位之間、測(cè)繪與國(guó)土、規(guī)劃及房管等部門間的成果共享帶來困難，使得測(cè)繪數(shù)據(jù)利用效率低下，甚至有時(shí)不得不進(jìn)行重復(fù)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)。為解決不同單位、不同部門間的數(shù)據(jù)成果共享的問題，迫切需要實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)測(cè)繪數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換。

本文研究清華山維EPS與南方CASS不同平臺(tái)數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題，分析比較兩個(gè)平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，建立EPS與CASS數(shù)據(jù)間的信息映射，并對(duì)特殊要素對(duì)應(yīng)進(jìn)行程序處理，實(shí)現(xiàn)EPS與CASS間的數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換。

2 清華山維EPS與南方CASS簡(jiǎn)介

清華山維EPS 2008是北京清華山維新技術(shù)開發(fā)有限公司研發(fā)的面向測(cè)繪、基礎(chǔ)地理信息生產(chǎn)的軟件系統(tǒng)，軟件以地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的角度構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，綜合CAD技術(shù)與GIS技術(shù)，以數(shù)據(jù)庫為核心，將圖形和屬性關(guān)聯(lián)為一體，軟件廣泛應(yīng)用于地形、地籍、管線、房產(chǎn)、林業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。

CASS軟件是廣州南方測(cè)繪儀器有限公司基于AutoCAD平臺(tái)開發(fā)的一套集地形、地籍、空間數(shù)據(jù)建庫、工程應(yīng)用等功能為一體的軟件系統(tǒng)。軟件用戶涵蓋測(cè)繪、國(guó)土、規(guī)劃、房產(chǎn)、市政、環(huán)保、地質(zhì)、交通、水利、電力、礦山及相關(guān)行業(yè)，是目前最主流的大比例尺地形圖成圖系統(tǒng)之一。

3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的基本思路

3.1 EPS至CASS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的基本思路

EPS公開的對(duì)外數(shù)據(jù)交換文件格式為“*.EXF”，CASS數(shù)據(jù)的交換文件是“*.CAS”，兩者都是文本文件。通過VB編寫轉(zhuǎn)換工具，以兩個(gè)平臺(tái)的要素編碼映射數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)EXF文件到CAS文件的轉(zhuǎn)換。這種方式需要先將EPS的EDB文件輸出為EXF交換格式，經(jīng)過轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)換為CAS文件，最后在CASS中讀入數(shù)據(jù)交換文件，生成DWG圖形文件。

通過兩個(gè)平臺(tái)的交換文件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，優(yōu)點(diǎn)在于僅需分析掌握EXF和CAS交換文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而無須進(jìn)行CAD的二次開發(fā)，軟件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單快捷。

圖1 EPS轉(zhuǎn)換為CASS的流程

3.2 CASS至EPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的基本思路

通過VBScript語言編寫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具，基于兩個(gè)平臺(tái)的要素編碼映射表，實(shí)現(xiàn)CASS的DWG文件到EPS的EDB文件的直接轉(zhuǎn)換。

圖2 CASS轉(zhuǎn)換為EPS的流程

4 清華山維EPS與南方CASS數(shù)據(jù)分析

4.1 EPS數(shù)據(jù)分析

(1)EPS文件結(jié)構(gòu)分析

EPS平臺(tái)的圖形數(shù)據(jù)文件格式為*.EDB，這是基于EPS模板建立的工程文件，可以使用微軟的Microsoft Office Access打開。EDB文件中點(diǎn)、線、面、文字注記的空間信息分別存放在GeoPointTB、GeoLineTB、GeoAreaTB和MarkNoteTB四個(gè)不同的數(shù)據(jù)表中，各圖層地物要素的屬性信息分別存放在以“圖層名+屬性表”形式命名的屬性表中，EDB文件的基本參數(shù)存放在IniInfoTB表中，包含文件使用的模板名稱、版本、投影信息、圖幅信息等內(nèi)容。

