FME 在1∶2.5萬地圖綜合縮編數(shù)據(jù)預(yù)處理中的應(yīng)用

尹言軍，王祥，劉玉春，黃海濤

(武漢市測繪研究院 湖北武漢 430022)

FME 在1∶2.5萬地圖綜合縮編數(shù)據(jù)預(yù)處理中的應(yīng)用

尹言軍，王祥，劉玉春，黃海濤

(武漢市測繪研究院 湖北武漢 430022)

介紹了FME在中小比例尺地圖綜合縮編數(shù)據(jù)預(yù)處理中的應(yīng)用，結(jié)合1∶2.5萬項(xiàng)目實(shí)踐，利用FME軟件分別對點(diǎn)要素、線要素、面要素?cái)?shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)處理模板，對原始數(shù)據(jù)中一些復(fù)雜而又機(jī)械化操作的部分進(jìn)行處理。在生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中保證了數(shù)據(jù)的精度和質(zhì)量，減少工作量，縮短工期，提高了工作效率。

FME；地圖綜合縮編；數(shù)據(jù)預(yù)處理

1 引 言

為進(jìn)一步滿足武漢城市總體規(guī)劃、用地現(xiàn)狀和土地調(diào)查的需求，更好地服務(wù)政府決策和規(guī)劃需要，武漢市測繪研究院在已編制的1∶1萬地形圖基礎(chǔ)上，啟動了1∶2.5萬地形圖縮編項(xiàng)目。在借鑒以往地形圖生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將生產(chǎn)流程加以改進(jìn)，以期適應(yīng)該項(xiàng)目的生產(chǎn)，并減少工作量，縮短工期。

當(dāng)前，中小比例尺的地圖縮編還未實(shí)現(xiàn)自動化和智能化，各生產(chǎn)單位采用的地圖縮編方式和軟件也不盡相同，生產(chǎn)單位一般對生產(chǎn)流程進(jìn)行改進(jìn)或?qū)κ褂玫能浖M(jìn)行二次開發(fā)等來適應(yīng)生產(chǎn)的需要。1∶2.5萬地形圖縮編項(xiàng)目就是在對以往的生產(chǎn)流程中進(jìn)行改進(jìn)并實(shí)施的。

FME(Feature Manipulate Engine)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(qiáng)大工具，軟件提供了多元數(shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)換、應(yīng)用的解決方案，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需求建立具有自身特色的空間數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)換平臺，實(shí)現(xiàn)不同格式數(shù)據(jù)之間的互轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)處理，可大大提高城市基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域與使用效率，提高了工作效率。

2 FME在項(xiàng)目生產(chǎn)中的作用

當(dāng)前，在利用FME進(jìn)行地圖綜合縮編的文獻(xiàn)資料中多見于1∶500到1∶2000的綜合縮編自動化，但是中小比例尺的縮編中需要大量的人工操作和干預(yù)，完全依靠FME進(jìn)行自動縮編幾乎不可能。1∶500到1∶2 000的地形圖綜合縮編內(nèi)容主要是要素刪減、符號和注記放大等；而中小比例尺的地形圖綜合縮編不僅存在以上內(nèi)容，而且還有更多的要素縮編綜合；如面狀合并、選取，面要素生成點(diǎn)要素和線要素，線要素生成點(diǎn)要素等等，這些很大程度上需要人機(jī)交互操作實(shí)現(xiàn)，因而在地圖綜合縮編過程中可利用FME來對數(shù)據(jù)進(jìn)行一些預(yù)處理，減少后期工作量。

在1∶10 000地形圖數(shù)據(jù)庫綜合縮編成1∶2.5萬地形圖的技術(shù)設(shè)計(jì)方案中，我們借鑒以前項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，擺脫以往以單幅圖的作業(yè)方式，采取大類綜合縮編的方法，也就是將地物要素分為控制點(diǎn)、水系、居民地及附屬設(shè)施、交通、管線、境界、地貌、植被與土質(zhì)、注記、整飾等10大類。在對各個大類綜合縮編處理后再經(jīng)裁切生成各個圖幅，經(jīng)整合、符號化、整飾生成圖幅。由于1∶10 000地形圖數(shù)據(jù)庫有600多幅，要綜合縮編生成120多幅圖地形圖，在工作流程上盡量減少后期人工處理的工作量，將能統(tǒng)一處理、機(jī)械化的工作任務(wù)交給軟件和計(jì)算機(jī)。因此在數(shù)據(jù)提取、過濾、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)預(yù)處理階段，我們選擇利用FME軟件進(jìn)行。項(xiàng)目生產(chǎn)流程圖如圖1。

