FME在基础地理信息数据库建设中的应用研究

2016-05-06 05:27李逵

测绘通报 2016年3期

李　逵

(安徽省地质测绘技术院，安徽合肥 230022)

李逵

(安徽省地质测绘技术院，安徽合肥 230022)

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

LI Kui

摘要：针对目前形成的大量CAD格式成果数据无法快速建设基础地理信息数据库的问题，提出了基于FME转换系统的完善解决方案，并顺利应用于某市基础地理信息数据库建设项目中，实现了由CAD格式的数据无损转换为符合国标规定的基础地理信息数据库，真正意义上解决了异构数据的同化难题，为今后同类项目的建设提供经验。

关键词：FME；GIS数据库建设；无损转换

随着数字城市的建设和发展，政府管理部门对基础地理信息数据尤其是大比例尺基础地形数据的需求越来越迫切。目前形成的大多数城市基础地理信息数据都是采用传统的CAD(*.DWG)格式生产和存储的，该数据格式在图形属性一体化表达、地理要素编码方式及查询统计和空间分析能力等方面均存在不足。以GIS作为成果数据管理与应用的平台目前已成为符合国标规定的主要手段。原始积累的CAD成果数据无法快速建库是制约GIS系统深入应用的瓶颈所在。因此，探讨和解决如何由原始的CAD成果数据建设城市基础地理信息数据库，已成为亟需解决的问题。

由现有的CAD数据实现城市基础地理信息数据库建设需要解决以下技术问题：①保持几何图形和属性的无损转换；②保持分层结构方式和成图方式的无损转换，保证数据正确显示，满足建库标准和制图要求。

本文提出了一套完善的基于FME转换系统的由原始CAD成果数据到GIS建库的解决方案，并顺利应用于某市基础地理信息数据库建设项目中，实现了由CAD格式的空间数据无损转换为符合国标规定的基础地理信息数据库，真正意义上解决了异构数据的同化难题。

一、数据库建设

由CAD格式数据建设基础地理信息数据库流程包括如下所述步骤。

1. 基础数据的预处理

主要包括对空间数据图形和属性要素的检查和修改。

(1) 图形要素检查

包括地形要素的封闭性检测、清理重复要素、纠正错误的实体元素、对图形的拓扑关系检查和修改(是否存在线自相交、悬挂、重叠等情况)、几何接边检查等。

(2) 属性要素检查

检查所有地物要素代码的准确性；检查各个图层的名称和要素分层是否符合入库数据标准设计要求；检查相邻图幅要素的属性。

2. 数据格式转换

CAD格式数据需转换为SHP格式的数据后再入库。数据格式转换主要有以下方式：①通过数字测图软件自带功能转换导出数据；②自定义开发程序实现。第1种方式转换的结果常常存在数据丢失或无法转换的情况，第2种方式需要耗费大量精力熟悉底层数据格式和程序接口。笔者通过大量实践倾向于选择FME(feature manipulate engine)数据转换处理系统实现各类CAD及GIS数据格式之间的转换。

FME是加拿大Safe Software公司开发的功能强大的空间数据处理转换软件，支持200 多种矢量数据和20多种栅格数据，内置200多个数据处理功能(transform)，为进行快速、高质量、多需求的数据转换提供了高效、可靠的手段。

3. 数据处理、检查入库

转换后的过渡SHP数据需进行处理并检查无误后才可入库，主要包括以下步骤：按数据库标准整合图层；对图形要素的完整性、正确性，拓扑关系正确性，逻辑关系一致性，以及属性的完整性、正确性,规范性等检查；分幅图形接边和属性合并，实现图形的无缝拼接；数据入库。具体流程图如图1所示。

图1　由CAD地形图建设地理信息数据库的流程

二、某市基础地理信息数据库建设实例

1. 数据概况及分析

某市约200 km21∶1000标准图幅地形图数据，为CAD数据格式，数据分层规范，且各要素表达清楚。为了能够满足拓扑要求，需要对已有数据进行图形拓扑方面的检查和修改。

2. 基础数据的预处理

1) 所有相邻图幅检查接边。

2) 检查数据分层及编码的正确性，具体包括：点状要素(如各种独立符号、植被符号等)要以块形式存在，不能打碎，使用统一符号库。线状要素，对于需要符号化的，要以线型形式存在，保证母线与符号的一致性,要求使用统一线型库。不能做成打散符号，线与线之间的连接要处理好，不应出现悬挂点、不到边等现象。面状要素(如房屋、水系等)必须闭合，不应有悬挂点。各种注记、符号以不压盖线状要素为原则标注，不能打断线状地物，如需要打断表示的，采用CAD中的遮掩技术(“消隐”方式)处理。最终保持线的连续性为原则，要满足图面要求。

3) 数据采集、编辑时应保证线条光滑，严格相接，不得自相交或有多余悬挂。

4) 所有数据层在完成最后的编辑、修改后建立正确的拓扑关系，保证地物完整，地物属性的正确。

3. 成果数据库图层设置

按照《基础地理信息要素分类与代码》进行对图形分层操作，数据库部分图层分层见表1。

4. 数据格式转换

经过整理检查的符合相关技术规程的基础数据才能利用FME进行相应的格式转换操作。

1) 在FME Workbench中创建一个工作工程。

2) 设置数据源CAD文件及选择图层，如图2所示。

3) 设置目标数据文件及设置目标图层，如图3所示，以JMD_G(居民地面)层为例。

表1　数据库部分图层分层

图2　选择数据源图层

图3　设置目标图层

4) 制定由CAD层属性值至数据库图层属性值的语义映射。通过FME Universal Viewer查看源CAD数据中属性值的存储字段，予以开放映射属性字段端口。以居民地(JMD)层为例，需开放用于存储类型码的extended_data{0}.string{0}属性字段及用于存储层数的extended_data{0}.real{0}属性字段，映射至目标图层的目标字段。如图4所示。

图4　语义映射规则制作

5) 映射文件制定好后即可以执行Run Translation转换。

5. 数据处理、检查入库

经转换后的过渡SHP数据出现的错误均应同时修改源CAD数据，保证成果的统一性。检查无误后，导入到成果数据库中。

6. 成果输出

经实践证明，数据往往存在错误需要修改，且如果数据量较大，这种建库流程效率更高。通过上述工作在较短时间内就实现了某市约200 km2CAD数据完整无损地转换为符合国标规定的基础地理信息数据库。经过检查对比，各图层的点、线、面、注记均能完整转换，属性信息无丢失，实现了异构数据的同化。源CAD格式数据及成果数据库数据如图5、图6所示。