(2)EXF文件結(jié)構(gòu)分析

EXF(data Exchange Format)是EPS平臺(tái)公開的文本型對(duì)外數(shù)據(jù)交換格式，EXF文件中所描述的信息與EDB圖形文件中的信息完全兼容，可以理解為EXF文件是EDB數(shù)據(jù)存在的另一種形式。EXF有兩個(gè)版本：EXF1.0和EXF2.0，EXF1.0是早期數(shù)據(jù)的交換格式，EXF2.0是新版交換格式，兼容EXF1.0。在本文研究的EPS與CASS數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換中，使用的是EXF2.0格式。

EXF文件中數(shù)據(jù)的組織以段為單位，段的開始和結(jié)束由標(biāo)識(shí)符進(jìn)行說明。一個(gè)EXF文件中可以有很多段，每段描述一種形式的數(shù)據(jù)，一個(gè)完整EXF2.0文件的段結(jié)構(gòu)共16段，分別表示文件頭、編碼描述段、注記分類描述段、屬性表結(jié)構(gòu)描述段、點(diǎn)對(duì)象信息描述段、線對(duì)象信息描述段、面對(duì)象信息描述段、注記對(duì)象信息描述段、擴(kuò)展屬性數(shù)據(jù)段、塊定義描述段、多媒體屬性數(shù)據(jù)段、對(duì)象的附加信息段、影像數(shù)據(jù)段、格網(wǎng)數(shù)據(jù)段、三角網(wǎng)數(shù)據(jù)段和OLE對(duì)象數(shù)據(jù)段。

在EPS與CASS數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換中，較常用到的是文件頭、點(diǎn)對(duì)象信息描述段、線對(duì)象信息描述段、面對(duì)象信息描述段、注記對(duì)象信息描述段。一般格式表示如下：

HeadBegin 文件頭開始

。。。 文件頭內(nèi)容

HeadEnd 文件頭結(jié)束

。。。

PointBegin 點(diǎn)對(duì)象信息描述段開始

。。。 點(diǎn)對(duì)象信息描述段內(nèi)容

PointEnd 點(diǎn)對(duì)象信息描述段結(jié)束

LineBegin 線對(duì)象信息描述段開始

。。。 線對(duì)象信息描述段內(nèi)容

LineEnd 線對(duì)象信息描述段結(jié)束

PolygonBegin 面對(duì)象信息描述段開始

。。。 面對(duì)象信息描述段內(nèi)容

PolygonEnd 面對(duì)象信息描述段結(jié)束

AnnotationBegin 注記對(duì)象信息描述段開始

。。。 注記對(duì)象信息描述段內(nèi)容

AnnotationEnd 注記對(duì)象信息描述段結(jié)束

文件頭中標(biāo)識(shí)了數(shù)據(jù)的版本號(hào)、長(zhǎng)度、坐標(biāo)單位、數(shù)據(jù)范圍、比例尺等基本信息，點(diǎn)、線、面及注記的信息描述段分別記錄了對(duì)象的ID號(hào)、編碼、層名、線的特征類型、名稱、點(diǎn)數(shù)、坐標(biāo)等各類具體信息。

4.2 CASS數(shù)據(jù)分析

在本文研究的EPS與CASS數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換中，從CASS至EPS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具讀入CASS的DWG格式文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換方式無須了解CASS圖形DWG文件的具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型；而從EPS至CASS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，需要具體分析兩個(gè)平臺(tái)的交換文件，因此本文僅對(duì)CASS交換文件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

CASS7.0的數(shù)據(jù)交換文件后綴是“.CAS”，CAS文件可以用記事本等文本編輯工具打開，其總體結(jié)構(gòu)如下：

CASS7

西南角坐標(biāo)

東北角坐標(biāo)

[層名]

實(shí)體類型

……

nil

實(shí)體類型

……

nil

[層名]

