基于FME Server的地理國情信息整合發布技術

張 溪，朱 熙，謝艾伶

（1.國家測繪地理信息局 重慶測繪院，重慶 400015）

基于FME Server的地理國情信息整合發布技術

張 溪1，朱 熙1，謝艾伶1

（1.國家測繪地理信息局 重慶測繪院，重慶 400015）

以FME Server、ArcGIS、Flex、 ENVI for ArcGIS為技術手段，基于試點應用項目，開展了地理國情信息的分析整合、變化檢測、統計分析與發布展示等研究，為今后地理國情監測項目的順利開展提供可行性方案和技術保障。

地理國情監測；FME Server；信息整合；變化檢測；發布

1 研究概述

地理國情監測涉及到多源數據整合、海量數據處理以及信息快速發布等關鍵技術[1]。這些關鍵技術目前國內還沒有一個統一的解決方案，而單一GIS平臺、遙感處理平臺都無法完全滿足要求。本研究以FME Server、ArcGIS、Flex、 ENVI for ArcGIS作為技術手段，通過基于FME Server的多源異構地理國情信息的分析整合、基于交叉相關分析法和變化向量分析法的影像變化檢測、地理國情監測信息統計分析與發布展示技術等，總結一整套基于FME Server的地理國情信息提取、整合、發布等關鍵技術流程方案，完成萬州中心城區城鎮化監測的應用試點項目，并積累地理國情監測應用經驗，有望為今后地理國情監測項目的順利開展提供可行性方案和技術保障。

圖1 總體技術路線圖

2 關鍵技術及其實現途徑

2.1 總體技術路線

采用萬州基礎地理信息數據、專題數據以及多源多時相遙感數據作為數據源，以FME Server、ArcGIS 等作為技術手段，通過技術方法試驗、集成式系統平臺建設、監測試點應用等工作，為開拓地理國情監測項目服務。

技術路線如圖1所示。

2.2 關鍵技術及其實現途徑

2.2.1 基于FME Server的國情信息提取整合平臺構建技術

創建FME方案，對不同來源的基礎地理信息數據和各式各樣的專題數據進行數據源分析、數據預處理工作；在FME Server后臺調用FME方案實現多源基礎地理信息數據和專題數據等海量數據的數據轉換整合、數據入庫、數據共享展示，進行地理國情信息整合的快速處理。

涉及的關鍵技術有Java Servlet、Flex、FME Server 等。具體實現過程：

1）前臺用戶上傳數據后，選擇已發布到FME Server上的FME方案進行處理，平臺利用Java Servlet接收前臺Flex上傳的數據保存至服務器。

2）后臺獲取調用FME方案的參數（上傳路徑、FME方案名稱、其他特殊參數）；通過FME Server Api for Java調用FME方案，對上傳數據進行預處理，對數據進行入庫操作。

3）使用BlazeDS工具與前臺進行交互，獲取前臺傳遞信息，傳遞信息至前臺。執行完成后，Java操作CMD命令行使用Winrar對結果進行壓縮打包，返回結果數據下載地址至前臺，提供前臺用戶下載結果。此外還可實現連接數據庫讀取數據等操作。

2.2.2 基于交叉相關分析法和變化向量分析法的變化檢測技術

考慮到變化檢測所用數據源不同，本研究選取了交叉相關分析法和基于主成分變換的變化向量分析法2種方法，分別針對矢量對影像和不同時相的影像進行變化檢測。

本部分變化檢測的實現是基于ENVI /IDL二次開發模式，實現影像、矢量的讀取，并將變化區域結果存儲為ArcGIS的shp格式。然后掩膜獲取變化區域影像，通過監督分類程序對其地物進行類別的判定。

2.2.3 基于FME Server集成式系統平臺構建技術

基于FME Server集成式系統平臺包括時空數據庫和業務運行系統及信息發布平臺建設。

時空數據庫包括本底數據庫和監測數據庫，分為矢量要素數據集和柵格數據集2部分，通過關系數據庫Oracle和ArcSDE引擎相結合的技術，可以統一存儲管理空間數據和屬性數據。

