基于FME进行坐标系统转换

王伟

【摘要】在工程建设过程中使用的坐标系统往往不统一，因此工作人员经常要对数据进行坐标系统的转换，面临很多棘手的问题。本文引入了FeatureManipulateEngine（以下简称FME）基于语义的数据转换处理平台，首先对FME平台进行简要介绍，其次结合实例简述基于FME平台进行坐标系统转换的方法，为地理信息数据坐标系统转换提供一个好的思路。

【关键词】FME；地理信息数据；坐标转换

1引言

目前我国工程建设中使用的坐标系统主要有1954年北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系以及地方独立坐标系。很长的一段时间内，工作人员面临地理信息数据成果存在坐标系统不统一的现状，不同的地理信息数据的使用存在一定的局限性，无法有效地充分发挥作用。为使各种数据成果能够更好地满足国民经济建设各部门的需求，最大程度地发挥各种数据成果的应用价值，需对数据进行不同坐标系统的转换。本文以基于FME平台利用控制点（公共点）进行DWG成果数据从地方坐标系到1980西安坐标系下转换为例，简单介绍借助FME平台实现这两种坐标系统之间的转换流程。

2FME介绍

FME--FeatureManipulateEngine空间数据操纵引擎，是一个空间数据的提取、转换、加载的强大工具。FME是一套完整的访问数据的解决方案，可用于读写存储和转换各种空间数据。该软件是基于OpenGIS协会提出的新的数据转换理念"语义转换"（宽通道转换）来进行，通过提供在转换过程中数据重构的功能，实现不同空间数据格式（模型）之间的相互转换。不论是输入还是输出数据，语义转换提供了一个引擎（带有一种语言），能够重新定义数据。引擎的基础是一个丰富的数据模型，保持内部一致性和可扩展性。FME软件包含有6个功能模块：FMEWorkbench、FMEUniversalTranslator、FMEUniversalViewer、FMEPlug-in（SDK）、FMEObjectAPI、FMEApplicationExtenders[1]。

3实例分析

本文通过工作实践中所测的某一地形图转换进行说明。该地形图数据格式为DWG格式，坐标系统为某地方坐标系。按照要求将地形图转换为1980西安坐标系下成果，且已知在两个坐标系统下的四个公共点坐标。坐标系统的转换通过公共点利用FME的仿射变换对图形数据进行坐标转换。这项操作主要运用到转换器VertexCreator和AffineWarper。

利用FME进行坐标转换思路如下：

首先，利用转换器VertexCreator将两个坐标系下的公共点生成转换控制向量，向量的方向为源坐标系到目标坐标系。即向量起点坐标为控制点在源坐标系中的坐标，向量终点坐标为控制点在目标坐标系中的坐标，本文中原坐标系为地方坐标系，目标坐标系为1980西安坐标系。

其次，利用转换器AffineWarper将数据源进行仿射变换。

具体操作步骤如下：

1）打开FME的Workbench界面，创建一个新的Workspace。

2）将公共点坐标保存为CSV文件，保存格式如表1所示。

将公共点CSV文件添加到FME工作空间。

3）添加转换器VertexCreator，其转换器参数设置如图1所示。

转换器VertexCreator把在两个坐标下的公共点生成向量，向量的方向为源坐标系到目标坐标系。即向量起点坐标为控制点在源坐标系中的坐标，向量终点坐标为控制点在目标坐标系中的坐标。

添加源数据文件，源数据文件为DWG格式的地形图。

4）添加转换器AffineWarper，在要素集的空间坐标上执行转换操作。它用于调整某组要素集的显示使其更接近于某些相关的要素集。这个转换器有两个输入端CONTRL、OBSERVED和一个输出端CORRECTED。CONTROL控制向量计算仿射变换（缩放，旋转，偏移），并将变换应用到OBSERVED要素来生成输出要素。

5）添加目标数据文件。

6）建立映射关系。

整个工作空间转换模型如图2所示：

运行工作空间转换模型，系统提示转换成功，生成的目标数据图形文件即为目标坐标系下的DWG文件。

4总结

对于数据格式Shape、MDB、GDB、DWG或其他栅格格式图形数据的坐标转换，可以采用Arcgis软件或CAD软件。Arcgis软件坐标转换功能强大，转换模型多，但其现有工具的批量转换功能只对一个数据源下的多个数据。CAD软件只能进行平面四参数变换，且精度较低（因为最多只有一个多余点参与最小二乘平差），对于批量图幅数据的转换只能一幅幅进行，效率低下[2]。通过FME平台能支持上述全部数据格式进行坐标转换，且能同时转换多个数据源下的多种格式数据，转换灵活高效。基于语义的数据转换相比于传统的数据转换方法转换更加容易，并且可以批量操作，具有更强大的功能和灵活性。

本文通过实例，描述了基于FME的地理信息數据坐标系统转换实现过程，对于空间地理信息数据处理有一定的参考意义。

参考文献：

[1]北京世纪安图公司.FME技术白皮书

[2]程丽萍，王友昆，赵子龙.基于FME进行矢量及栅格数据的坐标转换[J]."我和FME的故事"大赛参赛作品选.