2019FME博客大赛——浅谈FME在国土空间规划技术服务中的实践和应用

参赛单元：传统GIS数据处理

作者：施仲添

单位：杭州市城市规划信息中心（杭州市地理信息中心）

 

【摘要】

随着规划行业对空间数据的利用分析和需求日益增加，在日常的国土空间规划技术服务中涉及空间数据的情况越来越多，但是存量成果更多的无法满足空间分析的需要，空间数据生产和整合、分析在技术服务中是无法回避的问题。FME作为基于OpenGIS组织提出的 “语义转换”理念，提供转换过程中重构数据功能，实现超过几百种数据格式(模型)转换的先进技术（系统），可以为规划技术服务过程提供快速处理和实现的提供解决方案。本文通过作者在技术服务过程中的几个例子，与大家共同探讨FME支持国土空间规划技术服务的应用。

关键词：FME；国土空间规划； 技术服务；实践；应用

随着我国公共服务型政府建设的推进，自然资源和规划行政管理部门的职责、管理内容和方式发生了重大的改变，由原来的行政管理和技术管理并重的管理模式，转变为行政管理与技术审查与技术分析等技术服务相分离，将标准化的、可计算的、能客观评价的技术审查、技术分析等技术服务从行政管理中分离出来，行政管理专注发挥其管理调控、科学决策职能。

国土空间规划技术服务涵盖了服务规划审批的技术审查、服务规划编制的技术分析、服务规划管理的数据整合与处理等等，在这过程中涉及数据库、表格、文本、空间数据等形式的数据，以及不同存储格式、不同坐标系统的空间数据，意味着开展技术服务，势必遇到数据格式转换、空间分析、数据整合、质量检查、数值计算等多种多样的数据处理操作，需要一个便捷、高效、快速的解决方案来完成。FME是加拿大Safe Software推出的空间数据转换处理系统, FME不仅能够实现几百种数据格式 (模型) 的相互转换, 而且能够将丰富的GIS数据处理功能结合在一起，因此可以利用FME功能模块的组合，实现空间数据的多种类型的处理、整合、分析。      

关于FME

FME（Feature Manipulate Engine，简称FME），是加拿大safe Software公司（成立于1993年）推出的用于不同数据格式之间转换的一种技术(系统)。该系统是基于OpenGIS组织提出的新的数据转换理念“语义转换”，通过提供在转换过程中重新构造数据的功能，实现了超过300多种数据格式(模型)之间的转换。FME具有以下特点：①支持多种空间数据格式转换；②能独立地直接浏览多种格式空间数据，同时支持浏览图形、属性和坐标数据；③提供为数据转换操作的图形化界面，可视化定义原始数据和目标数据之间的图形与属性的对应关系；④数据转换与丰富的GIS数据处理功能完美结合；⑤提供API扩展；⑥支持海量数据处理。

运用FME辅助国土空间规划技术服务的几个案例

1、技术审查面积复核

技术审查除了对建设项目总平图核对规划条件符合情况外，还涉及建筑面积、容积率、建筑率、容积率等技术指标进行计算与复核，并形成计算结果以固定报表的形式输出。

由于建设项目总平图基本上是以DWG格式电子数据为主，对于格式为DWG的数据源，以及各类计算对于FME来说都不是事。因此，我们处理的思路基本为：在CAD环境下按标准对总平图进行规范，对于参与计算的各类住宅、公建、商业等建筑以及用地地块边界、绿化边界等进行分层分色规范化，地上地下楼层等信息通过标注的形式予以标明。通过FME进行拓扑建立，依规则由程序对建筑面积、容积率、绿地率等技术指标进行计算，并通过excelstyle函数对结果进行按模板输出。

通过FME辅助，不仅提高了效率，减轻作业员的工作量，而且程序计算可以避免人工计算的失误进而提高成果的准确性和规范性。同时，对于质量控制，检查人员只需把控总平图CAD成果的规范性和准确性，即可保证成果的准确无误，大大减少了检查环节和工期，进而提高工作效率缩短工期。

2、工业用地对比分析

根据中央城镇化工作会议、中央城市工作会议精神，新型城镇化政策提出 “减少工业用地”要求。未来一段时间，工业用地更新将是城市更新的重要内容之一。针对城市地区工业用地存在的规模结构偏大、空间布局混乱、低效使用情况突出等问题，亟待开展盘活存量、挖掘土地资源潜力等方面的规划研究，促进工业用地高效的空间布局释放创新活力与集聚效应。

