FME在地理信息变化检测中的应用.pdf

上海市测绘院 毛炜青 提 纲 上 海 市 基 础 地 理 信 息 的 现 状 1 地理信息变化检测的主要方法 2 基于FME的矢量数据变化检测 3 FME融入地理信息公共服务平台 4 上海市基础地理信息的现状 地理空间地理空间 信息资源信息资源 至今至今 开始 三维 等新数 据体系的建设 实现 122 的服务目标 2007年年 实现 0512 更新机制 2005年年 形成业务化运行体系 加快更新周期 2003年年 基础地理数据库建设完成 用户数量达到1000多 1999年年 基础地理数据库开始建设 为500多家用户单位提供信息 沿街门牌 农村地区 小区内部 全要素更新不够灵活 未来的数据更新模式是面向对象的地理要素更新 1 目前我院全要素更新周期固定 对变化频率快的数据 更新周期不能满足要求 如兴趣点 导航库 交通信息等 数据 对变化频率慢的数据 更新周期又出现了冗余 如何快速把更新信息反应到公开版地图的制作上 数据来源增多 这些不定期数据将如何纳入更新 地理国情监测 各种数据按各自周期汇总 如何快速检测变化 更新 人工检测对于同样区域 无论变化大小检测量是一样的 道路 交通信息等数据变化快 但变化量小 检测依然需要大量人工 门址库数据量巨大 变化检测不仅检查空间点的变化 还需要和其他地物之间关 系保持正确 影像 DSM以及国情普查 监测的数据缺乏挖掘和利用 地理国情普查和监测的数据来源广 间隔周期短 要求变化检测和更新必须快速 进行自动变化检测 加快变化区域发现的速度 为数据挖掘统计打基础 2 地理信息变化检测的主要方法 同源地理专题要素变化检测 检测内容 点数据要素检测 位置和属性 兴趣点 线数据要素检测 位置 形状和属性 道路线 面数据要素检测 位置 形状和属性 行政区划面 不同比例尺下变化阈值研究 大比例尺的小变化在小比例尺上 可忽略不计 多源地理专题要素变化检测 检测内容 门牌点数据变化检测 多来源点数据变化检测 与其他专题数据联动检测 道路线匹配和变化检测 基础库 公开版 导航库 影像数据 GPS数据 建筑面匹配和变化检测 建筑面 影像 DSM 基于遥感影像的地理信息变化检测 变化检测流程 相对几何配准 相对辐射校正 变化检测算法 变化图斑输出 变化检测方法 灰度差值法 相关系数法 基于 Mean Shift 图像分割 光谱分析 2006年JD 01结果 2006年JD 01影像 2010年JD 01结果 2010年JD 01影像 2006 2010 高度减少区域 高度增加区域 基于DSM的变化检测 差分处理 高度变化 基于矢量数据的地理信息变化检测 点要素 移动 新生 消亡变化检测算法 线要素 延长 缩短 变形 移动 新生 消亡 合并 分裂 混合分并 面要素 扩大 缩小 变形 移动 新生 消亡 合并 分裂 混合分并 空间变化内容 进行变化检测的数据位于同一坐标参考空 间 并且地理编码相同 使之能够进行叠加分析 基于矢量数据的地理信息变化检测 删除 增加 不变 基础矢量数据 栅格影像 变化检测 基于FME的矢量数据变化检测 多种类数据格式支持 不同坐标系 不同文件格式 变化检测规则可定制 不同区域不同比例需要灵活的参数 大数据的支持 能够直接连接大型数据库进行变化检测 数据的适应性 具备灵活的参数配置以适应不同环境的变化检测的需求 开发成本低 后期维护成本低 易用性高 不仅是小工具也可以最终转换成地理信息服务 开方的便捷性 点状要素的变化检测以两个不同时相的 点数据为目标 查找其在容差范围内是 否存在对应的数据 空间上有对应的数据且属性一致则为未 发生变化的点 属性不一致则为属性变 化点 空间上不同却属性相同的数据 则认为 该数据发生了空间上的变化 如果空间上和属性上均无对应数据 则 认为该数据发生了新增或删除 对于变化的点输出图形变化轨迹线 点要素变化检测 根据设定阈值 通过比较线要素节点的 方式 对线要素空间形态进行比较 并 辅以属性变化检测 最终将检测结果予 以输出 根据需求不同 公开版数据结果分为 新增 删除 属性变化 位置变化前 位置变化后 五种 基础库结果分为 新增 删除 属性变化 三种 针对 