基于FME的CASS地形图数据处理与检查的思路探讨

王美霞

（广东置信勘测规划信息工程有限公司，广东中山 528400）

0 引言

科技发展日新月异，测量仪器智能化变革后，测量与数据整合项目周期极大幅度缩短。在GIS事业迅猛发展的态势下，传统手工数据处理模式已跟不上数据需求变迁，海量数据处理技术亦随着需求变化发生重大变革，FME软件的大数据批处概念模式顺应数据处理技术发展需求，故FME集成开发在GIS数据处理项目中应用越来越广泛。本文将简述FME在地形图数据整合项目中的应用。

1 软件简介

1.1 南方CASS

CASS软件是基于CAD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。其界面美观、功能全面、操作简捷，制图表达体系与国标地形图图式接轨，目前在地形图测图项目中应用较为广泛。CASS成图一般选用DWG格式，本文所指地形图数据均为此类型。

1.2 FME

FME软件是一套用于读写、存储和转换各种空间与非空间数据的产品，能够处理320多种数据格式，拥有400多个不同功能的转换器，可灵活应对各种数据重组与内容变换任务，并将处理后的信息输出到要求的格式中去，使信息在格式与应用之间自由迁移。

运用FME转换器进行可视化组合开发，即便是无开发基础的使用者，也能够根据需求搭建出数据处理模型。其强大的数据处理引擎，支撑模型高速运转，可在极短的时间内完成大量算法运算，将数据快速转换、存储。

2 地形图数据处理理念

地形图数据整合项目主旨为数据入库，即将CASS-CAD格式数据转换为GIS格式数据。由于测区范围内地形要素数据量非常大，在数据入库前需对测图成果进行规范化检查与整理，确保数据质量达到转换要求，保证数据质量，才可以最终入库。

数据处理的首要任务是进行数据分析，目的是找到数据的普遍规律，将不符合规律的数据核实修改或做特殊化处理，再针对不同需求将数据规律向所需方向延伸处理，便可得到需求数据。

2.1 地形图要素分类

地形图要素按地形类别区分，主要分为以下几个大类：控制点、高程点、等高线、居民地、独立设施、管线设施、道路设施、水系设施、地貌土质、植被土质等。每一个大类在CASS中体现为一个标准图层，拥有固定的图层名称、颜色、符号样式等标准设置，复合国标图式规定，易于绘图编制。

按成图表达则可根据几何类型来区分，分为：点（块参照）、线、面、文字注记、其他。

2.2 CASS地形图要素表达及数据规律

CASS成图系统以单个或复合图形来表达不同地形要素，图面表达依照国标地形图图式设计，每一种地形要素由6位CASS编码来定义，复合要素中主体要素编码为6位，辅助要素则在6位编码后添加-1、-2后缀，用以组合表达复杂地形要素。

CASS地形图中每一个图形元素都带有CASS编码属性，可对应到CASS系统中的全要素表，表内容包括编码、图层、线型（块名）、要素名称等。利用该表制作成FME处理时使用的属性约束配置表，FME可通过CASS编码将图形与属性关联到一起，将配置表中的信息添加到每一个几何图元上，再通过图元本身的属性与之一一对比进行筛选，存在不一致情况时即为问题数据，可将其分门别类输出，作为报错提示数据。

3 数据检查及处理思路

针对图上元素的检查在FME环境下完成，部分规律性修改可直接在FME中完成，不可处理部分则需利用CASS软件手动修改。

首先进行数据分析、项目需求分析（要素表）等，制作项目所使用的编码配置表，附带入库转换后的要素代码，编写FME检查与处理工具时，可将入库转换一并归入其中，一步到位。

对CASS-DWG地形图进行数据检查时，首先可将所有类型数据进行一些统一的检查，如：编码合理性、所属图层正确性、几何类型正确性、线型与块名正确性等。

检查大体思路为：在FME workbench中加载待处理数据dwg0，暴露图元要素CASS编码及一些必要的属性，通过Feature－Merger将dwg0与配置表关联赋属性，再利用条件过滤转换器进行筛选，正确数据直接桥接到下一步的转换器接口中，问题数据则通过筛选并分类输出至对应的报错提示图层中。

报错数据引用原数据dwg0作为CASS格式写出参照模板，生成的图形数据与原数据一致，图元属性信息、几何特征等都完全保留。错误提示图层命名应醒目易辨别，如空编码层、要素几何类型有误层等等，以便后续修改时参考使用。

通过检查的正确图元则引入几何类型区分转换器Geometry－Filter，将点、线、面、注记等分类到对应的输出端口，再根据需求，进一步对不同几何类型的图元进行不同的检查与处理操作。

