2020FME博客大赛——基于FME在国土空间规划成果质检中的应用与探讨

作者:暂时匿名,评选结果公布后更新

摘要:国土空间规划工作任务重、时间紧、要求高,同时存在海量的基础数据与规划成果,由于空间基准不一、数据标准不一、编制方式不一、成果质量不一,导致海量数据相对孤立、数据整合任务繁重、数据质量难以控制,极大阻碍了自然资源“一张图”的建设。

FME是一款空间数据处理系统,基于OpenGIS组织提出的“语义转换”理念,提供在转换过程中重构数据的能力,支持350多种数据格式的转换。FME可广泛应用于数据格式转换、坐标转换、成果质检、数据入库与动态更新等领域。FME软件的应用使得上述难题迎刃而解。

本文以国土空间规划成果质量控制为出发点,探讨FME在国土空间规划成果质检中的应用,希望可以抛砖引玉,让更多的人认识到FME在处理数据中的便利与强大。

一、前言

依据《自然资源部信息化建设总体方案》,需立足已有基础,协调相关数据标准,整合各类自然资源和国土空间数据,形成统一的自然资源“一张图”,实现各单位部门的数据互通,通过三调、国土空间规划、基础测绘等专项工作,不断提高“一张图”数据的准确性和完整性,利用数据相互印证的方法,提升数据质量。依据《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》,到2020年,初步形成全国国土空间开发保护“一张图”。依据《关于开展国土空间规划“一张图”建设和现状评估工作的通知》,应及时将批准的规划成果向本级平台入库并向国家级平台汇交。

要建立自然资源“一张图”,数据质量尤为关键,质量检查软件的设计与应用也变得尤为重要。

二、质检分类

参照自然资源数据标准,制定相对科学、合理的数据质量检查规则,如图1所示。

                                           图1 国土空间规划成果质检规则与软件设计

 

三、实现思路

大部分质检项可通过对比标准数据来实现,针对不同类型的检查数据,选择对应的标准数据模版,通过数据之间的对比分析,查找检查成果与标准数据之间的差异,达到质量检查的目的。该思路便于制定通用的质检模版,只需要更改标准数据模版,即可实现不同规划成果的质检。

质检项众多,需要将质检项检查结果导入数据库表单,再依据坐标信息进行矢量化,将结果以标注形式附加到原检查文件指定位置。数据库表单设计如下:

质检结果表单设计

COLUMN_NAME

DATA_TYPE

COLUMN_ID

COMMENTS

FILENAME

VARCHAR2(50 BYTE)

1

文件名称

NUMB

VARCHAR2(10 BYTE)

2

序号

CHECKID

VARCHAR2(10 BYTE)

3

检查项编码

CHECKNAMEMID

VARCHAR2(50 BYTE)

4

中类检查项名称

CHECKNAME

VARCHAR2(50 BYTE)

5

小类检查项名称

PROBNAME

VARCHAR2(50 BYTE)

6

问题描述

HANDLE

VARCHAR2(20 BYTE)

7

句柄

LAYER

VARCHAR2(50 BYTE)

8

所在图层

RESULT

NUMBER(38,0)

9

0为无错误1、2、3为错误等级

LOCATION

VARCHAR2(50 BYTE)

10

所在位置xy

OTHER

VARCHAR2(200 BYTE)

11

备注

总体实现思路如下图所示:

                                                                   图2实现思路

四、部分模版介绍

4.1目录结构规范性

a、读模块为Directory and File Pathnames格式,增加自定义用户参数,根据此参数,动态选择读模块源,读取不同质检方案对应的标准模版数据。

b、Path Filter设置为*表示读取该文件夹所有文件及目录;设置为*.*表示读取该文件所有文件;设置为**/表示递归子文件夹;可尝试组合使用。根据需要也可将Allowed Path Type选择为目录、文件或任何。

c、通过FeatureMerger转换器,对比相应的属性(比如path_filename),可实现检查数据与标准数据的比对。

d、计数、属性赋值后可写入本地表格或数据库对应表单,写模块分别设置为Microsoft Excel与Oracle Non-spatial。

 

