基于GIS的OD調查小區(qū)區(qū)號匹配的系統(tǒng)開發(fā)研究

甘江婷，焦海賢，朱曉宏

(1.重慶交通大學 交通運輸學院，重慶 400074;2.武漢科技大學汽車與交通工程學院，湖北武漢 430081)

基于GIS的OD調查小區(qū)區(qū)號匹配的系統(tǒng)開發(fā)研究

甘江婷1，焦海賢1，朱曉宏2

(1.重慶交通大學 交通運輸學院，重慶 400074;2.武漢科技大學汽車與交通工程學院，湖北武漢 430081)

采用面向對象開發(fā)語言(Visual Basic)和GIS組件技術(MapX)相結合的開發(fā)環(huán)境，通過友好的操作界面平臺和GIS技術支撐的地理相關性完成小區(qū)號匹配及相關的工作。結果表明:與傳統(tǒng)編碼方法相比，此系統(tǒng)自動匹配大大提高了工作效率，且具有可重復使用和擴展的優(yōu)點。

MapX;OD調查;區(qū)號匹配;交通小區(qū)

在交通需求預測過程中，為了調查統(tǒng)計社會經(jīng)濟指標、預測生成交通量和分布交通量等，需要按照一定的規(guī)則將對象區(qū)域劃分為適當數(shù)量的交通小區(qū)［1-2］。在OD調查中，關于起迄點的表示方法一般都不采用實際地址，而采用地址所在的交通小區(qū)區(qū)號，就需要將起迄點地址轉化為對應的交通小區(qū)區(qū)號。調查得到的數(shù)據(jù)，首先要先輸入電腦，再利用程序進行統(tǒng)計分析從而得出分析結果。其中，一項重要的工作就是交通小區(qū)區(qū)號的匹配。

目前在我國進行的各類OD調查中，一般采用以下的方法。第1種，OD調查的相關信息由被訪者自己或調查員詢問被訪者之后填寫在問卷上，每次出行的出發(fā)地和到達地，問卷上只填寫詳細的地址，在調查員上門收取問卷時，查找交通小區(qū)圖，將地址轉換為小區(qū)區(qū)號，然后統(tǒng)一回收問卷;或者暫時不將地址轉換為交通小區(qū)號，在統(tǒng)一回收問卷后，組織人力集中查找出行起迄點的小區(qū)號，轉換地址［3］。第2種，運用字符串匹配編碼完成地址信息轉換小區(qū)號的工作。前者的做法存在很多的弊端:調查的數(shù)據(jù)量龐大，如果要人工進行小區(qū)的劃分和區(qū)號區(qū)配，需要很大的人力和時間投入，工作成果的可借鑒性差，而且人工匹配隨著工作時間的增加，工作強度的加大，大量重復查找的數(shù)據(jù)會使得工作人員查找效率降低，錯誤率增加。而后者有很多不利之處，比如編碼覆蓋率低、可再利用性不強等。

目前國內研究開發(fā)的相關交通小區(qū)區(qū)號程序匹配的軟件比較少，功能方面還有欠缺［4-5］。鑒于以上的原因，筆者提出使用匹配程序完成在OD調查中關于地址信息轉換為對應交通小區(qū)區(qū)號的工作。且運用GIS技術支撐的地理相關性等給OD調查統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)帶來極大的便利性，可與國內常用系統(tǒng)如EMME/3、TRANSCAD等接口，為交通規(guī)劃、構建城市交通模型等提供了有力的數(shù)據(jù)處理工具。

1 系統(tǒng)開發(fā)軟件環(huán)境

系統(tǒng)開發(fā)的軟件環(huán)境主要包括:Windows2000/WindowsXP，Maplnfo professional 7.0 中文版及其組件MapX 5.0、Microsoft Access2003、Visual Basic 6.0，其中以MapInfo Professional 7.0作為空間地理信息建立和處理工具，以MapInfo MapX 5.0地理信息系統(tǒng)地圖控件作為計算機模擬顯示控件，Access 2003作為有關數(shù)據(jù)庫開發(fā)與管理工具，從Visual Basic 6.0作為系統(tǒng)用戶界面開發(fā)與計算模塊編程工具。

2 系統(tǒng)開發(fā)前期準備

2.1 收集整理地理信息數(shù)據(jù)

從國家基礎地理信息系統(tǒng)網(wǎng)站上可以下載國家基礎地理信息系統(tǒng)1∶400萬數(shù)據(jù)。下載的數(shù)據(jù)和對應的文件包括有國界 bou1-4m、國界與省界bou2_4m、地級行政界線 bou3_4m、縣級行政界線bou4_4m、首都和省級行政中心 res1_4m、地市級以上居民地res2_4m、縣級居民地res4_4m等基本地理信息數(shù)據(jù)。