为此，我们针对工业用地开展了空间布局分析、开发强度分析、聚集度分析、现状与规划对比分析等数据分析，为工业用地的规划决策提供强有力数据支撑。空间布局分析，工业用地的空间布局决定了工业用地集聚效应的影响程度，影响着交通、卫生、生产、生活等状况，甚至影响到城市的空间布局。我们以行政区域、特定圈层（快环线圈、绕城高速圈、都市路网圈）、开发边界等空间范围进行杭州现状工业用地布局定量分析，从定量上得出现状工业用地分布特点。开发强度分析，结合现状地形图，测算现状工业用地的开发强度（主要为容积率和建筑密度），分析用地开发强度的空间分布,为工业企业分布与用地强度分布对比分析提供支持。聚集度分析，工业用地的相对集中有利于增强企业之间的“外溢效应”，有利于集聚格局促进局部效率提升整体效率。我们采用核密度分析方法来定量分析，具体为通过建立40×50的格网为基准，叠加工业用地数据，工业用地覆盖格网的比例作为该格网的权重，并对相同权重的格网做连片处理，以空间图形的形式体现集聚程度。上述分析工作，我们主要利用FME的Count、AreaCalculator、AreaOnAreaOverlayer、StatisticsCalculator、 Aggregator等功能组合来完成。

 

3、用地现状图地块人口规模分析

在城市规划管理中，人口规模是一个无法回避的重要指标之一。所有的公共服务配套设施规划布局、建设规模、建设时序等其重要决定因素均来自于常住人口规模。因此，城市规划编制前通常要对现状地块内的常住人口进行有效测算。

杭州市有将近1000万的常住人口，每个人均已空间点的形式落实在户籍地址或暂住地址上，这为每个地块的人口规模进行定量分析测算提供了可能。但是，对于千万级人口如果还要区分性别、户籍（暂住）、年龄分段、职业、教育程度等，再分别落实到每个地块上，计算工作量将是巨大的，通常的解决方案很难实现。

对于支持大数据量吞吐的FME来说，通过TestFilter、PointOnAreaOverlayer、StatisticsCalculator、 Aggregator等功能组合就可以为上述需求提供一步到位的解决方案。

4、档案信息空间化建设

建设项目审批档案的收集和存储更多是采取纸质的形式，登记和记录的信息更多的是审批当时的信息。随着城市的不断发展，地名、建设单位、名称等信息的更迭，给后续档案的检索带来了很大的麻烦。但是，对于建设项目而言，不管其他附属信息如何变，有一个信息始终不会变——空间位置信息。通过空间位置信息，结合现状的地名地址等信息辅助支持，可以实现档案信息的快速定位，有效提高档案信息的查询利用效率。

为了实现档案信息的空间化，结合项目审批实际情况，我们采取如下建设思路：通过规范化整理建设项目总平图的建筑物轮廓线、用地边界、楼栋号、空间位置等信息，结合建设项目审批受理号、档案号等关联信息，实现建设单位、审批经办部门、审批时间等项目审批信息以及案卷信息、卷内文件信息等审批档案信息的大关联和大融合。

实现上述思路，可以应用FME软件的AreaBuilder、PointOnAreaOverlayer、Joiner、Aggregator等函数，实现数据格式转换、信息融合、属性累加等，从实现建设项目审批档案信息的空间化，为后续档案利用提供了空间查询的途径，同时为基于档案信息的进一步扩展提供了可能。

5、数据同步

由于系统建设不同时期、数据存储采用分布式布置、坐标系统不一致等原因，要实现统一平台进行展示，并保证数据的实时更新，数据同步无法避免。在杭州，随着市区的不断扩大，规划管理区域也在扩大，市本级管理范围从原有的683平方公里扩展到8002平方公里，规划管理协同平台也随之延伸和覆盖。由于坐标投影及历史等原因，杭州各区采用的平面坐标系并不统一，为保证系统的平稳延伸，在各区暂时保留了原有的坐标系统，在统一展示平台上采用统一的CGCS2000。同时，由于项目审批、规划编制成果更新随时在进行，手动更新或者定期更新都无法满足应用的需要。因此，我们充分利用触发器、FMEServer在线处理的功能优势，快速实现坐标转换、数据变化监视、数据远距离传输等数据同步需求，满足应用的需要。

总结和展望

       上述应用从技术和FME应用深度来说都不算是有技术难度和含量，但是它确确实实解决了当前应用的一些实际问题，从另外一个角度也可以说明FME是一个大众型、实用性的应用软件工具，只要能正确运用还是能较大幅度的提高工作效率。FME不再是高高在上、遥不可及的支持软件，其能耐也远不止这些，它有“遇强则强、遇弱则弱”的特点，只要使用者有足够的实力，可以为日常遇到的难题提供意想不到的解决方案，期待FME满地开花。

 

 

 

参考文献

1 施仲添. 浅谈FMEServer在空间数据转换与共享中的应用前景.第四届中国国际数字城市建设技术研讨会论文集：数字城市的理论与实践，2009：117-119.

2 施仲添、罗翔. 运用GIS技术支持杭州工业用地规划决策.北京规划建设.

3石忆邵、刘丹璇.上海市工业用地减量化规划构想及关键问题分析[J].上海国土资源，2016（6）：1-4

4 李永胜、李楠楠、黎娟、官东海.基于FME的土地确权数据一致性检查[J].地理空间信息，2017（12）：96-99