FME在縣級(jí)森林資源年度變更中的應(yīng)用研究

李 崢

（福建省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院 福建福州 350003）

FME在縣級(jí)森林資源年度變更中的應(yīng)用研究

李 崢

（福建省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院 福建福州 350003）

基于FME軟件，構(gòu)建了滿足縣級(jí)森林資源年度變更技術(shù)要求的數(shù)據(jù)處理和質(zhì)檢模型，通過(guò)模型控制，掌握每個(gè)階段的數(shù)據(jù)情況，并將質(zhì)檢錯(cuò)誤報(bào)告輸出，便于工作人員快速定位錯(cuò)誤發(fā)生原因，為高效、科學(xué)地完成縣級(jí)森林資源年度變更工作提供技術(shù)支持和保障。

FME；縣級(jí)；森林資源；年度變更；數(shù)據(jù)質(zhì)檢

1 應(yīng)用背景

根據(jù)福建省林業(yè)主管部門的部署和要求，福建省每年以縣（市、區(qū)）為單位，開(kāi)展森林資源年度變更工作，完成全省年度森林資源監(jiān)測(cè)工作。年度變更工作要求在第二年1月內(nèi)完成本年度森林資源的變更工作，并掌握變化情況。根據(jù)年度變更的技術(shù)流程和要求，基于FME建立了縣級(jí)數(shù)據(jù)分發(fā)、數(shù)據(jù)匯總和數(shù)據(jù)質(zhì)檢、屬性轉(zhuǎn)換和專題數(shù)據(jù)提取模型，制定完整的數(shù)據(jù)處理工作流，便于縣級(jí)森林資源年度變更工作。

2 業(yè)務(wù)分析

根據(jù)森林資源年度變更工作內(nèi)容和要求，F(xiàn)ME軟件主要在以下業(yè)務(wù)工作中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

⑴數(shù)據(jù)分發(fā)：根據(jù)省級(jí)林業(yè)主管部門下發(fā)的上一年度縣級(jí)森林資源檔案數(shù)據(jù)和遙感判讀差異圖斑，以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、場(chǎng)）為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)，作為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)林業(yè)站進(jìn)行年度變更調(diào)查的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

⑵數(shù)據(jù)匯總：根據(jù)各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、場(chǎng)）提交的森林資源變更成果數(shù)據(jù)和遙感判讀差異圖斑核實(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行匯總拼接，形成縣級(jí)一張圖。

⑶ 數(shù)據(jù)質(zhì)檢和修正：對(duì)縣級(jí)一張圖成果數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)檢和修正，包括矢量數(shù)據(jù)自相交、拓?fù)潢P(guān)系（面要素壓蓋和縫隙）、關(guān)鍵字唯一性和圖庫(kù)一一對(duì)應(yīng)檢查等。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 縣級(jí)數(shù)據(jù)分發(fā)

縣級(jí)分發(fā)的數(shù)據(jù)主要包括鄉(xiāng)級(jí)的行政界線、森林資源檔案數(shù)據(jù)、遙感判讀差異圖斑數(shù)據(jù)和遙感判讀差異圖斑一覽表（包含前期小班屬性信息）。數(shù)據(jù)分發(fā)按鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、場(chǎng)）名稱為文件夾，文件夾內(nèi)包含鄉(xiāng)級(jí)森林資源數(shù)據(jù)、遙感判讀差異圖層和遙感判讀差異圖斑一覽表。FME建模工作流程：第一步，添加兩個(gè)讀模塊，分別讀取遙感判讀差異圖層和森林資源數(shù)據(jù)，并添加“SliverRemover”函數(shù)進(jìn)行幾何修復(fù)；第二步，添加裁切函數(shù)，分別輸入兩個(gè)數(shù)據(jù)，裁切類型選擇“Multiple Clippers”，選擇屬性合并，不創(chuàng)建聚合，進(jìn)行裁切，輸出端口為“CLIPPED_INSIDE”；第三步，利用“AttributeCreator”函數(shù)，分別構(gòu)建“遙感判讀差異圖層文件名”和“森林資源數(shù)據(jù)文件名”兩個(gè)功能模塊，把構(gòu)建的新屬性字段添加到相應(yīng)數(shù)據(jù)的屬性中，用于數(shù)據(jù)輸出的文件夾名稱和文件名稱的生成；第四步，在遙感判讀差異圖層數(shù)據(jù)處理流程中，添加“AttributeKeeper”函數(shù)，設(shè)置導(dǎo)出的數(shù)據(jù)所要保留的屬性字段，添加和關(guān)聯(lián)寫模塊，把屬性按鄉(xiāng)級(jí)行政名稱批量導(dǎo)出保存為一覽表（xls格式）；第五步，添加兩個(gè)寫模塊，分別關(guān)聯(lián)遙感判讀差異圖層和森林資源數(shù)據(jù)，按鄉(xiāng)鎮(zhèn)場(chǎng)名稱為文件夾，分別輸出鄉(xiāng)級(jí)遙感判讀差異圖層（“鄉(xiāng)級(jí)代碼+鄉(xiāng)級(jí)名稱_yg_2014.shp”）和森林資源數(shù)據(jù)（“鄉(xiāng)級(jí)代碼+鄉(xiāng)級(jí)名稱_xz_2014.shp”）；第六步，添加“Dissolver”函數(shù)，按XZC（鄉(xiāng)鎮(zhèn)場(chǎng)）字段分組融合數(shù)據(jù)，添加并關(guān)聯(lián)寫模塊，分別輸出鄉(xiāng)級(jí)行政界（“鄉(xiāng)級(jí)名稱.shp”）。主要模型如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)分發(fā)模型

