FME在遥感监测信息提取质量检查中的应用_柴华.pdf

Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 03 期179文章编号：2095-6835（2023）03-0179-03FME 在遥感监测信息提取质量检查中的应用柴 华，尹卫军，张晓华（中煤航测遥感集团有限公司，陕西 西安 710199）摘要：遥感信息监测是有效监管国土利用变化情况、快速获取变化信息的一种重要手段。遥感监测信息提取是利用前期后期遥感影像和变更库，使用人工影像比对或计算机人工智能自动比对的方法，提取监测图斑。选取吴堡县、志丹县、清涧县、神木市 4 个地区的遥感监测成果作为试验数据，利用 FME对遥感监测成果从微小面、重叠面、属性规范性、逻辑一致性 4 个方面进行质量检查，对检查结果进行统计发现，共检查问题 1 389 个，其中微小面 85 个、重叠面 1 248 个、属性规范性问题 43 个、逻辑一致性问题 13 个，经人工核验发现，质检成果可靠、准确、详尽。将 FME 应用于遥感监测信息提取项目质量检查，可以提高成果质量检查效率，保障监测成果质量，并为类似项目的质量检查提供参考。关键词：FME；遥感监测；信息提取；质量检查中图分类号：P208文献标志码：ADOI：10.15913/ki.kjycx.2023.03.0551背景概述FME（Feature Manipulate Engine）是由加拿大 SafeSoftware 公司推出的一套完整的访问空间数据的解决方案，可以实现超过 200 种不同空间数据格式（模型）之间的相互转换。FME 使用面向对象技术，它的核心是通过强大的中间格式的语义转换进行运作的，映射文件控制从源数据到目的数据的配置和转换。FME 包含的软件模块操作要素对象，读模块从外部数据源读取要素数据；要素工厂模块在使用者的控制下将这些数据合并或分割；转换模块将这些要素从一种表达格式转换为另一种表达格式，也有可能将这些要素挂接到外部数据库上；写模块将这些要素对象以一种或多种支持的格式进行输出1。FME Workbench 进行质量检查的核心是转换器，转换器以图形形式放置在可视化图形界面，将源数据、转换器和目标数据连接起来构成数据流，从而完成对数据的质量检查。变化信息提取以满足土地资源应用需求为目标，以影像特征的客观变化为依据，国土利用动态遥感监测变化信息提取以新增建设用地及其占用耕地为重点2。遥感监测信息提取主要是利用同一区域上一年度和本年度 2 个不同时相的遥感影像，使用人工影像比对或计算机人工智能自动比对的方法对遥感影像进行变化监测，提取遥感影像变化信息，形成监测图斑。监测图斑主要包含新增建构筑物、耕地变化、园地变化、林地变化、草地变化、湿地变化、水域及其他变化共 8 种变化类型。将提取出来的监测图斑根据相关要求生成图斑属性结构表，并建立正确的拓扑关系。形成初步监测成果后，为避免出现微小面、重叠面、属性规范性问题和逻辑一致性问题，需要对成果进行质量检查。本研究主要采用 FME Workbench 读模块、转换器和写模块构建 FME 质量检查模板，以满足遥感监测信息提取数据的质量检查。2FME 质检模板构建FME 质检模板的读取是从左至右，从源数据（读模块）的图层开始，通过数据流到目标数据（写模块）中。FME 主要包括源数据、转换器和写模块 3 部分，在模板构建时，应先确定源数据和目标数据的格式、目录及导出方式，以便能正确地检查数据输入和检查成果输出。本次质检模板构建主要将检查分为 5 部分，分别为微小面检查、重叠面检查、必填属性项不为空检查、属性填写规范性检查和属性之间的逻辑性检查。5 部分检查是无先后顺序的并行检查，但在进行 5 项检查之前，需要在检查图层中增加“问题”字段，用来存 储 后 续 检 查 可 能 出 现 的 质 检 问 题，并 使 用AttributeCreator 转换器，其参数设置如图 1 所示。AttributeCreator 转换器是给源数据中的要素添加字段，可以将字段赋为某一固定值，在本次初次创建时将“问题”字段属性赋值为空，以便于后期进行质检问题属性填写。2.1微小面检查根据遥感监测信息提取要求，监测面积单位为亩，因此图斑面积不得小于 34 m2，使用 AreaCalculator 转科技与创新Science and Technology&Innovation1802023 年 第 03 期换器进行面积计算，对计算出的图斑面积使用 Tester转换器进行条件筛选（条件为面积属性大于 34 m2），筛选完成后，在问题字段中使用 AttributeManager 转换器将微小面图斑属性标注为“微小面”。工作流和 Tester转换器面积筛选条件如图 2 和图 3 所示。图 1AttributeCreator 转换器参数图 2微小面检查工作流图 3Tester 转换器面积筛选参数AreaCalculator 转换器主要用来计算源数据的面积，单位与源数据单位一致；Tester 转换器通过对测试条件的设置，来进行条件筛选，筛选不通过的要素会从 Faild 端口输出；AttributeManager 转换器主要是对新属性或者原始属性字段名进行修改，也可对字段的内容进行修改，可使用条件表达式或者固定值进行赋值。