FME在GIS數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

朱典潞

(鎮(zhèn)江市勘察測(cè)繪研究院，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

1 引 言

FME具有無(wú)與倫比的空間格式支持，500多個(gè)先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理工具，龐大的坐標(biāo)系庫(kù)和內(nèi)置自動(dòng)化操作，使之成為全球領(lǐng)先的數(shù)據(jù)整合平臺(tái)。FME為數(shù)據(jù)流提供動(dòng)力，使用FME完成數(shù)據(jù)在不同平臺(tái)間的轉(zhuǎn)換和流動(dòng)，可以讓數(shù)據(jù)發(fā)揮最大價(jià)值。FME將全部數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序連接在一起，包含幾百種不同的格式，含有靈活高級(jí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具、可定制自動(dòng)化的工作流等，提供可視化界面操作，幫助用戶消除數(shù)據(jù)孤島[1]。用戶可以通過(guò)轉(zhuǎn)換器的任意組合執(zhí)行特定的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，得到符合目標(biāo)要求的數(shù)據(jù)。

GIS數(shù)據(jù)處理有時(shí)候會(huì)涉及多個(gè)軟件，各種煩瑣的操作步驟，在數(shù)據(jù)管理，流程化定制及數(shù)據(jù)維護(hù)方面存在很大的不足，而FME基于轉(zhuǎn)換器組合執(zhí)行的定制化任務(wù)工作流，省去數(shù)據(jù)在多個(gè)軟件間進(jìn)行導(dǎo)入導(dǎo)出、轉(zhuǎn)換等操作步驟，可以有效地縮短GIS數(shù)據(jù)處理的時(shí)間，大大提高作業(yè)效率。實(shí)時(shí)化的成果導(dǎo)出預(yù)覽，可快速檢查數(shù)據(jù)輸出的有效性及正確性，如果不滿意可及時(shí)調(diào)整工作流的作業(yè)方案，得到符合用戶需求的最終成果。

2 FME在GIS數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

2.1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

國(guó)內(nèi)常用的坐標(biāo)系統(tǒng)有CGCS2000、WGS1984、Beijing54、Xian80、地方自定義坐標(biāo)系等，GIS數(shù)據(jù)生產(chǎn)中經(jīng)常需要將數(shù)據(jù)從一個(gè)坐標(biāo)系變換到另一個(gè)坐標(biāo)系[2]。使用專(zhuān)業(yè)的GIS軟件可以對(duì)GIS格式數(shù)據(jù)的進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，但對(duì)于涉及大批量、多坐標(biāo)系統(tǒng)、目標(biāo)數(shù)據(jù)格式變化等轉(zhuǎn)換操作的支持性較差，轉(zhuǎn)換效率不高。對(duì)于CAD格式的數(shù)據(jù)，由于CAD制圖軟件本身沒(méi)有坐標(biāo)系的定義，使得CAD與CAD數(shù)據(jù)、CAD與GIS數(shù)據(jù)在不同坐標(biāo)系統(tǒng)下的轉(zhuǎn)換變得較為復(fù)雜，如CAD數(shù)據(jù)通常要先轉(zhuǎn)為GIS格式(shp、mdb、gdb等)，再通過(guò)ArcGIS等軟件實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，而CAD數(shù)據(jù)很容易丟失線型、顏色、附加屬性等信息，難以實(shí)現(xiàn)無(wú)損轉(zhuǎn)換。FME軟件可以方便地讀取CAD、GIS格式的數(shù)據(jù)并記錄相應(yīng)屬性信息，借助于“EsriReprojector”[3]轉(zhuǎn)換器，用戶通過(guò)定義源坐標(biāo)系、目標(biāo)坐標(biāo)系及地理轉(zhuǎn)換名稱(chēng)(Arcgis投影工具中“創(chuàng)建自定義地理變換”，使用“coordinate frame”方法定義兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)之間的變換參數(shù)即坐標(biāo)投影7參數(shù))，可實(shí)現(xiàn)CAD、GIS數(shù)據(jù)在不同坐標(biāo)系統(tǒng)下的轉(zhuǎn)換。如鎮(zhèn)江坐標(biāo)系CAD轉(zhuǎn)2000坐標(biāo)系CAD，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模板及相關(guān)參數(shù)設(shè)置如圖1、圖2所示：

