動(dòng)態(tài)分段技術(shù)在公路GIS 中的運(yùn)用探討

劉青峰

(山西省公路工程監(jiān)理技術(shù)咨詢公司，山西太原 030006)

1 概述

計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫技術(shù)是地理信息系統(tǒng)的重要組成部分，地理信息系統(tǒng)不僅將二者結(jié)合在內(nèi)，而且將地理信息系統(tǒng)所處理的相關(guān)對(duì)象都具備統(tǒng)計(jì)信息及空間特征。例如地理特征是一段公路的起迄點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)特征是公路的交通量及造價(jià)等有所具備的，在紙質(zhì)地圖上很難對(duì)這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述。所以考慮到GIS在設(shè)施管理、城市規(guī)劃等多項(xiàng)領(lǐng)域的應(yīng)用積極效果，決定在交通運(yùn)輸中應(yīng)用相關(guān)GIS，在交通運(yùn)輸中，它被稱作GIS-T，它不單指GIS，而是其與處理技術(shù)和多種交通信息分析技術(shù)的結(jié)合。根據(jù)近些年來GIS在我國的發(fā)展可以得出在GIS發(fā)展領(lǐng)域中GIS-T有著重要地位。線性特征是多數(shù)運(yùn)輸設(shè)施所具備的，所以，與GIS相比，GIS-T更傾向于對(duì)運(yùn)輸模型和線性物體處理的應(yīng)用，二者最大區(qū)別在于后者對(duì)線性參照系統(tǒng)有所采用。

2 動(dòng)態(tài)分段技術(shù)

2.1 動(dòng)態(tài)分段技術(shù)簡(jiǎn)介

對(duì)多種屬性信息與線性要素上任何路段建立關(guān)聯(lián)技術(shù)的同時(shí)都要建立在要素坐標(biāo)不被改變的基礎(chǔ)上，這種技術(shù)所指的便是動(dòng)態(tài)分段技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)重疊概念是動(dòng)態(tài)分段技術(shù)發(fā)展的根源，具體做法是利用設(shè)施數(shù)據(jù)為事件，路線系統(tǒng)要建立在拓?fù)鋱D形上，而后在相應(yīng)事件表中做存儲(chǔ)工作。每一種屬性信息的具體起終點(diǎn)偏距都會(huì)記錄在相容事件表中，這路線進(jìn)行圖形和分割顯示是可利用偏距來完成該項(xiàng)工作，但是對(duì)圖形的分段，卻沒有真正完成。有關(guān)GIS三方面的具體數(shù)據(jù)處理模式是動(dòng)態(tài)分段技術(shù)所涉及的，其中包括:1)聯(lián)結(jié)，具體所指與位置和距離所對(duì)應(yīng)屬性信息的建立及實(shí)體在地理空間上呈線性分布的具體聯(lián)系;2)分段，在查詢和分析時(shí)，點(diǎn)狀實(shí)體間目標(biāo)和線狀實(shí)體間目標(biāo)在特定條件下有所滿足及屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行目標(biāo)滿足的全過程;3)空間和顯示分析，在此可以根據(jù)屬性數(shù)據(jù)與現(xiàn)狀實(shí)體和點(diǎn)狀實(shí)體通過動(dòng)態(tài)分段和關(guān)聯(lián)后所得出的結(jié)果，可再現(xiàn)性實(shí)體與二維坐標(biāo)系之間所生成的聯(lián)系建立在空間分析作用上，并有所顯示來對(duì)空間進(jìn)行進(jìn)一步分析。

