FME在GIS數據處理中的應用

朱典潞

(鎮江市勘察測繪研究院，江蘇 鎮江 212000)

1 引 言

FME具有無與倫比的空間格式支持，500多個先進的數據處理工具，龐大的坐標系庫和內置自動化操作，使之成為全球領先的數據整合平臺。FME為數據流提供動力，使用FME完成數據在不同平臺間的轉換和流動，可以讓數據發揮最大價值。FME將全部數據和應用程序連接在一起，包含幾百種不同的格式，含有靈活高級數據轉換工具、可定制自動化的工作流等，提供可視化界面操作，幫助用戶消除數據孤島[1]。用戶可以通過轉換器的任意組合執行特定的數據處理任務，得到符合目標要求的數據。

GIS數據處理有時候會涉及多個軟件，各種煩瑣的操作步驟，在數據管理，流程化定制及數據維護方面存在很大的不足，而FME基于轉換器組合執行的定制化任務工作流，省去數據在多個軟件間進行導入導出、轉換等操作步驟，可以有效地縮短GIS數據處理的時間，大大提高作業效率。實時化的成果導出預覽，可快速檢查數據輸出的有效性及正確性，如果不滿意可及時調整工作流的作業方案，得到符合用戶需求的最終成果。

2 FME在GIS數據處理中的應用

2.1 坐標轉換

國內常用的坐標系統有CGCS2000、WGS1984、Beijing54、Xian80、地方自定義坐標系等，GIS數據生產中經常需要將數據從一個坐標系變換到另一個坐標系[2]。使用專業的GIS軟件可以對GIS格式數據的進行坐標轉換，但對于涉及大批量、多坐標系統、目標數據格式變化等轉換操作的支持性較差，轉換效率不高。對于CAD格式的數據，由于CAD制圖軟件本身沒有坐標系的定義，使得CAD與CAD數據、CAD與GIS數據在不同坐標系統下的轉換變得較為復雜，如CAD數據通常要先轉為GIS格式(shp、mdb、gdb等)，再通過ArcGIS等軟件實現GIS數據之間的坐標轉換，而CAD數據很容易丟失線型、顏色、附加屬性等信息，難以實現無損轉換。FME軟件可以方便地讀取CAD、GIS格式的數據并記錄相應屬性信息，借助于“EsriReprojector”[3]轉換器，用戶通過定義源坐標系、目標坐標系及地理轉換名稱(Arcgis投影工具中“創建自定義地理變換”，使用“coordinate frame”方法定義兩個坐標系統之間的變換參數即坐標投影7參數)，可實現CAD、GIS數據在不同坐標系統下的轉換。如鎮江坐標系CAD轉2000坐標系CAD，坐標轉換模板及相關參數設置如圖1、圖2所示：

圖1 FME坐標轉換模板

圖2 EsriReprojector參數設置

2.2 影像裁剪

GIS相關的影像裁剪工作大多通過ArcGIS、Erdas等軟件來進行，其中的操作步驟卻較為煩瑣，執行效率也不是太高。針對工作中常用的影像裁剪工作，制定了一套FME影像裁剪模板，通過項目測試驗證，執行的時間明顯減少，維護成本也大大降低。影像裁剪模板如圖3所示：

圖3 FME影像裁剪模板

使用說明：源dwg文件含500圖幅裁剪框及500圖幅編號，通過“SpatialRelator”[3]轉換器建立空間連接，在圖幅框上掛接圖幅編號屬性，經“AttributeManager”[3]轉換器重命名得到“ClipNum”(裁剪圖幅編號)，利用“Clipper”[3]轉換器實現影像的批量裁剪，最后利用“RasterResampler”[3]轉換器進行分幅影像的重采樣指定分幅影像的像元大小或像素尺寸。“Clipper”轉換器參數設置注意勾選合并屬性，目標文件輸出分幅影像名稱指定“yx2020_ClipNum”(前綴+裁剪編號)。關鍵參數設置及裁剪結果如圖4、圖5所示：

