基于GIS建库方法研究探讨

基于GIS建库方法研究探讨

宋敏

乌鲁木齐市不动产登记中心新疆乌鲁木齐830000

摘要：空间数据建库是基础地理信息系统的基础数据库，在“数字城市”的建设中发挥着重要作用，确保大批量基础地图数据的无损、高效、自动转换是数据建库中的重要内容。本文在分析了CASS格式数据特征的基础上，结合乌鲁木齐市的基础空间数据标准及入库要求，探索和研究了一种有效的应对策略和解决办法。

关键词：GIS建库、CASS、数据库

1．引言

随着数字测图技术的普及与GIS技术的不断发展，基础地理信息管理系统和空间数据基础设施的建设也加快了实施的步伐。城市基础地理信息系统堪称“数字”城市建设之基础，不仅能给不同种类的专题信息提供地理背景，更重要的一点，它能给所有的与空间相关的信息提供一个定位基准，是专题信息空间化的必要设施。根据调查，乌鲁木齐市许多单位绝大部分基础地图数据是CASS格式数据，在GIS数据建库工作中，数据生产单位需要提供同一数据的两种格式，即符合标准的MicroStation格式数据和分层的shp格式数据，前者为数字线划图（DLG）的备份，后者是基础地理信息的导入数据。

对于基础地理信息数据的生产部门，如何高效、高精度、快速地将大批量CASS格式的地图数据进行加工、整理和转换，以满足我市GIS空间数据建库的需要，不仅将影响到乌鲁木齐市GIS空间数据建库的进程，而且将直接关系到乌鲁木齐市基础空间数据质量和可靠性。本文在分析了CASS格式数据特征的基础上，结合乌鲁木齐市的基础空间数据标准及入库要求，探索和研究了一种有效的应对策略和解决办法。

2．乌鲁木齐市GIS建库分析

乌鲁木齐市的基础地理信息数据源中，CASS格式的数据占了很大一部分。CASS是南方测绘仪器公司在AutoCAD平台的基础上开发的新一代地形地籍成图软件，该产品无论技术还是市场都已稳居国内同类产品的领先地位，在乌鲁木齐市基础空间数据的采集中被多家测绘部门采用。由于CASS采用AutoCAD为系统平台，通过DXF文件也可直接实现与大多数图形系统接口，但是在转换中存在许多诸如空间信息和属性信息的损失，数据的膨胀等问题，结果导致GIS系统无法对这些数据管理和进行空间分析。这就为GIS空间数据建库带来了新的问题。

以前的数据建库中，采用的数据源是严格遵照乌鲁木齐市MicroStation中间数据标准的MicroStation格式的数据，所以将CASS格式数据按照此标准规范化，并将其转换为符合乌鲁木齐市标准的MicroStation格式数据，乃是解决问题的关键所在。GIS空间数据建库的本质是将空间实体（如居民地、道路、水系、独立地物等）从现实的环境中“复制”到GIS环境中，保持其空间属性不变，对属性信息（如道路名、水系名等）进行整合，两种环境的空间实体应该是一一对应关系。在GIS环境中，每一个空间实体都通过编码进行唯一的标识，要求其具有唯一性。CASS为用户提供了文本格式的数据交换文件（扩展名是“.cas”）。该文件包含了全部图形的几何和属性信息，通过交换文件用户可根据自己的GIS平台的文件格式进行相应的数据格式转换，将数字地图的所有信息毫无遗漏地导入GIS系统。

3．GIS建库方案设计

首先我们要对图形数据进行标准化工作。即地物按要求的层存放，并须赋符号或线型，面信息准确赋值，面状地物正确封闭等。图形的标准化能使转换后的图形在MicroStation中清晰地区分空间图形实体，并且在入库时能将CASS所提供的实体编码与系统所设计的编码对应起来，有利于将来要进行的基于基础数据的GIS空间分析。