業務支撐系統構架主要由應用層、服務層和數據層3部分構成。應用層通過Flex實現，主要用于客戶端各功能模塊的界面操作，如變化檢測結果的展示及下載，統計分析結果的展示等。服務層依托于FME Server、ArcGIS Server 與ENVI for ArcGIS Server技術，FME Server用于管理FME方案，實現數據轉換整合、數據入庫、數據共享展示、數據的統計分析等；ArcGIS Server用于實現地圖服務與影像服務功能以及服務發布等；ENVI for ArcGIS Server技術用于實現變化檢測。數據庫管理層采用基于Oracle和 ArcSDE的一體化存儲方式管理矢量和影像數據。

圖2 城鎮化監測技術路線圖

3 城鎮化建設進程監測試點應用

3.1 技術路線

試點項目是以萬州中心城區城鎮化建設進程監測為例，依托數字萬州地理空間框架地理信息公共服務平臺，在FME Server的集成式系統平臺基礎上進行設計。系統的構建以數據收集、確定數據源為基礎，數據處理分析功能和業務支撐系統的建設同步進行，最后基于本地數據庫和監測數據庫，發布和展示監測成果，完成城鎮化建設進程監測的試點應用。城鎮化建設進程監測試點應用系統技術路線如圖2所示。

3.2 數據源選取

1）影像數據。選取包含萬州區中心城區的2003 年15 m 分辨率ETM影像和2012年5 m 分辨率的Rapideye影像，時相以秋季為主。該部分數據作為萬州中心城區邊界變化檢測的數據源。

2）矢量數據。以覆蓋萬州區中心城區的基礎測繪成果數字化地形圖為數據源，包括 1∶2 000的dwg 格式 DLG 成果，坐標系統為萬州獨立坐標系，1∶ 10 000的dgn 格式 DLG 成果，其坐標系統為西安 1980 坐標系，DLG 成果數據的生產時間為2003年。該部分數據作為早期的主要土地利用類型數據源。

3.3 功能實現及監測結果

平臺主要實現5個主要功能：數據提取整合、土地利用監測、城市建成區監測、城市路網監測、專題統計，如圖3所示。

圖3 集成化平臺示意圖

1）數據提取整合。結合城鎮化監測內容及收集數據的實際情況，主要處理2003年土地利用類型的dwg數據，處理后的矢量數據作為變化檢測的第一期數據源；2003年規劃數據中的路網數據，處理后的矢量數據作為道路變化檢測的第一期數據源。

2）土地利用監測。通過對兩期城鎮用地、植被、水系和道路等重要土地利用分類要素的對比分析，展示萬州中心城區近10 a來土地利用變化情況，并進行統計分析，獲得變化的統計圖表和監測報告。結果表明，2000～2012年，城鎮用地增加了37%，植被減少了27%，水系減少了10%。

3）城市建成區監測。利用不同時相的兩景影像數據對城市建成區進行對比，使用閃爍、卷簾等方式展示建成區的面積變化以及邊界的變化情況，并使用統計圖表對增加、減少的圖斑面積進行直觀展示。結果表明，中心建成區增加了20%。

4）城市路網監測。利用不同時相的兩景影像數據中城區內的交通路網數據進行統計分析，利用統計圖表展示交通路網的布局發展、道路長度、路網密度等指標的變化信息。結果表明，路網密度增加了12%。

5）專題統計。利用獲得的城市擴張的各項發展變化信息，包括重要土地利用類型的變化、中心城區的建成區變化、交通路網的布局發展、道路長度、路網密度變化，結合行政區劃單元統計分析人口、經濟方面等變化信息，綜合分析城市擴張時空特征，預測城市擴張方向、規模和趨勢等。城市整體擴張趨勢呈東南方向。

4 結 語

本項目實現了基礎地理信息及專題數據的提取整合，同時搭建了基于FME Server的B/S結構的國情信息提取整合子系統，實現地理國情信息整合的處理快速化、操作簡單化、工藝流程化。利用變化檢測程序可實現重要要素的快速監測，使今后開展批量地理國情變化信息的生產成為可能，有利于提高地理國情信息項目生產的效率。

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P208

B

1672-4623（2015）03-0009-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.03.003

張溪，博士，工程師，主要從事地理國情監測、信息化測繪體系建設等工作。

2015-01-04。

項目來源：2012年度國家測繪地理信息局科技發展計劃資助項目。