參賽單元：傳統(tǒng)GIS數(shù)據(jù)處理

作者：蘭期
單位：浙江蓮荷科技有限公司

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?????? 隨著“新零售”概念的提出，人們?cè)絹碓疥P(guān)注線下商場(chǎng)給客戶帶來的體驗(yàn)，室內(nèi)地圖作為商場(chǎng)的數(shù)字化產(chǎn)品，承載著和商場(chǎng)內(nèi)部商家的產(chǎn)品或服務(wù)信息。對(duì)客戶來說信息準(zhǔn)確、制圖美觀的室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)不僅可以提升客戶對(duì)商場(chǎng)的體驗(yàn)，而且可以幫助客戶探索商場(chǎng)的商品的布局。對(duì)商家來說，精準(zhǔn)的室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)可以幫助企業(yè)分析商場(chǎng)客流分部，合理精準(zhǔn)的布局商場(chǎng)資源，實(shí)現(xiàn)商業(yè)的最大化價(jià)值。

?????? 室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)主要由建筑體輪廓要素類，樓梯輪廓要素類，各層商戶，通行設(shè)施和公共設(shè)施以及路徑和路徑節(jié)點(diǎn)等要素類組成。要素類中要素與要素，不同要素類，不同樓層要素與要素類之間存在結(jié)構(gòu)緊湊的拓?fù)溴e(cuò)誤。

?????? 在生產(chǎn)室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)中，數(shù)據(jù)的主要來源是商場(chǎng)在建設(shè)或運(yùn)維過程中積累的大量CAD數(shù)據(jù)，這些CAD數(shù)據(jù)包含大量的圖形信息以及屬性信息，使用CAD數(shù)據(jù)來生產(chǎn)室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)可以很大程度節(jié)省外業(yè)開銷，同時(shí)用戶用來查看和編輯起來非常方便，這就奠定了建筑CAD數(shù)據(jù)在室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程中獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但由于建筑圖紙主要用途在于指導(dǎo)建筑施工，這就導(dǎo)致使用CAD數(shù)據(jù)來之間生成室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)帶來一下四個(gè)問題：，

1 CAD數(shù)據(jù)內(nèi)容過多

?????? CAD數(shù)據(jù)往往包含在很多對(duì)室內(nèi)地圖無用的建筑數(shù)據(jù)，如裝飾數(shù)據(jù)，標(biāo)注數(shù)據(jù)、室內(nèi)機(jī)械設(shè)備等，這些對(duì)室內(nèi)數(shù)據(jù)沒有任何價(jià)值，反而給用戶進(jìn)行判讀帶干擾或困難。

2 CAD數(shù)據(jù)過于精細(xì)

?????? 建筑CAD的精度往往是毫米為單位的，因此在表現(xiàn)室內(nèi)實(shí)體過程中數(shù)據(jù)過于詳細(xì)，如使用雙線表示墻體，使用一定數(shù)量的平行線來表示樓梯，這就對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別關(guān)鍵信息帶來困難等。

3 CAD內(nèi)容不規(guī)范

?????? CAD數(shù)據(jù)由不同建筑或商場(chǎng)建設(shè)服務(wù)商提供，往往存在一些命名不規(guī)范，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)不規(guī)范，數(shù)據(jù)表達(dá)不規(guī)范等問題，這就給使用CAD數(shù)據(jù)量產(chǎn)室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)帶來困難。

4 CAD不含路徑數(shù)據(jù)

?????? 建筑CAD數(shù)據(jù)不含有路徑信息，而路徑信息是室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)中重要的組成部分，是客戶導(dǎo)航到店的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。國內(nèi)外一些學(xué)者和專家提出了一系列算法，來使用CAD數(shù)據(jù)來生成路徑，這些算法要不對(duì)CAD數(shù)據(jù)質(zhì)量要求較高，要不就是生成的路徑數(shù)據(jù)質(zhì)量強(qiáng)差人意。

?????? 國內(nèi)一些室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)往往采用在ArcMap或者QGIS加載建筑CAD數(shù)據(jù)，然后手工描繪的方式來生成室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)，采用這種方式來獲取數(shù)據(jù)首先效率低下，其次數(shù)據(jù)往往存在關(guān)鍵屬性丟失或拓?fù)溴e(cuò)誤，如要素自相交，要素與要素之間存在狹長縫隙或壓蓋等錯(cuò)誤，如圖1。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖1 ?縫隙和壓蓋

?????? 針對(duì)CAD數(shù)據(jù)的情況，我們采用現(xiàn)在CAD圖紙上進(jìn)行先進(jìn)行預(yù)處理，清洗不必要的信息，構(gòu)繪我們關(guān)鍵的信息，如路網(wǎng)等，然后采用FME的技術(shù)實(shí)現(xiàn)是室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)的清洗、裝載、轉(zhuǎn)換、檢驗(yàn)等工藝流程。在轉(zhuǎn)換過程中，主要針對(duì)CAD數(shù)據(jù)的情況，闡述三個(gè)關(guān)鍵的問題及使用FME的解決辦法。

