李　逵

(安徽省地質測繪技術院，安徽 合肥 230022)

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FME在基礎地理信息數據庫建設中的應用研究

李逵

(安徽省地質測繪技術院，安徽 合肥 230022)

Research on the Application of FME in the Construction of Basic Geographic Information Database

LI Kui

摘要：針對目前形成的大量CAD格式成果數據無法快速建設基礎地理信息數據庫的問題，提出了基于FME轉換系統(tǒng)的完善解決方案，并順利應用于某市基礎地理信息數據庫建設項目中，實現了由CAD格式的數據無損轉換為符合國標規(guī)定的基礎地理信息數據庫，真正意義上解決了異構數據的同化難題，為今后同類項目的建設提供經驗。

關鍵詞：FME；GIS數據庫建設；無損轉換

隨著數字城市的建設和發(fā)展，政府管理部門對基礎地理信息數據尤其是大比例尺基礎地形數據的需求越來越迫切。目前形成的大多數城市基礎地理信息數據都是采用傳統(tǒng)的CAD(*.DWG)格式生產和存儲的，該數據格式在圖形屬性一體化表達、地理要素編碼方式及查詢統(tǒng)計和空間分析能力等方面均存在不足。以GIS作為成果數據管理與應用的平臺目前已成為符合國標規(guī)定的主要手段。原始積累的CAD成果數據無法快速建庫是制約GIS系統(tǒng)深入應用的瓶頸所在。因此，探討和解決如何由原始的CAD成果數據建設城市基礎地理信息數據庫，已成為亟需解決的問題。

由現有的CAD數據實現城市基礎地理信息數據庫建設需要解決以下技術問題：①保持幾何圖形和屬性的無損轉換；②保持分層結構方式和成圖方式的無損轉換，保證數據正確顯示，滿足建庫標準和制圖要求。

本文提出了一套完善的基于FME轉換系統(tǒng)的由原始CAD成果數據到GIS建庫的解決方案，并順利應用于某市基礎地理信息數據庫建設項目中，實現了由CAD格式的空間數據無損轉換為符合國標規(guī)定的基礎地理信息數據庫，真正意義上解決了異構數據的同化難題。

一、數據庫建設

由CAD格式數據建設基礎地理信息數據庫流程包括如下所述步驟。

1. 基礎數據的預處理

主要包括對空間數據圖形和屬性要素的檢查和修改。

(1) 圖形要素檢查

包括地形要素的封閉性檢測、清理重復要素、糾正錯誤的實體元素、對圖形的拓撲關系檢查和修改(是否存在線自相交、懸掛、重疊等情況)、幾何接邊檢查等。

(2) 屬性要素檢查

檢查所有地物要素代碼的準確性；檢查各個圖層的名稱和要素分層是否符合入庫數據標準設計要求；檢查相鄰圖幅要素的屬性。

2. 數據格式轉換

CAD格式數據需轉換為SHP格式的數據后再入庫。數據格式轉換主要有以下方式：①通過數字測圖軟件自帶功能轉換導出數據；②自定義開發(fā)程序實現。第1種方式轉換的結果常常存在數據丟失或無法轉換的情況，第2種方式需要耗費大量精力熟悉底層數據格式和程序接口。筆者通過大量實踐傾向于選擇FME(feature manipulate engine)數據轉換處理系統(tǒng)實現各類CAD及GIS數據格式之間的轉換。

FME是加拿大Safe Software公司開發(fā)的功能強大的空間數據處理轉換軟件，支持200 多種矢量數據和20多種柵格數據，內置200多個數據處理功能(transform)，為進行快速、高質量、多需求的數據轉換提供了高效、可靠的手段。

3. 數據處理、檢查入庫

轉換后的過渡SHP數據需進行處理并檢查無誤后才可入庫，主要包括以下步驟：按數據庫標準整合圖層；對圖形要素的完整性、正確性，拓撲關系正確性，邏輯關系一致性，以及屬性的完整性、正確性,規(guī)范性等檢查；分幅圖形接邊和屬性合并，實現圖形的無縫拼接；數據入庫。具體流程圖如圖1所示。

