FME应用之南京市国土资源局图形平台升级数据整理及数据管理平台建设
原文发布时间：2012-08-06 15:30:30
1、项目背景
南京市国土资源局自2009年初启动了金土工程一期和图形平台升级工作，已基本实现了电子政务平台的升级和各类图形数据及其属性信息在Oracle Spatial 11g中的一体化存储的设计，并基本完成了市局建设用地相关业务系统的更新升级工作。然而随着市局信息化的推进，各业务系统和图形平台逐渐完善，依然存在以下问题：
各区县分局依然停留在图属分离的业务模式下，急需搭建图属联动变更的业务系统，但有信息化保障力量薄弱、信息化投入有限、大型业务系统建设经验不足的限制；
市区两级国土部门在实际的业务领域存在诸多联动审批的业务，以及数据共享的需要，但因地域和信息化进度上的限制导致市区两级的系统一直未存在任何有效联动；
市局图形平台和地籍数据变更系统已经搭建，但是地形数据和城镇权属数据比较混乱，且数据变更过程中人工参与成分过多，缺乏辅助工具进行检查，质量无法保证，无法对现有系统进行有效支撑。
现有图形平台在变更过程中缺乏对元数据的管理，无法查看数据的历史变更记录。
（1）建立和完善全市一张图数据库更新与管理信息系统。
（2）建立和完善地形数据管理系统。
（3）开展地形数据的整理入库
（4）按照最新修订的南京市地籍数据库标准的要求，实现城乡地籍数据的迁移，深化和完善全市一张图数据库的建设
2.2建设内容
1)升级“南京市基础信息服务平台”，在现有功能基础上添加对元数据的管理，增加目录服务和数据配置模块，实现对城镇地籍、地形数据的在线变更，以及对更新历史的查询和统计。
2)建立市区两级建设用地相关业务的汇交机制。
3)建立基于Microstation MDL二次开发应用+FME Server+Oracle Spatial 11g的地形数据管理模式，实现对地形数据的采集、检查、入库、发布、在线变更、地图输出等操作的一体化管理。
4)参照国家标准，对1:500、1:1000的地形数据进行分类整理并入库。
5)对江南八区的城镇权属、农村权属数据进行整理并入库。
3、数据转换、入库模块设计
基础地理数据管理系统的整体架构，如下图所示：
图1 系统整体架构
3.1数据转换和检查
数据转换采用FME系列产品，能够完整无损的进行数据之间的相互转换，保证数据完整性和正确性。
图2 数据转换
3.1.1地形数据转换和检查
地形数据转换模块的主要功能如下：
（1）新旧要素对照，即根据新旧标准要素对照关系，将旧标准要素转为新标准要素，并按新要素进行特征设置，实现新旧数据标准之间的转换；
图3 地形数据整理流程
新旧标准数据转换模板如下所示
图4 新旧数据标准转换模板
（2）错误要素提取，将旧标准中的无法匹配的数据，进行提取归并，提供后期单独处理；
（3）转换要素统计，对转换要素进行统计，保证数据的完整性；
（4）批量处理，数据转换工作可以批量处理，提供转换效率；
（5）数据转换质量监控，将不满足要求的错误数据进行判断识别，并统一放入指定目录下，实现错误数据的自动识别，保证数据的转换质量，从而对数据转换进行了质量监控。
地形数据检查模块的流程:
图5 地形数据检查
地形数据接边模块的流程：
图6 地形数据接边流程
3.1.2地籍数据检查和转换
地籍数据检查和交换包括城镇地籍和农村地籍。
城镇地籍权属数据整理流程图：
农村地籍权属数据整理流程图：
3.2地形数据入库
数据入库模块的主要功能如下：
（1）提供标准图幅入库和任意区域入库两种模式；
地形数据入库采用FME软件，定制专门的入库模板，对地形要素统一入库，同时准确进行要素信息提取与存储，保准要素出库能够恢复原样。地形入库模板如下图所示：
图7 地形数据入库模板
（2）入库要素自动接边；
（3）专题数据入库。
图8 图幅自动接边处理
3.3地籍数据入库
3.3.1城镇地籍数据
南京市国土资源局的现有地籍数据，是以Microstation GeoGraphics工程建立的图形文件库，包括权属和地形矢量数据，权属登记信息以属性表的方式存储在Oracle中，通过图形和属性的Mslink进行关联。地形数据有着严格的要素分类体系。目前图形方式保存的数据由于缺少严格的拓扑检查，因此存在少量的要素错误，例如面要素没有闭合等。在入库的时候，需要对图形数据进行检查、处理。权属登记数据，该部分数据量非常大，也存在少量的问题，比如有字段为空等。在进行地籍系统升级的时候，需要进行一定的检查和处理。同时，还要进行历史数据和现势数据之间关系的清理。在进行图形和属性数据进行检查和处理的时候，需要制订周全的方案，把现势数据导入新的地籍数据库的时候，需要能够让新系统正常运行，同时还要保留历史数据的关系，否则会出现比较严重的后果。
3.3.2农村地籍数据
南京市国土资源局的农村地籍数据，是通过国家第二次土地调查后形成的质量优良的数据，数据格式为shape格式，数据库结构符合国家二调标准。该部分数据可以通过FME订制的模板进行入库，在入库的时候，需要考虑挂接南京市的特殊属性，这些属性可以在入库模板中进行定义和二调数据的关联关系，统一入库。
4、平台系统设计
下面是系统总体架构和部分模块的结构及平台的效果展示。
4.1系统总体架构
系统总体架构如下：
图11
4.2应用架构
图12
4.3地形数据变更架构
地形数据变更流程图：
图13
4.4平台成果展示
4.4.1地图展示
图14
图15
图16
4.4.2 数据在线检查
图17
图18
4.4.3历史回溯
平台中的历史回溯：
图19
图20
图21
5、FME的应用
5.1 FME 技术在本次项目中的应用
1）利用FME进行地籍等空间数据的数据库建设，完成矢量、影像和属性的入库工作；
2）对于空间数据的检查和处理，利用FME的函数进行空间数据的自动检查和清理，减少人工工作量；
3）利用FME Server集成Oracle Map Viewer完成基于网络的地籍图形变更业务。
5.2 FME在南京市国土资源局发挥的作用
FME在南京市国土资源局的日常数据转换和二调数据处理中都发挥了较大的作用，主要体现在：
1）错误数据的检查和处理
FME提供了240多种转换器，可以检查的错误很多，这里只归纳几个常见的错误：
a) 重复图形（冗余图形）的检查。
b) 自交叉图形的检查：可以自交叉的要素，同时进行处理。
c) 图形类型错误：可以把图形要素按照点、线、面、注记文本等进行分类。
d) 要素类别的处理：
e) 在很多情况下，除了需要对要素进行检查外，还需要对符合一定规则的数据进行处理，以便于提高数据处理的速度，比如对已经闭合的线进行构面，或者需要把打断的线串连接起来等操作。
f) 洞和岛的自动生成：
g) 在制图的过程中，如果要处理面状图形的洞和岛的关系是非常麻烦的，利用FME提供的功能，在入库的时候可以自动进行洞和岛的生成，效率非常高。
2）日常数据转换
多种格式的数据转换，主要是把南京市国土资源局已建好的Microstation GG的工程库数据以其他格式提供给用户或者应用。
3）二调数据建库中的应用
坐标系的转换，利用FME可以自定义坐标系，在数据转换的同时完成空间坐标系的转换。
错误数据检查。
4）完成DGN格式到国家标准格式的转换。