基于FME Objects 的空間數據格式轉換方法研究

周 飛

（江蘇省測繪工程院，江蘇南京 210013）

0 引言

地理信息數據的格式轉換是相當普遍的。各主流數據處理軟件能夠實現一些簡易的格式轉換功能，但存在要素或屬性丟失、圖形變形的情況，無法滿足無損轉換的需要。

FME Objects 提供了一套軟件組件用于處理空間數據。程序的二次開發引用軟件安裝生成的FME Objects Dot Net 4 庫，該庫包含了一整套處理空間數據的類、對象、常用變量、函數方法。本文利用FME Objects 讀寫數據、編輯數據、屬性傳遞的特性及對多種數據格式支持、靈活嵌入其他系統的優勢，開發集成了多源數據的格式轉換工具，高效滿足了各類數據源的統一使用。

1 FME軟件簡介

FME 主要功能由FME Data Inspector 與FME Workbench 實現。FME Data Inspector 主要用于查看數據的要素數量、組織結構、要素屬性、圖層分類。FME Workbench 是支持數據格式轉換與處理的軟件平臺，可手動設置讀模塊、轉換器、寫模塊3部分，用于數據的格式轉換。FME 采用的是語義轉換方法，支持多源數據的讀取與相互轉換，針對需求，調用豐富的函數轉換器，處理坐標、圖形、屬性，在轉換過程中實現數據重構的功能?！罢Z義轉換”運用映射文件的對應模型，提供了不同類型數據的流通通道，破除了數據之間的壁壘，有效避免了數據丟失或圖形變形的發生，實現全過程自動化。FME憑借其強大的功能，封裝了500 多種轉換器（函數），實現了數據的多需求、多方向的格式轉換。對于大批量數據格式的轉換處理，借助開發鏈接庫，運用程序定制處理同類型的數據轉換是高效的。

2 程序運行

依托FME Objects 動態鏈接庫，運用C#語言，在.NET 平臺面向對象開發的程序界面如圖1 所示。界面提供了選擇源數據按鈕、目標數據存儲路徑選擇按鈕、對應格式轉換按鈕，以及更新狀態欄。軟件主要包括dgn-＞shp、dgn-＞dwg、dgn-＞gdb、dgn-＞mdb、dwg-＞dgn、mdb-＞dgn、dwg-＞shp、gdb-＞dgn 八種格式轉換功能。程序運行流程如圖2 所示。

圖1 程序界面圖

圖2 轉換流程圖

3 程序架構

3.1 窗體運行與設置

c#界面窗體的運行是以static void Main（）為起點，主要調用EnableVisualStyles（）、SetCompatibleTextRenderingDefault（false）、Run（new Form1（））這三個函數方法實現窗體的初步運行。

EnableVisualStyles（）函數實現窗體及設置控件的可視化；SetCompatibleTextRenderingDefault（false）函數的參數一般設置為false，此函數使用GDI 方式設置控件的顯示文本；Run（new Form1（））則用于窗體標準消息的運行與循環。

窗體的設置主要包括button（按鈕）、ListBox（列表盒）、StatusStrip（狀態欄）、OpenFileDialog（打開對話框）。地理信息數據格式中的Geodatabase（簡稱gdb）是以文件夾形式表示的，應選用FloderBrowser Dialog 打開數據對話框。窗體設置的控件、對話框、狀態欄主要用于觸發函數的運行、顯示數據的選擇及狀態等。

3.2 創建對象

FME Objects 運用接口定義了對象必須實現的成員變量。IFM EOSession 定義成員m_fmeSession并使其初始化，這是所有后續成員變量定義的起點。由于接口不能直接創建對象，所以對象m_fmeSession 由FME Objects 根類通過CreateSession（）方法創建，其他對象均由對象m_fmeSession 通過函數方法創建。次級生成的6 種對象主要包括圖形操作工具、轉換日志、對話框、要素、磁盤向量以及讀寫器，對象的關系及創建方法如圖3 所示。

圖3 對象關系及創建方法圖

3.3 主要功能

3.3.1 釋放內存函數

Dispose（）函數廣泛用于釋放界面對象的資源空間，如m_fmeSession 等對象在調用后釋放資源避免報警，代碼編寫位于設計頁面的void Dispose（bool disposing）函數中，偽代碼如下：

if（m_fmeSession！=null）

｛ m_fmeSession.Dispose（）；

m_fmeSession=null；｝

其他各類對象的釋放資源可參考m_fmeSession對象的操作，所有對象釋放完成后調用系統基類的釋放函數base.Dispose（）。

3.3.2 屬性復制傳遞

地理信息數據的非圖形屬性是不可或缺的，FME 默認的轉換通道不能直接實現此類屬性的復制傳遞。我們以dgn 數據轉換為shapefile 數據為例，實現在讀取過程中加入屬性參數。

