FME在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)中的應用研究

李　逵

(安徽省地質(zhì)測繪技術(shù)院，安徽 合肥 230022)

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FME在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)中的應用研究

李逵

(安徽省地質(zhì)測繪技術(shù)院，安徽 合肥 230022)

Research on the Application of FME in the Construction of Basic Geographic Information Database

LI Kui

摘要：針對目前形成的大量CAD格式成果數(shù)據(jù)無法快速建設(shè)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的問題，提出了基于FME轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的完善解決方案，并順利應用于某市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)項目中，實現(xiàn)了由CAD格式的數(shù)據(jù)無損轉(zhuǎn)換為符合國標規(guī)定的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，真正意義上解決了異構(gòu)數(shù)據(jù)的同化難題，為今后同類項目的建設(shè)提供經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：FME；GIS數(shù)據(jù)庫建設(shè)；無損轉(zhuǎn)換

隨著數(shù)字城市的建設(shè)和發(fā)展，政府管理部門對基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)尤其是大比例尺基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)的需求越來越迫切。目前形成的大多數(shù)城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)都是采用傳統(tǒng)的CAD(*.DWG)格式生產(chǎn)和存儲的，該數(shù)據(jù)格式在圖形屬性一體化表達、地理要素編碼方式及查詢統(tǒng)計和空間分析能力等方面均存在不足。以GIS作為成果數(shù)據(jù)管理與應用的平臺目前已成為符合國標規(guī)定的主要手段。原始積累的CAD成果數(shù)據(jù)無法快速建庫是制約GIS系統(tǒng)深入應用的瓶頸所在。因此，探討和解決如何由原始的CAD成果數(shù)據(jù)建設(shè)城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，已成為亟需解決的問題。

由現(xiàn)有的CAD數(shù)據(jù)實現(xiàn)城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)需要解決以下技術(shù)問題：①保持幾何圖形和屬性的無損轉(zhuǎn)換；②保持分層結(jié)構(gòu)方式和成圖方式的無損轉(zhuǎn)換，保證數(shù)據(jù)正確顯示，滿足建庫標準和制圖要求。

本文提出了一套完善的基于FME轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的由原始CAD成果數(shù)據(jù)到GIS建庫的解決方案，并順利應用于某市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)項目中，實現(xiàn)了由CAD格式的空間數(shù)據(jù)無損轉(zhuǎn)換為符合國標規(guī)定的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，真正意義上解決了異構(gòu)數(shù)據(jù)的同化難題。

一、數(shù)據(jù)庫建設(shè)

由CAD格式數(shù)據(jù)建設(shè)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫流程包括如下所述步驟。

1. 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的預處理

主要包括對空間數(shù)據(jù)圖形和屬性要素的檢查和修改。

(1) 圖形要素檢查

包括地形要素的封閉性檢測、清理重復要素、糾正錯誤的實體元素、對圖形的拓撲關(guān)系檢查和修改(是否存在線自相交、懸掛、重疊等情況)、幾何接邊檢查等。

(2) 屬性要素檢查

檢查所有地物要素代碼的準確性；檢查各個圖層的名稱和要素分層是否符合入庫數(shù)據(jù)標準設(shè)計要求；檢查相鄰圖幅要素的屬性。

2. 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

CAD格式數(shù)據(jù)需轉(zhuǎn)換為SHP格式的數(shù)據(jù)后再入庫。數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換主要有以下方式：①通過數(shù)字測圖軟件自帶功能轉(zhuǎn)換導出數(shù)據(jù)；②自定義開發(fā)程序?qū)崿F(xiàn)。第1種方式轉(zhuǎn)換的結(jié)果常常存在數(shù)據(jù)丟失或無法轉(zhuǎn)換的情況，第2種方式需要耗費大量精力熟悉底層數(shù)據(jù)格式和程序接口。筆者通過大量實踐傾向于選擇FME(feature manipulate engine)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng)實現(xiàn)各類CAD及GIS數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換。

FME是加拿大Safe Software公司開發(fā)的功能強大的空間數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換軟件，支持200 多種矢量數(shù)據(jù)和20多種柵格數(shù)據(jù)，內(nèi)置200多個數(shù)據(jù)處理功能(transform)，為進行快速、高質(zhì)量、多需求的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換提供了高效、可靠的手段。

3. 數(shù)據(jù)處理、檢查入庫

轉(zhuǎn)換后的過渡SHP數(shù)據(jù)需進行處理并檢查無誤后才可入庫，主要包括以下步驟：按數(shù)據(jù)庫標準整合圖層；對圖形要素的完整性、正確性，拓撲關(guān)系正確性，邏輯關(guān)系一致性，以及屬性的完整性、正確性,規(guī)范性等檢查；分幅圖形接邊和屬性合并，實現(xiàn)圖形的無縫拼接；數(shù)據(jù)入庫。具體流程圖如圖1所示。

