基于FME的1:25萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新檢查工具的設(shè)計與實現(xiàn)

連恒 汪露露 高勝 李中源 崔敏 劉勇雷

摘 ?要 ?1：25萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新過程中，由于原始數(shù)據(jù)本身存在正確的邏輯問題，加之作業(yè)人員更新過程中不可避免的產(chǎn)生偶發(fā)錯誤，必將影響數(shù)據(jù)更新及數(shù)據(jù)庫建設(shè)的正確性及效率。本文將探究基于FME軟件定制模型以輔助單純?nèi)斯け葘Ω略隽康姆椒?，從而達(dá)到快速高質(zhì)量完成數(shù)字地圖產(chǎn)品更新的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 ?FME;數(shù)據(jù)更新;1：25萬數(shù)據(jù)庫

中圖分類號： P208 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： In the process of updating 1： 250000 basic geographic information data， due to the correct logical problems of the original data itself and the inevitable error pairs in the process of updating the operators， the correctness and efficiency of data updating and database construction will be affected. This article will explore the method of customizing the model based on FME software to assist the simple manual comparison of update increments， so as to achieve the goal of fast and high-quality updating of digital map products.

Keywords： FME; ?data update; 1： 250000 database

近年來，隨著地理信息事業(yè)的飛速發(fā)展，數(shù)字地圖產(chǎn)品成為國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)建設(shè)中不可或缺的生產(chǎn)資料，然而快節(jié)奏的生產(chǎn)建設(shè)必然對數(shù)字地圖的現(xiàn)勢性提出了更高的要求，小比例尺數(shù)字地圖由于涵蓋地域廣、變更要素數(shù)據(jù)量龐大、拓?fù)潢P(guān)系復(fù)雜等諸多因素，在數(shù)據(jù)庫更新過程中會產(chǎn)生龐大的工作量，需要投入和消耗大量人力和時間成本，加之更新周期縮短等客觀因素的制約，急需編制一套能夠有效輔助傳統(tǒng)人工作業(yè)，降低更新工作量、工作難度且能提高成果質(zhì)量的檢查、處理工具。

FME是加拿大Safe Software 公司開發(fā)的海量空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng)，是完整的空間ETL（extact transform load）解決方案，可用于讀、寫、儲存和轉(zhuǎn)換各種空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，同時還具有對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行GIS操作、對屬性數(shù)據(jù)實現(xiàn)空間化的功能。本文主要使用FME Desktop平臺，基于FME“語義轉(zhuǎn)換”的概念，通過定制數(shù)據(jù)集之間的映射，使用要素操作語言，利用其在轉(zhuǎn)換過程中重構(gòu)數(shù)據(jù)的功能，調(diào)用空間數(shù)據(jù)操作函數(shù)，實現(xiàn)查找、統(tǒng)計、計算、空間分析、相互運算及構(gòu)造圖形等功能，輔助實現(xiàn)1：25萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)更新及檢查，并實現(xiàn)檢查結(jié)果的快速輸出及定位，提高檢查結(jié)果中錯誤類型識別的準(zhǔn)確性。

1 ?1：25萬基礎(chǔ)地理信息更新工程

自2012年開始，啟動了1：25萬地形要素數(shù)據(jù)動態(tài)更新工程，主要是以上年度生產(chǎn)的1：25萬地形和制圖一體化存儲數(shù)據(jù)為更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，以上年度1：50000地形數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)成果為主要更新數(shù)據(jù)源，利用1：50000地形要素更新增量數(shù)據(jù)進(jìn)行要素匹配和變化發(fā)現(xiàn)，采用多尺度聯(lián)動更新技術(shù)方法，將其與上版1：25萬地形要素數(shù)據(jù)進(jìn)行要素對比、匹配，完成1：50000地形數(shù)據(jù)對1：25萬地形要素圖形和屬性的更新[1-2]。更新工作流程見圖1。

2 ?更新數(shù)據(jù)質(zhì)量控制要點

目前使用的1：25萬基礎(chǔ)地理信息更新軟件完全能夠滿足該工程的實施需要，但是在更新要素提取、確定、縮編及更新過程中，發(fā)現(xiàn)已有軟件針對更新成果的檢查記錄存在不全面、不準(zhǔn)確、排查量大等弊病[3]。主要存在以下問題：

（1）無效增量過多。如AGNP、RESP等點狀要素存在位置變化屬性不變、屬性變化位置不變、屬性變化位置也變化、屬性位置都不變等情況，排查量大[4];

（2）更新數(shù)據(jù)提取不準(zhǔn)確。如由于修改LRDL偽節(jié)點和未實交產(chǎn)生增量，而該要素實際位置（或位置變化未達(dá)到更新指標(biāo)）和屬性未發(fā)生變化;

（3）屬性與要素實體不對應(yīng)。如AANP，AGNP與實體對應(yīng)檢查結(jié)果不全面、不準(zhǔn)確，并且PIPL不能判斷2個名稱以上的實體與地名點的對應(yīng)情況，導(dǎo)致排查量過大;

（4）原始數(shù)據(jù)大量錯誤。存在偽節(jié)點、懸掛、未實交較多，已有程序檢查結(jié)果中沒有進(jìn)行其與附屬設(shè)施關(guān)系的分析，真實錯誤排查量大。

3 ?工具開發(fā)思路及實現(xiàn)