圖1　項(xiàng)目生產(chǎn)流程圖

本項(xiàng)目利用FME進(jìn)行地圖綜合縮編數(shù)據(jù)的前期數(shù)據(jù)處理，能保證提取數(shù)據(jù)的一致性、完整性和準(zhǔn)確性，有效地保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，為后續(xù)的生產(chǎn)提供了數(shù)據(jù)保證。

3 基于FME的數(shù)據(jù)與處理應(yīng)用

在數(shù)據(jù)處理中應(yīng)按照地物的特點(diǎn)和綜合縮編要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；地形圖符號根據(jù)地理要素類型的可分為點(diǎn)、線、面和注記。經(jīng)總結(jié)歸納，數(shù)據(jù)處理分為點(diǎn)要素?cái)?shù)據(jù)處理、線要素?cái)?shù)據(jù)處理、面要素?cái)?shù)據(jù)處理和注記要素?cái)?shù)據(jù)處理。在本文中主要對前三種情況加實(shí)例來介紹。

3.1 點(diǎn)要素?cái)?shù)據(jù)處理(以生成點(diǎn)狀居民地為例)

點(diǎn)狀要素處理主要為取舍、要素轉(zhuǎn)換成點(diǎn)。在處理過程中，典型實(shí)例為居民地。居民地一般分為街區(qū)、高層房屋、半依比例尺房屋、不依比例尺房屋等；當(dāng)居民地面積、長度小于一定值后，需要將其綜合成不依比例尺的房屋。在綜合轉(zhuǎn)換到不依比例尺的居民點(diǎn)時，不僅要考慮到生成居民地點(diǎn)，而且還要考慮到居民點(diǎn)的方向與原圖一致。在實(shí)現(xiàn)過程中先將面轉(zhuǎn)為線、線再轉(zhuǎn)為點(diǎn)即可以實(shí)現(xiàn)。本例中主要以面狀房屋生成點(diǎn)狀居民地為例，F(xiàn)ME處理模板如圖2。

圖2　點(diǎn)要素?cái)?shù)據(jù)處理示例

本例處理過程為:首先利用AreaCalculator對輸入的房屋面積進(jìn)行計(jì)算，通過Tester篩選出面積小于指定面積的房屋并轉(zhuǎn)換成線，利用PythonCaller計(jì)算出轉(zhuǎn)換為線的方向值并寫入屬性，然后利用CenterPointReplacer轉(zhuǎn)換成點(diǎn)。由于最終符號化是在AutoCAD中，為了便于比較，將點(diǎn)符號化為1∶2.5萬的標(biāo)準(zhǔn)大小，并與原始數(shù)據(jù)疊加?；疑€為處理之前的面狀房屋，黑色點(diǎn)為處理并符號化后的點(diǎn)狀房屋，如圖3所示(為了便于觀察比較，圖片有放大)。

圖3　點(diǎn)要素?cái)?shù)據(jù)處理前后結(jié)果

3.2 線要素?cái)?shù)據(jù)處理(以雙線溝渠生成單線溝渠為例)

線要素?cái)?shù)據(jù)處理主要有雙線面要素轉(zhuǎn)單線、線要素平滑處理。雙線要素轉(zhuǎn)單線主要考慮面的寬度是否符合轉(zhuǎn)為線的條件，然后進(jìn)行中線計(jì)算生成；線要素平滑處理是指線平滑，F(xiàn)ME中利用generalizer函數(shù)即可。本例以雙線溝渠生成單線溝渠為例，F(xiàn)ME處理模板圖4。

圖4　線要素?cái)?shù)據(jù)處理示例

本例處理過程為:首先利用Dissolver將面要素合并處理，利用CenterLineReplacer進(jìn)行中線提取，通過Linejoiner線連接，利用Tester過濾去小于一定長度的要素?；疑€為處理之前的雙線溝渠，紅色線為處理后的單線溝渠，如圖5所示。

圖5　線要素?cái)?shù)據(jù)處理前后結(jié)果

3.3 面要素?cái)?shù)據(jù)處理(以植被為例)

面要素?cái)?shù)據(jù)處理主要為合并，相同地類面要素合并和小于指定大小的面要素與其他面要素的合并。相同地類面要素合并直接利用Dissolver將面要素合并處理即可；對于小于指定大小的面要素與相鄰面要素的合并，首先分離出小于指定面積的要素，并與周邊面要素合并生成較大的面要素。FME處理模板如圖6。

