基于FME的道路懸掛節(jié)點數(shù)據(jù)提取技術(shù)

封殿波，張艷娜

(1.山東省國土測繪院，山東 濟南 250102;2.山東省扶貧發(fā)展中心，山東 濟南 250000)

0 引 言

地理框架數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心，地理框架數(shù)據(jù)中的道路數(shù)據(jù)又是重中之重。道路數(shù)據(jù)更新完成后需要進行拓撲處理，將道路數(shù)據(jù)連成道路網(wǎng)絡(luò)，只有這樣才能用該道路數(shù)據(jù)進行連通性等相關(guān)后續(xù)分析。尤其當不同比例尺數(shù)據(jù)融合以及新增鄉(xiāng)村道路的時候，由于不同比例尺數(shù)據(jù)的精度不同，道路數(shù)據(jù)的拓撲檢查結(jié)果錯誤數(shù)量非常大，生產(chǎn)規(guī)范對道路等線狀地物有較高要求，人工“掃屏”方式處理道路懸掛節(jié)點工作量巨大。本文提出一種利用FME軟件批量處理并篩選出道路懸掛節(jié)點，可直接定位到需要拓撲修改的位置進行數(shù)據(jù)修改的解決方案。

1 FME簡介

FME(Feature Manipulate Engineering，簡稱FME)是加拿大Safe Software公司開發(fā)的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng)，它是完整的空間ETL解決方案。該方案基于OpenGIS組織提出的新的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換理念“語義轉(zhuǎn)換”，通過提供在轉(zhuǎn)換過程中重構(gòu)數(shù)據(jù)的功能，實現(xiàn)了超過250種不同空間數(shù)據(jù)格式(模型)之間的轉(zhuǎn)換，具有工作流定制簡便、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換可視化、后臺運行自動化、工作空間和模板可重復利用等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于道路連通性檢查與檢測[1-3]、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換[4-5]、地圖制圖、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查等領(lǐng)域。FME主要由Universal Translator、Universal Viewer和FME Workbench 3部分組成。

2 道路懸掛節(jié)點提取模型

道路懸掛節(jié)點提取模型是利用FME建立的將道路線數(shù)據(jù)和道路節(jié)點數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)輸入，道路懸掛節(jié)點作為數(shù)據(jù)輸出的數(shù)據(jù)處理模型(圖1)。它能利用距離搜索功能檢查道路節(jié)點周圍有無道路線。根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗，設(shè)定0.01 m和25 m兩個搜索閾值。若該道路節(jié)點周圍25 m范圍內(nèi)僅有一條道路線，則該節(jié)點為正常道路端點。若該道路節(jié)點周圍0.01 m至25 m范圍內(nèi)有多條道路線，則該節(jié)點為道路懸掛節(jié)點，需要后續(xù)進行相關(guān)編輯處理。

圖1 道路懸掛節(jié)點提取模型

該模型主要由以下3個部分組成：

(1)處理道路節(jié)點數(shù)據(jù)：輸入道路起始點數(shù)據(jù)，利用AttributeKeeper轉(zhuǎn)換器去除道路屬性數(shù)據(jù)，僅利用其空間數(shù)據(jù)進行空間分析，然后利用Coordinatractor轉(zhuǎn)換器提取道路節(jié)點的X坐標和Y坐標，利用AttributeRounder轉(zhuǎn)換器將X坐標和Y坐標四舍五入取舍到0.1 m，接著用DuplicateRemover轉(zhuǎn)換器去除重復的坐標點。

(2)處理道路線數(shù)據(jù)：輸入道路線數(shù)據(jù)，利用AttributeKeeper轉(zhuǎn)換器去除道路屬性數(shù)據(jù)，僅利用其空間數(shù)據(jù)進行空間分析。

(3)進行數(shù)據(jù)計算：經(jīng)過AttributeKeeper轉(zhuǎn)換器、CoordinateExtractor轉(zhuǎn)換器、AttributeRounder轉(zhuǎn)換器和DuplicateRemover轉(zhuǎn)換器處理后的道路節(jié)點數(shù)據(jù)和經(jīng)過AttributeKeeper轉(zhuǎn)換器，將處理后的數(shù)據(jù)導入PointOnLineOverlay轉(zhuǎn)換器，設(shè)置容差即搜索距離。

3 應(yīng)用案例

在山東省1∶10 000基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)中提取道路中心線數(shù)據(jù)，利用ArcGIS軟件中的拓撲功能將待處理道路線數(shù)據(jù)打斷，并提取道路節(jié)點數(shù)據(jù)，得到包含道路線數(shù)據(jù)和道路節(jié)點數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集。將上述道路線數(shù)據(jù)和道路節(jié)點數(shù)據(jù)輸入道路懸掛節(jié)點提取模型，得到需要拓撲處理的道路懸掛節(jié)點數(shù)據(jù)，結(jié)合遙感影像進行拓撲數(shù)據(jù)修改。疑似懸掛核查位置如圖2所示。

圖2 疑似懸掛核查位置

通過實踐，山東省400萬條道路數(shù)據(jù)，經(jīng)過更新、不同比例尺數(shù)據(jù)融合，查找出需要修改核查的位置為1萬條左右，與用ArcGIS排查出來的30萬條數(shù)據(jù)量相比，只有其處理前的1/10到1/15。該方法可以將由原來十幾個人兩個月人工“掃屏”方式修改數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)修改不徹底的情況，變成現(xiàn)在的兩個人較短時間內(nèi)“精準”徹底修改數(shù)據(jù)，工作量由300工天減少到10～20工天，工作效率提高了20倍左右。在海量數(shù)據(jù)處理中應(yīng)用十分廣泛，能夠從數(shù)百萬條數(shù)據(jù)中選擇出待修改的目標數(shù)據(jù)，減少了工作量，大大提高了工作效率。

4 結(jié) 語

利用FME強大的數(shù)據(jù)處理能力，能夠按照距離進行懸掛點查找，直接定位到需要修改數(shù)據(jù)的位置，將重復性的、有規(guī)律的檢查工作交給計算機，減少人工檢查的工作量，提高檢查效率。經(jīng)過處理，可按照距離進行懸掛點查找，能夠直接定位到需要修改數(shù)據(jù)的準確位置，快速進行數(shù)據(jù)修改處理。

隨著立體交通的發(fā)展，道路拓撲日漸復雜，鐵路與公路、高架路與普通路之間的拓撲不連通，該道路懸掛節(jié)點提取模型需要在工作中逐步完善。