基于FME進行坐標系統轉換

王偉

【摘要】在工程建設過程中使用的坐標系統往往不統一，因此工作人員經常要對數據進行坐標系統的轉換，面臨很多棘手的問題。本文引入了FeatureManipulateEngine（以下簡稱FME）基于語義的數據轉換處理平臺，首先對FME平臺進行簡要介紹，其次結合實例簡述基于FME平臺進行坐標系統轉換的方法，為地理信息數據坐標系統轉換提供一個好的思路。

【關鍵詞】FME；地理信息數據；坐標轉換

1引言

目前我國工程建設中使用的坐標系統主要有1954年北京坐標系、1980西安坐標系、2000國家大地坐標系以及地方獨立坐標系。很長的一段時間內，工作人員面臨地理信息數據成果存在坐標系統不統一的現狀，不同的地理信息數據的使用存在一定的局限性，無法有效地充分發揮作用。為使各種數據成果能夠更好地滿足國民經濟建設各部門的需求，最大程度地發揮各種數據成果的應用價值，需對數據進行不同坐標系統的轉換。本文以基于FME平臺利用控制點（公共點）進行DWG成果數據從地方坐標系到1980西安坐標系下轉換為例，簡單介紹借助FME平臺實現這兩種坐標系統之間的轉換流程。

2FME介紹

FME--FeatureManipulateEngine空間數據操縱引擎，是一個空間數據的提取、轉換、加載的強大工具。FME是一套完整的訪問數據的解決方案，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）來進行，通過提供在轉換過程中數據重構的功能，實現不同空間數據格式（模型）之間的相互轉換。不論是輸入還是輸出數據，語義轉換提供了一個引擎（帶有一種語言），能夠重新定義數據。引擎的基礎是一個豐富的數據模型，保持內部一致性和可擴展性。FME軟件包含有6個功能模塊：FMEWorkbench、FMEUniversalTranslator、FMEUniversalViewer、FMEPlug-in（SDK）、FMEObjectAPI、FMEApplicationExtenders[1]。

3實例分析

本文通過工作實踐中所測的某一地形圖轉換進行說明。該地形圖數據格式為DWG格式，坐標系統為某地方坐標系。按照要求將地形圖轉換為1980西安坐標系下成果，且已知在兩個坐標系統下的四個公共點坐標。坐標系統的轉換通過公共點利用FME的仿射變換對圖形數據進行坐標轉換。這項操作主要運用到轉換器VertexCreator和AffineWarper。

利用FME進行坐標轉換思路如下：

首先，利用轉換器VertexCreator將兩個坐標系下的公共點生成轉換控制向量，向量的方向為源坐標系到目標坐標系。即向量起點坐標為控制點在源坐標系中的坐標，向量終點坐標為控制點在目標坐標系中的坐標，本文中原坐標系為地方坐標系，目標坐標系為1980西安坐標系。

其次，利用轉換器AffineWarper將數據源進行仿射變換。

具體操作步驟如下：

1）打開FME的Workbench界面，創建一個新的Workspace。

2）將公共點坐標保存為CSV文件，保存格式如表1所示。

將公共點CSV文件添加到FME工作空間。

3）添加轉換器VertexCreator，其轉換器參數設置如圖1所示。

轉換器VertexCreator把在兩個坐標下的公共點生成向量，向量的方向為源坐標系到目標坐標系。即向量起點坐標為控制點在源坐標系中的坐標，向量終點坐標為控制點在目標坐標系中的坐標。

添加源數據文件，源數據文件為DWG格式的地形圖。

4）添加轉換器AffineWarper，在要素集的空間坐標上執行轉換操作。它用于調整某組要素集的顯示使其更接近于某些相關的要素集。這個轉換器有兩個輸入端CONTRL、OBSERVED和一個輸出端CORRECTED。CONTROL控制向量計算仿射變換（縮放，旋轉，偏移），并將變換應用到OBSERVED要素來生成輸出要素。

5）添加目標數據文件。

6）建立映射關系。

整個工作空間轉換模型如圖2所示：

運行工作空間轉換模型，系統提示轉換成功，生成的目標數據圖形文件即為目標坐標系下的DWG文件。

4總結

對于數據格式Shape、MDB、GDB、DWG或其他柵格格式圖形數據的坐標轉換，可以采用Arcgis軟件或CAD軟件。Arcgis軟件坐標轉換功能強大，轉換模型多，但其現有工具的批量轉換功能只對一個數據源下的多個數據。CAD軟件只能進行平面四參數變換，且精度較低（因為最多只有一個多余點參與最小二乘平差），對于批量圖幅數據的轉換只能一幅幅進行，效率低下[2]。通過FME平臺能支持上述全部數據格式進行坐標轉換，且能同時轉換多個數據源下的多種格式數據，轉換靈活高效。基于語義的數據轉換相比于傳統的數據轉換方法轉換更加容易，并且可以批量操作，具有更強大的功能和靈活性。

本文通過實例，描述了基于FME的地理信息數據坐標系統轉換實現過程，對于空間地理信息數據處理有一定的參考意義。

參考文獻：

[1]北京世紀安圖公司.FME技術白皮書

[2]程麗萍，王友昆，趙子龍.基于FME進行矢量及柵格數據的坐標轉換[J]."我和FME的故事"大賽參賽作品選.