基于FME的河流、道路等长面状地物要素的中心线提取

作者：凡江林   QQ：564438737

课题背景

在地图制图工作中，经常会遇到需要把大比例尺面状地物综合成小比例尺线状地物；或者是不同的专题地图中，由于侧重点不一样，也会把一部分面状地物综合成线状地物。而随着电子地图以及GIS系统在交通、电力、水利等各个行业的深入渗透，面状地物提取中心线也成为各行业GIS从业者日常GIS数据处理的一部分。

（一）问题描述

面状要素的中心线提取，源于开发一个GIS平台的工作底图，需要处理全省的河网数据。在矢量化大比例面状要素后，需要在小比例尺度下显示线状要素。同时要求较高的精度，很自然的想到提取面状要素的中心线。当然，提取面状地物的中心线，可以利用arcgis，也可以利用fme。本文介绍基于FME的河流、道路等长面状地物要素的中心线提取。

（二）流程思路

在FME中，转换器CenterLineReplacer能够把面状要素转换成线状要素，如图（1）所示。

图（1）

但是，该转换器转换的结果并不是最终我们想要的结果，在面域不均匀的情况下，会有很多琐碎的小分支，如图（2）所示。

图（2）

并且，利用转换器CenterLineReplacer把面转成线的过程非常耗时。所以，可以考虑分两步。（1）把面状地物通过转换器CenterLineReplacer转换成线状地物；（2）对线状地物进行处理。

要对以上的河网数据进行处理。首先需要理清思路。应该如何删除掉多余的悬挂线段呢。我们假定了河源和汇口后，最终要的就是保留从河源到汇口的这条河流主干道，删除掉其余的支流。如图（3）所示。删除掉了第一层悬挂线段，还有第二层悬挂线段。那么，删除悬挂线段，这是一个递归的过程。直到没有了悬挂线段了为止。

图（3）

在arcgis中，我们基于转换器CenterLineReplacer处理的结果，创建河网需要保留的源头以及汇口，一起放在一个点要素里面，连同转换生成的线作为输入，如图（4）所示。

图（4）

以下是利用FME开发的整个流程图，如图（5）所示。

图（5）

最终运行结果，如图（6）所示。

图（6）

现在，来说一下图（5）的实现流程。在图（5）中，利用Deaggregator实现聚合线的分解。利用自定义转换器fjlRemoveBranches实现删除掉河网支流悬挂点的功能。在该自定义转换器中，利用了循环递归的思路。在该自定义转换器的输出结果中，利用GeometryFilter实现河源与汇口同河流的分离。通过LineCombiner对实现河流段的连接。连接后，计算各段的长度。通过Tester进行长度过滤来清除掉0长度的细碎悬挂节点。再次利用LineCombiner_2实现对河流的连接，加入河流源头与汇口，运行后，即得到如图（6）所示的结果。

下面，对自定义转换器的实现细节进行简单的介绍。自定义转换器流程图如图（7）所示。

图（7）

图（7）中已经标记相关转换器的功能。在此简单的进行介绍。首先获取线段的所有节点，然后与线段空间叠加，根据叠加的线段数量计数。获取悬挂节点；通过悬挂节点，利用空间叠加，获取悬挂线段；过滤掉第一层悬挂线段后，进行循环，继续下一轮判断，直到没有悬挂线段为止。

（三）探索结论

通过以上的分析，利用FME可以实现河流、道路等长面状地物要素的中心线提取。以上的方法是一种朴素的实现方法，没有利用网络分析的相关概念。仅仅从悬挂节点出发，通过自定义转换器，利用循环的方式，以及简单的空间关系，实现了基于FME的河流、道路等长面状地物要素的中心线提取。

这是一篇探索性的博文。后续将会深入研究ArcGIS、FME的网络的构建以及分析。以及通过FME里面的网络构建分析工具，实现更复杂的相关案例。

（限于作者的学识和经验，定有不少疏漏和不当之处，甚至是错误也在所难免，恳请读者和同行批准指正！）