基于GIS的公路交通氣象信息系統(tǒng)研究

鮑國(guó)瑞，蓋 磊

(1.哈爾濱勘查規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院;2.黑龍江華正交通工程監(jiān)理責(zé)任有限公司)

基于GIS的公路交通氣象信息系統(tǒng)研究

鮑國(guó)瑞1，蓋 磊2

(1.哈爾濱勘查規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院;2.黑龍江華正交通工程監(jiān)理責(zé)任有限公司)

通過(guò)對(duì)GIS技術(shù)特點(diǎn)的分析，探討GIS技術(shù)在公路交通氣象信息系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性。以黑龍江省某國(guó)道作為實(shí)例，詳細(xì)介紹GIS技術(shù)及SuperMap軟件的應(yīng)用情況，得出可行的結(jié)果。

GIS;公路交通;氣象信息系統(tǒng)

公路交通非常容易受到氣象情況的影響。由于缺乏良好的獲取最新氣象信息的手段和準(zhǔn)確、詳細(xì)的公路交通氣象的系統(tǒng)和查詢系統(tǒng)，使國(guó)家從人力、物力、財(cái)力等各方面蒙受了重大的損失，同時(shí)也使廣大群眾對(duì)我國(guó)家的公路交通安全信任度一直處于較低的水平。交通安全是公路交通的重中之重，而氣象對(duì)公路交通安全的威脅巨大。雨、雪等各種氣象情況成為了影響人民生命安全，影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的障礙。

建立一個(gè)公路交通氣象GIS系統(tǒng)成為當(dāng)務(wù)之急。通過(guò)此系統(tǒng)可以分析和查詢公路的氣象情況，并且可以查詢過(guò)去各時(shí)間段的氣象情況，可以及時(shí)了解目標(biāo)路段乃至地區(qū)的氣象情況，提前作出相應(yīng)的對(duì)策?？梢宰畲笙薅鹊臏p少公路交通事故。

本研究是將公路交通與氣象在GIS平臺(tái)上結(jié)合起來(lái)，需要交通部門和氣象部門大力合作，提供相關(guān)的資料。查詢系統(tǒng)對(duì)公眾全面開(kāi)放，讓公眾了解公路交通氣象情況。

1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集與分析

1.1 數(shù)據(jù)對(duì)象的特點(diǎn)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)該由氣象和交通部門提供，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主體是公路路段與氣象信息。公路交通是以路段為單位，每個(gè)路段都有各自的屬性和情況;氣象信息的儲(chǔ)存是以時(shí)間為單位的，每一秒的氣象信息都是不同的，所以氣象信息要以時(shí)間段為單位。氣象情況信息與公路路段信息就是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的對(duì)象。路網(wǎng)是靜態(tài)的、幾何形態(tài)為網(wǎng)絡(luò)狀。氣象信息是動(dòng)態(tài)的，幾何形態(tài)為面狀。

1.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集過(guò)程

通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集過(guò)程。網(wǎng)絡(luò)上可以收集到最新最全的以路段為單位的氣象信息和以行政區(qū)劃為單位的氣象信息。通過(guò)各地的交通部門與氣象部門收集信息，可以拿到非常準(zhǔn)確的信息，并且可以得到許多歷史信息。

1.3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析

對(duì)收集來(lái)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析是建立數(shù)據(jù)庫(kù)的先決條件。將收集來(lái)的公路路段信息按分類記錄。

氣象數(shù)據(jù)的分類:氣象數(shù)據(jù)可分為氣候資料和天氣資料。氣候資料:它通常所指的是用常規(guī)氣象儀器所觀測(cè)到各種原始資料的集合以及加工、整理、整編所形成的各種資料。但隨著現(xiàn)代氣候的發(fā)展，氣候研究?jī)?nèi)容不斷擴(kuò)大和深化，氣候資料概念和內(nèi)涵得以進(jìn)一步的延伸。泛指整個(gè)氣候系統(tǒng)的有關(guān)原始資料的集合和加工產(chǎn)品。天氣資料:天氣資料是為天氣分析和預(yù)報(bào)服務(wù)的一種實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的氣象資料。天氣資料和氣候資料主要區(qū)別是:天氣資料隨著時(shí)間的推移轉(zhuǎn)化為氣候資料;氣候資料的內(nèi)容比天氣資料要廣泛得多;氣候資料是長(zhǎng)時(shí)間序列的資料，而天氣資料是短時(shí)間內(nèi)的資料。

