基于遙感的道路信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

趙瑩瑩，楊志波，王慧妮

（1. 長(zhǎng)沙市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410007；2. 湖北省基礎(chǔ)地理信息中心，湖北 武漢 430074）

本文以長(zhǎng)沙市道路信息管理系統(tǒng)為例，對(duì)城市道路信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行闡述。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

長(zhǎng)沙市道路信息管理系統(tǒng)的建設(shè)是以滿足長(zhǎng)沙市交通規(guī)劃研究中心有關(guān)城鄉(xiāng)交通發(fā)展戰(zhàn)略研究、城鄉(xiāng)交通規(guī)劃編制、道路工程設(shè)計(jì)、交通年度報(bào)告等工作需要為基礎(chǔ)建立的，主要包括遙感影像、道路邊線、道路中心線、橋梁隧道等4個(gè)方面的數(shù)據(jù)，具有道路數(shù)據(jù)采集、屬性信息錄入、數(shù)據(jù)入庫(kù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)入庫(kù)、數(shù)據(jù)更新、信息查詢、數(shù)據(jù)分發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)等功能。

1.1 系統(tǒng)功能

長(zhǎng)沙市道路信息管理系統(tǒng)建設(shè)涉及數(shù)據(jù)加工、后臺(tái)數(shù)據(jù)管理維護(hù)和分發(fā)服務(wù)等方面，需要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方面的功能：1）基于EPS2008軟件平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整理與屬性信息錄入；2）基于ArcGIS、Oracle等軟件平臺(tái)搭建長(zhǎng)沙市道路信息數(shù)據(jù)庫(kù)；3）實(shí)現(xiàn)空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)入庫(kù)、管理、更新、瀏覽、查詢、下載、分發(fā)等功能； 4）通過(guò)一定的信息安全、認(rèn)證等措施來(lái)保證數(shù)據(jù)庫(kù)的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)安全；5）道路信息數(shù)據(jù)采取不定期的基于對(duì)象的更新機(jī)制，每次更新時(shí)將原圖存入以時(shí)間命名的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)；6）與我院現(xiàn)有的地形、管線、航測(cè)、影像等數(shù)據(jù)庫(kù)相互兼容。

1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

1.2.1 要素代碼設(shè)置

在基于EPS2008平臺(tái)的長(zhǎng)沙基礎(chǔ)地理標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)道路相關(guān)地物類別進(jìn)行細(xì)化，對(duì)要素代碼加以擴(kuò)充，將道路中心線細(xì)化為快速路中心線、主干路中心線、次干路中心線、支路中心線、內(nèi)部路中心線、匝道中心線、高速公路中心線、國(guó)道中心線、省道中心線、縣道中心線、鄉(xiāng)道中心線、小路中心線等12類，增加了人行道邊線、人行天橋位置、立交橋邊線、其他橋梁邊線、隧道、建筑中道路邊線、道路邊線等地物要素種類，并對(duì)已有代碼按上述類別進(jìn)行擴(kuò)充，如表1。

表1 要素代碼對(duì)照表

1.2.2 屬性表設(shè)置

根據(jù)交通規(guī)劃管理與數(shù)據(jù)建庫(kù)的需要，采用道路信息與道路中心線相結(jié)合的方式，將道路中心線按城市道路和公路兩類分別進(jìn)行屬性信息擴(kuò)展，這些信息需要結(jié)合影像圖與規(guī)劃成果進(jìn)行人工采集和錄入。除線元素的基本屬性外，各類中心線需要擴(kuò)展的屬性表如圖1所示。

圖1 城市道路斷面屬性表和公路斷面基本屬性表截圖

2 道路信息采集

系統(tǒng)信息采集手段以遙感影像和規(guī)劃路網(wǎng)為基礎(chǔ)，配以適量的實(shí)地調(diào)查。需要采集的數(shù)據(jù)與信息主要包括圖形要素繪制、屬性信息采集錄入以及要素的圖形和屬性接邊。

2.1 圖形要素的繪制

圖形要素的繪制包括道路邊線、中心線以及重要交通附屬設(shè)施位置的繪制，以影像判讀為主、規(guī)劃路網(wǎng)信息為輔。道路邊線具體包括城市道路邊線（包括人行道邊線與道路紅線）、公路邊線、隧道邊線、橋梁與人行天橋位置等，如圖2；道路中心線有城市道路中心線（包括快速路、主干路、支路、內(nèi)部路、匝道等道路的中心線）、公路中心線（包括高速公路、國(guó)道、省道、縣道、鄉(xiāng)道等道路中心線），如圖3。

