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基于FME的地下市政基础设施普查成果转换方法研究.pdf
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1、第4 6卷第4期2 0 2 3年7月现 代 测 绘M o d e r nS u r v e y i n ga n dM a p p i n gV o l.4 6,J u l.,2 0 2 3 项目来源:浙江省自然资源厅2 0 2 2年度科技项目(2 0 2 2-5 8)第一作者简介:欧念坤,高级工程师,研究方向为地下空间设施数据采集及信息化应用。基于F M E的地下市政基础设施普查成果转换方法研究欧念坤1,刘 烜1,张同全2(1.浙江省测绘科学技术研究院,浙江 杭州3 1 0 0 0 0;2.浙江省国土勘测规划有限公司杭州分公司,浙江 杭州3 1 0 0 0 0)摘 要 针对地下市政基础设施外
2、业采集成果以非空间表单数据为主,与浙江省城市地下市政基础设施空间数据库在数据结构、属性表达、要素类别等方面存在较大差异的问题,总结了一种普查成果标准化转换的方法,利用该方法编制的转换软件实现了地下市政基础设施普查成果到浙江省城市地下市政基础设施标准数据库的无缝转换,并对转换后的数据进行了检查评估。结果显示,本文所采用的转换方法良好,大幅压缩了建库时间、提高了工作效率,避免了对空间数据库的操作,既满足了外业人员按传统方式进行作业的需要,又实现了标准数据库快速建库的技术要求。关键词 FME;地下市政基础设施;地下空间数据库;地下管线中图分类号:P 2 0 8 文献标志码:A 文章编号:1 6 7
3、2-4 0 9 7(2 0 2 3)0 4-0 0 4 8-0 50 引 言城市地下市政基础设施是城市运行的生命线,事关城市安全运行、开发规划和高质量发展等诸多城市管理工作,2 0 2 0年1 2月3 0日,住房和城乡建设部印发 关于加强城市地下市政基础设施建设的指导意见,提出到2 0 2 3年底前,基本完成城市市政基础设施普查,建立和完善城市市政基础设施综合管理信息平台。2 0 2 1年6月,浙江省自然资源厅、浙江省住房和城乡建设厅联合印发 浙江省地下城市市政基础设施建设实施方案,并发布相关普查技术规程及数据库建设规范,标志着浙江省城市地下市政基础设施普查工作正式启动。相对于 城市地下管线探
4、测技术规程C J J 6 1-2 0 1 7对成果格式的要求,浙江省城市地下市政基础设施数据库规范(以下简称省标库)要求采集对象多、调查内容广,并且明确了最终成果为G D B格式空间数据库。而目前外业生产大多基于MD B进行非空间数据采集并进行C A D成图的作业模式。针对这种情况,为了让外业作业人员采用熟悉的方式完成数据采集,内业作业人员根据采集成果快速建库,建立起内外业工作之间的桥梁,本文讨论了基于FME实现常规MD B数据库到省标G D B空间数据库快速转换的思路和方法1-2。1 数据库库体差异和建库要求1.1 常规生产数据与省标成果数据的差异(1)生产数据格式为A c c e s sM
5、D B表单数据,系非空间数据,按不同管线类别建立点线表来记录设施属性(如给水管线:点表名称J S_P O I NT、线表名称J S_L I N E)。其中,管线点表包含物探点号、X坐标、Y坐标、高程、特征、附属物、井盖材质及规格、井脖及井室规格、权属单位、建设年代、所在位置等内容;线表包含起终点号、管径、材质、埋设方式、电压、孔数、根数、流向、权属单位、建设年代、所在位置等字段1。(2)省标库中涉及地下管线设施共5类,分别是管线设施点G X S S P T、管线设施线G X S S L N、管线设施面G X S S P Y、窨井点G X Y J P T、管线附属设施线G X F S L N,其