圖1 FME坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模板

圖2 EsriReprojector參數(shù)設(shè)置

2.2 影像裁剪

GIS相關(guān)的影像裁剪工作大多通過(guò)ArcGIS、Erdas等軟件來(lái)進(jìn)行，其中的操作步驟卻較為煩瑣，執(zhí)行效率也不是太高。針對(duì)工作中常用的影像裁剪工作，制定了一套FME影像裁剪模板，通過(guò)項(xiàng)目測(cè)試驗(yàn)證，執(zhí)行的時(shí)間明顯減少，維護(hù)成本也大大降低。影像裁剪模板如圖3所示：

圖3 FME影像裁剪模板

使用說(shuō)明：源dwg文件含500圖幅裁剪框及500圖幅編號(hào)，通過(guò)“SpatialRelator”[3]轉(zhuǎn)換器建立空間連接，在圖幅框上掛接圖幅編號(hào)屬性，經(jīng)“AttributeManager”[3]轉(zhuǎn)換器重命名得到“ClipNum”(裁剪圖幅編號(hào))，利用“Clipper”[3]轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)影像的批量裁剪，最后利用“RasterResampler”[3]轉(zhuǎn)換器進(jìn)行分幅影像的重采樣指定分幅影像的像元大小或像素尺寸?！癈lipper”轉(zhuǎn)換器參數(shù)設(shè)置注意勾選合并屬性，目標(biāo)文件輸出分幅影像名稱(chēng)指定“yx2020_ClipNum”(前綴+裁剪編號(hào))。關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置及裁剪結(jié)果如圖4、圖5所示：

圖4 影像裁剪模板關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置

圖5 影像裁剪模板分幅裁剪影像

2.3 數(shù)據(jù)入庫(kù)

數(shù)據(jù)建庫(kù)中經(jīng)常有以CAD、Excel等數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源建立GIS數(shù)據(jù)庫(kù)。以危房調(diào)查項(xiàng)目為例，講解一下由CAD、Excel表生成危房調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)的FME建庫(kù)模板。經(jīng)資料搜集，外業(yè)調(diào)查，整理CAD及Excel，最終CAD含兩個(gè)圖層，“危房調(diào)查-更新”(閉合多線段，此圖層為面狀要素)，“危房調(diào)查-注記”(注記，此圖層為點(diǎn)狀要素)；Excel表屬性字段主要有FID、所屬街道、社區(qū)、社區(qū)編號(hào)、房屋地址等，需要注意的是用于掛接屬性的CAD中“危房調(diào)查-注記”圖層標(biāo)注注記坐下角角點(diǎn)坐標(biāo)需位于“危房調(diào)查-更新”內(nèi)部，以便使用“SptialRelator”[3]轉(zhuǎn)換器的空間連接功能在危房調(diào)查面狀要素中掛接注記屬性。Excel表中“房屋地址”字段與掛接后的危房調(diào)查面一一對(duì)應(yīng)。通過(guò)，通過(guò)“FeatureMerger”[3]轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)面狀要素和Excel屬性表掛接，最終完成數(shù)據(jù)庫(kù)的建庫(kù)工作。具體的CAD、Excel目錄、FME建庫(kù)模板及最終建庫(kù)成果如圖6～圖9所示：

