基于FME的1:25萬基礎地理信息數據更新檢查工具的設計與實現

連恒 汪露露 高勝 李中源 崔敏 劉勇雷

摘 ?要 ?1：25萬基礎地理信息數據更新過程中，由于原始數據本身存在正確的邏輯問題，加之作業人員更新過程中不可避免的產生偶發錯誤，必將影響數據更新及數據庫建設的正確性及效率。本文將探究基于FME軟件定制模型以輔助單純人工比對更新增量的方法，從而達到快速高質量完成數字地圖產品更新的目標。

關鍵詞 ?FME;數據更新;1：25萬數據庫

中圖分類號： P208 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： In the process of updating 1： 250000 basic geographic information data， due to the correct logical problems of the original data itself and the inevitable error pairs in the process of updating the operators， the correctness and efficiency of data updating and database construction will be affected. This article will explore the method of customizing the model based on FME software to assist the simple manual comparison of update increments， so as to achieve the goal of fast and high-quality updating of digital map products.

Keywords： FME; ?data update; 1： 250000 database

近年來，隨著地理信息事業的飛速發展，數字地圖產品成為國民經濟生產建設中不可或缺的生產資料，然而快節奏的生產建設必然對數字地圖的現勢性提出了更高的要求，小比例尺數字地圖由于涵蓋地域廣、變更要素數據量龐大、拓撲關系復雜等諸多因素，在數據庫更新過程中會產生龐大的工作量，需要投入和消耗大量人力和時間成本，加之更新周期縮短等客觀因素的制約，急需編制一套能夠有效輔助傳統人工作業，降低更新工作量、工作難度且能提高成果質量的檢查、處理工具。

FME是加拿大Safe Software 公司開發的海量空間數據轉換處理系統，是完整的空間ETL（extact transform load）解決方案，可用于讀、寫、儲存和轉換各種空間數據和屬性數據，同時還具有對空間數據進行GIS操作、對屬性數據實現空間化的功能。本文主要使用FME Desktop平臺，基于FME“語義轉換”的概念，通過定制數據集之間的映射，使用要素操作語言，利用其在轉換過程中重構數據的功能，調用空間數據操作函數，實現查找、統計、計算、空間分析、相互運算及構造圖形等功能，輔助實現1：25萬基礎地理信息數據更新生產過程中的數據更新及檢查，并實現檢查結果的快速輸出及定位，提高檢查結果中錯誤類型識別的準確性。

1 ?1：25萬基礎地理信息更新工程

自2012年開始，啟動了1：25萬地形要素數據動態更新工程，主要是以上年度生產的1：25萬地形和制圖一體化存儲數據為更新基礎數據源，以上年度1：50000地形數據庫數據成果為主要更新數據源，利用1：50000地形要素更新增量數據進行要素匹配和變化發現，采用多尺度聯動更新技術方法，將其與上版1：25萬地形要素數據進行要素對比、匹配，完成1：50000地形數據對1：25萬地形要素圖形和屬性的更新[1-2]。更新工作流程見圖1。

2 ?更新數據質量控制要點

目前使用的1：25萬基礎地理信息更新軟件完全能夠滿足該工程的實施需要，但是在更新要素提取、確定、縮編及更新過程中，發現已有軟件針對更新成果的檢查記錄存在不全面、不準確、排查量大等弊病[3]。主要存在以下問題：

（1）無效增量過多。如AGNP、RESP等點狀要素存在位置變化屬性不變、屬性變化位置不變、屬性變化位置也變化、屬性位置都不變等情況，排查量大[4];

（2）更新數據提取不準確。如由于修改LRDL偽節點和未實交產生增量，而該要素實際位置（或位置變化未達到更新指標）和屬性未發生變化;

（3）屬性與要素實體不對應。如AANP，AGNP與實體對應檢查結果不全面、不準確，并且PIPL不能判斷2個名稱以上的實體與地名點的對應情況，導致排查量過大;