在將公路路段數(shù)據(jù)和氣象情況信息數(shù)據(jù)細(xì)致分析后，將其記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.4 建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)

建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)是為了將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的類型、邏輯結(jié)構(gòu)、聯(lián)系、約束和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等有關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并加以描述。

要建立一個(gè)可運(yùn)行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)，還需進(jìn)行下列工作:選定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的最大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、緩沖塊的數(shù)量、并發(fā)度等。定義基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)所提供的數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言和命令，定義基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)名、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模式、索引等。建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的框架，把收集到的所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、各公路路段的屬性和各種出現(xiàn)的氣象情況信息的屬性全部存入數(shù)據(jù)庫(kù)，如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫(kù)信息內(nèi)容

2 數(shù)據(jù)編輯

SuperMap軟件是超圖公司在中科院地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心支持下開(kāi)發(fā)的新一代組件式GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

2.1 導(dǎo)入地圖數(shù)據(jù)

首先，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分為兩個(gè)數(shù)據(jù)源文件保存。分別是:公路交通GIS數(shù)據(jù);公路氣象數(shù)據(jù)。

公路交通GIS數(shù)據(jù)包括縣道、縣界、國(guó)道、省道、省界和城市街區(qū)圖。

公路氣象數(shù)據(jù)包括地圖上的氣象信息，如雨、雪、霧等等。

當(dāng)確定了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的保存方式，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到SuperMap Deskpro 5。

2.2 氣象圖層的建立

根據(jù)在氣象部門收集到的氣象信息數(shù)據(jù)。受大到暴雨影響的主要路段有。

202國(guó)道黑龍江拜泉—哈爾濱段

202國(guó)道哈爾濱—黑龍江綏化—慶安段

(信息來(lái)源:中國(guó)氣象局與交通部2007年4月19日聯(lián)合發(fā)布19日20時(shí)至20日20時(shí)全國(guó)主要公路氣象預(yù)報(bào))。根據(jù)氣象數(shù)據(jù)信息，在黑龍江省行政區(qū)劃圖上建立氣象圖層。

2.3 天氣情況圖層與公路道路圖層疊加分析

首先，進(jìn)行疊加分析并且選擇求交。

經(jīng)過(guò)疊加分析處理后，得到降雨路段圖層，將其在黑龍江省公路區(qū)劃圖上表示出來(lái)。

到這里就完成了對(duì)黑龍江省境內(nèi)降雨所影響的國(guó)道分析。因?yàn)椴襟E相同，其他天氣情況的疊加分析就不逐一介紹了。

2.4 建立公路交通氣象屬性查詢

疊加后的道路圖層建立后，右鍵點(diǎn)擊該圖層，選擇屬性。

添加新字段，將道路和天氣屬性分別建立新字段。

建立屬性查詢后，就可以通過(guò)查詢中的空間查詢來(lái)看到該道路的道路屬性和天氣屬性了。

通過(guò)收集各類資料，包含全省公路底圖，各種氣象情況信息數(shù)據(jù)，用SuperMap制作了公路交通與氣象疊加分析圖層，試驗(yàn)和歸納了公路交通氣象GIS圖層疊加分析的操作流程，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求。

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)僅僅是一個(gè)初步嘗試，雖然實(shí)現(xiàn)了基本的管理和查詢功能，并解決了一些實(shí)際問(wèn)題，但其中還有很多值得深入研究的地方，包括系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，為用戶提供更多的功能選項(xiàng)，以及系統(tǒng)安全性的研究與開(kāi)發(fā)等，這需要人們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦欣^續(xù)完善。

［1］紀(jì)有才，沙廣軍.高速公路氣象采集系統(tǒng)［J］.中國(guó)交通信息產(chǎn)業(yè)，2005，(9).

［2］陳俐謀，楊霞.公路交通GIS技術(shù)應(yīng)用研究［J］.沈陽(yáng)師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，(2).

［3］朱愛(ài)民，孫曉敏.GIS技術(shù)及其在公路交通信息化中的應(yīng)用［J］.山東交通科技，2002，(3).

［4］段偉常，李朝陽(yáng).GIS在公路管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.石家莊學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，(3).

［5］周劍峰，楊兆升.GIS在城市交通共用信息平臺(tái)中的應(yīng)用［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)，2005，(2).

U492

C

1008-3383(2012)01-0100-01

2011-12-23

鮑國(guó)瑞(1984-)，男，助理工程師，研究方向:gis及其應(yīng)用。