圖4 影像裁剪模板關鍵參數設置

圖5 影像裁剪模板分幅裁剪影像

2.3 數據入庫

數據建庫中經常有以CAD、Excel等數據為數據源建立GIS數據庫。以危房調查項目為例，講解一下由CAD、Excel表生成危房調查數據庫的FME建庫模板。經資料搜集，外業調查，整理CAD及Excel，最終CAD含兩個圖層，“危房調查-更新”(閉合多線段，此圖層為面狀要素)，“危房調查-注記”(注記，此圖層為點狀要素)；Excel表屬性字段主要有FID、所屬街道、社區、社區編號、房屋地址等，需要注意的是用于掛接屬性的CAD中“危房調查-注記”圖層標注注記坐下角角點坐標需位于“危房調查-更新”內部，以便使用“SptialRelator”[3]轉換器的空間連接功能在危房調查面狀要素中掛接注記屬性。Excel表中“房屋地址”字段與掛接后的危房調查面一一對應。通過，通過“FeatureMerger”[3]轉換器實現面狀要素和Excel屬性表掛接，最終完成數據庫的建庫工作。具體的CAD、Excel目錄、FME建庫模板及最終建庫成果如圖6～圖9所示：

圖6 CAD數據目錄

圖7 Excel數據目錄

圖8 FME建庫模板

圖9 ArcGIS建庫成果

2.4 屬性標注

為了便于圖形編輯和對照檢查，有時候需要將gdb數據庫中某些要素類及其屬性字段展出顯示到CAD中，而借助于FME建立相應的模板可以很好地滿足此類需求。有如圖10的gdb，里面含有諸多要素類“DM”“DM0624”“點”“新編號”等。如需顯示要素類“新編號”(屬性：“地塊編號”“規劃用地性質”)、“DM0624”(屬性：“用地代碼”“用地面積”)展注記于CAD，可建立FME模板進行轉換。gdb要素類名稱在FME中的字段為“fme_feature_type”需單獨勾選，Excel表建立“選取要素類”“顯示字段1”“顯示字段2”字段并添加相關字段值。數據庫要素類、FME模板及最終成果如圖10～圖13所示：

圖10 gdb要素類及需顯示屬性字段

圖11 gdb轉dwg顯示屬性FME模板

圖12 gdb及Excel表相關設置

圖13 gdb轉dwg帶屬性注記成果

3 結 語

FME具有模塊化、可視化等優點，可以根據用戶的不同需求，對處理方式、處理過程進行自主組合[4]，可以為GIS數據處理提供快速、靈活、直觀、適應性強的解決方案。FME向用戶提供了比同類GIS軟件更加強大的操作靈活性與自由度，為用戶的技術處理思路提供了無限可能[5]。基于FME軟件技術的創新能在各行各業發揮高效應用價值，通過創新技術手段快速轉變為生產力[6]。FME在諸多領域和行業都有著廣泛的應用，如國土空間規劃平臺建設、自然資源空間數據融合、測繪數據質檢與入庫、互聯網數據采集與分析、人工智能影像解譯等。

本文列舉了FME軟件在GIS數據處理中的一些常見應用，可以發現FME在GIS數據處理中具有明顯的優勢。流程化作業、可視化預覽、零代碼維護、實時性更新、多源數據集成等特點使得FME在提高GIS數據處理作業效率及成果質量、降低數據維護更新成本等方面發揮重要作用。利用FME軟件進行技術的創新和探索，能為各種項目提供快速的數據分析、統計及輸出，規避因大量人工參與而導致的效率低且易錯遺漏等問題，有效解決人工重復、煩瑣的數據處理、比對分析及錄入輸出等過程，能大大提高作業人員的工作效率，節省寶貴的時間和人工成本[6]。

由于工作方面的研究和探索，在地形圖坐標轉換、電子地圖數據庫生產與更新、管線數據庫入庫、居民地多圖幅拼接融合、多比例尺系列圖幅接合表自動生成、無人機數據處理等諸多方面都有FME的相關應用，由于篇幅原因不再一一展開。FME已成為我工作中一個不可多得的助手和伙伴。希望借助此篇文章推廣一下神奇的FME，相信你的數據世界有了FME的幫助會有不一樣的驚喜和精彩。