如上文所述，乌鲁木齐市的空间数据建库要求的数据源（这里主要是指数字化地图）必须符合乌鲁木齐市的中间数据标准，对实体的层和颜色都有明确的规定。然而CASS格式地图数据不能直接提供满足乌鲁木齐市标准的MicroStation格式数据。MicroStation虽然提供了直接读取dwg和dxf数据的功能，事实上由于这种方式信息损失严重，故很难被直接采用，我们采取的转换方法是在CASS和MicroStation之间设计中间标准和转换软件。这样能减少几何信息和属性信息的损失，提高建库的自动化程度，提高工作效率。图1描述了CASS格式数据建库的主要内容和步骤：

4．地图数据GIS建库的实现

空间数据库是GIS软件的核心，提供了数据存储、数据维护、空间数据查询和空间分析等服务功能。空间数据库的设计与实现，直接关系到GIS系统的功能与效率，是GIS系统成功与否的决定性因素。

对于CASS格式地图数据的建库工作，面临的关键问题是CASS系统和MicroStation系统之间的数据的无损、快速、高效的转换，从而方便地建立GIS空间数据库。由于MicroStation直接读取dwg或dxf文件是不能满足这一要求的，为了避免数据在转换过程中丢失，我们在两系统之间设计一个交换文件，包含了空间信息和必要的属性信息。即在CASS系统中按一定的标准导出、生成交换文件，在MicroStation系统中读取交换文件生成MicroStation格式的地图，在此主要介绍交换文件的生成和MicroStationDGN文件的生成。

4.1交换文件格式标准

交换文件的内容由每一个空间实体的定义组成，包括空间信息（坐标或坐标串）和必要的属性信息，各种类型实体的定义如表1所示：

表1：空间实体定义

4.2CASS系统导出交换文件逻辑模型

在CASS系统中，搜索每一个空间实体（包括地图整饰要素），判断其类型，根据交换文件格式标准读出空间实体的信息，生成交换文件。

4.3生成MicroStation格式文件逻辑模型

在MicroStation系统中，设计Macro模块（或MDL模块）读取交换文件，获得实体的空间信息和必要的属性信息，根据用户编码搜索数据库符号表（事先设计）中对应的符号性质和属性信息（层、色、线型等），生成最终的MicroStationDGN文件。对于符号表中不存在的用户编码（即错误实体，在数字化成图过程中不可避免）所属实体，将其放到MicroStation中特定的层，以便数据检查和修改。

5．结论

乌鲁木齐基础地理信息系统的建设是以空间数据建库为核心，多种专业信息数据库相结合，各种应用子系统为支撑，融数据采集、系统管理与维护于一体的综合型信息系统。空间数据库是随着地理信息系统的开发和应用而发展起来的数据库新技术，它是地理信息系统的重要组成部分，是其他应用部分的前提和基础。一个地理信息系统能否方便、及时、准确地从空间数据库中获得所需的信息，关键在空间数据库的组织与管理。因此，只有对空间数据库进行合理的设计，才能开发出完善而高效的地理信息系统。本人针对乌鲁木齐的大批量CASS格式地图数据，设计了有效的建库方案，满足了入库数据的要求，能在实际工作中大大提高工作效率，减少劳动强度，保证数据建库中的精度和可靠性，对推进城市地理信息的产业化进程、构筑数字城市，将具有重要的意义。

参考文献：

[1]南方测绘仪器公司.CASS7.0成图软件参考手册，2007.3

[2]龚健雅，空间数据库管理系统的概念与发展趋势[J]，测绘科学，2001，26（3）

[3]胡金星、潘懋、王勇、徐绘宏，空间数据库研究[J]，计算机工程与应用，2002，3

[4]宋雪生、黄杏元，国家海量级空间地理数据库建设研究与设计[J]，计算机应用研究，2001

[5]王肖群，基于RDBMS的空间数据库应用系统的研究与设计[D]，2002，北京大学

作者简介：宋敏，女，工程师，现就职于乌鲁木齐市不动产登记中心，主要从事城市房产测绘与土地交易以及地理信息系统应用研究。