GIS 在區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃中的應用

史海波

(遼寧省沈陽市公路管理處，遼寧沈陽 110000)

0 引言

隨著城市建設的飛速發(fā)展，城市交通系統(tǒng)呈現(xiàn)出十分明顯的空間特性，人們對道路信息的需求日益增加，對城市交通網(wǎng)絡的可視化管理提出了更高的要求。在現(xiàn)代化的信息社會里，區(qū)域道路規(guī)劃也需要與時俱進的應用到具備較高科技含量的現(xiàn)代信息分析與處理技術實現(xiàn)道路系統(tǒng)的管護，而隨著當前立體化、空間性和可視化的特點越來越多的揉入到道路路網(wǎng)規(guī)劃的實際操作中，路網(wǎng)規(guī)劃已基本不采用紙質(zhì)或是CAD制圖來指導實施，因為重復作用多而繁、直觀性不強、信息不易及時保存、數(shù)據(jù)分析與結(jié)果表達分離嚴重影響規(guī)劃結(jié)果的準確性。所以，借助GIS技術是一種最直觀，最可靠，最成熟的技術，通過運用MapInfo提供的強大功能和其二次開發(fā)語言Mapbasic實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化、專題地圖、信息查詢、報表輸出等豐富的地理信息功能，滿足GIS在區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃中的應用和需要。

本文重點討論GIS強大的空間數(shù)據(jù)管理，分析和顯示的功能在區(qū)域路網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集和處理一體化系統(tǒng)中的應用。

1 一體化平臺設計

1.1 設計目標

地理空間數(shù)據(jù)是GIS的血液，系統(tǒng)的目標是通過車載GPS和MapInfo實時進行數(shù)據(jù)采集和分析。該系統(tǒng)要求使用方便簡單、數(shù)據(jù)可靠、時效性高，為交通規(guī)劃部門提供有效的路網(wǎng)分布和路況信息，也為路網(wǎng)的規(guī)劃提供了數(shù)據(jù)支持。

1.2 總體結(jié)構和功能

總體結(jié)構功能圖見圖1。用戶在這一系統(tǒng)中使用GPS終端設備獲取標記坐標點、面等空間信息以及坐標數(shù)據(jù)等相關屬性數(shù)據(jù)，并且基于GIS平臺對于空間數(shù)據(jù)進行儲存、匯總、分析以及處理，二者在功能上的互補性可具備較為明顯的整體優(yōu)勢。

1.3 實現(xiàn)方法

系統(tǒng)的實現(xiàn)方法是運用GIS平臺將車載終端GPS設備獲得的空間數(shù)據(jù)代入到地理數(shù)據(jù)庫中，并使用Mapbasic等二次開發(fā)語言對車載終端GPS信息、地理環(huán)境信息等相關數(shù)據(jù)在同一GIS平臺上進行處理、分析、維護和管理，并可結(jié)合MapInfo軟件和原有地圖界面系統(tǒng)便捷、透明、直觀地進行數(shù)據(jù)采集和分析，實時輸出各個公路路段的路況信息，達到路網(wǎng)的可視化管理和規(guī)劃的目的。

圖1 總體結(jié)構功能圖

以沈陽經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)為例，一體化系統(tǒng)以該區(qū)域道路主干圖為背景，利用MapInfo創(chuàng)建監(jiān)控地圖時，為GPS定位軌跡的記錄預設一個空白層——用戶層。Mapbasic的地理編碼子程序?qū)PS的定位數(shù)據(jù)與用戶表的數(shù)據(jù)項以一一對應的形式相關聯(lián)，跟蹤顯示可記錄目標的運行軌跡。記錄后，表中可視化的目標軌跡被以圖形對象的方式記錄下來，而且定位點信息進而以數(shù)值的形式關聯(lián)在數(shù)據(jù)項中。

2 一體化平臺實現(xiàn)