圖6 CAD數(shù)據(jù)目錄

圖7 Excel數(shù)據(jù)目錄

圖8 FME建庫(kù)模板

圖9 ArcGIS建庫(kù)成果

2.4 屬性標(biāo)注

為了便于圖形編輯和對(duì)照檢查，有時(shí)候需要將gdb數(shù)據(jù)庫(kù)中某些要素類(lèi)及其屬性字段展出顯示到CAD中，而借助于FME建立相應(yīng)的模板可以很好地滿足此類(lèi)需求。有如圖10的gdb，里面含有諸多要素類(lèi)“DM”“DM0624”“點(diǎn)”“新編號(hào)”等。如需顯示要素類(lèi)“新編號(hào)”(屬性：“地塊編號(hào)”“規(guī)劃用地性質(zhì)”)、“DM0624”(屬性：“用地代碼”“用地面積”)展注記于CAD，可建立FME模板進(jìn)行轉(zhuǎn)換。gdb要素類(lèi)名稱(chēng)在FME中的字段為“fme_feature_type”需單獨(dú)勾選，Excel表建立“選取要素類(lèi)”“顯示字段1”“顯示字段2”字段并添加相關(guān)字段值。數(shù)據(jù)庫(kù)要素類(lèi)、FME模板及最終成果如圖10～圖13所示：

圖10 gdb要素類(lèi)及需顯示屬性字段

圖11 gdb轉(zhuǎn)dwg顯示屬性FME模板

圖12 gdb及Excel表相關(guān)設(shè)置

圖13 gdb轉(zhuǎn)dwg帶屬性注記成果

3 結(jié) 語(yǔ)

FME具有模塊化、可視化等優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)用戶的不同需求，對(duì)處理方式、處理過(guò)程進(jìn)行自主組合[4]，可以為GIS數(shù)據(jù)處理提供快速、靈活、直觀、適應(yīng)性強(qiáng)的解決方案。FME向用戶提供了比同類(lèi)GIS軟件更加強(qiáng)大的操作靈活性與自由度，為用戶的技術(shù)處理思路提供了無(wú)限可能[5]。基于FME軟件技術(shù)的創(chuàng)新能在各行各業(yè)發(fā)揮高效應(yīng)用價(jià)值，通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)手段快速轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力[6]。FME在諸多領(lǐng)域和行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用，如國(guó)土空間規(guī)劃平臺(tái)建設(shè)、自然資源空間數(shù)據(jù)融合、測(cè)繪數(shù)據(jù)質(zhì)檢與入庫(kù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與分析、人工智能影像解譯等。

本文列舉了FME軟件在GIS數(shù)據(jù)處理中的一些常見(jiàn)應(yīng)用，可以發(fā)現(xiàn)FME在GIS數(shù)據(jù)處理中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。流程化作業(yè)、可視化預(yù)覽、零代碼維護(hù)、實(shí)時(shí)性更新、多源數(shù)據(jù)集成等特點(diǎn)使得FME在提高GIS數(shù)據(jù)處理作業(yè)效率及成果質(zhì)量、降低數(shù)據(jù)維護(hù)更新成本等方面發(fā)揮重要作用。利用FME軟件進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新和探索，能為各種項(xiàng)目提供快速的數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)及輸出，規(guī)避因大量人工參與而導(dǎo)致的效率低且易錯(cuò)遺漏等問(wèn)題，有效解決人工重復(fù)、煩瑣的數(shù)據(jù)處理、比對(duì)分析及錄入輸出等過(guò)程，能大大提高作業(yè)人員的工作效率，節(jié)省寶貴的時(shí)間和人工成本[6]。

由于工作方面的研究和探索，在地形圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、電子地圖數(shù)據(jù)庫(kù)生產(chǎn)與更新、管線數(shù)據(jù)庫(kù)入庫(kù)、居民地多圖幅拼接融合、多比例尺系列圖幅接合表自動(dòng)生成、無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)處理等諸多方面都有FME的相關(guān)應(yīng)用，由于篇幅原因不再一一展開(kāi)。FME已成為我工作中一個(gè)不可多得的助手和伙伴。希望借助此篇文章推廣一下神奇的FME，相信你的數(shù)據(jù)世界有了FME的幫助會(huì)有不一樣的驚喜和精彩。