曹永桃, 黃勇軍, 吳杰明

(湖北省國(guó)土測(cè)繪院,湖北 武漢　430010)

0　引言

信息化建設(shè)的高速發(fā)展,使得空間數(shù)據(jù)的處理越來(lái)越重要。在城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)中,需要處理大量的數(shù)據(jù),比如數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、圖層疊加、要素及圖層的提取、屬性操作等,怎樣提高空間數(shù)據(jù)處理的速度和質(zhì)量,減輕數(shù)據(jù)處理的勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的周期,增加經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,一直是空間數(shù)據(jù)處理者不斷追求的目標(biāo)。選擇一個(gè)技術(shù)成熟、功能強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)處理軟件是很重要的,針對(duì)目前主流空間數(shù)據(jù)處理軟件FME,結(jié)合在城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)中的實(shí)際應(yīng)用,本文主要介紹FME在城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)中的應(yīng)用。

1　FME基本特性

FME(Feature Manipulate Engineering)直譯為數(shù)據(jù)特征操作引擎,是加拿大Safe Software公司推出的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng),該系統(tǒng)基于OpenGIS(開(kāi)放式)組織提出的新的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換理念,通過(guò)提供在轉(zhuǎn)換過(guò)程中重新構(gòu)造數(shù)據(jù)的功能,實(shí)現(xiàn)超過(guò)200多種不同空間數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換[1]。FME是一個(gè)多功能組件系統(tǒng),包括以下幾個(gè)組成部分[2]:

1.1　FME工作臺(tái)(FME Workbench)

在FME工作臺(tái)上能夠以圖形化的界面實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換流程的完全控制,隨時(shí)掌控從源數(shù)據(jù)到目標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的全過(guò)程,FME Workbench提供了一個(gè)圖形化的數(shù)據(jù)處理過(guò)程和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。

1.2　FME通用轉(zhuǎn)換器(FME Universal Translator)

在FME通用轉(zhuǎn)換器上可以利用系統(tǒng)提供的默認(rèn)配置實(shí)現(xiàn)一些基本的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換任務(wù),或者如果是FME的高級(jí)用戶,可以創(chuàng)建和運(yùn)行用戶自定義的FME映像文件(*.fme)來(lái)完成較為復(fù)雜數(shù)據(jù)處理任務(wù)。

1.3　FME通用瀏覽器(FME Universal Viewer)

在FME通用瀏覽器上可以瀏覽數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換過(guò)程以及轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù),檢查數(shù)據(jù)的特征和屬性。FME Universal Viewer以特定的顏色、符號(hào)和標(biāo)簽來(lái)增強(qiáng)相關(guān)數(shù)據(jù)的顯示效果,便于瀏覽。

1.4　坐標(biāo)變換功能(Coordinate Conversion Support)

提供了基于多種工程的坐標(biāo)系統(tǒng),根據(jù)需要也可以自己定義坐標(biāo)系統(tǒng)。

1.5　FME對(duì)象(FME Objects)

應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員可以將FME Objects控件嵌入到其他應(yīng)用程序中,增強(qiáng)程序的可移植性。

1.6　　　　FME軟件開(kāi)發(fā)工具包(FME Plug-in SDK即FME Plug-in Software Development Kit)

應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員可以根據(jù)需要利用某種程序語(yǔ)言動(dòng)手編寫(xiě)程序小插件添加到FME轉(zhuǎn)換內(nèi)核中,用以實(shí)現(xiàn)一些特殊功能,便于FME功能的擴(kuò)展。

2　FME在城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)中的應(yīng)用

城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)中大量的宗地背景圖需要事先經(jīng)過(guò)預(yù)處理才能滿足數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前的要求。利用FME可以很好地完成這一任務(wù)。

使用FME對(duì)入庫(kù)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程如下:先將*.dwg格式的源數(shù)據(jù)通過(guò)FME Workbench轉(zhuǎn)換為*.mdb格式的二進(jìn)制數(shù)據(jù),再將該二進(jìn)制數(shù)據(jù)導(dǎo)入Oracle數(shù)據(jù)庫(kù),形成目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之前,要事先做好以下兩項(xiàng)工作[3]:

(1) 按城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目入庫(kù)要求建立一個(gè)FME數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板文件,文件名格式為*.fmw。FME數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板文件建好后,運(yùn)行FME Workbench,打開(kāi)模板工作空間,可以看到模板以圖形化的結(jié)構(gòu)顯示在窗口中,它由一系列特征屬性轉(zhuǎn)換器(Transformer)、管道(Pipe)和過(guò)濾器(Filter)等組成。以下是一個(gè)模板文件結(jié)構(gòu)示例(圖1),圖中帶有箭頭的黑線代表管道(Pipe)。

圖1　模板文件結(jié)構(gòu)圖Fig.1　Structure diagram of template file

利用模板進(jìn)行數(shù)據(jù)處理過(guò)程,就好象是一個(gè)具有生產(chǎn)流水線的工廠加工產(chǎn)品,源數(shù)據(jù)從左端進(jìn)入模板,經(jīng)過(guò)層層處理經(jīng)由管道傳輸,從右端輸出,形成目標(biāo)數(shù)據(jù)。

