基于SME的地理數據庫轉換方法研究

關鍵詞：SME；標準；地理數據庫；轉換方法中圖分類號：P208 文獻標志碼：ADOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.14.006文章編號：1003-5168（2025）14-0032-05

ResearchonGeographicDatabase Transformation Methods Basedon SME

LIU Jing （Zhuzhou City Planning，Surveying and Design Institute Co.， Ltd.， Zhuzhou 412OO7， China）

Abstract： [Purposes]To address the significant differences indata structures，feature classification，and attribute definition between city and county-level basic geographic information databasesand the provincial-level （based on Hunan Province）database，caused by the adoption of different standards during their production，management，and application processes，this study develops a key technology and method for intelligent transformation of basic geographic databases to effctively resolve the inconsistenciesbetween the city/county-level and provincial-level databases.[Methods]A geographic database intelligent transformation solution was developed based on the domestically developed and independently controllable SME （Southern Data Sorting and Processing Engine）.Auxiliary transformation tools based on the ArcGIS and CAD platforms were developed. The proposed approach was verified by selecting project cases.[Findings] The results show that with this method，the project was completed 2O daysahead of schedule.No element omissions or losses occurred during the transformation process.The output is accurate and reliable，fuly complying with the relevant technical specifications.[Conclusions] This transformation method demonstrates both feasibility and practical value，providing significant reference for subsequent research.

Keywords： SME; standards; geographic database; transformation method

0 引言

2021年湖南省自然資源廳印發《關于進一步推進全省基礎測繪生產與更新工作的通知》（以下簡稱《通知》），《通知》指出要按照全省統籌、分級實施、協同更新的原則，以實際需求為導向，創新基礎測繪生產與更新工作模式，為自然資源管理繪好底板。同時，要求各市州要按相關技術要求，按年度更新與匯交縣市區城鎮開發邊界內1：500地形圖數據庫。

當前，省內大部分市州都已建立符合本市標準的基礎地理信息數據庫，并做到了常態化更新。以株洲市為例，早在2015年就建成覆蓋全市建成區860km² 的 1：500 地形圖數據庫，并建立了利用“多測合一”成果動態更新該數據庫的機制。然而，如何在不增加成本和工作量的基礎上，利用基于地方標準的500地形圖數據庫來智能化轉換生產符合湖南省標準的500地形圖數據庫，完成年度更新匯交任務，確保全省底板數據的現勢性，以及如何利用縣級層面數據來更新現有市級基礎地理信息數據庫，確保省市縣層面三級數據的一致性是當前值得研究的問題。

目前，數據庫轉換常采用自編程序抽取轉換[1-2]、異構數據庫轉儲轉換[3]、使用數據格式轉換軟件轉換等方式進行。針對地理數據轉換，業內一般使用國外數據處理引擎FME軟件，該軟件全閉源且未進行國產化，不符合地理數據安全保密要求。現有研究主要以人工編寫方案轉換為主，使用FME實現CAD線劃圖向GIS數據轉換[4-6，主要應用場景為地籍不動產[7]、土地信息[8]、自然資源確權、農村地籍調查[]、市政管線設施]數據庫轉換等，鮮有對基礎地理數據庫智能轉換方法的研究。基于此，本研究以株洲市為例，在充分研究《株洲市基礎地理信息系統建庫標準》（以下簡稱市標）和《湖南省1：500地形圖數據規范》（以下簡稱省標）的基礎上，提出以國產數據處理引擎一南方數碼數據整理加工引擎SME為主，集成CAD、GIS二次開發技術的、面向不同標準的基礎地理數據庫智能化轉換方法，為實現關鍵技術國產化環境下的不同標準地理數據庫智能轉換提供參考。

1地理數據庫轉換技術

基于SME的地理數據庫轉換方法，主要包括標準對照、轉換方案設計、轉換入庫等關鍵流程步驟，

具體如圖1所示。

圖1基于SME的地理數據庫轉換技術路線

1.1 標準對照

根據省市兩級地形圖數據庫建庫規范，開展兩種標準下編碼對照整理工作。分類梳理每一地物類別，建立省市兩級500地形圖數據標準對照關系表（見表1），明確編碼轉換、圖層轉換、屬性轉換等具體轉換路線。細化點面轉換、點線轉換、線面轉換等特殊轉換的要素對照，為后續轉換入庫方案制定提供基礎條件。

