基于FME Server的地理国情信息整合发布技术

张 溪，朱 熙，谢艾伶

（1.国家测绘地理信息局 重庆测绘院，重庆 400015）

基于FME Server的地理国情信息整合发布技术

张 溪1，朱 熙1，谢艾伶1

（1.国家测绘地理信息局 重庆测绘院，重庆 400015）

以FME Server、ArcGIS、Flex、 ENVI for ArcGIS为技术手段，基于试点应用项目，开展了地理国情信息的分析整合、变化检测、统计分析与发布展示等研究，为今后地理国情监测项目的顺利开展提供可行性方案和技术保障。

地理国情监测；FME Server；信息整合；变化检测；发布

1 研究概述

地理国情监测涉及到多源数据整合、海量数据处理以及信息快速发布等关键技术[1]。这些关键技术目前国内还没有一个统一的解决方案，而单一GIS平台、遥感处理平台都无法完全满足要求。本研究以FME Server、ArcGIS、Flex、 ENVI for ArcGIS作为技术手段，通过基于FME Server的多源异构地理国情信息的分析整合、基于交叉相关分析法和变化向量分析法的影像变化检测、地理国情监测信息统计分析与发布展示技术等，总结一整套基于FME Server的地理国情信息提取、整合、发布等关键技术流程方案，完成万州中心城区城镇化监测的应用试点项目，并积累地理国情监测应用经验，有望为今后地理国情监测项目的顺利开展提供可行性方案和技术保障。

图1 总体技术路线图

2 关键技术及其实现途径

2.1 总体技术路线

采用万州基础地理信息数据、专题数据以及多源多时相遥感数据作为数据源，以FME Server、ArcGIS 等作为技术手段，通过技术方法试验、集成式系统平台建设、监测试点应用等工作，为开拓地理国情监测项目服务。

技术路线如图1所示。

2.2 关键技术及其实现途径

2.2.1 基于FME Server的国情信息提取整合平台构建技术

创建FME方案，对不同来源的基础地理信息数据和各式各样的专题数据进行数据源分析、数据预处理工作；在FME Server后台调用FME方案实现多源基础地理信息数据和专题数据等海量数据的数据转换整合、数据入库、数据共享展示，进行地理国情信息整合的快速处理。

涉及的关键技术有Java Servlet、Flex、FME Server 等。具体实现过程：

1）前台用户上传数据后，选择已发布到FME Server上的FME方案进行处理，平台利用Java Servlet接收前台Flex上传的数据保存至服务器。

2）后台获取调用FME方案的参数（上传路径、FME方案名称、其他特殊参数）；通过FME Server Api for Java调用FME方案，对上传数据进行预处理，对数据进行入库操作。

3）使用BlazeDS工具与前台进行交互，获取前台传递信息，传递信息至前台。执行完成后，Java操作CMD命令行使用Winrar对结果进行压缩打包，返回结果数据下载地址至前台，提供前台用户下载结果。此外还可实现连接数据库读取数据等操作。

2.2.2 基于交叉相关分析法和变化向量分析法的变化检测技术

考虑到变化检测所用数据源不同，本研究选取了交叉相关分析法和基于主成分变换的变化向量分析法2种方法，分别针对矢量对影像和不同时相的影像进行变化检测。

本部分变化检测的实现是基于ENVI /IDL二次开发模式，实现影像、矢量的读取，并将变化区域结果存储为ArcGIS的shp格式。然后掩膜获取变化区域影像，通过监督分类程序对其地物进行类别的判定。

2.2.3 基于FME Server集成式系统平台构建技术

基于FME Server集成式系统平台包括时空数据库和业务运行系统及信息发布平台建设。

时空数据库包括本底数据库和监测数据库，分为矢量要素数据集和栅格数据集2部分，通过关系数据库Oracle和ArcSDE引擎相结合的技术，可以统一存储管理空间数据和属性数据。

业务支撑系统构架主要由应用层、服务层和数据层3部分构成。应用层通过Flex实现，主要用于客户端各功能模块的界面操作，如变化检测结果的展示及下载，统计分析结果的展示等。服务层依托于FME Server、ArcGIS Server 与ENVI for ArcGIS Server技术，FME Server用于管理FME方案，实现数据转换整合、数据入库、数据共享展示、数据的统计分析等；ArcGIS Server用于实现地图服务与影像服务功能以及服务发布等；ENVI for ArcGIS Server技术用于实现变化检测。数据库管理层采用基于Oracle和 ArcSDE的一体化存储方式管理矢量和影像数据。

