基于FME的多源地籍圖形數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換及應用

曹永桃, 黃勇軍, 吳杰明

(湖北省國土測繪院,湖北 武漢　430010)

0　引言

信息化建設的高速發(fā)展,使得空間數(shù)據(jù)的處理越來越重要。在城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫建設中,需要處理大量的數(shù)據(jù),比如數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換、坐標系轉(zhuǎn)換、圖層疊加、要素及圖層的提取、屬性操作等,怎樣提高空間數(shù)據(jù)處理的速度和質(zhì)量,減輕數(shù)據(jù)處理的勞動強度,縮短數(shù)據(jù)庫建設的周期,增加經(jīng)濟效益和社會效益,一直是空間數(shù)據(jù)處理者不斷追求的目標。選擇一個技術成熟、功能強大的空間數(shù)據(jù)處理軟件是很重要的,針對目前主流空間數(shù)據(jù)處理軟件FME,結(jié)合在城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫建設中的實際應用,本文主要介紹FME在城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫建設中的應用。

1　FME基本特性

FME(Feature Manipulate Engineering)直譯為數(shù)據(jù)特征操作引擎,是加拿大Safe Software公司推出的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng),該系統(tǒng)基于OpenGIS(開放式)組織提出的新的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換理念,通過提供在轉(zhuǎn)換過程中重新構(gòu)造數(shù)據(jù)的功能,實現(xiàn)超過200多種不同空間數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換[1]。FME是一個多功能組件系統(tǒng),包括以下幾個組成部分[2]:

1.1　FME工作臺(FME Workbench)

在FME工作臺上能夠以圖形化的界面實現(xiàn)對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換流程的完全控制,隨時掌控從源數(shù)據(jù)到目標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的全過程,FME Workbench提供了一個圖形化的數(shù)據(jù)處理過程和強大的數(shù)據(jù)處理能力。

1.2　FME通用轉(zhuǎn)換器(FME Universal Translator)

在FME通用轉(zhuǎn)換器上可以利用系統(tǒng)提供的默認配置實現(xiàn)一些基本的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換任務,或者如果是FME的高級用戶,可以創(chuàng)建和運行用戶自定義的FME映像文件(*.fme)來完成較為復雜數(shù)據(jù)處理任務。

1.3　FME通用瀏覽器(FME Universal Viewer)

在FME通用瀏覽器上可以瀏覽數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換過程以及轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù),檢查數(shù)據(jù)的特征和屬性。FME Universal Viewer以特定的顏色、符號和標簽來增強相關數(shù)據(jù)的顯示效果,便于瀏覽。

1.4　坐標變換功能(Coordinate Conversion Support)

提供了基于多種工程的坐標系統(tǒng),根據(jù)需要也可以自己定義坐標系統(tǒng)。

1.5　FME對象(FME Objects)

應用程序開發(fā)人員可以將FME Objects控件嵌入到其他應用程序中,增強程序的可移植性。

1.6　　　　FME軟件開發(fā)工具包(FME Plug-in SDK即FME Plug-in Software Development Kit)

應用程序開發(fā)人員可以根據(jù)需要利用某種程序語言動手編寫程序小插件添加到FME轉(zhuǎn)換內(nèi)核中,用以實現(xiàn)一些特殊功能,便于FME功能的擴展。

2　FME在城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫中的應用

城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫建設中大量的宗地背景圖需要事先經(jīng)過預處理才能滿足數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前的要求。利用FME可以很好地完成這一任務。

使用FME對入庫數(shù)據(jù)的處理過程如下:先將*.dwg格式的源數(shù)據(jù)通過FME Workbench轉(zhuǎn)換為*.mdb格式的二進制數(shù)據(jù),再將該二進制數(shù)據(jù)導入Oracle數(shù)據(jù)庫,形成目標數(shù)據(jù)庫。在進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之前,要事先做好以下兩項工作[3]:

(1) 按城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫建設項目入庫要求建立一個FME數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板文件,文件名格式為*.fmw。FME數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板文件建好后,運行FME Workbench,打開模板工作空間,可以看到模板以圖形化的結(jié)構(gòu)顯示在窗口中,它由一系列特征屬性轉(zhuǎn)換器(Transformer)、管道(Pipe)和過濾器(Filter)等組成。以下是一個模板文件結(jié)構(gòu)示例(圖1),圖中帶有箭頭的黑線代表管道(Pipe)。

圖1　模板文件結(jié)構(gòu)圖Fig.1　Structure diagram of template file

利用模板進行數(shù)據(jù)處理過程,就好象是一個具有生產(chǎn)流水線的工廠加工產(chǎn)品,源數(shù)據(jù)從左端進入模板,經(jīng)過層層處理經(jīng)由管道傳輸,從右端輸出,形成目標數(shù)據(jù)。

