數(shù)字城市大比例尺DLG數(shù)據(jù)快速入庫(kù)研究

向晗，於新國(guó)，張鵬林

（1.湖北省地圖院，湖北武漢 430070； 2.武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院，湖北武漢 430070）

數(shù)字城市大比例尺DLG數(shù)據(jù)快速入庫(kù)研究

向晗1?，於新國(guó)1，張鵬林2

（1.湖北省地圖院，湖北武漢 430070； 2.武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院，湖北武漢 430070）

基于FME軟件對(duì)數(shù)據(jù)源分析、構(gòu)建轉(zhuǎn)換模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和內(nèi)容轉(zhuǎn)換，并通過(guò)調(diào)用FME函數(shù)完成要素屬性賦值，建立拓?fù)潢P(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市大比例尺DLG數(shù)據(jù)入庫(kù)。與傳統(tǒng)大比例尺DLG數(shù)據(jù)入庫(kù)方式對(duì)比，工作效率有很大提高。

數(shù)字城市；DLG數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)入庫(kù)；FME

1 引 言

隨著地理數(shù)據(jù)信息化的程度越來(lái)越高，特別是近年各地正如火如荼開展數(shù)字城市項(xiàng)目，地理信息數(shù)據(jù)的對(duì)象化、實(shí)體化已成為當(dāng)務(wù)之急。如何快速對(duì)單幅批量DLG數(shù)據(jù)處理，滿足數(shù)字城市平臺(tái)需求是開展數(shù)字城市項(xiàng)目測(cè)繪單位都在思考的問(wèn)題。

FME軟件具有空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理功能，利用軟件在轉(zhuǎn)換過(guò)程中重構(gòu)數(shù)據(jù)的功能，可實(shí)現(xiàn)多種空間數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換，為快速、高質(zhì)量、多需求的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用提供高效可靠的手段。FME能夠?qū)崿F(xiàn)空間及非空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、檢查、重構(gòu)、入庫(kù)、發(fā)布，空間數(shù)據(jù)的遷移，異構(gòu)數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)等等，使用戶充分挖掘數(shù)據(jù)的最大價(jià)值。目前FME支持300多種數(shù)據(jù)格式，包括GIS、CAD、數(shù)據(jù)庫(kù)、三維、柵格、點(diǎn)云、BIM、網(wǎng)絡(luò)等［2］。本文擬采用FME對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫(kù)，以提高空間入庫(kù)的效率。

2 傳統(tǒng)入庫(kù)流程與基于FME入庫(kù)流程對(duì)比

在數(shù)字城市大比例尺DLG數(shù)據(jù)傳統(tǒng)入庫(kù)流程中，首先要對(duì)單幅DLG數(shù)據(jù)按照入庫(kù)要素定義分層，再進(jìn)行數(shù)據(jù)分類轉(zhuǎn)換，對(duì)單幅數(shù)據(jù)完成構(gòu)面操作，并對(duì)要素屬性賦值，待所有圖幅完成后，進(jìn)行數(shù)據(jù)接邊，融合，最終入庫(kù)，流程圖如圖1所示。

基于FME入庫(kù)流程中，首先對(duì)1∶500 DLG數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，完成測(cè)區(qū)構(gòu)面曲線封閉、線方向、懸掛與偽節(jié)點(diǎn)的檢查與處理。利用FME Universal Viewer對(duì)數(shù)據(jù)分析，找到DLG數(shù)據(jù)中特征參數(shù)對(duì)應(yīng)的字段［7］。然后創(chuàng)建結(jié)果庫(kù)，并將DLG特征參數(shù)字段與結(jié)果庫(kù)字段對(duì)應(yīng)，建立轉(zhuǎn)換關(guān)系［4］。在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，還可以調(diào)用相關(guān)函數(shù)，完成數(shù)據(jù)構(gòu)面、節(jié)點(diǎn)融合、數(shù)據(jù)融合操作［5］。最終對(duì)入庫(kù)數(shù)據(jù)分層按要素進(jìn)行檢查，修改，流程圖如圖2所示。

圖1　傳統(tǒng)入庫(kù)流程圖

圖2　基于FME入庫(kù)流程圖

與傳統(tǒng)入庫(kù)流程比較，基于FME入庫(kù)流程是針對(duì)要素實(shí)體入庫(kù)，可批量操作，無(wú)需針對(duì)單幅DLG數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，構(gòu)面及屬性賦值，節(jié)省了大量工時(shí)。轉(zhuǎn)換過(guò)程只需少量人工干預(yù)，避免了傳統(tǒng)入庫(kù)流程中由于作業(yè)人員技術(shù)水平參差不齊導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題。轉(zhuǎn)換模型在同類型的項(xiàng)目中可再次利用，極大提高了工作效率。

? 收稿日期:2015—10—13

作者簡(jiǎn)介:向晗（1983—），男，工程師，主要從事航空攝影測(cè)量、地理信息數(shù)據(jù)處理等方面的生產(chǎn)管理工作。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（41331175）

筆者結(jié)合“數(shù)字仙桃”和“數(shù)字天門”1∶500 DLG數(shù)據(jù)入庫(kù)項(xiàng)目，對(duì)傳統(tǒng)入庫(kù)作業(yè)方法和利用FME軟件入庫(kù)方法加以比較:傳統(tǒng)入庫(kù)方法投入人員多，工期長(zhǎng)，質(zhì)量難以控制，項(xiàng)目管理難度增加；利用FME軟件入庫(kù)方式，作業(yè)針對(duì)要素實(shí)體，不以分幅方式處理數(shù)據(jù)，可節(jié)約人員投入、減少了三分之一工作量，提高項(xiàng)目質(zhì)量。