2.2重叠面检查根据遥感监测信息提取要求，监测成果不得出现面重叠的拓扑问题，使用 AreaOnAreaOverlayer 转换器进行面面压盖，对计算出的压盖计数属性使用 Tester转换器进行条件筛选（条件为压盖计数属性大于 1）。筛选后，在问题字段中使用 AttributeManager 转换器将重叠面图斑属性标注为“面重叠”，工作流如图 4 所示。AreaOnAreaOverlayer转换器将输入的源数据要素面进行面面叠加，通过压盖计数属性来对重叠面进行计数，面重叠的部分将被单独创建要素并且压盖计数属性大于等于 2。图 4重叠面检查工作流2.3必填项不为空和属性规范性检查根据监测图斑属性结构表要求，对监测图斑属性为必填项的进行检查，使用 Tester 转换器进行条件筛选（条件为必填字段属性为空字符串）。筛选完成后，在问题字段中使用 AttributeManager 转换器将必填字段为空的属性标注为“未填写必填字段”，工作流如图5 所示。图 5必填项检查工作流在填写属性时，监测类型和图斑类型需要填写规范的类型代码，不得出现字段错漏，使用 Tester 转换器进行条件筛选（条件如下：监测类型在 XJ、YJ、GD、YD、LD、CD、SD、QT 范围内，图斑类型在 20、SJ、JZ、DL1、DL2、DL3、TL、GQ、GF、GEF、YH、LD、CK、TD、ZQC、WL、QL、00、01、02、03、04、30 范围内）。筛选完成后，在问题字段中使用AttributeManager 转换器将填写不规范的属性分别标注为“监测类型不在值域范围内”和“图斑类型不在值域范围内”，工作流如图 6 所示。图 6属性规范性检查工作流2.4逻辑一致性检查根据遥感监测信息提取要求，监测成果不得出现逻辑问题（如原变更库属性为耕地，提取的监测图斑TBLX 仍为耕地），使用 Tester 转换器进行条件筛选，参数设置如图 7 所示。筛选完成后，在问题字段中使用 AttributeManager 转换器将逻辑错误的图斑属性标注为“逻辑错误”，工作流如图 8 所示。3试验数据质量检查FME 质检模板构建完成后，只需要对源数据及目标数据的路径进行选择便可开始使用，选取吴堡县、志丹县、清涧县、神木市 4 个地区的遥感监测初步成Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 03 期181果作为试验数据，用来检验 FME 质检模板的落地性和可操作性。将读模块和写模块设置完成后，运行工作空间就可完成 4 个地区的质量检查，应注意软件下方的转换日志，利用转换日志对转换过程中遇到的问题进行标示，并对转换完成生成的质检结果个数进行说明。对 4 个地区的检查结果进行统计发现，共检查问题 1 389 个，其中吴堡县质检问题 148 个、志丹县质检问题 9 个、清涧县质检问题 943 个、神木市质检问题289 个。从质检类型来说，微小面 85 个，重叠面 1 248个，属性规范性问题 43 个，逻辑一致性问题 13 个。经人工核验发现，质检成果可靠、准确、详尽，可将此 FME 质检模板应用于遥感监测信息提取。FME 质检模板如图 9 所示。图 7逻辑一致性检查参数设置图 8逻辑一致性检查工作流图 9FME 质检模板4结论FME 具有模块化、可视化等优点，可以根据用户的不同需求，对处理方式、处理过程进行自主组合3。矢量数据质量的好坏直接影响着国家及各行业利用矢量数据进行分析、决策的正确性和可靠性4。本文仅使用 FME 对遥感监测信息提取初步成果中的微小面、重叠面、属性规范性、逻辑一致性 4 个方面进行了检查，具有一些局限性。但通过本文的研究发现，将 FME 应用于遥感监测信息提取项目质量检查中，可大大提高检查效率，弥补了人工检查效率低、易错漏的缺点，FME 数据质检模板无需代码便可进行编写，相对于专业的质检软件，成本低、编写简单。这种质检方式可被广泛应用于农经权、地下管线、地理国情、全国第三次土地调查等项目的质检作业中5。参考文献：1 安丹，汤军.基于 FME 的 CAD 与 GIS 数据转换的应用研究J.软件导刊，2010，9（10）：26-27.2 中国土地勘测规划院.2012 年度全国土地变更调查监测与核查遥感监测技术方案R.20123任俊儒.FME 在 GIS 数据处理中的应用J.测绘与空间地理信息，2018，41（11）：129-130，134，1374张标，陈楠，高瑛，等.矢量数据质检工具的设计与实现 J.北京测绘，2020，34（10）：1447-1450.5孟贵升，郝国建，宋超.基于 FME 模板文件的数据质检软件设计与实现 J.地理空间信息，2020，18（11）：84-86，7-8.作者简介：柴华（1991），女，工程师，研究方向为地理信息系统、土地管理。（编辑：丁琳）