基于AutoCAD Map3D和FME圖庫一體化在地圖制圖職業(yè)技能競賽中的應(yīng)用

尹言軍，劉昊

(武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430022)

1 引言

第三屆全國測繪地理信息行業(yè)職業(yè)技能競賽即將舉行，筆者參加了湖北省于2013年4月27日～28日舉辦的第三屆測繪地理信息行業(yè)職業(yè)技能競賽選拔賽。根據(jù)競賽要求地圖制圖職業(yè)技能競賽采取理論知識考試和技能操作考核相結(jié)合的方法，其中理論知識考試占30%，技能操作考核占70%，本文主要探討技能操作考核方面的內(nèi)容。

2 競賽技術(shù)方案的選擇及技術(shù)路線

2.1 競賽要求

根據(jù)地圖制圖競賽技術(shù)綱要，本次競賽提供的數(shù)據(jù)資料為［1］:

(1)某一區(qū)域1∶2000比例尺的矢量數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)格式為AutoCAD 2000 DWG格式，要素層碼按《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》分類。平面坐標系為2000國家大地坐標系，高斯—克呂格投影，3°分帶。高程基準為1985國家高程基準。

(2)外業(yè)調(diào)繪資料:包括調(diào)繪底圖和補測數(shù)據(jù)。調(diào)繪底圖包括紙質(zhì)和掃描數(shù)據(jù)，掃描數(shù)據(jù)格式為JPG;補測數(shù)據(jù)為AutoCAD 2000 DWG格式。

(3)測量控制點成果:數(shù)據(jù)為文本文件(txt)，坐標系與立體測量矢量數(shù)據(jù)同。

(4)方正字庫。

(5)相關(guān)技術(shù)要求。

提交成果要求:

(1)成果包括建庫數(shù)據(jù)和制圖數(shù)據(jù):建庫數(shù)據(jù)為ArcGIS 9.3版本的MDB格式;制圖數(shù)據(jù)為PDF格式。

(2)所使用的字體字庫。

2.2 競賽技術(shù)路線的選擇

按照競賽要求，數(shù)據(jù)提交主要成果為建庫數(shù)據(jù)和制圖數(shù)據(jù)，且在考核評分細則中要求建庫數(shù)據(jù)與制圖數(shù)據(jù)一致性，因此競賽軟件平臺優(yōu)先選擇圖庫一體化軟件。當(dāng)前武漢市測繪研究院正使用AutoCAD Map3D和FME進行武漢市 1∶500的圖庫一體化生產(chǎn)，因此在此圖庫一體化作業(yè)平臺基礎(chǔ)上按照競賽要求及《1千2千地形要素代碼》對制圖與符號化程序、要素代碼進行修改，使之符合競賽要求。

本次競賽的軟件平臺為:AutoCAD Map3D、基于AutoCAD Map3D的制圖與符號化程序和FME;制圖與符號化程序如圖1所示。

圖1 制圖與符號化程序界面

AutoCAD Map3D是Autodesk公司在AutoCAD的基礎(chǔ)上推出的地圖制作與管理工具。AutoCAD Map3D具有AutoCAD的所有功能與特性，并增加了地理信息和地圖管理的功能，采用了開源的要素數(shù)據(jù)對象(FDO)技術(shù)，支持用戶直接訪問設(shè)計和地理信息系統(tǒng)(GIS)中廣泛應(yīng)用的領(lǐng)先數(shù)據(jù)格式，并支持用戶使用AutoCAD軟件的工具來維護各種空間信息;并且在AutoCAD中開發(fā)的一些程序，可以繼續(xù)使用;軟件的操作習(xí)慣與AutoCAD相似，能在較短時間里熟悉該軟件。

FME(Feature Manipulate Engine)，是一個空間數(shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)換的強大工具，用戶可以根據(jù)自己的實際需求建立具有自身特色的空間數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)換平臺，實現(xiàn)不同格式數(shù)據(jù)間的互轉(zhuǎn)及數(shù)據(jù)處理;利用FME建好的模板可將AutoCAD Map3D數(shù)據(jù)快速生成標準的建庫數(shù)據(jù)。

競賽是要在規(guī)定的時間里，交出符合要求的數(shù)據(jù)成果，因此選擇合適的技術(shù)路線、理順流程尤為關(guān)鍵;而利用AutoCAD Map3D和FME的作業(yè)平臺與平時生產(chǎn)流程基本一致，需要的是熟悉軟件功能，理順流程、做到技術(shù)路線可行。本次參賽的技術(shù)路線如圖2所示。