實(shí)體類型

……

nil

END

CASS7.0的CAS文件以“CASS7”開頭，“END”結(jié)尾，第二行和第三行表示CASS圖形文件范圍的左下角(西南)和右上角(東北)的坐標(biāo)。從文件四行開始表示CASS文件各個(gè)圖層的地物要素，以實(shí)體類型名稱開始，以“nil”作為實(shí)體要素的結(jié)束，在同一層中可連續(xù)表達(dá)多個(gè)實(shí)體類型。CAS文件中地物要素的表達(dá)有八種實(shí)體類型，分別是點(diǎn)(POINT)、線段(LINE)、弧線(ARC)、圓(CIRCLE)、復(fù)合線(PLINE)、樣條線(SPLINE)，文字注記(TEXT)以及特殊地物(SPECIAL)，具體每一種實(shí)體類型的說明，可以在CASS7.0的幫助文件中找到詳細(xì)注解，本文就不做具體闡述。

5 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)

5.1 EPS至CASS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)

EPS至CASS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)是兩個(gè)平臺(tái)的編碼映射數(shù)據(jù)庫，主要包含要素編碼映射表和文本注記編碼映射表，由于兩個(gè)平臺(tái)的編碼體系不同，因此需要逐一對(duì)EPS中的地物要素建立映射至CASS平臺(tái)的編碼對(duì)照體系。

圖3表示的是EPS至CASS轉(zhuǎn)換要素編碼映射表，包含EPS要素編碼、對(duì)應(yīng)的CASS圖層、相應(yīng)的CASS要素編碼、地物要素名稱、相應(yīng)的CASS實(shí)體類型等。由于EPS中要素總量多于CASS，部分EPS的要素?zé)o法在CASS中直接找到對(duì)應(yīng)編碼，因此需要對(duì)EPS地物要素進(jìn)行梳理，并在CASS中添加自定義要素，將EPS獨(dú)有的要素與自定義的CASS要素進(jìn)行編碼對(duì)應(yīng)。

圖3 EPS至CASS轉(zhuǎn)換要素編碼映射表

在EPS中文字注記與點(diǎn)、線、面等對(duì)象不同，注記的編碼是注記分類號(hào)，CASS中文字注記由TEXT實(shí)體類型表示，因此可以將文字注記的映射信息單獨(dú)保存，包含EPS注記分類號(hào)、文字注記名稱、相應(yīng)的CASS編碼以及相應(yīng)的CASS圖層等信息，如圖4所示。

圖4 EPS至CASS轉(zhuǎn)換文字注記編碼映射表

在建立了兩個(gè)平臺(tái)的編碼映射數(shù)據(jù)庫并掌握兩個(gè)平臺(tái)的文本交換文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之后，可以開發(fā)編寫轉(zhuǎn)換工具，讀取EXF文件中的文件頭、點(diǎn)、線、面及文字注記等數(shù)據(jù)信息，生成CAS文件：CAS的西南、東北角坐標(biāo)由EXF的文件頭信息確定；CASS的層名和實(shí)體類型等信息，可通過查找編碼映射數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)CASS編碼、CASS圖層和實(shí)體類型，逐一寫入CAS文件。EPS至CASS轉(zhuǎn)換程序的流程如圖5所示。

在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中，需要一些注意特殊要素，如：①臺(tái)階、地下建筑地表出入口這些要素，在EPS與CASS中繪制方向、點(diǎn)位順序不同，轉(zhuǎn)換時(shí)需要進(jìn)行處理；②面中帶島的要素，如帶天井的高層房屋、帶島的植被面(帶墳的山林)等，需要識(shí)別EXF中的特征點(diǎn)(內(nèi)部島的起始點(diǎn))，依據(jù)每個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行島的相應(yīng)處理；③圓形地物，EPS中的圓有多種繪制方法，但歸根結(jié)底一共分為兩類，一種是三點(diǎn)圓(由圓上任意3點(diǎn)確定一個(gè)圓)，另一種是由圓心和半徑確定的圓，CASS交換文件中繪制圓，需要提供圓心坐標(biāo)和半徑，因此對(duì)于3點(diǎn)圓，應(yīng)通過幾何運(yùn)算，得到圓心和半徑；④文本注記的處理，EPS中普通注記的線型表示為單點(diǎn)，點(diǎn)坐標(biāo)為文本注記的中心點(diǎn)位置，而CASS中注記坐標(biāo)點(diǎn)位于第一個(gè)文字的左下角位置，轉(zhuǎn)換時(shí)需要計(jì)算獲取相應(yīng)坐標(biāo)，避免文本注記的位置發(fā)生偏移；⑤斜坡等特殊類(E類)，由于EPS中斜坡是完整閉合的(由坡頂線、坡底線構(gòu)成)，在轉(zhuǎn)換時(shí)需要注意識(shí)別EXF文件中拐點(diǎn)，在輸出CAS交換文件時(shí)，斜坡的坡頂線在拐點(diǎn)處終止，坡底線在拐點(diǎn)的下一個(gè)點(diǎn)處開始。未加固路堤、已加固路堤這些E類要素，EPS中要素的坐標(biāo)是完整的(由坡頂線、坡底線組成)，CASS中僅由坡頂線進(jìn)行表達(dá)，因此在輸出CAS文件時(shí)，應(yīng)確切識(shí)別拐點(diǎn)的位置，將拐點(diǎn)作為路堤要素坐標(biāo)的終點(diǎn)。

