基于FME的DWG高程數(shù)據(jù)到GIS數(shù)據(jù)的無損轉(zhuǎn)換

李丹丹 陳曉輝

(吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院，長春 130111)

1 DWG高程數(shù)據(jù)處理

FME(Feature Manipulation Engine空間數(shù)據(jù)操作引擎)是GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換平臺，它能夠?qū)崿F(xiàn)150多種數(shù)據(jù)格式(模型)的相互轉(zhuǎn)換［1］．而從技術(shù)層面上講，F(xiàn)ME不再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題看作是從一種格式到另一種格式的變換，而是完全致力于將GIS要素同構(gòu)化并向用戶提供組件，以使用戶能夠?qū)?shù)據(jù)處理為所需的表達(dá)方式．事實(shí)上，許多GIS用戶為了在同一系統(tǒng)中獲得不同的數(shù)據(jù)表達(dá)方式，也使用FME來操縱數(shù)據(jù)．本次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)源是1∶500比例尺的無屬性地形圖數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)的數(shù)字化和檢查來提供有相應(yīng)屬性的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫．闡述基于FME的CAD到GIS數(shù)據(jù)“無損”轉(zhuǎn)換方法研究．

DWG高程數(shù)據(jù)主要包括高程點(diǎn)和等高線兩個圖層，數(shù)字化成圖時需要對高程點(diǎn)和等高線實(shí)體要素賦予相應(yīng)的屬性信息和高程信息［2］．本文實(shí)驗(yàn)主要應(yīng)用CASS7．1軟件進(jìn)行1∶500比例尺高程數(shù)據(jù)的數(shù)字化，將無屬性的高程信息(見圖1)進(jìn)行矢量化成有相應(yīng)屬性和高程的高程信息如圖2所示．

圖1 無屬性編碼等高線

等高線需要賦予屬性，包括首曲線和計曲線，除此之外，還需對每條等高線標(biāo)高按照高程點(diǎn)高程進(jìn)行賦值．全部矢量化完成后需要對全圖進(jìn)行檢查，應(yīng)用軟件中快速選擇將標(biāo)高為0的等高線重新處理．矢量化完成等高線如圖3所示．

利用FME建立高程數(shù)據(jù)檢查模型，主要檢查高程點(diǎn)、等高線屬性已經(jīng)所在層的內(nèi)容是否符合“DWG_GDB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換對應(yīng)表”要求，并對檢查后數(shù)據(jù)進(jìn)行處理．利用FME處理CASS數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換到GIS數(shù)據(jù)庫中，高程的轉(zhuǎn)換需要對等高線，高程點(diǎn)分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且用FME進(jìn)行檢查，不合格的需重新進(jìn)行數(shù)字化，再進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，直到合格為止．

圖2 矢量化后有屬性的等高線計曲線

圖3 矢量化完成后高程數(shù)據(jù)

2 基于FME高程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

2．1 FME中DEM轉(zhuǎn)換模塊

FME軟件中的SurfaceModeller模塊可以實(shí)現(xiàn)不同格式高程數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換，為不同的工程應(yīng)用提供不同格式的DEM數(shù)據(jù)．在工程應(yīng)用中主要應(yīng)用DWG數(shù)據(jù)進(jìn)行平整場地的土石方量計算、確定匯水面積、設(shè)計線路縱橫斷面圖等，而在規(guī)劃部門中常應(yīng)用GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃和分析．相同地區(qū)不同格式的數(shù)據(jù)可以應(yīng)用FME進(jìn)行轉(zhuǎn)換研究．轉(zhuǎn)換主要分為以下步驟［3］:

(1)數(shù)據(jù)輸入． 任何形式的高程數(shù)據(jù)，作為數(shù)據(jù)源時，均作為高程點(diǎn)和線元素輸入，其中線素分為等高線和特征線．將源數(shù)據(jù)分成三類，可同時導(dǎo)入到SurfaceModeller中，多種源數(shù)據(jù)也可以同時導(dǎo)入共同參與計算，并實(shí)現(xiàn)格式的轉(zhuǎn)換．

