基于FME 的界址點坐標表批量轉(zhuǎn)換模型設計與應用

林妙萍，閆宇飛*，陳橋驛，林國彬

（1.廣東省國土資源測繪院，廣州 510670；2.自然資源部華南熱帶亞熱帶自然資源重點實驗室，廣州 510670）

建設用地審查報批工作在自然資源國土領域中屬于重要一環(huán)[1-3]，截至目前，廣東省自然資源廳通過完善建設用地審查報批工作的服務保障制度，優(yōu)化審查報批工作的施行模式[4]，進一步加強重大項目審查監(jiān)督管理力度，落實落細建設用地數(shù)據(jù)共享流程，使審查報批工作更加精細，用地預審和用地報批組卷質(zhì)量更加提高，推動報批工作朝著信息化、自動化、系統(tǒng)化審查的方向發(fā)展。

然而截至目前，勘界報批工作中仍存在材料冗雜[5]，數(shù)據(jù)錯綜繁復、精確度較低、人工量大和效率低等問題。如在勘測定界實際作業(yè)過程中，需要將專用格式的界址點坐標標準文件轉(zhuǎn)化為可編輯的正規(guī)勘測定界報告格式文檔，傳統(tǒng)的方法是項目人員按照政府系統(tǒng)導出的基礎用地紅線/地塊.txt 文件進行人工目視篩選，手工分類每一個地塊的界址點坐標和相應編號，作業(yè)工序簡單，這種方法操作繁瑣、容易出錯、效率低下。雖然目前也有學者利用ArcGIS 自帶的模型構(gòu)建器或其他語言編程代碼實現(xiàn)了這些地塊數(shù)據(jù)的批量輸出[6-7]，但無法克服每一類地塊編號自動變化和格式更新問題，輸出的文件類型依然需要人工進一步做表格轉(zhuǎn)文檔格式的裝飾與編排。此外，雖然現(xiàn)階段基于FME 進行模型設計和運用來解決項目生產(chǎn)中的問題的研究已經(jīng)積累了許多成果（如邱國會等[8]利用FME 軟件構(gòu)建模型，已達到批量計算洞庭湖洪水容量的效果，實現(xiàn)流程自動化高精度處理；李揚等[9]研究了在FME 平臺支持下實現(xiàn)分幅地形圖斜軸投影轉(zhuǎn)換研究；唐秋瑋[10]運用FME 對第二和第三次全國土地調(diào)查成果差異地塊新型篩選，提高質(zhì)檢效率），但運用FME 在建設用地勘界報批相關(guān)應用方面的研究并不多見，界址點坐標表批量轉(zhuǎn)換工作仍缺乏一鍵式的批量自動化模塊功能與工具，無法高效對應自然資源管理部門的要求。

為了解決此類痛點，提高工作效率和成果質(zhì)量，本研究以廣東省2022 年新建深圳至深汕合作區(qū)鐵路項目為實例，結(jié)合生產(chǎn)過程人、力、時耗費較大的問題，基于FME 設計并建立了一套界址點坐標表批量轉(zhuǎn)換的模型，以提高勘界報批工作效率，保證重點項目用地保障工作質(zhì)量。

1 文件格式簡介

勘測定界界址點坐標交換文件格式是由自然資源部信息中心定義的。為了方便系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取，降低業(yè)務系統(tǒng)建設對其他軟件平臺的依賴程度，在自然資源管理業(yè)務系統(tǒng)建設中統(tǒng)一坐標文件格式，自然資源部信息中心采用了純文本.txt 格式，這樣能夠以字符串的形式詳細描述地塊信息，具備數(shù)據(jù)讀取便捷的優(yōu)勢，并且廣泛應用于生成電子報盤數(shù)據(jù)、增減掛鉤備案、土地開發(fā)整理等國土、自然資源管理領域中。本研究應用實例的線路工程項目中具體的勘測定界界址點坐標文件格式如圖1 所示。