(2) 入庫(kù)前要對(duì)源數(shù)據(jù)文件即*.dwg宗地背景圖進(jìn)行地物要素編碼設(shè)定處理。地物要素主要由點(diǎn)狀地物、線狀地物、面狀地物和行政區(qū)劃等構(gòu)成,按幾何特征分為5種特征類(lèi)型,即點(diǎn)(Point)、線(Line)、面(Area)、復(fù)合(Compound)和文字(Text)[4]。地物符號(hào)的幾何特征只能是其中的一種,具體是哪一種,要由該地物的編碼來(lái)定。入庫(kù)前要對(duì)源數(shù)據(jù)文件即*.dwg圖形中的每個(gè)地物要素給定一個(gè)六位數(shù)的要素編碼,要素編碼除了表達(dá)符號(hào)特征信息之外,也包含了點(diǎn)(Point)、線(Line)、面(Area)、復(fù)合(Compound)和文字(Text)等所有屬性信息,只需正確地設(shè)定了地物要素編碼,也就同時(shí)賦予了地物要素所有的屬性信息[5],地物要素編碼在*.dwg圖形中以圖層名的方式存貯,在數(shù)據(jù)處理時(shí)FME會(huì)自動(dòng)識(shí)別。圖2窗口中最左邊顯示的由6位數(shù)組成的圖層名就是已經(jīng)設(shè)定好了的地物要素編碼。

圖2　地物要素編碼結(jié)構(gòu)圖Fig.2　Structure diagram of coding of geographical elements

宗地背景圖只有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的要素編碼設(shè)定后,才能在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板的約束下被FME工作臺(tái)正確識(shí)別和讀取,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換最終得以順利進(jìn)行。當(dāng)然,要使用編碼就得先編制編碼,要素編碼的編制需要一套完整的編碼體系作保證,編制出的編碼既要有利于計(jì)算機(jī)的處理又要符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜工作。

(3) 由于系統(tǒng)對(duì)源數(shù)據(jù)分層處理的要求十分嚴(yán)格,為了提高對(duì)宗地背景圖進(jìn)行分層處理的效率,可以結(jié)合數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板(*.fmw)在FME Workbench上輔助進(jìn)行,實(shí)踐證明,采用該方法能收到事半功倍的效果,極大地提高了地物要素編碼處理(分層處理)的速度。

首先采用AutoCAD繪圖軟件對(duì)宗地背景圖進(jìn)行初步分層處理,即按要求用編碼作圖層名,將每一種地物要素分別賦予一個(gè)圖層名,該圖層名是地物的編碼名稱(chēng)。經(jīng)過(guò)初步分層處理的源數(shù)據(jù)*.dwg格式宗地背景圖此時(shí)還不能保證百分之百達(dá)到數(shù)據(jù)入庫(kù)的嚴(yán)格要求,圖形中可能還隱藏著一些難以發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤,正是這些看起來(lái)微不足道的錯(cuò)誤,可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)中途徹底失敗,因此需要作進(jìn)一步處理。作為數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目,宗地背景圖數(shù)據(jù)總量巨大,單憑肉眼僅僅依靠AutoCAD繪圖軟件要想徹底查找出這些錯(cuò)誤,無(wú)異于大海撈針。利用FME工作臺(tái)來(lái)檢查宗地背景圖可以很好地幫助我們解決這個(gè)難題。

啟動(dòng)FMEE工作臺(tái),打開(kāi)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板文件,執(zhí)行ADD Dataset(加載源數(shù)據(jù))命令,將需要檢查的宗地背景圖文件加載到*.fmw模板窗口上,執(zhí)行Feature Connections(特征連接)命令,將宗地背景圖與模板連接上,執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能,FME工作臺(tái)開(kāi)始對(duì)宗地背景圖進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。此時(shí)執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換不是要得到目標(biāo)數(shù)據(jù),而是用過(guò)濾器(Filter)篩選出宗地背景圖中的錯(cuò)誤。前面說(shuō)過(guò),FME工作臺(tái)給用戶提供了以圖形化的界面實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換流程的完全控制,數(shù)據(jù)處理完成后,系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行并打開(kāi)FME通用瀏覽器,將過(guò)濾器篩選出的錯(cuò)誤信息以圖文形式反饋給用戶,用戶可以直觀地判別出顯示的錯(cuò)誤。FME通用瀏覽器運(yùn)行界面如圖3。

窗口中顯示的陰影圖形是篩選出來(lái)的錯(cuò)誤內(nèi)容,右邊窗口顯示的是對(duì)該錯(cuò)誤信息的描述說(shuō)明。參照反饋出來(lái)的錯(cuò)誤信息,可以用AutoCAD繪圖軟件對(duì)宗地背景圖中的錯(cuò)誤進(jìn)行修改,為避免有遺漏,修改完后應(yīng)該再運(yùn)行FME進(jìn)行檢查一次,直到FME通用瀏覽器沒(méi)有錯(cuò)誤信息顯示為止,這時(shí)說(shuō)明宗地背景圖的地物要素編碼已經(jīng)設(shè)定和修改完畢,可以用于最終的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

圖3　FME Universal Viewer運(yùn)行界面Fig.3　Running interface of FME Universal Viewer

3　結(jié)語(yǔ)

利用FME的基本特性結(jié)合AutoCAD的強(qiáng)大圖形編輯處理功能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫(kù)前的預(yù)處理,該方法很好地融合了兩者的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了對(duì)入庫(kù)數(shù)據(jù)檢查和轉(zhuǎn)換的批量處理功能,極大地提高了數(shù)據(jù)處理的速度和質(zhì)量。實(shí)踐證明,該方法創(chuàng)造性地發(fā)揮了FME軟件的優(yōu)異性能,使作業(yè)人員從繁瑣的手工勞動(dòng)中解脫出來(lái),減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,使數(shù)據(jù)處理的效率大大提高,縮短了數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的周期。

參考文獻(xiàn)：

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[5]TD/T 1001—2012，地籍調(diào)查規(guī)程[S].