清华山维EPS与南方CASS数据相互转换的应用研究

蔡云镫

(福州市勘测院，福建 福州 350108)

清华山维EPS与南方CASS数据相互转换的应用研究

蔡云镫*

(福州市勘测院，福建 福州 350108)

综合分析研究清华山维EPS与南方CASS平台的数据，建立EPS与CASS数据间的信息映射，通过不同方法和转换流程，分别使用VbScript和VB语言开发转换工具，实现CASS数据与EPS数据快速互相转换，并应用于实际数据生产。

EPS；CASS；相互转换

1 引 言

目前测绘软件种类繁多，许多测绘单位采用的测绘平台各不相同。由于不同测绘平台使用各自独立的编码系统，而且数据结构、数据模型等也存在巨大差异，为不同测绘单位之间、测绘与国土、规划及房管等部门间的成果共享带来困难，使得测绘数据利用效率低下，甚至有时不得不进行重复的数据生产。为解决不同单位、不同部门间的数据成果共享的问题，迫切需要实现跨平台测绘数据的相互转换。

本文研究清华山维EPS与南方CASS不同平台数据之间的数据转换问题，分析比较两个平台之间的数据结构，建立EPS与CASS数据间的信息映射，并对特殊要素对应进行程序处理，实现EPS与CASS间的数据相互转换。

2 清华山维EPS与南方CASS简介

清华山维EPS 2008是北京清华山维新技术开发有限公司研发的面向测绘、基础地理信息生产的软件系统，软件以地理信息系统应用的角度构建数据模型，综合CAD技术与GIS技术，以数据库为核心，将图形和属性关联为一体，软件广泛应用于地形、地籍、管线、房产、林业等多个领域。

CASS软件是广州南方测绘仪器有限公司基于AutoCAD平台开发的一套集地形、地籍、空间数据建库、工程应用等功能为一体的软件系统。软件用户涵盖测绘、国土、规划、房产、市政、环保、地质、交通、水利、电力、矿山及相关行业，是目前最主流的大比例尺地形图成图系统之一。

3 数据转换的基本思路

3.1 EPS至CASS数据转换的基本思路

EPS公开的对外数据交换文件格式为“*.EXF”，CASS数据的交换文件是“*.CAS”，两者都是文本文件。通过VB编写转换工具，以两个平台的要素编码映射数据库为基础，实现EXF文件到CAS文件的转换。这种方式需要先将EPS的EDB文件输出为EXF交换格式，经过转换工具转换为CAS文件，最后在CASS中读入数据交换文件，生成DWG图形文件。

通过两个平台的交换文件进行数据转换，优点在于仅需分析掌握EXF和CAS交换文件的数据结构，而无须进行CAD的二次开发，软件实现简单快捷。

图1 EPS转换为CASS的流程

3.2 CASS至EPS数据转换的基本思路

通过VBScript语言编写数据转换工具，基于两个平台的要素编码映射表，实现CASS的DWG文件到EPS的EDB文件的直接转换。

图2 CASS转换为EPS的流程

4 清华山维EPS与南方CASS数据分析

4.1 EPS数据分析

(1)EPS文件结构分析

EPS平台的图形数据文件格式为*.EDB，这是基于EPS模板建立的工程文件，可以使用微软的Microsoft Office Access打开。EDB文件中点、线、面、文字注记的空间信息分别存放在GeoPointTB、GeoLineTB、GeoAreaTB和MarkNoteTB四个不同的数据表中，各图层地物要素的属性信息分别存放在以“图层名+属性表”形式命名的属性表中，EDB文件的基本参数存放在IniInfoTB表中，包含文件使用的模板名称、版本、投影信息、图幅信息等内容。

(2)EXF文件结构分析

EXF(data Exchange Format)是EPS平台公开的文本型对外数据交换格式，EXF文件中所描述的信息与EDB图形文件中的信息完全兼容，可以理解为EXF文件是EDB数据存在的另一种形式。EXF有两个版本：EXF1.0和EXF2.0，EXF1.0是早期数据的交换格式，EXF2.0是新版交换格式，兼容EXF1.0。在本文研究的EPS与CASS数据的相互转换中，使用的是EXF2.0格式。

EXF文件中数据的组织以段为单位，段的开始和结束由标识符进行说明。一个EXF文件中可以有很多段，每段描述一种形式的数据，一个完整EXF2.0文件的段结构共16段，分别表示文件头、编码描述段、注记分类描述段、属性表结构描述段、点对象信息描述段、线对象信息描述段、面对象信息描述段、注记对象信息描述段、扩展属性数据段、块定义描述段、多媒体属性数据段、对象的附加信息段、影像数据段、格网数据段、三角网数据段和OLE对象数据段。