圖1 界址點坐標交換文件格式

該文件前23 行為項目信息描述，包含項目名稱、項目所在縣區(qū)代碼、項目所在市縣名稱、項目類別、項目投資額、開發(fā)用途、各種地類面積、是否屬于增減掛鉤和建設用地指標調(diào)整項目等等。第24—31 行順次為坐標系、分帶、投影類型、計量單位、帶號、精度和轉(zhuǎn)換參數(shù)。從第32 行開始為地塊坐標，以首行地塊屬性末尾的@符號為標志對不同地塊的進行區(qū)分，以逗號分隔地塊的屬性信息，如[26，1.0338，A，，面，，鐵路用地,，@]分別表示地塊的界址點數(shù)；面積；字母編號；名稱；圖形屬性；圖幅號；用途；編碼；@。（本項目實例中的地塊屬性信息不顯示名稱、圖幅號和編碼。）其余行則表示界址點坐標信息，分別為界址點號、地塊圈號、X 坐標、Y 坐標。

勘測定界報告文件中的界址點坐標格式輸出以word 表格形式為主，分兩欄顯示，每欄分四列，每一行分別代表序號、帶字母的界址點編號、X 坐標、Y 坐標（具體字體格式大小和分欄設置可根據(jù)報告的不同需求在下述模型中修改），如圖2 所示。

圖2 勘測定界報告界址點坐標格式（截取部分）

2 FME 簡介

FME（Feature Manipulate Engine）能夠解決不同數(shù)據(jù)之間的互操作問題，是一種具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、變換和數(shù)據(jù)分析處理功能的工具，可以為需求方提供一套完整的空間Extract－Transform－Load（ETL）解決方案。目前，F(xiàn)ME 能夠集成超過325 種空間與非空間數(shù)據(jù)的格式，擁有490 多個不同功能的轉(zhuǎn)換器，其采用面向?qū)ο笮问?，包含多種模塊類型，如讀模塊、轉(zhuǎn)換模塊和寫模塊，分別代表從外部數(shù)據(jù)源讀取數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)表達形式和格式、以多種形式和格式方式進行數(shù)據(jù)輸出[11]。使用FME 能夠靈活應對各種數(shù)據(jù)重組和內(nèi)容變換任務，并將處理后的信息輸出到要求的格式中去，使信息在格式與應用之間自由遷移。

在本研究的具體運用中，F(xiàn)ME 的各類轉(zhuǎn)換器功能可以將勘界報批的空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)進行批量互操作，也可以在空間數(shù)據(jù)之間和非空間數(shù)據(jù)之間進行批量互操作，能夠進一步打通勘測定界測繪調(diào)查數(shù)據(jù)、自然資源管理數(shù)據(jù)、項目專項數(shù)據(jù)和民政地政數(shù)據(jù)等之間的清洗、讀取、接入、關(guān)聯(lián)、轉(zhuǎn)換與輸出渠道。

3 廣東省2022 年新建深圳至深汕合作區(qū)鐵路項目應用實例

重點線路工程項目專項中的鐵路線路工程土地勘測定界專題項目較多，涉及工程項目范圍內(nèi)的用地面積和數(shù)量巨大，勘測定界測量工作和組卷報批工作量極其龐大，依靠傳統(tǒng)的作業(yè)方法工作效率低下。具體分析而言，在以往實際作業(yè)過程中，項目人員按照政府系統(tǒng)導出的基礎用地紅線/地塊.txt 文件進行人工目視篩選，手工分類每一類地塊的界址點坐標和相應編號，雖然作業(yè)工序較為簡單，但效率較低。根據(jù)廣東省2022年新建深圳至深汕合作區(qū)鐵路項目實際情況，結(jié)合FME 能夠靈活應對各種數(shù)據(jù)重組和內(nèi)容變換任務的優(yōu)勢，本研究基于FME 設計與建立了界址點坐標表批量轉(zhuǎn)換模型以提高項目工作效率，保證成果質(zhì)量。