3.2 縣級(jí)數(shù)據(jù)匯總

縣級(jí)數(shù)據(jù)匯總主要是把各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、場(chǎng)）的2015年度森林資源年度更新成果數(shù)據(jù)和遙感判讀差異圖層核實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總拼接，形成一張圖，便于下一步的縣級(jí)質(zhì)檢工作。FME建模工作流程：第一步，添加兩個(gè)讀模塊，分別讀取鄉(xiāng)級(jí)森林資源數(shù)據(jù)和鄉(xiāng)級(jí)遙感判讀差異圖層核實(shí)數(shù)據(jù)，在讀模塊的要素類型屬性頁(yè)面選中成合并要素類；第二步，分別添加“SliverRemover”函數(shù)進(jìn)行讀入數(shù)據(jù)的幾何修復(fù)，分別輸出“無(wú)效要素”和“有效要素”；第三步，添加四個(gè)寫模塊，分別關(guān)聯(lián)兩個(gè)“SliverRemover”函數(shù)的輸出端口，在寫模塊屬性中選中動(dòng)態(tài)屬性，并設(shè)置模式定義內(nèi)的要素名稱為固定，完成森林資源數(shù)據(jù)拼接工作；第四步，分別查看輸出的無(wú)效要素，便于掌握幾何要素錯(cuò)誤情況。主要模型如圖2所示。

圖2 縣級(jí)數(shù)據(jù)匯總模型

3.3 縣級(jí)數(shù)據(jù)質(zhì)檢

3.3.1 圖形檢查和修正

圖形檢查模型如圖3所示。

⑴面要素自相交修正。自相交屬于幾何圖形有效性驗(yàn)證中的一個(gè)錯(cuò)誤類型，存在自相交會(huì)導(dǎo)致要素?zé)o法轉(zhuǎn)換成指定格式或者無(wú)法完成寫入庫(kù)等操作。FME建模工作流程：第一步，添加讀模塊，讀取待檢查數(shù)據(jù)；第二步，添加“SelfIntersector”函數(shù)，進(jìn)行自相交要素的檢查和清除；第三步，添加“Deaggregator”函數(shù)，進(jìn)行聚合體要素的分解，并繼承輸入要素的屬性；第四步，添加寫模塊，輸出自相交修正的數(shù)據(jù)。

⑵面要素壓蓋部分輸出。森林資源數(shù)據(jù)要求面要素之間不能存在壓蓋拓?fù)潢P(guān)系，要求以面要素形式輸出壓蓋區(qū)域，并根據(jù)壓蓋情況，確定是否需要采取特殊地塊人工修正還是全部地塊計(jì)算機(jī)自動(dòng)修正處理。FME建模工作流程：第一步，把面要素自相交修正的數(shù)據(jù)傳遞到“AreaOnAreaOverlayer”函數(shù)，進(jìn)行面面疊加操作；第二步，添加“Tester”函數(shù)，篩選出壓蓋計(jì)數(shù)器大于1的要素即為壓蓋要素。

⑶面要素縫隙部分輸出。森林資源數(shù)據(jù)要求面要素之間不能存在縫隙，要求以面要素形式輸出縫隙區(qū)域，并根據(jù)縫隙情況，確定是否需要采取特殊地塊人工修正還是全部地塊計(jì)算機(jī)自動(dòng)修正處理。FME建模工作流程：第一步，把面要素自相交修正的數(shù)據(jù)傳遞到“Dissolver”函數(shù)，進(jìn)行融合操作；第二步，添加“InsidePointReplacer”函數(shù)，生成面內(nèi)心點(diǎn)；第三步，依次添加“Intersector”“Chopper”和“AreaBuilder”函數(shù)，完成面的邊相交打斷、碎化和構(gòu)面；第四步，添加“PointOnAreaOverlayer”函數(shù)，執(zhí)行點(diǎn)和面的壓蓋操作；第五步，通過(guò)“Tester”函數(shù)，篩選出縫隙區(qū)域的要素。