圖6　面要素?cái)?shù)據(jù)處理示例

本例處理過程為:首先利用DonutHoleExtractor選出小于指定面積的面要素(包括空白地)，然后與相鄰指定的面要素地物合并處理，將沒有合并且小于指定面積的面要素與另一指定相鄰面要素合并即可。本例中涉及面要素較多、綜合縮編內(nèi)容復(fù)雜；本例中白色為無植被的空白地，其他各種顏色為各類不同的植被，圖7為面要素?cái)?shù)據(jù)處理前后的結(jié)果。

圖7　面要素?cái)?shù)據(jù)處理前后結(jié)果(左圖為處理前，右圖為處理后)

4 總 結(jié)

在本項(xiàng)目中使用FME進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理是一次嘗試，在了解綜合縮編的規(guī)則的基礎(chǔ)上，通過參數(shù)的合理設(shè)置，利用處理過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢核，在數(shù)據(jù)精度和質(zhì)量方面都可得到有效的保證。利用FME進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理有以下幾個方面的優(yōu)點(diǎn):

(1)FME提供豐富的函數(shù)，并具有可擴(kuò)充性:針對不同的數(shù)據(jù)，可采用不同的函數(shù)進(jìn)行操作，軟件提供了系列的開發(fā)語言，保證了數(shù)據(jù)處理的可擴(kuò)充性；

(2)數(shù)據(jù)處理方式快捷、簡單:針對目標(biāo)數(shù)據(jù)，并建立好數(shù)據(jù)處理模板，就可以將數(shù)據(jù)處理的任務(wù)交給計(jì)算機(jī)，用戶可靜等數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，減少了人工處理的工作量；

(3)目標(biāo)數(shù)據(jù)明確:在明確數(shù)據(jù)要求的情況下，針對目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行模板設(shè)置，直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作并處理成目標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)果。

當(dāng)然，F(xiàn)ME在數(shù)據(jù)處理中也存在一些不足:

(1)須對原始數(shù)據(jù)和目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的了解，并對數(shù)據(jù)處理模板進(jìn)行探索和嘗試，以生成符合要求的目標(biāo)數(shù)據(jù)；

(2)FME是對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的，在處理過程中是看不到數(shù)據(jù)結(jié)果和數(shù)據(jù)質(zhì)量，在數(shù)據(jù)處理流程中應(yīng)添加一些輸出選擇，方便后期的檢查和質(zhì)量控制。

利用FME豐富的函數(shù)對處理數(shù)據(jù)，不僅可將一些復(fù)雜而機(jī)械化的操作交給程序和計(jì)算，而且減小勞動強(qiáng)度，提高效率。在生產(chǎn)應(yīng)用中需要不斷地探索和改進(jìn)FME的數(shù)據(jù)處理方法，并應(yīng)在數(shù)據(jù)處理過程中做好檢查措施，以保證數(shù)據(jù)成果的質(zhì)量能得以有效地監(jiān)控和保證。

[1] 艾廷華，郭寶辰，黃亞峰.1：5萬地圖數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)綜合縮編[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版，2005(4).

[2] 毋河海.地圖信息自動綜合基本問題研究[J].武漢測繪科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2000(10).

[3] 陳年松.基于FME的CAD與GIS數(shù)據(jù)共享研究[D].南京：南京師范大學(xué)，2008.

[4] 成建國.“數(shù)字城市”建設(shè)中的地圖綜合技術(shù)[J].地理空間信息，2006(2).

[5] 王厚之，肖劍平.基于FME建立GIS基本地形數(shù)據(jù)庫建設(shè)方法研究[J].城市勘測，2006(1).

[6] 畢強(qiáng)，崔利，段建剛，楊清臣.基于ArcGIS的土地利用現(xiàn)狀圖縮編方法研究[J].測繪通報(bào)，2011(3).

The Application of FME Pre-processthe data of 1∶25000 Cartographic Generalization

Yin Yanjun，Wang Xiang，Liu Yuchun，Huang Haitao
(Wuhan Geomatic Institute，Wuhan，430022，China)

The topic introduces the application of FME pre-process data of1∶25000 cartographic generalization.For the project 1∶25000 topographic map of our institute，We deal with the feature of point，line and polygon before hand based on the FME template for the difficult data of the project.With the practice of the project，thismethod is useful，it not only insures the data's precision and quality，but also reduces the time of project，makes the work efficiency.

FME；Cartographic generalization；Data Pre-process

1672-8262(2013)01-88-04

P208.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

2012—06—19

尹言軍(1981—)男，工程師，現(xiàn)主要從事地圖生產(chǎn)、GIS應(yīng)用研究。