3.1 模型設計與構(gòu)建

在廣東省2022 年新建深圳至深汕合作區(qū)鐵路項目的土地勘測定界專題技術(shù)服務中，基于FME 的界址點坐標表批量轉(zhuǎn)換模型設計與構(gòu)建過程如圖3 和圖4所示，模型所涉及的轉(zhuǎn)換器功能說明見表1。

表1 FME 轉(zhuǎn)換器說明

圖3 模型設計與構(gòu)建技術(shù)處理流程

圖4 界址點坐標轉(zhuǎn)換與批量輸出FME 模型

1）讀模塊與數(shù)據(jù)輸入：[col0，col1，col2，col3，col4，col5，col6，col8]等字段分別對應[26，1.0338，A，，面，，鐵路用地，@]。

2）提取含有字母的字段：創(chuàng)建新屬性，添加轉(zhuǎn)換器AttributeCreator1，在高級屬性值處理選項中設定以無替代作為missing、null 和empty 的值，啟用相鄰的要素屬性，現(xiàn)有要素數(shù)量為1，后續(xù)要素數(shù)量為0。創(chuàng)建新屬性aaa，并對其屬性值定義參數(shù)條件：

IF@Value（feature[-1].col2） Contains Regex [AZ]，feature[-1].col2。

3）填充新字段的字母編號：創(chuàng)建新屬性，添加轉(zhuǎn)換器AttributeCreator2，在高級屬性值處理選項中設定以無替代作為missing、null 和empty 的值，啟用相鄰的要素屬性，現(xiàn)有要素數(shù)量為1，后續(xù)要素數(shù)量為0。選擇屬性aaa，并對其屬性值定義參數(shù)條件：

IF aaa Attribute_Is_Missing，feature[-1].aaa。

4）建立帶有字母編號和界址點號的字段：創(chuàng)建新屬性，添加轉(zhuǎn)換器AttributeCreator3，創(chuàng)建新屬性“JZD”，并對其屬性值定義參數(shù)條件：@Value（aaa）@Value（col0）。

5）提取每一個地塊的坐標信息，篩選每一個地塊的屬性信息：添加Tester 轉(zhuǎn)換器，設置/輸入字段參數(shù)：col8 Contains @，分Passed 和Failed 兩類輸出，分別代表每一個地塊的屬性信息和坐標信息。

6）去除多余字段，保留界址點編號、X 坐標和Y 坐標：添加轉(zhuǎn)換器AttributeKeeper，選定要保留的屬性：界址點、col2、col3。

7）添加序號字段，統(tǒng)計界址點點數(shù)信息：添加轉(zhuǎn)換器Counter，輸入相關(guān)參數(shù)信息：Count Output Properties 為“XH”，Count from 1，計數(shù)范圍為全局。

8）修改字段名稱與調(diào)整順序：添加轉(zhuǎn)換器AttributeRenamer，輸入?yún)?shù)信息：輸入屬性XH、JZD、col2、col3；分別對應輸出屬性：序號、界址點、X 坐標、Y坐標。

9）設置輸出表格的內(nèi)容風格：添加轉(zhuǎn)換器MSwordstyle，設置表參數(shù)為表格網(wǎng)，寬度單位為cm，在表數(shù)據(jù)內(nèi)容中輸入列標題、列值和合適的列寬度。

10）輸出正確的數(shù)據(jù)：添加寫模塊，設定格式為Microsoft Word 類型，添加已提前構(gòu)建好的坐標表基礎框架.doc，輸入合適的寫模塊名稱。