圖2 道路邊線

圖3 道路中心線

2.2 屬性信息的錄入

在本系統(tǒng)中，需要將每條道路中心線的相關(guān)屬性正確地填寫在擴(kuò)展屬性列表中，其中有多項(xiàng)指標(biāo)在傳統(tǒng)的地形測(cè)量中是不需測(cè)繪的，但它們的屬性與量值對(duì)城鄉(xiāng)交通的規(guī)劃、研究和分析卻有著十分重要的意義。

相對(duì)于傳統(tǒng)的空間地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，長(zhǎng)沙市道路信息管理系統(tǒng)中各級(jí)道路的擴(kuò)展屬性主要增加了以下幾個(gè)指標(biāo)的信息，其指標(biāo)的量測(cè)規(guī)則如圖4。

1）道路寬度為道路紅線寬度（包含車行道、人行道、綠化帶在內(nèi)的寬度）；

2）斷面形式分為一塊板、兩塊板、三塊板、四塊板；

3）中央分隔形式分為雙黃線分隔、柵欄分隔、石墩分隔、綠化帶分隔等；

4）道路等級(jí)分為快速路、主干路、次干路、支路；

5）綠化帶形式分為路中綠化帶和路側(cè)綠化帶；

6）路側(cè)綠化帶寬度、非機(jī)動(dòng)車道寬度均為單側(cè)寬度。

圖4 各擴(kuò)展屬性量測(cè)示意圖

在本系統(tǒng)中，可便捷地將城市道路與公路的各個(gè)屬性信息準(zhǔn)確輸入，其交互界面簡(jiǎn)單、友好、易操作，如圖5、圖6。

圖5 城市道路中心線擴(kuò)展屬性輸入界面

圖6 公路中心線擴(kuò)展屬性輸入界面

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

長(zhǎng)沙市道路信息管理系統(tǒng)是在Windows XP系統(tǒng)中，以清華山維EPS2008地理信息工作站為基礎(chǔ)平臺(tái)，對(duì)原有的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)代碼進(jìn)行擴(kuò)充，利用VBScript和Jscript等腳本語(yǔ)言進(jìn)行的二次開發(fā)，同時(shí)保留了原平臺(tái)的界面，方便實(shí)際應(yīng)用。

在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面直接采用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，基本圖形信息與擴(kuò)展屬性信息統(tǒng)一存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，使得數(shù)據(jù)編繪、錄入與更新工作都十分簡(jiǎn)便。同時(shí)也可采用嵌入技術(shù)，使平臺(tái)數(shù)據(jù)可以直接在不同的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)回放，并可與生產(chǎn)項(xiàng)目管理系統(tǒng)輕松銜接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在WebGIS上的訪問(wèn)。此外，結(jié)合本市高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)的定期更新機(jī)制，道路信息數(shù)據(jù)也得以周期性地更新；為減少數(shù)據(jù)更新的工作量，提高工作效率，本系統(tǒng)采用了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)更新方式，加之常規(guī)的道路竣工測(cè)量等數(shù)據(jù)的配合，真正實(shí)現(xiàn)了全市道路信息的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新。

4 結(jié) 語(yǔ)

遙感影像作為當(dāng)今最便捷的地理信息數(shù)據(jù)獲取手段，已在城市規(guī)劃建設(shè)中發(fā)揮了十分重要的作用。本系統(tǒng)將高分辨率遙感影像與規(guī)劃數(shù)據(jù)、道路信息、竣工測(cè)量等數(shù)據(jù)相結(jié)合，既從交通規(guī)劃研究的實(shí)際需求出發(fā)，又融入了測(cè)繪專業(yè)的特點(diǎn)。隨著城市機(jī)動(dòng)化出行的快速增長(zhǎng)，市民對(duì)出行效率、安全的要求不斷提升[1]，該系統(tǒng)在交通規(guī)劃研究乃至城鄉(xiāng)規(guī)劃編研工作中的基礎(chǔ)保障作用將日益重要。

[1]長(zhǎng)沙市交通年度報(bào)告編委會(huì). 2012長(zhǎng)沙市交通狀況年度報(bào)告[R].長(zhǎng)沙:長(zhǎng)沙市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,2013

[2]孫家柄,舒寧,關(guān)澤群.遙感原理、方法和應(yīng)用[M]. 北京:測(cè)繪出版社,1997

[3]北京清華山維新技術(shù)開發(fā)有限公司. EPS2008地理信息工作站使用說(shuō)明書[Z].北京:北京清華山維新技術(shù)開發(fā)有限公司,2010

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