表1部分標準對照關系

1.2轉換方案設計

數據庫轉換可采用自編程序和基于成熟數據轉換引擎設計方案智能轉換這兩種方式。第一種方式周期長、投人大、兼容性差，于是本研究選擇第二種方式實現數據庫智能轉換。

SME是南方數據整理加工引擎的簡稱，是一款由廣東南方數碼科技有限公司設計研發的、具有獨立自主知識產權的信息化測繪軟件[12]。其是一款類似FME的創建地理空間數據處理工作流的圖形化數據建模工具，通過使用圖形語言將問題用可視化過程模型表達出來，實現數據分析處理流程化，提高數據生產效率。本研究設計的基于SME數據工廠引擎環境的數據庫智能轉換方案包括普通要素轉換方案和特殊要素轉換方案。

1.2.1普通要素轉換。對于一般房屋、水系、道路、高程點等轉換前后點、線、面形態表達一致的普通要素轉換，直接根據省市標準對照的要求，在SME中使用數據庫編碼轉換、向圖面生成實體、列表輸出等元規則組合編寫相應要素轉換方案，具體如圖2所示。

在SME方案設計過程中，除了要根據編碼對照表要求，編寫編碼轉換的內容，還要根據普通要素的屬性特征，編寫屬性轉換的內容。如對于一般房屋，省標將房屋的層數存儲到LAYER字段中，將要素創建時間存儲到DATE字段中。而市標中的房屋層數存儲到FNUMBER中，要素創建時間存儲到RKSJ字段中。因此，在設計一般房屋的轉換方案時，不僅要設計轉換前后編碼轉換內容，還要設計屬性轉換內容。在明確每一類要素轉換前后屬性映射字段后，使用屬性過濾、批量寫入屬性、屬性刷、繼承屬性值運算等元規則完成屬性轉換。

1.2.2特殊要素轉換。省市兩級標準中，存在不同表達形態的相同地物。如樓梯，其在省標中以面狀形態表達，而在市標中以線狀表達。因此，在對這類要素轉換時需要在SME中設計專門的轉換方案。以下僅對面點形態轉換、面線形態轉換、特殊注記轉換3種特殊情況闡述轉換方法。

① 面點形態轉換方案。以施工地要素為例，在省標中施工地使用面圖元表達，而在市標準使用點文字注記圖元表達。因此，在設計該類型轉換方案時，除了要設計編碼對照、屬性對照等內容，還要設計面點圖元形態轉換的內容，具體如圖3所示。在SME中，使用面轉點元規則實現圖元形態轉換。

② 面線形態轉換方案。普通的面線形態轉換，如道路面轉線，可參考面點形態轉換方案，直接在SME中增加面線轉換元規則實現轉換。如果是樓梯、斜坡等更加特殊的面要素，需要配合CAD二次編輯的方式完成轉換。以樓梯為例，樓梯在省標中以面圖元表達，如果要體現樓梯的具體形態，則需要在圖形瀏覽軟件中使用符號化的方式完成可視化；在市標中，樓梯以線圖元表達，樓梯的骨架線、臺階線等以圖元形式存儲在數據庫中，在軟件中不需要使用專門符號化來體現樓梯的具體形態。顯然如果編寫面轉線SME方案對樓梯進行直接轉換，只能夠轉換出樓梯的骨架線，無法轉換得到樓梯的臺階線等輔助線。為了解決該問題，本研究采用了先符號化樓梯，再對符號化后的樓梯進行轉換的思路。先使用IData軟件符號化樓梯并導出為DWG格式，對導出后的數據進行編輯后，再利用SME轉

列衣輸山畫向圖面生成實體 批量寫入屬性 輸人集合輸入集合 輸入集合生成實體 輸出集合差集運算 數據庫編碼轉換圖面數據 被減集合 輸入集合 查閉合全部 SUB集合 轉換后集合 輸人集合點 輸出差集 未轉換集合 已閉合線 類型篩選 未閉合面字 屬性過濾 屬性過濾 差集運算輸出 十 輸入 被減集合屬性過濾口 查閉合 面字 A 輸出 Y SUB集合 輸出差集輸入集合H 輸出已閉合 數據庫編碼轉換向圖面生成實體屬性過濾口 未閉合 線端點接 會 集輸入 拼接后實體輸出 L 參與拼接實體未參與拼接實體