圖1　由CAD地形圖建設(shè)地理信息數(shù)據(jù)庫的流程

二、某市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)實例

1. 數(shù)據(jù)概況及分析

某市約200 km21∶1000標準圖幅地形圖數(shù)據(jù)，為CAD數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)分層規(guī)范，且各要素表達清楚。為了能夠滿足拓撲要求，需要對已有數(shù)據(jù)進行圖形拓撲方面的檢查和修改。

2. 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的預處理

1) 所有相鄰圖幅檢查接邊。

2) 檢查數(shù)據(jù)分層及編碼的正確性，具體包括：點狀要素(如各種獨立符號、植被符號等)要以塊形式存在，不能打碎，使用統(tǒng)一符號庫。線狀要素，對于需要符號化的，要以線型形式存在，保證母線與符號的一致性,要求使用統(tǒng)一線型庫。不能做成打散符號，線與線之間的連接要處理好，不應出現(xiàn)懸掛點、不到邊等現(xiàn)象。面狀要素(如房屋、水系等)必須閉合，不應有懸掛點。各種注記、符號以不壓蓋線狀要素為原則標注，不能打斷線狀地物，如需要打斷表示的，采用CAD中的遮掩技術(shù)(“消隱”方式)處理。最終保持線的連續(xù)性為原則，要滿足圖面要求。

3) 數(shù)據(jù)采集、編輯時應保證線條光滑，嚴格相接，不得自相交或有多余懸掛。

4) 所有數(shù)據(jù)層在完成最后的編輯、修改后建立正確的拓撲關(guān)系，保證地物完整，地物屬性的正確。

3. 成果數(shù)據(jù)庫圖層設(shè)置

按照《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》進行對圖形分層操作，數(shù)據(jù)庫部分圖層分層見表1。

4. 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

經(jīng)過整理檢查的符合相關(guān)技術(shù)規(guī)程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)才能利用FME進行相應的格式轉(zhuǎn)換操作。

1) 在FME Workbench中創(chuàng)建一個工作工程。

2) 設(shè)置數(shù)據(jù)源CAD文件及選擇圖層，如圖2所示。

3) 設(shè)置目標數(shù)據(jù)文件及設(shè)置目標圖層，如圖3所示，以JMD_G(居民地面)層為例。

表1　數(shù)據(jù)庫部分圖層分層

圖2　選擇數(shù)據(jù)源圖層

圖3　設(shè)置目標圖層

4) 制定由CAD層屬性值至數(shù)據(jù)庫圖層屬性值的語義映射。通過FME Universal Viewer查看源CAD數(shù)據(jù)中屬性值的存儲字段，予以開放映射屬性字段端口。以居民地(JMD)層為例，需開放用于存儲類型碼的extended_data{0}.string{0}屬性字段及用于存儲層數(shù)的extended_data{0}.real{0}屬性字段，映射至目標圖層的目標字段。如圖4所示。

圖4　語義映射規(guī)則制作

5) 映射文件制定好后即可以執(zhí)行Run Translation轉(zhuǎn)換。

5. 數(shù)據(jù)處理、檢查入庫

經(jīng)轉(zhuǎn)換后的過渡SHP數(shù)據(jù)出現(xiàn)的錯誤均應同時修改源CAD數(shù)據(jù)，保證成果的統(tǒng)一性。檢查無誤后，導入到成果數(shù)據(jù)庫中。

6. 成果輸出

經(jīng)實踐證明，數(shù)據(jù)往往存在錯誤需要修改，且如果數(shù)據(jù)量較大，這種建庫流程效率更高。通過上述工作在較短時間內(nèi)就實現(xiàn)了某市約200 km2CAD數(shù)據(jù)完整無損地轉(zhuǎn)換為符合國標規(guī)定的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。經(jīng)過檢查對比，各圖層的點、線、面、注記均能完整轉(zhuǎn)換，屬性信息無丟失，實現(xiàn)了異構(gòu)數(shù)據(jù)的同化。源CAD格式數(shù)據(jù)及成果數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)如圖5、圖6所示。

圖5　源CAD數(shù)據(jù)

圖6　成果數(shù)據(jù)庫

三、結(jié)束語

本文梳理了某市由源CAD數(shù)據(jù)實現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)的流程及要點，并對建庫過程中遇到的實際問題予以分析和解決，解決了異構(gòu)數(shù)據(jù)的同化難題，以期為今后同類項目的建設(shè)提供經(jīng)驗。

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中圖分類號：P208

文獻標識碼：B

文章編號：0494-0911(2016)03-0115-03

作者簡介：李逵(1985—)，男，工程師，主要從事地理信息系統(tǒng)應用與研究等方面的工作。

收稿日期：2015-11-03； 修回日期： 2015-11-23

引文格式： 李逵. FME在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)中的應用研究[J].測繪通報，2016(3)：115-117.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0101.