此外，利用Google Earth搜索中國各省市縣鎮(zhèn)地標，可以獲得各省市縣鎮(zhèn)的坐標信息，從而獲得各省市縣鎮(zhèn)的地理信息數(shù)據(jù)。

2.2 建立GIS圖層

MapInfo Professional 7.0中文版作為電子地圖的制作和管理程序，主要負責電子地圖的生成或轉換其他格式的地圖、電子地圖的編輯與保存、空間數(shù)據(jù)庫生成與管理等等。根據(jù)收集數(shù)據(jù)，將其轉為MapInfo文件*.tab，然后將臨時表創(chuàng)建為永久表，最終建立成所需要的各省市縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)GIS圖層。

2.3 生成GST圖

MapX是MapInfo公司向用戶提供的具有強大地圖分析功能的ActiveX控件產(chǎn)品［6］。利用MapX，能夠簡單快速地在該系統(tǒng)應用中嵌入地圖化功能，增強該系統(tǒng)應用的空間分析能力，實現(xiàn)應用的增值。根據(jù)建立好的GIS圖層，運行MapInfo MapX 5.0，然后運行GeoDictionary Manager，在GeoDictionary中注冊圖層，最后生成需要的GST圖［7］。

3 系統(tǒng)總體設計

3.1 構建原始數(shù)據(jù)庫

使用程序自動匹配交通小區(qū)區(qū)號，首先需要建立原始數(shù)據(jù)庫。交通調查實施完成后，第一步要進行數(shù)據(jù)的預處理，將某些關鍵字段數(shù)據(jù)不全的原始書面記錄廢棄，余下的錄入到數(shù)據(jù)庫(MS Excel或MS Access)中;其中，數(shù)據(jù)庫表中的起、終點小區(qū)號和起、終點備注為缺省值。在錄入過程中不可避免的存在著人為誤識、誤錄和漏錄等現(xiàn)象，因此在原始數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫后還需要再進行一次無效數(shù)據(jù)的剔除［8］。無效數(shù)據(jù)剔除后，仍然會存在有誤的數(shù)據(jù)，因此，在完成交通小區(qū)區(qū)號的初步匹配后，需要進行匹配校核，包括錯別字匹配、記錄校核等，對有誤數(shù)據(jù)進行校核，以達到精確匹配的目的。本系統(tǒng)結合以上需求，在功能設計上給予了考慮。

3.2 系統(tǒng)功能結構

結合系統(tǒng)開發(fā)需求分析，本系統(tǒng)的功能模塊如表1。

表1 軟件功能模塊Tab.1 Software functional module

3.3系統(tǒng)功能實現(xiàn)

基于前期準備工作，采用可視化開發(fā)環(huán)境利用Visual Basic 6.0進行編程，將MapX的地圖功能嵌入到該系統(tǒng)應用中。其總體思路流程圖見圖1。

按照設計的總體思路通過具體的編程實現(xiàn)交通小區(qū)區(qū)號匹配及其相關的工作，最終實現(xiàn)該系統(tǒng)各項基本功能。

圖1 匹配程序運行流程Fig.1 Flow chart of matching the program

4 實例分析

筆者根據(jù)河南省交通調查OD數(shù)據(jù)，測試了軟件運行效果。軟件運用程序完成了OD調查中交通小區(qū)地址信息轉換成相應的小區(qū)區(qū)號的工作，最終完成了該省公路OD調查交通小區(qū)區(qū)號的程序匹配，見圖2。

圖2 河南省公路OD調查交通小區(qū)區(qū)號程序匹配完成表Fig.2 Completed form of zone code matching in OD traffic survey of Henan province

在調查的實施過程中，不可能要求每個訪員和被訪者對同一地點填寫的問卷信息都一致，而且問卷上的地址信息有時本身就很模糊，例如:“密縣”在交通小區(qū)圖上分屬于2個交通小區(qū)，像這樣的地址信息精確匹配是無法全部完成匹配過程的。在此交通小區(qū)區(qū)號程序匹配中，在完成了將交通小區(qū)地址信息轉換成相應的小區(qū)區(qū)號外，對于不同行政級別的具有相同地名的某一地址信息出現(xiàn)不一致小區(qū)號時，可給予工作人員提示，如圖3。

圖3 交通小區(qū)區(qū)號程序模糊匹配實現(xiàn)界面Fig.3 Operating interface of zone code fuzzy matching

