基于FME進行坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換

王偉

【摘要】在工程建設(shè)過程中使用的坐標(biāo)系統(tǒng)往往不統(tǒng)一，因此工作人員經(jīng)常要對數(shù)據(jù)進行坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，面臨很多棘手的問題。本文引入了FeatureManipulateEngine（以下簡稱FME）基于語義的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理平臺，首先對FME平臺進行簡要介紹，其次結(jié)合實例簡述基于FME平臺進行坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的方法，為地理信息數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換提供一個好的思路。

【關(guān)鍵詞】FME；地理信息數(shù)據(jù)；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

1引言

目前我國工程建設(shè)中使用的坐標(biāo)系統(tǒng)主要有1954年北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系、2000國家大地坐標(biāo)系以及地方獨立坐標(biāo)系。很長的一段時間內(nèi)，工作人員面臨地理信息數(shù)據(jù)成果存在坐標(biāo)系統(tǒng)不統(tǒng)一的現(xiàn)狀，不同的地理信息數(shù)據(jù)的使用存在一定的局限性，無法有效地充分發(fā)揮作用。為使各種數(shù)據(jù)成果能夠更好地滿足國民經(jīng)濟建設(shè)各部門的需求，最大程度地發(fā)揮各種數(shù)據(jù)成果的應(yīng)用價值，需對數(shù)據(jù)進行不同坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。本文以基于FME平臺利用控制點（公共點）進行DWG成果數(shù)據(jù)從地方坐標(biāo)系到1980西安坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)換為例，簡單介紹借助FME平臺實現(xiàn)這兩種坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換流程。

2FME介紹

FME--FeatureManipulateEngine空間數(shù)據(jù)操縱引擎，是一個空間數(shù)據(jù)的提取、轉(zhuǎn)換、加載的強大工具。FME是一套完整的訪問數(shù)據(jù)的解決方案，可用于讀寫存儲和轉(zhuǎn)換各種空間數(shù)據(jù)。該軟件是基于OpenGIS協(xié)會提出的新的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換理念"語義轉(zhuǎn)換"（寬通道轉(zhuǎn)換）來進行，通過提供在轉(zhuǎn)換過程中數(shù)據(jù)重構(gòu)的功能，實現(xiàn)不同空間數(shù)據(jù)格式（模型）之間的相互轉(zhuǎn)換。不論是輸入還是輸出數(shù)據(jù)，語義轉(zhuǎn)換提供了一個引擎（帶有一種語言），能夠重新定義數(shù)據(jù)。引擎的基礎(chǔ)是一個豐富的數(shù)據(jù)模型，保持內(nèi)部一致性和可擴展性。FME軟件包含有6個功能模塊：FMEWorkbench、FMEUniversalTranslator、FMEUniversalViewer、FMEPlug-in（SDK）、FMEObjectAPI、FMEApplicationExtenders[1]。

3實例分析

本文通過工作實踐中所測的某一地形圖轉(zhuǎn)換進行說明。該地形圖數(shù)據(jù)格式為DWG格式，坐標(biāo)系統(tǒng)為某地方坐標(biāo)系。按照要求將地形圖轉(zhuǎn)換為1980西安坐標(biāo)系下成果，且已知在兩個坐標(biāo)系統(tǒng)下的四個公共點坐標(biāo)。坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換通過公共點利用FME的仿射變換對圖形數(shù)據(jù)進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。這項操作主要運用到轉(zhuǎn)換器VertexCreator和AffineWarper。

利用FME進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換思路如下：

首先，利用轉(zhuǎn)換器VertexCreator將兩個坐標(biāo)系下的公共點生成轉(zhuǎn)換控制向量，向量的方向為源坐標(biāo)系到目標(biāo)坐標(biāo)系。即向量起點坐標(biāo)為控制點在源坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，向量終點坐標(biāo)為控制點在目標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，本文中原坐標(biāo)系為地方坐標(biāo)系，目標(biāo)坐標(biāo)系為1980西安坐標(biāo)系。

其次，利用轉(zhuǎn)換器AffineWarper將數(shù)據(jù)源進行仿射變換。

具體操作步驟如下：

1）打開FME的Workbench界面，創(chuàng)建一個新的Workspace。

2）將公共點坐標(biāo)保存為CSV文件，保存格式如表1所示。

將公共點CSV文件添加到FME工作空間。

3）添加轉(zhuǎn)換器VertexCreator，其轉(zhuǎn)換器參數(shù)設(shè)置如圖1所示。

轉(zhuǎn)換器VertexCreator把在兩個坐標(biāo)下的公共點生成向量，向量的方向為源坐標(biāo)系到目標(biāo)坐標(biāo)系。即向量起點坐標(biāo)為控制點在源坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，向量終點坐標(biāo)為控制點在目標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。

添加源數(shù)據(jù)文件，源數(shù)據(jù)文件為DWG格式的地形圖。

4）添加轉(zhuǎn)換器AffineWarper，在要素集的空間坐標(biāo)上執(zhí)行轉(zhuǎn)換操作。它用于調(diào)整某組要素集的顯示使其更接近于某些相關(guān)的要素集。這個轉(zhuǎn)換器有兩個輸入端CONTRL、OBSERVED和一個輸出端CORRECTED。CONTROL控制向量計算仿射變換（縮放，旋轉(zhuǎn)，偏移），并將變換應(yīng)用到OBSERVED要素來生成輸出要素。

5）添加目標(biāo)數(shù)據(jù)文件。

6）建立映射關(guān)系。

整個工作空間轉(zhuǎn)換模型如圖2所示：

運行工作空間轉(zhuǎn)換模型，系統(tǒng)提示轉(zhuǎn)換成功，生成的目標(biāo)數(shù)據(jù)圖形文件即為目標(biāo)坐標(biāo)系下的DWG文件。

4總結(jié)

對于數(shù)據(jù)格式Shape、MDB、GDB、DWG或其他柵格格式圖形數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，可以采用Arcgis軟件或CAD軟件。Arcgis軟件坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能強大，轉(zhuǎn)換模型多，但其現(xiàn)有工具的批量轉(zhuǎn)換功能只對一個數(shù)據(jù)源下的多個數(shù)據(jù)。CAD軟件只能進行平面四參數(shù)變換，且精度較低（因為最多只有一個多余點參與最小二乘平差），對于批量圖幅數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換只能一幅幅進行，效率低下[2]。通過FME平臺能支持上述全部數(shù)據(jù)格式進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，且能同時轉(zhuǎn)換多個數(shù)據(jù)源下的多種格式數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換靈活高效。基于語義的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換相比于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)換更加容易，并且可以批量操作，具有更強大的功能和靈活性。

本文通過實例，描述了基于FME的地理信息數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)過程，對于空間地理信息數(shù)據(jù)處理有一定的參考意義。

參考文獻：

[1]北京世紀(jì)安圖公司.FME技術(shù)白皮書

[2]程麗萍，王友昆，趙子龍.基于FME進行矢量及柵格數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換[J]."我和FME的故事"大賽參賽作品選.