3.1 点要素检查与处理

在CASS地形图中，点一般表达为块参照，除高程点、控制点等带高程属性的无实物点，其他点状地物又分为定位点（6位编码表示）、符号点（6位代码加-1、-2等表示）。

所有点图元需进行重叠性检查、过近距离点检查等，FME中的点与点叠加转换器可进行点的重叠性检查，筛选出重叠点，输出后分析检查其重叠性是否合理。点重叠合理情况例如管线图层中电杆、电线指向箭头等点位重叠表示，此类型数据通过分析其规律之后，可添加CASS编码、角度等限制性条件，来过滤合理的重叠。使用MRF2DCleaner转换器可去除重叠点与过近点。

常见地形图中比较重要的检查项包括：高程点、控制点需检查其高程信息是否合理，且与其配对的高程注记是否一致，常见错误类型包括：无高程信息、高程值超出测区高程值域范围、非数值字符等。控制点还需检查其点号属性与其配对的控制点名称注记是否一致。

另外，符号点需检查与其从属线或归属面的一致性，例如水系流向箭头点位需落在单线水系线上或者落在面状水系范围内、植被符号需与所在的植被面属性一致等。此类检查可通过点线叠加、点面叠加，再进行点与线（面）属性匹配筛选出异常点。

3.2 线要素检查与处理

地形图上线要素主要分为以下几种：

（1）实体地形线（有向线、无向线），如围墙、陡坎、小路等，该类线状地物利用符号样式表达实际地形走向；地类界线、田坎等有实体存在的界线，不区分走向。

（2）辅助表达线，如台阶内部横线、依比例斜坡齿线等，仅做图面样式表达，无实际地形意义。

（3）范围线、轮廓线，如果园边界、房屋边线、河流边线等。

（4）无实体地形线，如表达地貌高程的等高线、等深线等。

线要素检查包括线重叠、碎线检查。线重叠可通过线线叠加转换器进行属性叠加，筛选出重叠线段；碎线则计算线长度，筛选长度较短线。

常规地形图上线要素不可延伸进入或穿过水系、房屋、道路等面内，可利用裁剪转换器将此类面的线进行裁剪，在面内部的线即为问题线。

线连贯性检查，如一段很长的道路边线被打断成多段，理论上同一条道路边线CASS编码、类型应一致，可通过线连接转换器，以编码分组，将多段线段连接成一条，若不能连接，则视为道路边线异常，报错输出，待核实修改。

等高线高程异常检查，可通过线两侧高程点的高程对比检查，亦可通过邻近线梯度分析来检查。

3.3 面要素检查与处理

地形面要素指面状地形区域，如房屋面、水系面、道路面、植被面等。

面要素图形一般分为两种：①独立几何面；②可以构成面的封闭线（一种或多种地形线，如相邻多间房屋只用分隔线在图上表示，实际房屋边线只有最外围），后者需根据需求先构成面之后再汇入面检查。

面要素检查一般分为拓扑检查（重叠、缝隙、自相交等）、碎面、面与内部注记一致性检查、面与内部符号一致性检查、道路面或水系面与边线一致性检查等。

上述检查都可以在FME中进行，思路为点面叠加、线面叠加、面面叠加、面积计算、属性匹配等，之后再通过各种条件约束筛选出问题图元。

3.4 注记检查与处理

注记检查一般分为重叠、压盖、注记内容与编码释义不匹配、高程注记与对应高程点或控制点高程值不一致等情况。

注记重叠可利用点点叠加检查。

压盖可利用FME生成注记的外接矩形，再利用面面叠加方法检查其压盖，筛选问题注记输出。

注记内容与编码释义不匹配性检查，如房屋楼层注记内容为非数字、果园注记编码为道路注记编码等。此类问题检查可使用文本查找转换器，利用正则表达式匹配字符串，将不符合规则的注记报错输出。

高程注记与对应高程点或控制点高程值不一致情况，可通过邻近分析匹配到距注记合理范围内的高程点或控制点，检查点高程值与注记内容是否一致，或找不到对应点等情况，有问题则报错输出。

3.5 其他类型图元检查与处理

在测图、绘图过程中，由于操作不当等造成一些特殊图元，如面域、样条曲线、填充等非CASS标准化要素，在配置表筛选环节已将其报错输出，人工核实后修改正确即可。

4 结束语

GIS技术人员应提高自身业务能力，不断学习新知识、新技术，从而充分掌握数据分析方法、善于总结数据规律，能顺应测绘大数据批处理需求，做到熟练应用FME可视化组集成开发等先进技术，为GIS事业的蓬勃发展贡献力量。