（4）原始數據大量錯誤。存在偽節點、懸掛、未實交較多，已有程序檢查結果中沒有進行其與附屬設施關系的分析，真實錯誤排查量大。

3 ?工具開發思路及實現

3.1 排查無效增量

根據AGNP、RESP等點狀要素的變化狀態，通過調用PointOnPointOverlayer（點和點的空間疊加）、PointOnAreaOverlayer（點面疊加）、LineOnLineOverlayer（線線疊加）、Tester（篩選）、AttributeManager（屬性賦值）等模塊對原始數據及更新數據進行比對分析，識別屬性及位置的變化狀態，提取變化要素并輸出。轉換器如圖2所示。

3.2 提取更新數據

針對原始25萬基礎地理信息數據中的某一線狀要素層建立緩沖區，調用Tester（篩選）、LineOnAreaOverlayer（線面疊加）、LineCombiner（線連接）、LengthCalculator（線長度計算）等模塊，將其屬性與所屬面建立空間關聯，通過屬性對比篩選出屬性變化要素，并創建結果要素，導出更新數據。轉換器如圖3所示。

3.3 屬性與要素實體比對

將25萬基礎地理信息數據庫中的AANP、AGNP等要素與實體進行關聯，調用Tester（篩選）、PointOnLineOverlayer（點線疊加）、PointOnAreaOverlayer（點面疊加）、PointOnPointOverlayer（點點疊加）、TestFilter（按屬性分類）、GeometryFilter（按幾何類型分類）、AttributeSplitter（屬性分隔）、AttributeManager（高級屬性計算）等模塊，進行點面、線面要素屬性一致性比對分析，提取不一致要素并輸出。轉換器如圖4所示。

3.4 原始數據檢查工具

原始數據中存在大量的偽節點、懸掛、未實交等情況，通過提取首末點，調用CoordinateExtractor（坐標點屬性提取）、VertexCreator（生成坐標點）、Tester（篩選）、PointOnPointOverlayer（點點疊加）、AttributeManager（高級屬性計算）等模塊，將所有點進行空點疊加，篩選出沒有重復的點，對點要素建立緩沖區并與原始的線、面建立空間關聯，未關聯上的判斷為合理懸掛，關聯上的判斷為不合理懸掛，并輸出不合理懸掛要素。轉換器如圖5所示。

由于檢查涉及較多的數據要素層，可以將功能相同的轉換器組合成一個復合轉換器，減少模板負荷，最終模型如圖6。

4 ?工程應用測試

2012年國家測繪地理信息局啟動了1：25萬數據庫聯動更新工作，用時兩年時間完成。并同步完成了1：25萬制圖數據庫，形成圖庫一體的數據管理模式。隨后每年度開展動態更新工作，應用上述設計成果，在2017年度更新工作中選取不同數據量的圖幅進行了工具測試，經對結果進行分析，數據分析用時、效率、準確性大大提高，常規作業模式效率為1000條/人.天，而使用工具在數小時即完成數據排查、提取工作，數據量分析見表1。

5 ?結語

1：25萬基礎地理信息數據更新檢查工具開發的目的是彌補現有建庫軟件檢查結果的不足，根據作業需求通過工具的開發拓展現有的功能，實現檢查結果的準確性，減少人工排查的工作量，提高工作效率。通過該工具在生產過程中的應用，檢驗了該工具的可靠性，達到了設計的目的。在工具設計及實現的過程中，仍發現存在諸多不足，不能滿足所有要素的檢查需要。但是，該工具可根據生產需要繼續擴展和開發[5-6]。

參考文獻/References

[1] 劉建軍，李雪梅，張元杰等. 《國家 1 ∶ 25 萬基礎地理信息數據庫聯動更新技術設計與工程應用》[J].測繪通報，2016（ 4） .

[2] 孫延梅.《淺談基于 Arc GIS9.3 的 1：25 萬現狀圖縮編》[J].測試工具與解決方案，2014.8.

[3] 閆會杰，王海燕，冉隆思.《淺談國家 1∶25 萬地形圖更新制圖數據制作中的幾個技術問題》[J].測繪技術裝備.2017年第1期.

[4] 鐘全保，付麗華，竇振華.《基于35技術的1：25萬地形數據庫更新》[J].測繪技術裝備.2013年第3期.

[5] 倪軍波.《1_25萬數據庫更新研究》[A].山東科技大學， 2005.

[6] 池淑文，張淑梅.《基于ARC江NFO與ERDAS的寧夏1：25萬地理信息數據庫的更新》[J].測繪技術裝備. 2013年增刊.