导航数据 在基础库的基础上 增加 方向变化前 方向变化后 两种 不影响线形态变化的节点增删不影响检 测结果 线要素变化检测 根据设定阈值 通过比较面要素节点 对面要素空间形态进行比较 并辅以属 性变化检测 最终将检测结果予以输出 根据需求不同 公开版数据结果分为 新增 删除 属性变化 位置变化前 位置变化后 五种 基础库结果分为 新增 删除 属性变化 三种 不影响面形态变化的节点增删不影响检 测结果 面要素变化检测 搭建了面向5种类型数据格式 15个FME模板 充分体现了FME对上百种格式的数据相互转换的 优势 平均每个模板20多个转换器 发挥了强大的语义 转换功能 FME具有丰富的数据建模功能 能准 确地重构数据模式 在数据转换的过程中对数据 进行多方面的综合处理 使得数据转换在保证无 损的同时 扩大信息量 直接连接数据库进行大数据操作 发挥了FME对 多种数据库的支持以及大数据批量处理的优势 几乎为零的代码实现 仅有少许代码完成界面的 封装 检测结果输出支持多格式可视化 直接利用FME模板构建 序号 转换器名称 说明 1 AttributeCreator 创建一个新的属性 2 ParameterFetcher 获取参数值 3 Tester 按照条件过滤 数据分流 4 NeighborFinder 按照空间距离查找数据 临近分析 5 ListSorter 列表排序 6 PythonCaller 嵌入 Python 脚本 7 Matcher 数据每一个要素之间进行空间和属性上 的匹配 8 CoordinateExtractor 提取要素节点的坐标值 9 FeatureMerger 按照某一属性进行匹配 从而传递其他 属性 10 ListExploder 列表炸开 将列表属炸散成普通属性 同时要素按照列表数变为多个 11 StatisticsCalculator 统计每类变化的个数 12 ListRangeExtractor 提取列表的最大最小值 13 AttributeRemover 删除属性 14 ListSearcher 查找列表中是否包含某个值 15 ListIndexer 将某个列表降级成主属性 16 LineOnLineOverlayer 进行线线叠加分析 17 Snapper 进行线线或者面面之间的捕捉 18 ListElementCounter 计算列表的元素数量 19 AreaOnAreaOverlayer 进行面面叠加分析 20 AttributeExposer 对数据的格式属性进行暴漏 21 BoundsExtractor 提取图版的四至即外接多边形的角点坐 标 22 WorkspaceRunner 在工作空间中运行另外一个工作空间 随时可修订的参数化设计和实现 封装模板开发界面友好实用的操作工具 2014 2015 新 增 消 失 移 动 前时相 后时相 新 增 消 失 属 性 变 化 批量或单个批量或单个 格式格式 几何类型图层几何类型图层 记录数记录数 两个时相两个时相 耗时耗时 大数据量 多大数据量 多 个范围 个范围 mdb ROAD POLYGON道路面 35万 20分 mdb r2012道路线 40万 7分 mdb Doorplate点 350万 1时43分 oracle Building面 755万 3时26分 oracle Doorplate点 380万 2小时 oracle ROAD CENTER LINE线 198万 50分 小数据量 单小数据量 单 个范围 个范围 mdb ROAD POLYGON道路面 1 2万 1分19秒 mdb r2012道路线 6500 40秒 mdb Doorplate点 13万 11分 oracle Building面 8 5万 5分20秒 oracle Doorplate点 2万 1分 oracle ROAD CENTER LINE线 3万 2分 对于全市区域的变化检测 可 以设定比对区域分批进行 通 过范围选取 减少每次读取的 数据 在具体运行过程中使用FME转 换器 WorkspaceRunner 进 行多线程并行处理 单机使用存在内存不足等问题 需要通过集群方式多机解决 效率措施 FME融入地