1 似平行線的問題

?????? 建筑CAD數(shù)據(jù)往往存在很多平行的線段，使用這些線構(gòu)面的時(shí)候往往會(huì)產(chǎn)生很多狹長的多邊形，或構(gòu)建不出面要素，這給后期數(shù)據(jù)處理帶來很多不便，如果手工處理往往帶來很多工作量，因此需要使用FME的手段來清洗這些似平行線數(shù)據(jù)。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖 2似平行線問題

?????? FME的SNAPPER轉(zhuǎn)換器不僅可以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的撲捉，而且可以實(shí)現(xiàn)線段的捕捉，

如圖3，這樣很方便我們處理線似平行線的問題。后期我們使用LineOnLineOverlayer和LineCombiner轉(zhuǎn)換器解決多條相互平行線合并的問題。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖3? Snapper轉(zhuǎn)換

2 屬性賦值的問題

?????? 在商場(chǎng)建筑CAD圖紙中還有商鋪的名稱，商鋪的編號(hào)，商鋪的面積等信息如圖4，我們需要將對(duì)應(yīng)的值賦值給不同的字段，我們可以使用正則表達(dá)式的方式快速分類商場(chǎng)名稱編號(hào)面積的信息如圖5，然后通過PointOnAreaOverlayer實(shí)現(xiàn)對(duì)商鋪要素的賦值。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖4? CAD中商戶的圖形和屬性信息

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖5 使用正則表達(dá)式分類商戶的屬性信息

3 路徑及路徑節(jié)點(diǎn)生成問題

?????? 室內(nèi)地圖的導(dǎo)航路網(wǎng)有路徑和路徑節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)，其中路徑起點(diǎn)出的路徑結(jié)點(diǎn)需要記錄在路徑屬性字段link-from 字段中，路徑的終點(diǎn)處的路徑結(jié)點(diǎn)需要記錄在路徑屬性link-to字段中，采用這種方式非常方便用戶導(dǎo)航，但這種方式給內(nèi)業(yè)帶來了非常的的工作量，并且屬性賦值錯(cuò)誤非常不便查找定位，還好有FME可以實(shí)現(xiàn)路徑數(shù)據(jù)的生產(chǎn)。以下圖6為構(gòu)建的FME模板

圖6 路徑數(shù)據(jù)生成模板

?????? 以上三個(gè)基于FME的應(yīng)用，解決了從清洗后的CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)中關(guān)鍵的技術(shù)問題。基于FME實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)清洗ELT方案不僅可以大大提高工作效率，而已可以保證室內(nèi)地圖的數(shù)據(jù)質(zhì)量。

?????? FME可以使我們以非常透明方式來查看和操縱來源不同的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，這使我們可以在不編碼的情況下，快速靈活的完成我們數(shù)據(jù)整合和融合的工作，實(shí)際上編碼的方式往往會(huì)帶來新數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)的滯后性，如當(dāng)突然發(fā)現(xiàn)某層的商戶屬性采用CAD新特性中的屬性塊來記實(shí)錄屬性信息，編碼就不能及時(shí)識(shí)別這些信息，往往造成屬性信息的丟失。

?????? Esri 3D平臺(tái)的高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Chris Andrews在《關(guān)于BIM+GIS的5大誤區(qū)》中提到：“我們正在從“ETL”轉(zhuǎn)變?yōu)椤癊LT”（Extract, Load, and Translate，提取、加載、轉(zhuǎn)換）的工作流程中。這意味著，數(shù)據(jù)可以以原生的形式被加載到任何需要它的系統(tǒng)中，然后可在遠(yuǎn)程系統(tǒng)或數(shù)據(jù)倉庫中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以便進(jìn)行分析。這減少了對(duì)源數(shù)據(jù)處理的依賴性，并保留了原始內(nèi)容，以便在技術(shù)改進(jìn)時(shí)進(jìn)行更好或更深入的轉(zhuǎn)換。”說的不正是FME的優(yōu)勢(shì)嗎？

?????? 在數(shù)據(jù)為王的時(shí)代，FME可以打破各種各樣數(shù)據(jù)流通的壁壘，保留GIS數(shù)據(jù)原生的信息，促進(jìn)數(shù)據(jù)流通和融合，我們是否可以這樣暢想FME是否可以利用融合的各種數(shù)據(jù)流結(jié)合AI等技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的決策分析呢？我們知道現(xiàn)有的AI系統(tǒng)大多數(shù)都是基于柵格（圖像、影像）或者文本數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和分析，最后做出決策，幾乎沒有成熟的AI系統(tǒng)可以支持矢量數(shù)據(jù)的分類分析處理，比如在室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)前期做CAD數(shù)據(jù)清洗過程中，雖然使用FME的轉(zhuǎn)換器處理了一些較為規(guī)則的數(shù)據(jù)，但很多不太規(guī)則的數(shù)據(jù)仍然需要耗費(fèi)大量人力進(jìn)行清洗，這些工作是否可以慢慢被FME+AI取代呢？也歡迎大家共同探討。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的2019FME博客大赛——FME在室内地图数据构建中的应用的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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