(2) 入庫前要對源數(shù)據(jù)文件即*.dwg宗地背景圖進行地物要素編碼設定處理。地物要素主要由點狀地物、線狀地物、面狀地物和行政區(qū)劃等構(gòu)成,按幾何特征分為5種特征類型,即點(Point)、線(Line)、面(Area)、復合(Compound)和文字(Text)[4]。地物符號的幾何特征只能是其中的一種,具體是哪一種,要由該地物的編碼來定。入庫前要對源數(shù)據(jù)文件即*.dwg圖形中的每個地物要素給定一個六位數(shù)的要素編碼,要素編碼除了表達符號特征信息之外,也包含了點(Point)、線(Line)、面(Area)、復合(Compound)和文字(Text)等所有屬性信息,只需正確地設定了地物要素編碼,也就同時賦予了地物要素所有的屬性信息[5],地物要素編碼在*.dwg圖形中以圖層名的方式存貯,在數(shù)據(jù)處理時FME會自動識別。圖2窗口中最左邊顯示的由6位數(shù)組成的圖層名就是已經(jīng)設定好了的地物要素編碼。

圖2　地物要素編碼結(jié)構(gòu)圖Fig.2　Structure diagram of coding of geographical elements

宗地背景圖只有經(jīng)過嚴格的要素編碼設定后,才能在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板的約束下被FME工作臺正確識別和讀取,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換最終得以順利進行。當然,要使用編碼就得先編制編碼,要素編碼的編制需要一套完整的編碼體系作保證,編制出的編碼既要有利于計算機的處理又要符合國家相關標準和規(guī)范,是一項系統(tǒng)而復雜工作。

(3) 由于系統(tǒng)對源數(shù)據(jù)分層處理的要求十分嚴格,為了提高對宗地背景圖進行分層處理的效率,可以結(jié)合數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板(*.fmw)在FME Workbench上輔助進行,實踐證明,采用該方法能收到事半功倍的效果,極大地提高了地物要素編碼處理(分層處理)的速度。

首先采用AutoCAD繪圖軟件對宗地背景圖進行初步分層處理,即按要求用編碼作圖層名,將每一種地物要素分別賦予一個圖層名,該圖層名是地物的編碼名稱。經(jīng)過初步分層處理的源數(shù)據(jù)*.dwg格式宗地背景圖此時還不能保證百分之百達到數(shù)據(jù)入庫的嚴格要求,圖形中可能還隱藏著一些難以發(fā)現(xiàn)的錯誤,正是這些看起來微不足道的錯誤,可能會導致數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時中途徹底失敗,因此需要作進一步處理。作為數(shù)據(jù)庫建設項目,宗地背景圖數(shù)據(jù)總量巨大,單憑肉眼僅僅依靠AutoCAD繪圖軟件要想徹底查找出這些錯誤,無異于大海撈針。利用FME工作臺來檢查宗地背景圖可以很好地幫助我們解決這個難題。

啟動FMEE工作臺,打開數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板文件,執(zhí)行ADD Dataset(加載源數(shù)據(jù))命令,將需要檢查的宗地背景圖文件加載到*.fmw模板窗口上,執(zhí)行Feature Connections(特征連接)命令,將宗地背景圖與模板連接上,執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能,FME工作臺開始對宗地背景圖進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。此時執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換不是要得到目標數(shù)據(jù),而是用過濾器(Filter)篩選出宗地背景圖中的錯誤。前面說過,FME工作臺給用戶提供了以圖形化的界面實現(xiàn)對數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換流程的完全控制,數(shù)據(jù)處理完成后,系統(tǒng)就會自動運行并打開FME通用瀏覽器,將過濾器篩選出的錯誤信息以圖文形式反饋給用戶,用戶可以直觀地判別出顯示的錯誤。FME通用瀏覽器運行界面如圖3。

窗口中顯示的陰影圖形是篩選出來的錯誤內(nèi)容,右邊窗口顯示的是對該錯誤信息的描述說明。參照反饋出來的錯誤信息,可以用AutoCAD繪圖軟件對宗地背景圖中的錯誤進行修改,為避免有遺漏,修改完后應該再運行FME進行檢查一次,直到FME通用瀏覽器沒有錯誤信息顯示為止,這時說明宗地背景圖的地物要素編碼已經(jīng)設定和修改完畢,可以用于最終的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

圖3　FME Universal Viewer運行界面Fig.3　Running interface of FME Universal Viewer

3　結(jié)語

利用FME的基本特性結(jié)合AutoCAD的強大圖形編輯處理功能對數(shù)據(jù)進行入庫前的預處理,該方法很好地融合了兩者的特點,實現(xiàn)了對入庫數(shù)據(jù)檢查和轉(zhuǎn)換的批量處理功能,極大地提高了數(shù)據(jù)處理的速度和質(zhì)量。實踐證明,該方法創(chuàng)造性地發(fā)揮了FME軟件的優(yōu)異性能,使作業(yè)人員從繁瑣的手工勞動中解脫出來,減輕了勞動強度,使數(shù)據(jù)處理的效率大大提高,縮短了數(shù)據(jù)庫建設的周期。

參考文獻：

[1]安丹,湯軍.基于FME的CAD與GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的應用研究[J].軟件導刊,2010,10(10):26-27.

[2]陳影,程耀東,閆浩文.利用FME進行GIS數(shù)據(jù)的無損轉(zhuǎn)換[J].測繪科學,2007,3(2):75-76.

[3]賀博斐,敬小東.淺談城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫的建設[J].地理空間信息,2013,8(4):157-158.

[4]TD/T 1015—2007，城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫標準[S].

[5]TD/T 1001—2012，地籍調(diào)查規(guī)程[S].