圖1　由CAD地形圖建設地理信息數據庫的流程

二、某市基礎地理信息數據庫建設實例

1. 數據概況及分析

某市約200 km21∶1000標準圖幅地形圖數據，為CAD數據格式，數據分層規(guī)范，且各要素表達清楚。為了能夠滿足拓撲要求，需要對已有數據進行圖形拓撲方面的檢查和修改。

2. 基礎數據的預處理

1) 所有相鄰圖幅檢查接邊。

2) 檢查數據分層及編碼的正確性，具體包括：點狀要素(如各種獨立符號、植被符號等)要以塊形式存在，不能打碎，使用統(tǒng)一符號庫。線狀要素，對于需要符號化的，要以線型形式存在，保證母線與符號的一致性,要求使用統(tǒng)一線型庫。不能做成打散符號，線與線之間的連接要處理好，不應出現懸掛點、不到邊等現象。面狀要素(如房屋、水系等)必須閉合，不應有懸掛點。各種注記、符號以不壓蓋線狀要素為原則標注，不能打斷線狀地物，如需要打斷表示的，采用CAD中的遮掩技術(“消隱”方式)處理。最終保持線的連續(xù)性為原則，要滿足圖面要求。

3) 數據采集、編輯時應保證線條光滑，嚴格相接，不得自相交或有多余懸掛。

4) 所有數據層在完成最后的編輯、修改后建立正確的拓撲關系，保證地物完整，地物屬性的正確。

3. 成果數據庫圖層設置

按照《基礎地理信息要素分類與代碼》進行對圖形分層操作，數據庫部分圖層分層見表1。

4. 數據格式轉換

經過整理檢查的符合相關技術規(guī)程的基礎數據才能利用FME進行相應的格式轉換操作。

1) 在FME Workbench中創(chuàng)建一個工作工程。

2) 設置數據源CAD文件及選擇圖層，如圖2所示。

3) 設置目標數據文件及設置目標圖層，如圖3所示，以JMD_G(居民地面)層為例。

表1　數據庫部分圖層分層

圖2　選擇數據源圖層

圖3　設置目標圖層

4) 制定由CAD層屬性值至數據庫圖層屬性值的語義映射。通過FME Universal Viewer查看源CAD數據中屬性值的存儲字段，予以開放映射屬性字段端口。以居民地(JMD)層為例，需開放用于存儲類型碼的extended_data{0}.string{0}屬性字段及用于存儲層數的extended_data{0}.real{0}屬性字段，映射至目標圖層的目標字段。如圖4所示。

圖4　語義映射規(guī)則制作

5) 映射文件制定好后即可以執(zhí)行Run Translation轉換。

5. 數據處理、檢查入庫

經轉換后的過渡SHP數據出現的錯誤均應同時修改源CAD數據，保證成果的統(tǒng)一性。檢查無誤后，導入到成果數據庫中。

6. 成果輸出

經實踐證明，數據往往存在錯誤需要修改，且如果數據量較大，這種建庫流程效率更高。通過上述工作在較短時間內就實現了某市約200 km2CAD數據完整無損地轉換為符合國標規(guī)定的基礎地理信息數據庫。經過檢查對比，各圖層的點、線、面、注記均能完整轉換，屬性信息無丟失，實現了異構數據的同化。源CAD格式數據及成果數據庫數據如圖5、圖6所示。

圖5　源CAD數據

圖6　成果數據庫

三、結束語

本文梳理了某市由源CAD數據實現基礎地理信息數據庫建設的流程及要點，并對建庫過程中遇到的實際問題予以分析和解決，解決了異構數據的同化難題，以期為今后同類項目的建設提供經驗。

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中圖分類號：P208

文獻標識碼：B

文章編號：0494-0911(2016)03-0115-03

作者簡介：李逵(1985—)，男，工程師，主要從事地理信息系統(tǒng)應用與研究等方面的工作。

收稿日期：2015-11-03； 修回日期： 2015-11-23

引文格式： 李逵. FME在基礎地理信息數據庫建設中的應用研究[J].測繪通報，2016(3)：115-117.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0101.