圖3基于SME的面點形態轉換方案

圖4基于CAD的房屋注記編碼賦值部分關鍵代碼1.3轉換入庫

換方案將這些編輯后的樓梯輔助要素轉換到相應圖層中。

③ 特殊注記轉換。省標中房屋結構和層數是作為房屋圖層的屬性字段存儲的，而市標中將房屋結構和層數作為一個單獨的內容存儲到居民地注記層中。在省標數據庫轉市標數據庫過程中，為了得到這些注記，需要將省標中一般房屋的STRUCT和FNUMBER屬性組合，并標注在圖面合適的位置上，導出這些注記內容并賦相應的編碼后，才能完成轉換。本研究利用ArcGIS智能標注的優勢，使用Maplex插件優化房屋結構和屬性標注，導出這些優化注記后，利用CAD平臺編寫編碼賦值程序，完成注記賦編碼操作，最后利用SME方案DWG注記導入滿足市級標準的數據庫的目的。基于CAD的房屋注記編碼賦值部分關鍵代碼如圖4所示。

模型構建器是ArcGIS提供的創建地理空間數據處理工作流的圖形化數據建模工具，其使用圖形語言將問題用可視化過程模型表達出來，能夠實現數據分析處理流程化，提高數據生產效率。

使用地理數據庫智能化轉換方案完成省市兩級標準數據庫轉換的成果為GDB格式的數據庫文件。如果轉換的成果數據包括更新的縣級數據，為了保證省市縣層面數據的一致性，則還要將該數據上傳到市級基礎地理信息數據庫中，實現更新入庫。為了提高更新入庫效率，本研究基于ArcGIS模型構建器，創建了批量更新人庫模型，模型的源數據庫與目標數據庫的數據庫結構一致，主要使用了迭代器、追加器、路徑解析器等子模型。該模型實現了智能入庫，降低了人工干預，提升了人庫效率。

2 實例驗證

本研究將地理數據庫轉換技術應用到了株洲市縣市區測繪資質巡檢及“多測合一\"成果質量檢查入庫項目中。首先，收集了株洲市區、淥口、醴陵、攸縣、茶陵、炎陵共計 7.2km²?194 個項目的“多測合一\"數據，按照《湖南省 1：500 地形圖數據規范》進行編輯處理，開展數據庫轉換工作。按照《湖南省市縣城鎮開發邊界內 1：500 地形圖成果匯交規定》匯交成果整理，編寫了元數據和相關文檔資料，并進行匯交；其次，利用整理后的“多測合一”成果更新縣市區500基礎地形數據庫，按照標準對照、設計轉換入庫方案、轉換更新等步驟逐步分區轉換這些數據庫，使其滿足株洲市基礎地理信息系統數據庫建庫標準的要求；最后，自動化人庫，完成了株洲市縣區共計 266km² 的 1：500 地形圖轉換入庫。茶陵縣地理數據庫中某單位內空間要素智能轉換前后對比如圖5所示。由圖5可知，轉換前后要素沒有出現丟失、遺漏、錯轉的情況。

3結語

本研究基于南方數據整理加工引擎SME的地理數據庫轉換技術，詳細闡述了標準對照、轉換方案設計、轉換入庫等關鍵步驟的實現方法。將該技術應用到株洲市縣市區測繪資質巡檢及“多測合一\"成果質量檢查入庫項目中，完成了按市級標準整理的“多測合一”成果數據庫智能轉換為省級標準的數據庫、按省級標準建立的縣市區500基礎地形數據庫智能轉換為滿足市級標準基礎地理信息數據庫兩套數據庫的轉換任務，驗證了該技術方法的可行性。經估算，使用該數據庫智能化轉換技術方法可使項目提前20d完成，證明了該技術方法的實用性。使用該技術方法整合縣市區基礎地理信息數據庫有助于解決重復建庫問題，提高財政資金使用效率，助力經濟社會高質量發展。

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