6、中管线设施点表包含1 3项属性、窨井点表包含2 8项属性、管线设施线表包含6 4项属性,涵盖了空间信息(含坐标、位置等几何属性)、技术信息(包括设计压力、输送介质、线缆条数等)、管理信息(包括运管、建设、勘察、设计单位等)3类信息。(3)省标库不按管线类别分层建库,其中,管线设施点、窨井点对应MD B库的点表。管线及附属设施线对应MD B库的线表,管线设施面G X S S P Y、管线附属设施线G X F S L N用于表示地下管廊及窨井轮廓等设施。1.2 常规生产数据的优缺点MD B作为常规生产数据库,常用的处理软件多是基于MD B+C A D二次开发模式。采用属性表记录外业采集的信息,数据
7、录入方便,无论是采用外业草图模式还是移动A P P采集模式都能够快速的录入或导入到MD B数据库中;再通过桌面处理软件进行MD B数据库逻辑查错、编辑修改,能方便有效地实现地下管线数据采集工作。处理软件一般基于C A D二次开发,采用MD B数据库记录地下管线的属性信息,通过MD B点表的X、Y坐标信息及特征、附属物名称生成对应的点符号及位置,线表的起点点号、终点点号画线。图属分离,不便于后期管理及维护。MD B生产数据是非空间数据,对于管线的表达是通过起终点编号与对应点表建立逻辑关系,成图过程中通过调用点表坐标来建立图形,无法表达面状要素,不适合地下停车场等空间面状信息。省标数据库规范成果是
8、E S R IG D B数据,是空间数据库格式,图属一体,易于管理和维护,在空间查询、分析等数据应用方面优势明显,能实现数据在各种场景中的应用。MD B生产数据和G D B成果数据的特点如表1所示。表1 数据成果特点对照表生产MD B库省标G D B库图层类别管线按管线类别分层表达不区分类别,按要素几何类型统一图层字段结构纯属性字段包含属性及矢量字段要素编码无1 0位标准编码格式坐标系统C G C S 2 0 0 0C G S C 2 0 0 0数据组织点、线属性表点、线、窨井、面空间矢量数据符号表达特征、附属物名称要素分类代码2 技术原理与G I S数据转换2.1 FME介绍FME(F e
9、a t u r e M a n i p u l a t eE n g i n e)是 加 拿 大S a f eS o f t w a r e公司开发的空间数据转换处理系统,它是 完 整 的 空 间E T L解 决 方 案。该 方 案 基 于O p e n G I S组织提出的新的数据转换理念“语义转换”,通过提供在转换过程中重构数据的功能,实现了超过3 2 5+种不同空间数据格式(模型)之间的转换,为进行快速、高质量、多需求的数据转换应用提供了高效、可靠的手段3。2.2 技术流程图本文采用FME数据处理环境,对标数据库标准,采用一系列转换工具,实现地下管线表单数据的读取和转换,并利用空间分析方
10、法进行属性赋值和各类点、线空间对象的生成,实现表单数据到标准g d b格式数据的批量自动处理。基本流程如图1所示。2.3 技术原理以原始点线表为数据源,引入字段映射关系表,通过FME内置转换器的组合调用,利用V e r-t e x C r e a t o r转换器通过点属性表的X坐标、Y坐标字段创建点要素,利用L i n e B u i l d e r转换器关联起终点并生成线要素,使用P o i n t O n A r e a O v e r l a y e r转换器进行空间关联获取管线点所在的普查单元号;采用F e a t u r e J o i n e r、C o u n t e r、A
11、t t r i b u t e C r e a t o r、图1 普查成果标准化转换流程图T e s t F i l t e r等转换器进行要素连接、属性生成及数据归层;调用R e p r o j e c t o r进行重投影等,对输入数据进行分析、处理、转换,最终实现管线MD B数据库到省标G D B数据库无缝转换,完成一键式标准成果转换的任务。94第4期欧念坤等:基于FME的地下市政基础设施普查成果转换方法研究2.4 数据转换点要素处理:利用V e r t e x C r e a t o r转换器根据MD B点表X坐标、Y坐标字段生成G D B点要素类;以创建的点要素和普查单元面要素为数据