⑷修正面要素壓蓋和縫隙問(wèn)題。根據(jù)面要素壓蓋和縫隙輸出的要素情況，如果不需要人工修正，可采取計(jì)算機(jī)自動(dòng)修正。FME建模工作流程：把面要素自相交修正的數(shù)據(jù)傳遞到“Sliver Remover”函數(shù)，進(jìn)行壓蓋和縫隙區(qū)域修正。

圖3 圖形檢查和修正模型

3.3.2 關(guān)鍵字唯一性檢查

關(guān)鍵字唯一性檢查是對(duì)森林資源數(shù)據(jù)的圖斑關(guān)鍵字（XBNO）值的唯一性檢查，檢查結(jié)果需要輸出關(guān)鍵字重復(fù)的圖斑要素和關(guān)鍵字重復(fù)的登記表。FME建模工作流程：第一步，添加讀模塊，讀取待檢查數(shù)據(jù)；第二步，添加“Matcher”函數(shù)，選擇只進(jìn)行屬性比較，選中圖斑關(guān)鍵字“XBNO”進(jìn)行匹配策略；第三步，添加“AttributeKeeper”函數(shù)，關(guān)聯(lián)“Matcher”函數(shù)的“SINGLE_MATCHED”端口，進(jìn)行屬性字段保留；第四步，添加寫模塊，分別輸出關(guān)鍵字重復(fù)的矢量數(shù)據(jù)和關(guān)鍵字重復(fù)一覽表。主要模型如圖4所示。

圖4 關(guān)鍵字唯一性檢查模型

3.3.3 圖庫(kù)一一對(duì)應(yīng)檢查

圖庫(kù)一一對(duì)應(yīng)檢查是對(duì)森林資源數(shù)據(jù)的圖斑的關(guān)鍵字與森林資源屬性庫(kù)的關(guān)鍵字一一對(duì)應(yīng)關(guān)系檢查，檢查結(jié)果需要輸出，有圖無(wú)庫(kù)的圖斑數(shù)據(jù)和有庫(kù)無(wú)圖的屬性數(shù)據(jù)。FME建模工作流程：第一步，添加讀模塊，分別讀取森林資源圖斑數(shù)據(jù)和屬性庫(kù)數(shù)據(jù)；第二步，添加“ChangeDetector”函數(shù)，選擇只進(jìn)行屬性比較，選中圖斑關(guān)鍵字“XBNO”進(jìn)行匹配策略；第三步，添加寫模塊，分別輸出圖庫(kù)一一對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)、有庫(kù)無(wú)圖記錄表和有圖無(wú)庫(kù)數(shù)據(jù)。主要模型如圖5所示。

圖5 圖庫(kù)一一對(duì)應(yīng)檢查模型

4 結(jié)語(yǔ)

與ArcMap軟件相比，F(xiàn)ME軟件在數(shù)據(jù)提取、分發(fā)、拼接、質(zhì)檢修正等方面具有以下優(yōu)勢(shì)：

⑴可視化地把各種數(shù)據(jù)處理函數(shù)關(guān)聯(lián)起來(lái)，構(gòu)建數(shù)據(jù)處理流程模型，便于縣級(jí)技術(shù)人員使用；

⑵數(shù)據(jù)處理過(guò)程中可以監(jiān)控過(guò)程數(shù)據(jù)情況，可以無(wú)需輸出過(guò)程數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)結(jié)果數(shù)據(jù)預(yù)覽；

⑶數(shù)據(jù)處理流程模型，可以靈活添加和禁用部分?jǐn)?shù)據(jù)處理任務(wù)，保存為工程文件可重復(fù)使用，避免人機(jī)重復(fù)數(shù)據(jù)處理操作，節(jié)省人力和時(shí)間。

[1] 左娟，李勇軍.基于FME的GIS空間數(shù)據(jù)互操作技術(shù)探討[J].測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化，2013，29（02）：16-17.

[2] 潘紅平.FME在農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2015，42（9）：48-49.

TP311.13

B

1004-7743（2017）04-0068-04

2017-07-09

李崢，男，碩士研究生，高級(jí)工程師，從事3S技術(shù)在森林資源監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究；郵箱：sirc_lizheng@126.com。