3.2 模型結(jié)果分析

在線路工程項目的勘測定界批量生成用地界址點坐標表的具體運用中，使用界址點坐標轉(zhuǎn)換與批量輸出模型，只需打開FME 軟件，輸入原始勘測定界界址點坐標交換格式文件，點擊運行就可以自動按照每一地塊編號進行批量轉(zhuǎn)換，并按照勘測定界報告中的正式表格格式最終輸出。為了驗證模型工具在實際項目中的可靠性和實用性，本研究在項目應用中安排專業(yè)實驗員進行實際操作并記錄時間，驗證結(jié)果如圖5 所示。

圖5 界址點坐標轉(zhuǎn)換與批量輸出FME 模型與人工方法效率對比圖

由圖5 可知，當界址點數(shù)量為50 個時，人工方法耗費時長為260 s，模型耗費時長48 s，改進效率為81.54%；當界址點數(shù)量為100 個時，人工方法耗費時長為412 s，模型耗費時長54 s，改進效率為86.89%；當界址點數(shù)量為500 個時，人工方法耗費時長為1 390 s，模型耗費時長98 s，改進效率為92.95%；當界址點數(shù)量為1 000 個時，人工方法耗費時長為3 630 s，模型耗費時長188 s，改進效率為94.82%；當界址點數(shù)量為1 500 個時，人工方法耗費時長為6 460 s，模型耗費時長290 s，改進效率為95.51%。由此可見，隨著界址點數(shù)量增多，人工轉(zhuǎn)換與模型轉(zhuǎn)換之間的效率差距越大，使用模型的改進效率越高，相反，界址點數(shù)量較少時，模型運行時長與人工方法所耗費的時長差距的顯著性較小。這表明，在實際的勘界報批項目應用中，面臨大量數(shù)據(jù)時使用本模型會獲得更顯著的工作成效。

綜合來看，在廣東省2022 年深汕鐵路線路工程項目實例中，界址點坐標轉(zhuǎn)換與批量輸出FME 模型能起到較好的效率改進效果，能夠解決每一類地塊編號自動變化和格式更新問題，并且輸出的文件類型不再需要人工進一步做表格轉(zhuǎn)文檔格式的裝飾與編排，節(jié)省了大量機械重復的操作步驟，實現(xiàn)了一鍵式的批量自動化模塊功能，在提高工作效率的同時也保證了數(shù)據(jù)成果的一致性和準確性。

4 結(jié)論

本研究以廣東省2022 年新建深圳至深汕合作區(qū)鐵路項目為實例，結(jié)合自然資源管理業(yè)務系統(tǒng)建設中統(tǒng)一坐標文件格式與勘界報批成果輸出文件格式的轉(zhuǎn)化需求，運用FME 設計與建立了一套界址點坐標表批量轉(zhuǎn)換的模型，提高了勘測定界報告的完成效率和數(shù)據(jù)成果統(tǒng)計質(zhì)量，為重點項目用地保障的建設用地審查報批工作提供了技術(shù)參考。主要結(jié)論如下：

1）將原始勘測定界界址點交換格式文件的坐標按編號“一鍵式”批量生成勘測定界報告中的用地界址點坐標表，提高復雜地塊的界址點轉(zhuǎn)換效率和數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作精度，在實際勘界報批項目生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。

2）在重點項目用地保障勘測定界等專題項目中，模型的投入與使用大大降低了作業(yè)的復雜程度，減輕了工作負擔，并得到了生產(chǎn)一線作業(yè)員的好評。在作業(yè)難度的降低的同時也降低作業(yè)員的學習門檻，普通的作業(yè)員只需簡單閱讀操作說明書就可以上崗開展勘測定界報告與報批成果制作工作。

3）本研究所設計的模型僅針對線路工程項目中勘測定界界址點坐標批量轉(zhuǎn)換與成果表的輸出工作進行了技術(shù)改進，在適應勘界報批工作的新要求層面具有一定的局限性，因此后續(xù)會不斷地對模型工具與參數(shù)進行調(diào)整，以達到根據(jù)項目要求和作業(yè)具體需要進行修改參數(shù)與增減功能模塊的效果，進一步地提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量。