FME支持下的空間數據庫更新技術

張紅文,程明慧,夏定輝

（1.重慶市地理信息中心，重慶 401121；2.華鎣市林業局，四川華鎣638600）

FME支持下的空間數據庫更新技術

張紅文1,程明慧2,夏定輝1

（1.重慶市地理信息中心，重慶 401121；2.華鎣市林業局，四川華鎣638600）

保證數據庫現勢性，利用多源數據實現快速更新成為必然，研發批量數據更新技術成為趨勢。針對建立數據之間的轉換關系是批量數據更新的關鍵，結合重慶市的1:500空間數據更新機制，對數據特征進行了深入研究，充分發揮FME技術平臺優勢，采用數據庫批量更新技術，實現了一套符合我市空間數據庫更新技術流程。

空間數據庫；批量更新；FME技術

基礎地理空間數據庫對地區發展數字化、信息化有著重要作用。目前，重慶市基礎地理空間數據庫已經建成。近些年來，隨著重慶政治經濟文化所發生巨大變化，城市面貌日新月異，據統計，2008年就有約200km2的地區煥然一新，以此計算，若不加強空間數據庫的及時更新，估計在2至3年內，目前的整個空間數據庫將完全不能滿足現勢要求，因此需要找到一條快速、有效更新空間數據庫的方法，保持我市數據庫現勢性以支撐城市建設和經濟快速發展的需要。在這些年，我們學習、借鑒其他城市的成功經驗并不斷開拓創新、積極探索，逐步形成了適合自身特點的基礎空間數據庫更新的技術體系。本文結合重慶市1:500空間數據更新機制，通過對數據特征的深入研究，提出了基于FME的空間數據批量更新方法，為基礎空間據庫的更新、管理提供了借鑒作用。

1 FME軟件的應用分析

FME Suite（Feature Manipulate Engine）是加拿大SafeSoftware公司推出的一套完整的訪問空間數據的解決方案的軟件，可用于讀寫、存儲和轉換各種空間數據。該軟件是基于OpenGIS協會提出的新的數據轉換理念“語義轉換”（寬通道轉換）進行數據的管理[1]。FME通過轉換過程的數據重構，實現不同格式（模型）的空間數據間的轉換。此外，系統還能改善用戶已經錄入的數據的質量，對不同格式數據進行集中管理。

FME語義轉換屬于數據格式轉換的范疇,但有別于傳統的數據格式轉換。語義轉換是通過在轉換過程中重新構造數據,利用語義文件映射提取源數據的不同層面和內容,來滿足最終用戶或系統的需求[2]。它利用可重新定義輸入或輸出數據的引擎 (數據模型)，保持內部一致性和可擴展性。輸入、輸出格式或系統的數據模型映射到該引擎,不再需要滿足最低公用標準的要求,改變了傳統格式轉換應用程序對各自系統的種種限制要求，其轉換流程如圖1所示。

圖1 FME語義轉換流程圖

2 基于FME的空間數據庫更新方法與應用

2.1 空間數據庫更新的關鍵技術

2.1.1 批量更新技術

根據數據生產者所提供的更新信息內容,數據庫更新主要分為 2種方式：增量更新和批量更新。所謂增量更新是指在主數據庫更新過程中或之后,只記錄或提取新版數據中發生變化的要素及相關信息,然后將這些信息以增量文件的方式集成到原來數據庫中的過程。而批量更新是指在數據庫更新中,直接通過數據刪除、新增、接邊等方式,將更新數據按要素更新，替換原有數據[3]。

重慶市1∶500數據目前主要采取離散的方式進行生產，即由項目建設單位負責組織數據的生產，數據的生產單位和技術要求也不盡相同，缺乏統一協調，同時增量式更新更適合于地形地貌變化不大的小比例尺數據的更新，因此重慶需要采取批量更新方式進行基礎地理信息數據庫的更新。

2.1.2 多源數據集成技術

在數據庫更新過程中，我們常使用不同數據源、格式多樣的基礎空間數據，其數據生產平臺不同且采用的編碼標準、數據質量千差萬別，因此如何將多源數據通過某種技術手段、方法統一到標準基礎空間數據庫中成為目前地理空間數據庫更新的重要課題。我們通過引入FME的語義轉換優勢，同時深入挖掘各種來源數據的特點，建立合理的語義映射關系，實現了多源數據的集成更新[4]。

2.1.3 模版控制技術

基礎空間數據庫更新是多級比例尺、全要素的更新，更新工作量和復雜程度非常大，而城市的快速更新、發展要求我們能夠提供一個更及時、有效的基礎空間數據資源，因此更新效率不高一直成為基礎空間數據庫更新的重大難題。在FME平臺中引入模版控制技術，實現了數據庫的快速、規范化更新[5]。在更新過程中針對不同的數據情況靈活建立語義映射模版、轉換模版、質量檢查模版等各類建庫模版，將建庫過程模塊化、規范化，能夠靈活、自動地控制數據更新過程，同時極大地提高生產效率。