如圖3 所示，已闡述對象fmeReader 通過CreateReader（參數）創建，CreateReader（）方法主要包含m_dataInfo、m_createDirectives 兩個變量和一個布爾值。m_dataInfo 用于設定數據導入的路徑與數據格式，m_createDirectives 用于設置屬性參數。由于兩個參數是基于FME 的m_fmeDialog 對象設置的，而m_fmeDialog 是啟用對話框形式實現參數與路徑的傳輸，每次只能導入一個文件，限制了批量轉換的可能性，故程序將對象m_fmeDialog 解構，分別設置兩個變量的傳入參數。

m_createDirectives 通過Add（）的方法加入屬性參數，偽代碼如下：

m_createDirectives.Add（“......DGNV8_EXPOSE_FORMAT_ATTRS，“entity_num_0，integer entity_num_1，integer link_type_0，char（40）link_type_1，char（40）”......”）；

加入屬性參數設定后，程序根據屬性名稱依次復制屬性值到目標數據，可靈活增添刪除非圖形類屬性。Shapefile 文件由于對屬性字段長度的限制，超過10 個字符的屬性字段會被強制截取表示，故可導入mdb/gdb 數據庫后另行操作。

3.3.3 讀取數據與模式要素函數

FME 設計中同時讀取數據要素與模式要素才能夠完整地讀取文件數據。數據轉換系統將讀取數據要素函數命名為readDataFeatures，讀取模式要素函數命名為readSchemaFeatures。

readDataFeatures 函數運用while（fmeReader.Read（fmeFeature））的循環遍歷數據特征并記錄存儲到數據字典中，讀完每條信息后重建對象，同時在轉換日志中記錄每條信息。偽代碼如下：

while（fmeReader.Read（fmeFeature））

｛m_fmeLogFile.LogFeature（fmeFeature，FMEOMessageLevel.Inform，-1）；

insertIntoFeatureTypeDictionary（fmeFeature）；

fmeFeature=m_fmeSession.CreateFeature（）； ｝

readSchemaFeatures 函數運用方法與readData-Features 類似。

為將完整的數據信息整合存入到字典中，需設置insertIntoFeatureTypeDictionary 函數。此函數通過FME OFeature 定義的成員對象pFeature 所收集字符串形式的信息與原庫自定義的FeatureType 格式，實現數據字典格式的存儲。偽代碼如下：

string currFeatureType=pFeature.FeatureType；

IFMEOFeatureVectorOnDisk

currVectorOnDisk=m_featureTypeDictionary-

［currFeatureType］；

currVectorOnDisk.Append（pFeature）；

由已創建的對象fmeReader 實現數據的磁盤存儲，偽代碼如下：

StringCollection openParams=new

StringCollection（）；

fmeReader.Open（m_dataInfo.Dataset，

openParams）；

readSchemaFeatures（fmeReader，ref

schemaFeatureCount）；

readDataFeatures（fmeReader，ref featureCount）；

3.3.4 轉換輸出

數據的轉換輸出類似于數據的讀取，創建打開FMEOWriter 對象，設定輸出格式與路徑，輸出目標的數據和模式要素。偽代碼如下：

StringCollection openParams=new

StringCollection（）；

fmeWriter.Open（m_dataInfo.Dataset，

openParams）；

writeSchemaFeatures（fmeWriter，ref

schemaFeatureCount）；

writeDataFeatures（fmeWriter，ref featureCount）；

3.4 狀態欄更新

狀態欄位于程序的左下角，用于更新數據轉換的進度及數量，更新狀態欄的代碼如下：

private void updateStatusBar（string pText）

｛ toolStripStatusLabel1.Text=pText；

statusStrip1.Refresh（）；｝

為方便用戶了解讀取與轉換的進程，每循環一次要素的讀取，便通過numFeatures 計數。狀態欄展示內容的更新代碼如下：

while（fmeReader.Read（fmeFeature））

｛ numFeatures++；

updateStatusBar（" 已讀取" + numFeatures.ToString（）+"要素......"）； ｝

3.5 要素數量檢查

m_fmeLogFile 對象通過LogFeature（）函數輸出轉換日志，日志內容包含了源數據與目標數據的格式和路徑、調用的動態庫函數、讀取要素的模式、讀取要素量、轉換線型的粗細顏色值、屬性名字段、輸出要素量等。但是要素是否丟失是最為關鍵的，故系統設置了用于對比要素讀取量與轉換量的檢查文件，結合numFeatures 的計數功能，在讀取函數和轉換函數中嵌入文件流代碼。偽代碼如下：

string datacheck=@"D：datacheck.txt"；

streamWriter=new StreamWriter（fileStream）；

streamWriter.WriteLine（"第" +（i + 1）.ToString（）+ "個文件所有要素量為：" + numFeatures.ToString（））；//嵌入讀取函數

streamWriter.WriteLine（"第" +（i + 1）.ToString（）+"個文件要素轉換量為："+featureCount.ToString（））；//嵌入轉換函數

檢查文本示意圖如圖4 所示：

圖4 要素數量檢查文本

4 結語

本文基于FME Objects 動態鏈接庫開發的格式轉換軟件，解析了FME Objects 應用的類對象、函數方法、成員變量。通過對帶屬性數據的格式歸類與批量輸入，軟件實現了各類數據圖形與屬性的無損轉換，促進了多源地理信息類文件的高效使用。隨著自然資源機構改革的深入，原屬國土、測繪、海洋、規劃等行業數據的格式轉換并疊加分析使用是必然的趨勢。對于FME Objects 中涉及要素操作、坐標轉換的程序處理則是下一步的研究點。