在EPS与CASS数据的相互转换中，较常用到的是文件头、点对象信息描述段、线对象信息描述段、面对象信息描述段、注记对象信息描述段。一般格式表示如下：

HeadBegin 文件头开始

。。。 文件头内容

HeadEnd 文件头结束

。。。

PointBegin 点对象信息描述段开始

。。。 点对象信息描述段内容

PointEnd 点对象信息描述段结束

LineBegin 线对象信息描述段开始

。。。 线对象信息描述段内容

LineEnd 线对象信息描述段结束

PolygonBegin 面对象信息描述段开始

。。。 面对象信息描述段内容

PolygonEnd 面对象信息描述段结束

AnnotationBegin 注记对象信息描述段开始

。。。 注记对象信息描述段内容

AnnotationEnd 注记对象信息描述段结束

文件头中标识了数据的版本号、长度、坐标单位、数据范围、比例尺等基本信息，点、线、面及注记的信息描述段分别记录了对象的ID号、编码、层名、线的特征类型、名称、点数、坐标等各类具体信息。

4.2 CASS数据分析

在本文研究的EPS与CASS数据的相互转换中，从CASS至EPS的数据转换是通过数据转换工具读入CASS的DWG格式文件进行转换，这种转换方式无须了解CASS图形DWG文件的具体数据结构、数据模型；而从EPS至CASS的数据转换，需要具体分析两个平台的交换文件，因此本文仅对CASS交换文件进行数据分析。

CASS7.0的数据交换文件后缀是“.CAS”，CAS文件可以用记事本等文本编辑工具打开，其总体结构如下：

CASS7

西南角坐标

东北角坐标

[层名]

实体类型

……

nil

实体类型

……

nil

[层名]

实体类型

……

nil

END

CASS7.0的CAS文件以“CASS7”开头，“END”结尾，第二行和第三行表示CASS图形文件范围的左下角(西南)和右上角(东北)的坐标。从文件四行开始表示CASS文件各个图层的地物要素，以实体类型名称开始，以“nil”作为实体要素的结束，在同一层中可连续表达多个实体类型。CAS文件中地物要素的表达有八种实体类型，分别是点(POINT)、线段(LINE)、弧线(ARC)、圆(CIRCLE)、复合线(PLINE)、样条线(SPLINE)，文字注记(TEXT)以及特殊地物(SPECIAL)，具体每一种实体类型的说明，可以在CASS7.0的帮助文件中找到详细注解，本文就不做具体阐述。

5 数据转换的实现

5.1 EPS至CASS数据转换的实现

EPS至CASS数据转换的基础是两个平台的编码映射数据库，主要包含要素编码映射表和文本注记编码映射表，由于两个平台的编码体系不同，因此需要逐一对EPS中的地物要素建立映射至CASS平台的编码对照体系。

图3表示的是EPS至CASS转换要素编码映射表，包含EPS要素编码、对应的CASS图层、相应的CASS要素编码、地物要素名称、相应的CASS实体类型等。由于EPS中要素总量多于CASS，部分EPS的要素无法在CASS中直接找到对应编码，因此需要对EPS地物要素进行梳理，并在CASS中添加自定义要素，将EPS独有的要素与自定义的CASS要素进行编码对应。

图3 EPS至CASS转换要素编码映射表

在EPS中文字注记与点、线、面等对象不同，注记的编码是注记分类号，CASS中文字注记由TEXT实体类型表示，因此可以将文字注记的映射信息单独保存，包含EPS注记分类号、文字注记名称、相应的CASS编码以及相应的CASS图层等信息，如图4所示。

图4 EPS至CASS转换文字注记编码映射表

在建立了两个平台的编码映射数据库并掌握两个平台的文本交换文件的数据结构之后，可以开发编写转换工具，读取EXF文件中的文件头、点、线、面及文字注记等数据信息，生成CAS文件：CAS的西南、东北角坐标由EXF的文件头信息确定；CASS的层名和实体类型等信息，可通过查找编码映射数据库获取相应CASS编码、CASS图层和实体类型，逐一写入CAS文件。EPS至CASS转换程序的流程如图5所示。

在数据转换过程中，需要一些注意特殊要素，如：①台阶、地下建筑地表出入口这些要素，在EPS与CASS中绘制方向、点位顺序不同，转换时需要进行处理；②面中带岛的要素，如带天井的高层房屋、带岛的植被面(带坟的山林)等，需要识别EXF中的特征点(内部岛的起始点)，依据每个特征点进行岛的相应处理；③圆形地物，EPS中的圆有多种绘制方法，但归根结底一共分为两类，一种是三点圆(由圆上任意3点确定一个圆)，另一种是由圆心和半径确定的圆，CASS交换文件中绘制圆，需要提供圆心坐标和半径，因此对于3点圆，应通过几何运算，得到圆心和半径；④文本注记的处理，EPS中普通注记的线型表示为单点，点坐标为文本注记的中心点位置，而CASS中注记坐标点位于第一个文字的左下角位置，转换时需要计算获取相应坐标，避免文本注记的位置发生偏移；⑤斜坡等特殊类(E类)，由于EPS中斜坡是完整闭合的(由坡顶线、坡底线构成)，在转换时需要注意识别EXF文件中拐点，在输出CAS交换文件时，斜坡的坡顶线在拐点处终止，坡底线在拐点的下一个点处开始。未加固路堤、已加固路堤这些E类要素，EPS中要素的坐标是完整的(由坡顶线、坡底线组成)，CASS中仅由坡顶线进行表达，因此在输出CAS文件时，应确切识别拐点的位置，将拐点作为路堤要素坐标的终点。