2.2 基于FME的重慶市基礎空間數據庫更新

2.2.1 建立映射關系

通過對DWG數據的分析，將數據整合為點、線、面和注記4種幾何類型。如block或cell的幾何類型為點；等高線、陡坎、河流及溝渠等的幾何類型都是線；房屋、湖泊水庫等的幾何類型為面；文字說明、數字等的幾何類型為注記。根據數據的屬性信息（名稱、顏色、圖層、大小、旋轉角度、坐標等）判斷圖形表示的是什么要素，建立對應的要素的映射表。

根據上面的原則，在數據與標準數據（滿足《重慶市基礎地理信息電子數據標準》DB50/T286-2008要求的數據）之間，建立起一個數據映射模型[6]，如圖2所示。

圖2 數據映射關系圖

下面給出常見的CAD數據映射表實例表，通過這些映射關系，在CAD數據與標準數據之間搭建了一座橋梁，使二者之間能夠實現數據相互轉換，如圖3、圖4所示。

圖3 點數據映射表

圖4 線數據映射表

2.2.2 更新流程設計

映射關系建立完成后，我們設計數據更新流程來進行數據更新。數據庫是采用ArcSDE技術建設的，需把DWG數據格式統一轉換到shp、gdb等格式。FME的讀取一般采取以下2種方式：一種是按圖層信息讀取，這種方式比較適合分層統一數據；另一種按數據幾何類型讀?。窗凑拯c線面的方式讀?。7]。由于我市更新數據的現狀存在要素分類、分層標準不統一等問題，所以在設計流程時我們采用第二種方式，按數據幾何類型讀取。數據更新流程如圖5所示。

圖5 CAD數據更新流程圖

2.2.3 批量轉換

在建立好的映射關系模版和更新流程模版基礎上，通過批量轉換器實現數據的批量轉換，提高更新效率，如圖6所示。

圖6 批量轉換示意圖

2.2.4 質量檢查

通過檢查方案的確定、檢查模版的定制、質量檢查、報告輸出等環節，對更新成果進行產品級、圖層級、地物級的全面檢查，保證更新數據的質量[8]。產品級檢查項包括數據命名規范、數據格式規范、元數據項值合法性、圖層是否存在等。圖層級檢查項包括圖層名稱是否正確、屬性定義是否正確等。地物級檢查項包括編碼分層正確性、字段值是否符合規范、數值一致性、拓撲關系是否正確、幾何畫法是否符合規范、幾何類型是否正確、空間包含性、幾何依賴性、空間分布性、幾何接邊、屬性接邊等，如圖7、圖8所示。

圖7 質量檢查模板設置圖

圖8 質量檢查示意圖

3 數據庫更新結果分析

圖9是數據轉換前后的效果對比情況,通過上述過程轉換后,圖形信息幾乎沒有什么損失,要素之間保持了正確的拓撲關系，同時在轉換過程中實現了要素編碼等屬性賦值及要素的自動分層,達到了數據庫更新的要求，如圖9所示。

圖9 更新前后對比圖

4 結 語

快速更新空間數據庫采用批量式更新技術，關鍵在于如何建立數據之間的轉換關系，準確有效地處理空間數據。基于語義轉換方式可以自動實現要素圖形、屬性、分層重組等,把人們從繁瑣的數據轉換處理過程中解放出來，全身心投入數據資源本身的研究分析，大大提高了空間數據的處理、轉換效率,極大地提高了數據庫的更新速度。

[1] 李剛,朱慶杰.基于FME的城市GIS基礎空間數據格式轉換[J].測繪通報,2006(4):17-21

[2] 潘邦龍,趙俊三.利用FMESuite實現MapGIS地圖數據和Geodatabase間的語義轉換[J].四川測繪,2007(3):56-59

[3] 劉勇,李成名.城市基礎空間數據庫更新方法研究[J].測繪科學，2006,31(4):121-125

[4] 曾巧玲.利用FME實現GIS與CAD的語義轉換[J].計算機工程與應用,2005,41(3):254-257

[5] 吳秀芹,張洪巖.ArcGIS 9地理信息系統應用與實踐[M].北京：清華大學出版社,2007

[6] DB50/T286-2008.重慶市基礎地理信息電子數據標準[S].

[7] 王厚之,肖劍平.基于FME建立GIS基本地形數據庫建設方法研究[J].城市勘測,2006(3):15-18

[8] 鐘耳順.地理信息系統技術開發、應用與產品[J].中外科技信息,1998(12):56-58

Research on Updating Spatial Database Technology Based on FME

by ZHANG Hongwen

In order to ensure that the database updating,use multi-source data to achieve rapid updates become inevitable,bulk data updating technology has become the trend.Combined with the Chongqing City 1:500 spatial data updating mechanism,the paper conducted the thorough research on the data characteristics,with the help of FME technology platform,study a set of spatial database updating technology process.

spatial database，batch update，technology of FME

2011-10-14

項目來源：重慶市科委科技資助項目（CSTC，2009CB2015）。

T208

A

1672-4623(2011)06-0057-03

張紅文，助理工程師，主要研究方向為空間數據建庫和數據處理。