圖2 技術(shù)路線

3 數(shù)據(jù)整理、更新

根據(jù)競賽要求由于提供數(shù)據(jù)的要素分類代碼與所提供的地形要素代碼標準不完全一致，需要進行要素分類代碼整理，并進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)整理、屬性關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)更新等工作。

3.1 數(shù)據(jù)整理

(1)要素分類代碼整理

按照競賽要求，所提供的數(shù)據(jù)要素分類代碼應(yīng)按《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》分類，經(jīng)對比與所提供《1千2千地形要素代碼》有所不同的:

《1千2千地形要素代碼》是對《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》的細化，是競賽所要求的代碼分類，它們主要不同之處在于《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》中的要素代碼所表示的地物不同，如分類代碼420301在《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》內(nèi)為縣道，而在《1千2千地形要素代碼》中應(yīng)為縣道中心線;由于競賽準備時間比較短，沒有用程序?qū)崿F(xiàn)，筆者主要是依據(jù)《1千2千地形要素代碼》找出它們不同的要素代碼，利用AutoCAD Map3D圖層過濾功能選擇出有該類地物，并手工改為軟件平臺所采用的《1千2千地形要素代碼》。在實際競賽中，所提供的分類代碼完全不同于上述兩種分類代碼，為“分類名稱+分類代碼+要素分層”，如“地面河流+210101+HYDA”。

(2)數(shù)據(jù)整理

將分類代碼整理好的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)規(guī)范性整理，主要為:面狀要素構(gòu)面、構(gòu)中心線，要素符號化、數(shù)據(jù)規(guī)范化等操作。筆者按照定位基礎(chǔ)、水系及附屬設(shè)施、居民地及設(shè)施、交通、管線、境界與政區(qū)、地貌與土質(zhì)、植被、地名及注記這九類分別進行整理，使數(shù)據(jù)符合規(guī)范要求，為下一步數(shù)據(jù)屬性關(guān)聯(lián)打好基礎(chǔ)。例如:雙線依比例尺表示的水系，除了構(gòu)面外還需要構(gòu)相應(yīng)的水系結(jié)構(gòu)線。由于AutoCAD Map3D在構(gòu)面方面效率不高，在競賽過程中可根據(jù)實際情況ARCGIS或AutoCAD Map3D中構(gòu)面和構(gòu)水系結(jié)構(gòu)線。筆者的做法是利用圖層過濾選出需要構(gòu)面、構(gòu)水系結(jié)構(gòu)線的分類代碼，若要素較多則利用ARCGIS批量處理，較少則直接在AutoCAD Map3D中處理。植被(除常年和非常年積水水生作物地外)在制圖中不需要范圍線僅需要植被符號，因此植被可單獨構(gòu)面并入庫。

3.2 數(shù)據(jù)屬性關(guān)聯(lián)

根據(jù)競賽提供的數(shù)據(jù)庫屬性定義與內(nèi)容要求，在AutoCAD Map3D中建立各要素分類的屬性項、數(shù)據(jù)類型、字段長度等內(nèi)容，并形成模板。將整理好的數(shù)據(jù)導(dǎo)入AutoCAD Map3D數(shù)據(jù)模板進行屬性關(guān)聯(lián)，該模板的作用是利用程序?qū)⒎诸惔a與對應(yīng)的屬性字段關(guān)聯(lián)，并將分類代碼自動寫入對應(yīng)的屬性項。屬性字段模板如圖3所示，屬性字段關(guān)聯(lián)結(jié)果如圖4所示。

圖3 為建立的屬性模板

圖4 為屬性字段關(guān)聯(lián)結(jié)果

3.3 數(shù)據(jù)更新、屬性錄入

數(shù)據(jù)經(jīng)屬性關(guān)聯(lián)后，根據(jù)所提供的資料進行數(shù)據(jù)更新、屬性錄入。AutoCAD Map3D可直接讀取帶坐標的圖像文件，在數(shù)據(jù)更新時可將校正后的圖像文件文件置后，進行數(shù)據(jù)更新、屬性錄入等操作。

4 數(shù)據(jù)入庫和制圖整理整飾

經(jīng)過更新、屬性錄入后的數(shù)據(jù)方可進行數(shù)據(jù)入庫和制圖整理整飾工作。

4.1 數(shù)據(jù)入庫

(1)數(shù)據(jù)入庫前的數(shù)據(jù)檢查與處理

數(shù)據(jù)入庫前應(yīng)進行檢查，確保數(shù)據(jù)符合建庫要求并能順利入庫。筆者主要采取人工檢查和AutoCAD Map3D數(shù)據(jù)清理相結(jié)合的方法來實現(xiàn)。