图5 EPS至CASS数据转换流程

5.2 CASS至EPS数据转换的实现

CASS至EPS的数据转换基于两个平台的编码映射表实现，图6表示的是“CASS至EPS转换编码映射表”，表中描述了CASS数据所在的图层、要素名称、CASS要素编码和对应的EPS编码。通过VBScript语言，编写数据转换工具，实现CASS数据至EPS数据的转换。

由于CASS平台与EPS平台对各类地物的数据表达、数据结构等有相同、也有不同之处，因此转换程序时读入CASS数据后，对文件中各类要素应区分处理：

图6 CASS至EPS转换编码映射表

数据表达、数据结构一致的要素，通过编码映射表查找对应的EPS编码，进行EPS编码替换；数据表达、数据结构不一致的要素，转换程序需要进行特殊处理后转换为EPS要素，这也是转换的难点所在，比如：①依比例涵洞、各类桥梁等要素，需要判断CASS中绘制的方向(顺时针/逆时针)，由于EPS中要素方向一般为逆时针方向，如果CASS要素方向为顺时针，转换时需要逆序输出，如果CASS要素方向为逆时针，顺序输出即可；②带有方向的点要素，如CASS中不依比例的门墩、电线入地口、流向等这些带有方向的点要素，在EPS中相对应的要素属于两点比例线类型(P类)即需要两个点的坐标才能绘制一个要素，这时需要通过点要素的旋转角度，通过几何运算得到另一个点的坐标；③文本注记，转换程序查找编码映射表中CASS文本对应的EPS注记分类号，替换文本编码将CASS文本转换为EPS注记；④斜坡等特殊类(EPS中E类)处理，由于在EPS中绘制斜坡需要由坡顶线、拐点、坡底线构成，并且要素需要闭合，因此在CASS数据的生产作业过程中需要严格保留坡顶线和坡底线，在转换过程中，可以通过斜坡的坡顶线进行空间几何运算找到坡顶线所匹配对应的坡底线，获取了坡顶线和坡底线的各自坐标后，再判断坡顶线和坡底线的走向(同向反向)以确定拐点的位置，就可以在同一位置自动重新生成斜坡。对于未加固路堤、已加固路堤，这种EPS中属于特殊类(E类)需要坡顶线、坡底线且必须闭合，但CASS中仅有坡顶线，缺少坡底线的要素，由于EPS和CASS平台之间数据结构和表达的不同，还需要在转换后期根据轮廓线进行手工的修改处理。CASS至EPS数据转换流程如图7所示。

6 应用实例

6.1 EPS转换为CASS数据的应用

EPS至CASS的数据转换工具，在福州城区EPS地形图转换至CASS数据的过程中得到广泛应用，转换面积约 42 km2，图8是EPS数据至CASS数据转换前后的图形对比。通过该转换工具，实现了EPS数据至CASS数据的快速、高效转换，转换后数据的图面表达、要素编码等指标均满足CASS平台制图要求，同时数据精度高，符合国家标准。

图8 EPS数据至CASS数据转换前后对比

6.2 CASS转换为EPS数据的应用

CASS至EPS的数据转换工具，成功应用于福州连江CASS地形图至EPS数据的转换、长乐CASS地形图成果至EPS数据的转换、 福清CASS地形图至EPS数据的转换、马尾CASS地形图至EPS数据转换等多地市的基础地形图数据转换项目，数据转换面积共约 59 km2，图9显示的是CASS数据转换至EPS数据的前后图形对比，从图中可以看出，转换后EPS数据的符号、颜色、线型等各类指标均符合EPS平台的制图标准。经实际验证，该工具转换效率高、运行稳定、数据成果精确。

图9 CASS数据转换至EPS数据前后对比

7 结 语

本文通过不同方法，分别使用VbScript和VB语言开发转换工具，实现了CASS数据与EPS数据的互相转换，并已在数据生产中大量投入使用，经实际生产验证，该工具转换速度快、效率高、转换前后数据准确一致，具有很高的应用价值。

[1] 申娜，张福利，王辉. 南方CASS交换文件的结构分析和应用[J]. 城市勘测，2008(6)：129～131.

[2] 宋志辉，王建军，唐弢等. 测图数据转换为CASS数据成图的研究及实现[J]. 工程地球物理学报，2011，8(4).

[3] 刘聪. 南方CASS与清华山维EPS系统数据转换[J]. 浙江建筑，2010，27(3)：27～29.

[4] 琚锋，钱强强，钱中杰. 清华山维SunwayGIS与南方CASS数据转换研究[J]. 地理空间信息，2011，9(3)：41～43.

[5] 郭昕，武娟. 基于C#语言的EPSW与CASS数据格式转换[J]. 北京测绘，2010(1)：55～58.

The Application Research of SunWay EPS and South CASS Data Interconversion

Cai Yundeng

(Fuzhou Investigation and Surveying Institute，Fuzhou 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

蔡云镫(1977—)，女，工程师，主要从事测绘地理信息数据管理与研究。