(2)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換． SurfaceModeller模塊是一個封裝的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，只需要根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，如DEM格網(wǎng)間．

2．2 高程點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

FME對高程點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換時，高程值Z存放在點(diǎn)Geometry的Position Z中，使用FMESuite將多個離散的地形高程數(shù)據(jù)文件(Dwg，Dxf格式)構(gòu)建合并，一般是以ESRI的 Geodatabase格式寫入數(shù)據(jù)庫［4］．

此模型功能:

(1)高程點(diǎn)緩沖附注記． 建立緩沖半徑5，判斷高程注記是否在緩沖半徑圓內(nèi)再賦值．缺點(diǎn)是容易附空值或不正確的值．轉(zhuǎn)換模型如圖4和圖5所示．

(2)高程注記基點(diǎn)附注記． 高程注記賦值沒用錯誤，但高程點(diǎn)位為其注記的基點(diǎn)．轉(zhuǎn)換模型如圖6所示．

圖4 高程點(diǎn)緩沖附注記

圖5 高程基點(diǎn)附注記

圖6 FME高程點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果

2．3 等高線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

FME應(yīng)用Spatial ETL Tool工具進(jìn)行等高線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在“Spatial ETL Tool”中在找到DGX等高線層所在的位置，設(shè)定Data Type的類型等高線轉(zhuǎn)換模型如圖7所示．

模型功能:

(1)自動連接線(模糊距離為0．1(可設(shè)置)的相鄰線);

(2)自動賦予標(biāo)高屬性(前提必須在CASS下輸入等高線標(biāo)高)．

高程點(diǎn)和等高線分別經(jīng)過FME模型轉(zhuǎn)換成GIS數(shù)據(jù)后在ArcMap中顯示如圖8．

圖7 等高線轉(zhuǎn)換模型

圖8 FME Universal Viewer中顯示等高線

3 與ArcGIS的DWG高程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法比較

在南方CASS軟件中DWG數(shù)據(jù)為分層存儲，在轉(zhuǎn)換時圖層被嚴(yán)格分為點(diǎn)、線、面、注記進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時在ArcGIS中形成相應(yīng)的要素類存儲．FME轉(zhuǎn)換時可以根據(jù)需要應(yīng)用Joiner函數(shù)添加必要的屬性信息將所有圖層分別存儲，同時可以檢查錯誤數(shù)據(jù)或無屬性數(shù)據(jù)．而ArcGIS針對DWG數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換較簡單，只能進(jìn)行視覺意義上的表達(dá)效果和原始的DWG數(shù)據(jù)一致，無法進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，如圖形拓?fù)錂z查、分類編碼檢查處理及接邊一致性的檢查等．

4 結(jié)論

通過以上實(shí)驗(yàn)分析，針對FME軟件對高程數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換研究可以得出以下結(jié)論:根據(jù)“DWG_DGX數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換對應(yīng)表”定義規(guī)則，對GCD和DGX圖層、編碼、幾何類型、GIS分類、字體大小可以進(jìn)行錯誤檢查，這是其他軟件很難實(shí)現(xiàn)的功能;可以自動賦予等高線，高程點(diǎn)屬性如線型、結(jié)構(gòu)、名稱、要素代碼、長度、厚度、類型、入庫日期等(同時保留CAD原要素的相關(guān)信息:圖層、顏色、符號編碼、要素類型等);接邊分幅處等高線自動連接線;建立完整的等高線數(shù)據(jù)庫，包括注記等內(nèi)容．

［1］李瑞霞，楊 敏，鄧喀中．基于FME的GIS到DWG數(shù)據(jù)“無損”轉(zhuǎn)換［J］．測繪通報，2009(5):55-59．

［2］石木耀．Auto DWG數(shù)據(jù)與ArcGIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究［D］．北京:中國地質(zhì)大學(xué)，2010．

［3］王陽生．基于FME的DEM數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及應(yīng)用［J］．科技資訊，2011(7):26-27．

［4］陳 影，程耀東，閆浩文．利用FME進(jìn)行GIS數(shù)據(jù)的無損轉(zhuǎn)換［J］．測繪科學(xué)，2007，32(2):75-77．