圖5 EPS至CASS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程

5.2 CASS至EPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)

CASS至EPS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換基于兩個(gè)平臺(tái)的編碼映射表實(shí)現(xiàn)，圖6表示的是“CASS至EPS轉(zhuǎn)換編碼映射表”，表中描述了CASS數(shù)據(jù)所在的圖層、要素名稱、CASS要素編碼和對(duì)應(yīng)的EPS編碼。通過VBScript語言，編寫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具，實(shí)現(xiàn)CASS數(shù)據(jù)至EPS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。

由于CASS平臺(tái)與EPS平臺(tái)對(duì)各類地物的數(shù)據(jù)表達(dá)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等有相同、也有不同之處，因此轉(zhuǎn)換程序時(shí)讀入CASS數(shù)據(jù)后，對(duì)文件中各類要素應(yīng)區(qū)分處理：

圖6 CASS至EPS轉(zhuǎn)換編碼映射表

數(shù)據(jù)表達(dá)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致的要素，通過編碼映射表查找對(duì)應(yīng)的EPS編碼，進(jìn)行EPS編碼替換；數(shù)據(jù)表達(dá)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不一致的要素，轉(zhuǎn)換程序需要進(jìn)行特殊處理后轉(zhuǎn)換為EPS要素，這也是轉(zhuǎn)換的難點(diǎn)所在，比如：①依比例涵洞、各類橋梁等要素，需要判斷CASS中繪制的方向(順時(shí)針/逆時(shí)針)，由于EPS中要素方向一般為逆時(shí)針方向，如果CASS要素方向?yàn)轫槙r(shí)針，轉(zhuǎn)換時(shí)需要逆序輸出，如果CASS要素方向?yàn)槟鏁r(shí)針，順序輸出即可；②帶有方向的點(diǎn)要素，如CASS中不依比例的門墩、電線入地口、流向等這些帶有方向的點(diǎn)要素，在EPS中相對(duì)應(yīng)的要素屬于兩點(diǎn)比例線類型(P類)即需要兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)才能繪制一個(gè)要素，這時(shí)需要通過點(diǎn)要素的旋轉(zhuǎn)角度，通過幾何運(yùn)算得到另一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)；③文本注記，轉(zhuǎn)換程序查找編碼映射表中CASS文本對(duì)應(yīng)的EPS注記分類號(hào)，替換文本編碼將CASS文本轉(zhuǎn)換為EPS注記；④斜坡等特殊類(EPS中E類)處理，由于在EPS中繪制斜坡需要由坡頂線、拐點(diǎn)、坡底線構(gòu)成，并且要素需要閉合，因此在CASS數(shù)據(jù)的生產(chǎn)作業(yè)過程中需要嚴(yán)格保留坡頂線和坡底線，在轉(zhuǎn)換過程中，可以通過斜坡的坡頂線進(jìn)行空間幾何運(yùn)算找到坡頂線所匹配對(duì)應(yīng)的坡底線，獲取了坡頂線和坡底線的各自坐標(biāo)后，再判斷坡頂線和坡底線的走向(同向反向)以確定拐點(diǎn)的位置，就可以在同一位置自動(dòng)重新生成斜坡。對(duì)于未加固路堤、已加固路堤，這種EPS中屬于特殊類(E類)需要坡頂線、坡底線且必須閉合，但CASS中僅有坡頂線，缺少坡底線的要素，由于EPS和CASS平臺(tái)之間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和表達(dá)的不同，還需要在轉(zhuǎn)換后期根據(jù)輪廓線進(jìn)行手工的修改處理。CASS至EPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程如圖7所示。