图2 城镇化监测技术路线图

3 城镇化建设进程监测试点应用

3.1 技术路线

试点项目是以万州中心城区城镇化建设进程监测为例，依托数字万州地理空间框架地理信息公共服务平台，在FME Server的集成式系统平台基础上进行设计。系统的构建以数据收集、确定数据源为基础，数据处理分析功能和业务支撑系统的建设同步进行，最后基于本地数据库和监测数据库，发布和展示监测成果，完成城镇化建设进程监测的试点应用。城镇化建设进程监测试点应用系统技术路线如图2所示。

3.2 数据源选取

1）影像数据。选取包含万州区中心城区的2003 年15 m 分辨率ETM影像和2012年5 m 分辨率的Rapideye影像，时相以秋季为主。该部分数据作为万州中心城区边界变化检测的数据源。

2）矢量数据。以覆盖万州区中心城区的基础测绘成果数字化地形图为数据源，包括 1∶2 000的dwg 格式 DLG 成果，坐标系统为万州独立坐标系，1∶ 10 000的dgn 格式 DLG 成果，其坐标系统为西安 1980 坐标系，DLG 成果数据的生产时间为2003年。该部分数据作为早期的主要土地利用类型数据源。

3.3 功能实现及监测结果

平台主要实现5个主要功能：数据提取整合、土地利用监测、城市建成区监测、城市路网监测、专题统计，如图3所示。

图3 集成化平台示意图

1）数据提取整合。结合城镇化监测内容及收集数据的实际情况，主要处理2003年土地利用类型的dwg数据，处理后的矢量数据作为变化检测的第一期数据源；2003年规划数据中的路网数据，处理后的矢量数据作为道路变化检测的第一期数据源。

2）土地利用监测。通过对两期城镇用地、植被、水系和道路等重要土地利用分类要素的对比分析，展示万州中心城区近10 a来土地利用变化情况，并进行统计分析，获得变化的统计图表和监测报告。结果表明，2000～2012年，城镇用地增加了37%，植被减少了27%，水系减少了10%。

3）城市建成区监测。利用不同时相的两景影像数据对城市建成区进行对比，使用闪烁、卷帘等方式展示建成区的面积变化以及边界的变化情况，并使用统计图表对增加、减少的图斑面积进行直观展示。结果表明，中心建成区增加了20%。

4）城市路网监测。利用不同时相的两景影像数据中城区内的交通路网数据进行统计分析，利用统计图表展示交通路网的布局发展、道路长度、路网密度等指标的变化信息。结果表明，路网密度增加了12%。

5）专题统计。利用获得的城市扩张的各项发展变化信息，包括重要土地利用类型的变化、中心城区的建成区变化、交通路网的布局发展、道路长度、路网密度变化，结合行政区划单元统计分析人口、经济方面等变化信息，综合分析城市扩张时空特征，预测城市扩张方向、规模和趋势等。城市整体扩张趋势呈东南方向。

4 结 语

本项目实现了基础地理信息及专题数据的提取整合，同时搭建了基于FME Server的B/S结构的国情信息提取整合子系统，实现地理国情信息整合的处理快速化、操作简单化、工艺流程化。利用变化检测程序可实现重要要素的快速监测，使今后开展批量地理国情变化信息的生产成为可能，有利于提高地理国情信息项目生产的效率。

[1] 武琛.地理国情监测内容分类与指标体系构建方法研究 [D].泰安:山东农业大学,2012

[2] 北京世纪安图数码科技发展有限责任公司.FME技术白皮书[Z].北京:北京世纪安图数码科技发展有限责任公司，2009

[3] 孙俊良.地理国情监测框架的探索与实践——以城镇建设进程监测系统为例[J].测绘通报，2012(8):62-64

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P208

B

1672-4623（2015）03-0009-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.03.003

张溪，博士，工程师，主要从事地理国情监测、信息化测绘体系建设等工作。

2015-01-04。

项目来源：2012年度国家测绘地理信息局科技发展计划资助项目。