3.1 排查無效增量

根據(jù)AGNP、RESP等點狀要素的變化狀態(tài)，通過調(diào)用PointOnPointOverlayer（點和點的空間疊加）、PointOnAreaOverlayer（點面疊加）、LineOnLineOverlayer（線線疊加）、Tester（篩選）、AttributeManager（屬性賦值）等模塊對原始數(shù)據(jù)及更新數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，識別屬性及位置的變化狀態(tài)，提取變化要素并輸出。轉(zhuǎn)換器如圖2所示。

3.2 提取更新數(shù)據(jù)

針對原始25萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)中的某一線狀要素層建立緩沖區(qū)，調(diào)用Tester（篩選）、LineOnAreaOverlayer（線面疊加）、LineCombiner（線連接）、LengthCalculator（線長度計算）等模塊，將其屬性與所屬面建立空間關(guān)聯(lián)，通過屬性對比篩選出屬性變化要素，并創(chuàng)建結(jié)果要素，導(dǎo)出更新數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換器如圖3所示。

3.3 屬性與要素實體比對

將25萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫中的AANP、AGNP等要素與實體進(jìn)行關(guān)聯(lián)，調(diào)用Tester（篩選）、PointOnLineOverlayer（點線疊加）、PointOnAreaOverlayer（點面疊加）、PointOnPointOverlayer（點點疊加）、TestFilter（按屬性分類）、GeometryFilter（按幾何類型分類）、AttributeSplitter（屬性分隔）、AttributeManager（高級屬性計算）等模塊，進(jìn)行點面、線面要素屬性一致性比對分析，提取不一致要素并輸出。轉(zhuǎn)換器如圖4所示。

3.4 原始數(shù)據(jù)檢查工具

原始數(shù)據(jù)中存在大量的偽節(jié)點、懸掛、未實交等情況，通過提取首末點，調(diào)用CoordinateExtractor（坐標(biāo)點屬性提取）、VertexCreator（生成坐標(biāo)點）、Tester（篩選）、PointOnPointOverlayer（點點疊加）、AttributeManager（高級屬性計算）等模塊，將所有點進(jìn)行空點疊加，篩選出沒有重復(fù)的點，對點要素建立緩沖區(qū)并與原始的線、面建立空間關(guān)聯(lián)，未關(guān)聯(lián)上的判斷為合理懸掛，關(guān)聯(lián)上的判斷為不合理懸掛，并輸出不合理懸掛要素。轉(zhuǎn)換器如圖5所示。

由于檢查涉及較多的數(shù)據(jù)要素層，可以將功能相同的轉(zhuǎn)換器組合成一個復(fù)合轉(zhuǎn)換器，減少模板負(fù)荷，最終模型如圖6。

4 ?工程應(yīng)用測試

2012年國家測繪地理信息局啟動了1：25萬數(shù)據(jù)庫聯(lián)動更新工作，用時兩年時間完成。并同步完成了1：25萬制圖數(shù)據(jù)庫，形成圖庫一體的數(shù)據(jù)管理模式。隨后每年度開展動態(tài)更新工作，應(yīng)用上述設(shè)計成果，在2017年度更新工作中選取不同數(shù)據(jù)量的圖幅進(jìn)行了工具測試，經(jīng)對結(jié)果進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)分析用時、效率、準(zhǔn)確性大大提高，常規(guī)作業(yè)模式效率為1000條/人.天，而使用工具在數(shù)小時即完成數(shù)據(jù)排查、提取工作，數(shù)據(jù)量分析見表1。

5 ?結(jié)語

1：25萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新檢查工具開發(fā)的目的是彌補現(xiàn)有建庫軟件檢查結(jié)果的不足，根據(jù)作業(yè)需求通過工具的開發(fā)拓展現(xiàn)有的功能，實現(xiàn)檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性，減少人工排查的工作量，提高工作效率。通過該工具在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，檢驗了該工具的可靠性，達(dá)到了設(shè)計的目的。在工具設(shè)計及實現(xiàn)的過程中，仍發(fā)現(xiàn)存在諸多不足，不能滿足所有要素的檢查需要。但是，該工具可根據(jù)生產(chǎn)需要繼續(xù)擴(kuò)展和開發(fā)[5-6]。

參考文獻(xiàn)/References

[1] 劉建軍，李雪梅，張元杰等. 《國家 1 ∶ 25 萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫聯(lián)動更新技術(shù)設(shè)計與工程應(yīng)用》[J].測繪通報，2016（ 4） .

[2] 孫延梅.《淺談基于 Arc GIS9.3 的 1：25 萬現(xiàn)狀圖縮編》[J].測試工具與解決方案，2014.8.

[3] 閆會杰，王海燕，冉隆思.《淺談國家 1∶25 萬地形圖更新制圖數(shù)據(jù)制作中的幾個技術(shù)問題》[J].測繪技術(shù)裝備.2017年第1期.

[4] 鐘全保，付麗華，竇振華.《基于35技術(shù)的1：25萬地形數(shù)據(jù)庫更新》[J].測繪技術(shù)裝備.2013年第3期.

[5] 倪軍波.《1_25萬數(shù)據(jù)庫更新研究》[A].山東科技大學(xué)， 2005.

[6] 池淑文，張淑梅.《基于ARC江NFO與ERDAS的寧夏1：25萬地理信息數(shù)據(jù)庫的更新》[J].測繪技術(shù)裝備. 2013年增刊.