6 應(yīng)用實(shí)例

6.1 EPS轉(zhuǎn)換為CASS數(shù)據(jù)的應(yīng)用

EPS至CASS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具，在福州城區(qū)EPS地形圖轉(zhuǎn)換至CASS數(shù)據(jù)的過程中得到廣泛應(yīng)用，轉(zhuǎn)換面積約 42 km2，圖8是EPS數(shù)據(jù)至CASS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后的圖形對(duì)比。通過該轉(zhuǎn)換工具，實(shí)現(xiàn)了EPS數(shù)據(jù)至CASS數(shù)據(jù)的快速、高效轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的圖面表達(dá)、要素編碼等指標(biāo)均滿足CASS平臺(tái)制圖要求，同時(shí)數(shù)據(jù)精度高，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

圖8 EPS數(shù)據(jù)至CASS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后對(duì)比

6.2 CASS轉(zhuǎn)換為EPS數(shù)據(jù)的應(yīng)用

CASS至EPS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具，成功應(yīng)用于福州連江CASS地形圖至EPS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、長(zhǎng)樂CASS地形圖成果至EPS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、 福清CASS地形圖至EPS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、馬尾CASS地形圖至EPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等多地市的基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換項(xiàng)目，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換面積共約 59 km2，圖9顯示的是CASS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至EPS數(shù)據(jù)的前后圖形對(duì)比，從圖中可以看出，轉(zhuǎn)換后EPS數(shù)據(jù)的符號(hào)、顏色、線型等各類指標(biāo)均符合EPS平臺(tái)的制圖標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，該工具轉(zhuǎn)換效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)成果精確。

圖9 CASS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至EPS數(shù)據(jù)前后對(duì)比

7 結(jié) 語

本文通過不同方法，分別使用VbScript和VB語言開發(fā)轉(zhuǎn)換工具，實(shí)現(xiàn)了CASS數(shù)據(jù)與EPS數(shù)據(jù)的互相轉(zhuǎn)換，并已在數(shù)據(jù)生產(chǎn)中大量投入使用，經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，該工具轉(zhuǎn)換速度快、效率高、轉(zhuǎn)換前后數(shù)據(jù)準(zhǔn)確一致，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

[1] 申娜，張福利，王輝. 南方CASS交換文件的結(jié)構(gòu)分析和應(yīng)用[J]. 城市勘測(cè)，2008(6)：129～131.

[2] 宋志輝，王建軍，唐弢等. 測(cè)圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CASS數(shù)據(jù)成圖的研究及實(shí)現(xiàn)[J]. 工程地球物理學(xué)報(bào)，2011，8(4).

[3] 劉聰. 南方CASS與清華山維EPS系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換[J]. 浙江建筑，2010，27(3)：27～29.

[4] 琚鋒，錢強(qiáng)強(qiáng)，錢中杰. 清華山維SunwayGIS與南方CASS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究[J]. 地理空間信息，2011，9(3)：41～43.

[5] 郭昕，武娟. 基于C#語言的EPSW與CASS數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換[J]. 北京測(cè)繪，2010(1)：55～58.

The Application Research of SunWay EPS and South CASS Data Interconversion

Cai Yundeng

(Fuzhou Investigation and Surveying Institute，F(xiàn)uzhou 350108，China)

Through comprehensive analysis of data in Sunway EPS and South CASS，established the information mapping between EPS and CASS data，by different methods and conversion process，using VBScript and VB language developed conversion tools respectively，it was implemented the fast data interconversion between EPS and CASS and was applied to actual data production.

EPS；CASS；data interconverson

1672-8262(2017)03-136-05

P209

B

2016—10—31

蔡云鐙(1977—)，女，工程師，主要從事測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)管理與研究。