                                   

                                                                      图3 目录结构规范性检查模板

               

                                                   图4 空间规划数据库成果汇交目录标准结构

 

4.2碎线碎面检测

①、首先需要读取数据库中当前用户设置的碎线、碎面最大值参数,并设置为全局变量。

②、读取质检数据,计算线的长度、面的面积,并与最大值参数进行比较,小于该参数的要素信息输出至数据库对应表单。

                                                                    图5 线碎面检测模版

4.3伪节点检查

FME有转换器商店,里面有大量的转换器可使用,节约了开发者的时间成本。该质检项通过使用商店中的PolylineAnalyzer转换器,可以计算各节点的夹角,判断夹角是否在180°左右,可快速挑选出数据中的伪节点。

                                                                       图6 伪节点检查模版

4.4冗余点检测

当折线上某点附近存在两个点号不同的顶点,且两个顶点之间的距离小于或等于容限值0.1个(或自定该值)制图单位时,该点为冗余点,可自动处理,删除其中一个。

①、理论上曲线内不存在冗余点,首先利用ArcStroker将曲线设置为一段线段,模式选择为Number of Interpolated Edges,参数设置为1。

②、利用Chopper将线、面要素按节点转为两个节点的线段,模式设置为By Vertex,Maximum Vertices设置为2。

③、通过计算线段长度,将小于指定值的线段筛选出来,再次使用Chopper将线段转为点,转换后的点即为冗余点,可根据需求选择是否删除其中一个冗余点。

                                                               图7 冗余点检测检测模版

                                                           图8  ArcStroker转换器参数设置

                                                            图9  Chopper转换器参数设置

4.5块基点位置检测

①、筛选出插入块,根据块序号使用Aggregator进行聚合,使用BoundingBoxAccumulator、CenterPointReplacer计算块整体外接矩形与中心点,通过判断插入点与中心点是否一致判断块基点是否在块中心。

②、使用Clipper判断块插入点是否在地块内,推荐使用PointOnAreaOverlayer来判断,也可使用SpatialRelator确定要素之间的拓扑(空间)关系,这也说明FME在数据处理过程中的灵活性。

                                                                    图10  块基点位置检测模版

 

4.6质检结果整合、矢量化

待所有质检项检查完毕,检查信息存入数据库表单,需要运行整合与矢量化模版,读取表单信息,将含有坐标的检查结果矢量化,针对不含有坐标信息的检查结果,进行动态赋坐标值,矢量化后显示在成果图固定区域(如右上角)。

标注信息可根据具体要求来确定,比如可以将问题描述、所在图层、对应Handle值作为标注。标注所在图层名可设置为中类检查项,便于在CAD中通过图层快速定位到错误位置。

                                                        图11  质检结果整合、矢量化模版

五、成果展示

①、质检模版不改变原有检查数据,所有检查结果信息以标注形式增加在数据对应位置或指定区域。

                                                    图12  质检结果(cad数据)-指定位置

                                                           图13  质检结果(cad数据)-指定区域

②、将质检检查信息汇总至表格,可供数据编制人员检查使用。

                                                               图14  质检结果(excel表格)

 

③、对质检信息进行统计分析,生成质检报告。

                                                      图15  质检报告(doc文档)

④、质检通过后,可利用FME将CAD数据转换为GIS数据,可利用FME将数据录入SDE数据库,也可利用FME实现数据库的动态更新与维护。

六、结语

作者从事国土空间规划数据处理工作,接触FME软件以来,愈加感受到FME功能的易用、灵活与强大。由于作者能力有限,加之国土空间规划为新生事物,对其理解可能不够深刻,文中难免有一些错误和不足,欢迎各位技术达人指正与交流。

 

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