12、源,调用P o i n t O n A r e a O v e r l a y e r转换器进行叠加分析,完成点要素所在普查单元编号赋值;通过C o u n t e r转换器创建基于普查单元编号+管类分组的序列号,再通过S t r i n g F o r m a t t e r转换器格式化C o u n t e r转换器生成的序列号(序号前补0至位数相等);创建 浙江省城市地下市政基础设施数据库建设规范 要求的标准管线点点号格式(管线点点号采用1 7位三段组合结构进行编号,前1 1位为普查单元编号,第1 2、1 3位为管线类别代号,第1 4位至第1 7位为管线点的流水号)和标准地下市政基础设施
13、编码格式(地下市政基础设施编码采用三层1 4位层次码结构,分别为县级行政区划代码+设施代码+流水号);通过F e a t u r e J o i n e r转换器关联预先处理好的MD B要素分类代码对照表获取要素分类代 码,最 后 通 过T e s t F i l t e r转 换 器 进 行 归 层处理。线要素处理:MD B线表通过F e a t u r e J o i n e r转换器链接MD B点表,获取管线段起终点坐标,调用V e r t e x C r e a t o r转 换 器 生 成 起 终 点 要 素,然 后 通 过L i n e B u i l d e r转换器进行点连线,
14、完成线要素类型数据的生成,通过A t t r i b u t e C r e a t o r、A t t r i b u t e M a n a g e r、A t-t r i b u t e K e e p e r等转换器计算起终点管线高程、属性赋值及分类编码,通过R e p r o j e c t o r转化器进行地方坐标系到国家2 0 0 0坐标系的转换并输出到G D B线层。3 实例分析3.1 数据准备(1)MD B生产数据库,包含各管类的点线表数据1,如表2、表3所示。表2 M D B生产数据库(点表)物探点号X坐标Y坐标地面高程特征附属物井盖形状井盖材质井盖尺寸井材质井尺寸井深井脖
15、尺寸井脖1 6 J S 9 5 5 30 9 4.9 7 2 3 4 0.3 3 9 4.7 7 9非普查1 6 J S 9 5 4 31 1 0.4 1 0 3 4 7.6 8 5 4.9 5 6给水管线检修井(点)圆铁8 0 0混合18 0 018 0 0 2.7 8 7 0 00.81 6 J S 9 5 3 31 1 0.1 6 3 3 4 5.7 6 9 5.1 8 3给水管线检修井(点)圆铁8 0 0混合18 0 018 0 0 2.8 2 7 0 0 0.8 21 6 J S 9 5 6 30 9 9.2 5 5 3 4 6.0 1 5 4.7 1 2非普查1 6 J S 9 5
16、 2 31 0 9.7 8 3 3 4 3.8 5 4 4.9 1 3一般管线点1 6 J S 9 5 1 31 3 4.2 0 8 3 3 8.6 1 6 5.2 7 6给水管线检修井(点)圆铁8 0 0混合18 0 018 0 02.7 7 0 0 0.5 61 6 J S 9 5 0 31 6 0.3 7 0 3 9 5.1 7 7 4.4 3 9非普查1 6 J S 9 4 8 31 6 0.5 4 8 3 9 0.1 2 3 4.6 5 7给水管线检修井(点)圆复合7 0 0混合18 0 018 0 03.2 6 0 0 1.3 5表3 M D B生产数据库(线表)起点点号连接方向起
17、点埋深终点埋深管材埋设类型管径道路名称1 6 J S 9 5 51 6 J S 9 5 41.1 01.1 3球墨铸铁管直埋2 0 0环城西路1 6 J S 9 5 41 6 J S 9 5 31.9 92.1 9球墨铸铁管直埋4 0 0环城西路1 6 J S 9 5 31 6 J S 9 5 22.1 91.4 2球墨铸铁管直埋4 0 0环城西路1 6 J S 9 5 61 6 J S 9 5 21.4 81.4 2球墨铸铁管直埋10 0 0环城西路1 6 J S 9 5 21 6 J S 9 5 11.4 21.4 7球墨铸铁管直埋10 0 0环城西路1 6 J S 9 5 11 6 J
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