基于精確匹配的不足，在錯別字匹配中，對交通小區(qū)區(qū)號匹配程序進行了補充和完善，當錄入的原始數(shù)據(jù)出現(xiàn)可能錯誤時，給予工作人員相應提示，見圖4。

結果表明，利用交通小區(qū)區(qū)號的匹配程序代替人工匹配，大大提高了工作的效率和準確性。

圖4 錯別字交通小區(qū)區(qū)號程序匹配實現(xiàn)界面Fig.4 Operating interface of zone code matching on wrongly written or mispronounced characters

5 系統(tǒng)優(yōu)勢分析

與傳統(tǒng)的運用字符串編碼匹配的方式相比，系統(tǒng)通過GIS技術實現(xiàn)的地址匹配功能強大，其效率、可重復利用率的優(yōu)勢突出，且可靠性強、界面友好、操作簡單。主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

1)傳統(tǒng)的運用字符串編碼匹配的過程中，通過運行進行小區(qū)號匹配前，不僅需要手動將小區(qū)地址信息輸入到相應的代碼內或數(shù)據(jù)庫中，同時還要將已劃分的小區(qū)及對應的小區(qū)號輸入到相應代碼內或數(shù)據(jù)庫中。其工作量大而繁瑣，用戶不易上手，且編碼覆蓋率低等。

2)系統(tǒng)可以每次根據(jù)交通調查小區(qū)的不同快捷地在GST圖上劃分小區(qū)和給小區(qū)編號。

3)系統(tǒng)充分利用GIS技術圖形與屬性信息相結合、空間分析強大等優(yōu)勢，實現(xiàn)對地圖的基本操作，在地圖上選擇地圖元素?？梢燥@示相應的地圖信息和關聯(lián)的屬性信息。利用MapX控件實現(xiàn)調查表數(shù)據(jù)與屬性信息的查詢修改，記錄校核就是基于這一需求考慮進行的功能設計，單擊“位置顯示”按鈕，可在地圖上顯示出起點和終點，并高亮顯示，其窗口界面如圖5。

圖5 記錄校核運行界面Fig.5 Operating interface of checking the record

4)在樣本量同為1萬條OD記錄的情況下，使用現(xiàn)實數(shù)據(jù)進行對比實驗分析，結果表明:采用傳統(tǒng)的Excel宏代碼二次開發(fā)程序匹配耗時約15 min，成功匹配記錄有9 750條，按照以往人工匹配小區(qū)號的經(jīng)驗，單人1 h可查找匹配出行記錄50條。剩余的250條記錄的小區(qū)號匹配由人工完成，投入人力約5工時，總耗時約5.25 h;系統(tǒng)程序匹配耗時約12 min，通過系統(tǒng)初步匹配、匹配校核等，成功匹配記錄高達9 975條，剩余的25條投入人力約0.5工時，總耗時約0.7 h，效率得到了極大的提高。

6 結語

系統(tǒng)完成了界面的設計及交通小區(qū)區(qū)號的匹配程序，運用程序和利用GIS圖形與屬性信息相結合、空間分析強大等優(yōu)勢實現(xiàn)了在OD調查中交通小區(qū)地址信息轉換成相應的小區(qū)區(qū)號及其相關的工作。結果表明，與傳統(tǒng)編碼方法相比，系統(tǒng)功能強大且大大提高了工作的效率和準確性，也節(jié)省了大量的人力和時間，值得進一步研究和推廣。

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Research on the Development of Zone Code Matching System Based on GIS in OD Traffic Survey

GAN Jiang-ting1，JIAO Hai-xian1，ZHU Xiao-hong2
(1.School of Traffic＆ Transportation，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China;
2.School of Vehicle and Tragic Engineering，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan 430081，Hubei，China)

To auto-change the traffic zone address into traffic zone code in OD survey，a new matching method and computer program were put forward;an object-oriented programming environment(Visual Basic)and the GIS component(MapX)as development environment were adopted;zone code matching and its relevant work were achieved through friendly user interface platform and geographical correlation supported by GIS.The results indicated that the system，with the advantage of repeated use and promotion，greatly improved efficiency.

MapX;origin and destination survey;code matching;traffic zone

U491

A

1674-0696(2011)03-0438-03

2010-10-08;

2011-03-14

寧波市2008年交通科技計劃項目(200805)

甘江婷(1986-)，女，湖北咸寧人，碩士研究生，主要從事交通運輸規(guī)劃與管理方面的研究。E-mail:haosuger@163.com。