3 基于FME數(shù)字城市大比例尺DLG數(shù)據(jù)入庫(kù)技術(shù)要點(diǎn)

3.1 可視化建模

可視化建模是整個(gè)入庫(kù)流程中的關(guān)鍵，具體分為兩個(gè)部分:結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和內(nèi)容轉(zhuǎn)換。其中結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換主要是指將源數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行拆分、合并、重構(gòu)轉(zhuǎn)化為FME內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后發(fā)送到目標(biāo)數(shù)據(jù)格式中［8］。內(nèi)容轉(zhuǎn)換主要是針對(duì)數(shù)據(jù)的幾何特征和屬性值建立映射關(guān)系［1］。比如可以用以下模型將CAD數(shù)據(jù)中的湖泊轉(zhuǎn)換為入庫(kù)數(shù)據(jù)，并將其屬性自動(dòng)填寫。

如圖3所示，湖泊要素簡(jiǎn)單的FME轉(zhuǎn)換模型中，可以將單要素的CAD數(shù)據(jù)通過(guò)FME內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為MDB數(shù)據(jù)中的要素類，并構(gòu)面，同時(shí)將存儲(chǔ)于CAD厚度值中的GB碼賦給入庫(kù)數(shù)據(jù)。利用預(yù)先編好的轉(zhuǎn)換模型可快速完成由CAD數(shù)據(jù)到MDB要素類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換以及由線狀要素轉(zhuǎn)換為面狀要素的內(nèi)容轉(zhuǎn)換，同時(shí)還將CAD厚度屬性轉(zhuǎn)為要素類的GB屬性。

圖3　轉(zhuǎn)換模型

針對(duì)批量數(shù)據(jù)，可建立FME轉(zhuǎn)換模型同時(shí)讀取CAD多種類型數(shù)據(jù)，如點(diǎn)、折線、弧段、塊、文本等。按照入庫(kù)要求，將各類型的CAD數(shù)據(jù)分類轉(zhuǎn)換為點(diǎn)、線入庫(kù)數(shù)據(jù)，并記錄其屬性。如圖4所示，分別讀取批量CAD數(shù)據(jù)中的9種數(shù)據(jù)類型，并通過(guò)轉(zhuǎn)換模型轉(zhuǎn)換為點(diǎn)、線入庫(kù)數(shù)據(jù)。

圖4　批量轉(zhuǎn)換模型

3.2 函數(shù)調(diào)用

為規(guī)范原始大比例尺DLG數(shù)據(jù)，在批量數(shù)據(jù)入庫(kù)過(guò)程前，數(shù)據(jù)預(yù)處理是必不可少的一道工序，合理的調(diào)用FME函數(shù)，原始數(shù)據(jù)存在部分問(wèn)題可在轉(zhuǎn)換過(guò)程得以解決，可極大減少數(shù)據(jù)處理工作量［6］。

所有入庫(kù)要素實(shí)體都可按照點(diǎn)、線、面三類區(qū)分，而面狀實(shí)體可直接由閉合線拓?fù)涞玫剑虼怂腥霂?kù)實(shí)體數(shù)據(jù)均可看成點(diǎn)、線和相應(yīng)拓?fù)潢P(guān)系組成。明確各類實(shí)體要素之間的拓?fù)潢P(guān)系，調(diào)用對(duì)應(yīng)FME函數(shù)串即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)各實(shí)體間拓?fù)潢P(guān)系。下面以線狀水系為例說(shuō)明。實(shí)現(xiàn)線狀水系轉(zhuǎn)換時(shí)，需刪掉線狀水系上不合理偽節(jié)點(diǎn)，保留合理偽節(jié)點(diǎn)。此類問(wèn)題可以通過(guò)以下函數(shù)串來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖5所示，以上函數(shù)串通過(guò)調(diào)用3個(gè)不同的函數(shù)實(shí)現(xiàn)了兩大功能。通過(guò)LineJoiner函數(shù)保留原方向線融合功能實(shí)現(xiàn)了同方向單線水消除偽節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)。通過(guò)SubstringExtractor函數(shù)和AttributeFilter函數(shù)的組合對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)部字段的截取和分類，實(shí)現(xiàn)了線狀水系的分類［3］。

圖5　線狀水系的融合與分類

4 結(jié) 論

本文利用FME實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)的無(wú)損轉(zhuǎn)換入庫(kù)，并通過(guò)與傳統(tǒng)作業(yè)方式的對(duì)比，證明了FME在數(shù)字城市大比例尺DLG數(shù)據(jù)入庫(kù)項(xiàng)目中具有高效切實(shí)地操作性，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、重構(gòu)、入庫(kù)以及空間數(shù)據(jù)共享和相互操作提供了新的思路和辦法。

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Research of the DLG Data Fast-storage for Large-scale Digital City

Xiang Han1，Yu Xinguo1，Zhang Penglin2
（1.Hubei Bureau of Surveying and Mapping，Wuhan 430070，China；
2.School of Remote Sensing and Information Engineering，Wuhan University 430070，China）

Based on FME software about analysis of the data sources，building conversion model，achieve structural transformation and content conversion data，and by calling the function and completing FME feature attribute assignment，establishlng topological relations，achieve large-scale DLG data storage eventually.Comparing DLG with the traditional large-scale data storage mode，the work efficiency has greatly improved.

digital city；DLG data；spatial database；FME

1672-8262（2016）02-22-03中圖分類號(hào)：P208.1

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