功能實現(xiàn)。在沈陽經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)道路網(wǎng)現(xiàn)狀調(diào)查中，根據(jù)項目的實際情況和研究的內(nèi)容采用現(xiàn)場調(diào)查和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法進行研究。所以本項目選用了MapInfo作為通用GIS軟件，采用GPS作為數(shù)據(jù)采集的工具。設計:分析拆解項目功能，使其詳細化、具體化，進而設計平臺一體化結(jié)構、功能模塊接口及其實現(xiàn)內(nèi)容;對各個功能界面窗口進行圖形化設計。實施:使用車載終端GPS設備進行數(shù)據(jù)采集，并結(jié)合交通網(wǎng)絡中的信息，以MapInfo，GPS的數(shù)據(jù)組織形式為研究重點，在數(shù)據(jù)分析的基礎上，進一步設計適合沈陽經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)規(guī)劃項目特點的數(shù)據(jù)定義與數(shù)據(jù)結(jié)構;開發(fā):以MapInfo附帶的編程語言Mapbasic為二次開發(fā)工具，設計開發(fā)編程各個功能模塊;并嚴格按照測試流程在平臺上進行數(shù)據(jù)與功能的系統(tǒng)測試，降低程序BUG率。實現(xiàn):通過不斷地在平臺上進行修改使之滿足設計要求，最終使項目需求的各功能在一體化平臺得以實現(xiàn)。根據(jù)總體的功能設計需要，MapInfo創(chuàng)建的監(jiān)控地圖需接收車載導航系統(tǒng)設備的定位信息，并實時地顯示在地圖上，利用跟蹤圖層(TrackingLayer)可以有效的顯示動態(tài)圖層，跟蹤圖層是MapInfo地圖控件中的一個特殊的動態(tài)圖層，它可用于描繪地理對象的位置動態(tài)改變，如GPS中的對象位置。這些位置動態(tài)改變的對象被稱為事件(Event)，用GeoEvent對象表示。跟蹤圖層(TrackingLayer)對象顯示在層集之后，并可相對層集獨立重顯。GeoEvent對象代表跟蹤圖層(TrackingLayer)中的離散對象，并且這些對象在二次開發(fā)中通過編程的方法來進行移動，每一個GeoEvent對象顯示在地圖控件的TrackingLayer對象上。一個GeoEvent對象用一個Symbol對象描述，其X，Y屬性可以確定GeoEvent對象的地理位置，使用Move和MoveTo方法可隨機移動一個GeoEvent對象。

例如:

用亮點和紅線模擬動態(tài)顯示的目標

3 項目實例

針對上述研究內(nèi)容，以項目實施區(qū)域沈陽經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)實際情況出發(fā)，具體的項目實施方法為:

數(shù)據(jù)采集:利用外業(yè)GPS數(shù)據(jù)采取與Mapinfo軟件操作聯(lián)合進行區(qū)域路網(wǎng)的三維坐標數(shù)據(jù)采集，繪制研究區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)分布圖;

實地勘測:在完成“數(shù)據(jù)采集”作業(yè)過程中進行沿途道路的基本路況、道路寬度、路面結(jié)構層和路面破損情況現(xiàn)場實測，深化采集道路的橫斷面結(jié)構等基本數(shù)據(jù);

匯總分析:對上述兩部分工作采集的相關數(shù)據(jù)進行既有道路狀況的視頻、圖片和文字等多層次、多角度的記錄，為室內(nèi)分析積累原始素材;

標注上圖:外業(yè)作業(yè)結(jié)束后，對上述三部分現(xiàn)場采集的道路信息進行內(nèi)業(yè)整理，將路線敷設到區(qū)域底圖上，完成路線“視頻—圖片—文字”的多方位立體描述。

基于上述工作，通過對現(xiàn)有公路路網(wǎng)布局分析，并結(jié)合開發(fā)區(qū)區(qū)域政治、經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)集群等相關發(fā)展規(guī)劃，建議將原有“三橫六縱骨干公路網(wǎng)絡”的規(guī)劃方案進行調(diào)整，由線狀規(guī)劃轉(zhuǎn)向區(qū)塊規(guī)劃，將區(qū)域規(guī)劃為“兩個中心、輻射周邊、環(huán)形放射狀”的交通網(wǎng)絡，即分別確立以規(guī)劃為化學工業(yè)園區(qū)的大潘街道和規(guī)劃為冶金工業(yè)園區(qū)的新民屯街道為中心的放射狀道路。

通過出境線路布局狀況分析和交通量的調(diào)查，為對外交通新建或擴建線路提出了建議，方便了人民的日常生活出行和緩解沈盤線交通壓力，解決區(qū)域內(nèi)南北方向的過境問題，實現(xiàn)開發(fā)區(qū)之間點對點的快捷運輸，將沈陽市的北部于洪區(qū)、西部遼中縣、南部蘇家屯有效的鏈接在一起，為沈陽市公路網(wǎng)絡的形成與完善提供有效的保障。

4 結(jié)語

本文重點論述了GIS技術在路網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)中重要應用。結(jié)合該一體化平臺在沈陽市開發(fā)區(qū)公路規(guī)劃中的突出作用，在區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃信息處理中運用此平臺具有如下兩點優(yōu)勢:

1)有效避免了傳統(tǒng)方法操作上的復雜性缺陷，通過對GPS數(shù)據(jù)信息的提取和處理方法的研究，實現(xiàn)了GPS數(shù)據(jù)在GIS系統(tǒng)中自動化處理;2)通過GPS信息采集與GIS開發(fā)技術的有機結(jié)合，已經(jīng)基本實現(xiàn)了屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的同時獲取，提高了GIS數(shù)據(jù)的完整性、準確性以及數(shù)據(jù)處理的可操作性，進而可利用GIS平臺為決策提供支持;3)此一體化系統(tǒng)具有良好的可擴展性，為GIS在區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃方面的應用提供了更廣闊的空間;4)針對類似的區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃，可形成一整套完整的數(shù)據(jù)采集管理體系，開發(fā)一個符合我國實際需要的道路綜合管理系統(tǒng)，為各地方路網(wǎng)規(guī)劃提供依據(jù)。

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