人工處理主要對點、線、面狀要素進行分類處理，面狀要素主要檢查面狀要素的封閉性;線狀要素主要檢查非封閉性，由于FME會默認封閉圖形為面狀要素，針對特殊要素(如閉合的等高線等)在FME轉(zhuǎn)換時應(yīng)作相應(yīng)的設(shè)置;點狀要素主要檢查是否先存在非點狀要素。

AutoCAD Map3D數(shù)據(jù)清理可實現(xiàn)刪除重復(fù)項、刪除短對象、打斷交叉對象、延伸未及點、外觀交點、捕捉節(jié)點簇、融合偽節(jié)點、刪除懸掛對象、簡化對象、零長度對象、清理多段線等操作，在數(shù)據(jù)清理時可擇要選擇并處理。

(2)數(shù)據(jù)入庫

將檢查后的數(shù)據(jù)利用FME建好的模板進行數(shù)據(jù)入庫，如遇到某一類要素?zé)o法順利入庫，則可關(guān)閉該類要素入庫，在AutoCAD Map3D中單獨導(dǎo)成SHP再進行數(shù)據(jù)入庫，利用FME模板入庫如圖5所示。

圖5 利用FME模板入庫

(3)數(shù)據(jù)庫編輯

在完成數(shù)據(jù)入庫后，對數(shù)據(jù)庫進行必要的拓撲檢查、必填項檢查等操作，部分屬性可進行批量處理，如拼音等。

4.2 制圖數(shù)據(jù)整理整飾

在數(shù)據(jù)經(jīng)過更新、屬性錄入后針對部分要素不符合制圖要求，需要進行相應(yīng)的制圖整理與整飾，最后輸出競賽要求格式PDF。

(1)制圖數(shù)據(jù)整理整飾

對經(jīng)過更新、屬性錄入后的數(shù)據(jù)進行制圖數(shù)據(jù)整理整飾，達到制圖要求，如等高線注記調(diào)整、山體注記調(diào)整、調(diào)整注記壓蓋、圖廓整飾等。

(2)制圖數(shù)據(jù)輸出

將整理整飾好的制圖數(shù)據(jù)以打印的形式輸出PDF即可。

5 總結(jié)

在短時間的集訓(xùn)過程中，選擇適合的技術(shù)路線，理順流程是很有必要的，特別是熟悉軟件環(huán)境、提高速度和正確有效的處理競賽中出現(xiàn)的問題。由于筆者對軟件的功能了解不夠深入，軟件的許多功能沒有發(fā)掘出來，在競賽中繞了很多彎路，但利用AutoCAD Map3D和FME的圖庫一體化作業(yè)平臺在競賽中還是發(fā)揮了優(yōu)勢。該平臺的優(yōu)點:①基于AutoCAD Map3D的地圖符號化程序在作業(yè)過程中兼顧了圖形數(shù)據(jù)和庫數(shù)據(jù)的要求;②建庫數(shù)據(jù)利用FME將圖形與屬性數(shù)據(jù)一并入庫，且數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)組織符合競賽要求;③制圖數(shù)據(jù)與建庫數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)整理、更新過程中可以兼顧，保證了圖庫一致性的要求。

不足之處:①AutoCAD Map3D的構(gòu)面、拓撲等功能不足，導(dǎo)致數(shù)據(jù)頻繁轉(zhuǎn)換增加了工作量;②軟件所提供的數(shù)據(jù)清理功能作用有限;③軟件沒有數(shù)據(jù)屬性檢查功能，后期生產(chǎn)中可考慮添加該功能，以提高建庫數(shù)據(jù)的質(zhì)量;④數(shù)據(jù)屬性的關(guān)聯(lián)較繁瑣，在操作時易丟失要素代碼。

［1］第三屆全國測繪地理信息行業(yè)職業(yè)技能競賽地圖制圖競賽技術(shù)綱要［R］.2013.1.

［2］呂寶奇，王瑞芳，方樂道.AutoCAD Map3D在城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫建設(shè)中的應(yīng)用［J］.城市勘測，2010(6).

［3］袁生禮，羅方方，仉明.基于AutoCAD Map3D地形圖信息圖形化技術(shù)研究［J］.城市勘測，2011(8).

［4］陳年松.基于FME的CAD與GIS數(shù)據(jù)共享研究［D］.南京師范大學(xué)，2008.

［5］白昕.基于FME和ArcGIS的福州市轄區(qū)城鎮(zhèn)土地調(diào)查建庫技術(shù)研究［J］.城市勘測，2010(12).

［6］陳影，程耀東，閆浩文.利用FME進行GIS數(shù)據(jù)的無損轉(zhuǎn)換［J］.測繪科學(xué)，2007(3).