2.2 動(dòng)態(tài)分段技術(shù)的線性參照系

線性空間實(shí)體與專題屬性數(shù)據(jù)的具體線性參照系，是動(dòng)態(tài)分段技術(shù)建立的必須基礎(chǔ)，所以，在實(shí)際工作中會(huì)對(duì)兩種參照系有所采用，其中一種為里程線性和公路名稱參照，另一種為鏈—相關(guān)結(jié)點(diǎn)線性參照系?？臻g實(shí)體機(jī)是對(duì)公路的最好表述，屬性信息間的重點(diǎn)問題，可以通過屬性信息與公路里程建立線性要素之間相互關(guān)系有所避免，同時(shí)還可以方便其他各種信息數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和分析等(見圖1)?？梢栽谝环N具有屬性值的新空間實(shí)體雙重利用線性參照系及空間實(shí)體參照系。對(duì)空間的某種特定屬性信息的給予動(dòng)態(tài)分段技術(shù)可有所避免。在操作過程中，空間實(shí)體相關(guān)屬性信息的匹配，也可通過指針來完成。公路網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系的模擬，可以嘗試?yán)媒Y(jié)點(diǎn)參照系與線性參照系在結(jié)點(diǎn)與連線關(guān)系上有所完成。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)鏈可以對(duì)結(jié)點(diǎn)間的連線有所表示。對(duì)實(shí)際公路拓?fù)渚W(wǎng)結(jié)構(gòu)及坐標(biāo)幾何的訪問可以利用該參照系有所完成。相較于前面兩種參照系，通過結(jié)點(diǎn)與鏈構(gòu)成的參照系具備靈活性。因此，在本文中，動(dòng)態(tài)分段技術(shù)的相關(guān)參照系將會(huì)利用該參照系進(jìn)行討論。

2.3 基于線性參照系的動(dòng)態(tài)分段數(shù)據(jù)模型

具體有兩種實(shí)體類型，包含在動(dòng)態(tài)分段數(shù)據(jù)模型中，首先，關(guān)于點(diǎn)狀實(shí)體:其所指信號(hào)標(biāo)志及交通事故點(diǎn)等;而具備相同的路面形式、條件及寬度的相關(guān)公路中段等都是線性要素的典型表現(xiàn)。相關(guān)包含里程值和空間要素標(biāo)志的公路數(shù)據(jù)庫是由里程屬性表及公路屬性所組成的，可用里程和公路名稱來表示位置屬性，新的線性實(shí)體在相對(duì)空間中的位置可以由多屬性結(jié)構(gòu)化查詢有所確定并獲知。

2.4 動(dòng)態(tài)分段技術(shù)的算法實(shí)現(xiàn)問題

如果26 m的路面寬度為標(biāo)示點(diǎn)B到C之間的距離，而里程值MPB，MPC為B至C之間距離，那么對(duì)形狀點(diǎn)的各坐標(biāo)在相應(yīng)幾何那都有已知，如何對(duì)XC，YC以及XB，YB分析目的有所找出，并將BC之間路段利用亮色來表示，詳細(xì)見圖2。GIS應(yīng)用在管理信息資源上有很多優(yōu)點(diǎn)，例如可以對(duì)數(shù)據(jù)不同類型的更新和獲取效率有所提升，還可將空間分析功能有所強(qiáng)化，并且具體的分析結(jié)果十分復(fù)雜時(shí)，也可以利用圖表等形式迅速顯示，GIS利用這些優(yōu)點(diǎn)和功能可以成為輔助決策工具中的良好選擇。

2.5 城市管網(wǎng)管理

在城市基礎(chǔ)設(shè)施中城市管網(wǎng)有著重要地位，在這其中都包括排水、給水、液化石油氣、天然氣、煤氣以及工業(yè)管道及熱力等多種類別，在城市發(fā)展過程中，是城市賴以生存及重要的物質(zhì)基礎(chǔ)所在，可以給予城市“生命線”的崇高評(píng)價(jià)。管線和管線點(diǎn)是空間目標(biāo)在城市管網(wǎng)系統(tǒng)中的主要所在，管線點(diǎn)可與GIS中的相應(yīng)結(jié)點(diǎn)有所對(duì)應(yīng)，而應(yīng)弧段是后者的表達(dá)，節(jié)點(diǎn)模型為其典型弧段，為了能夠?qū)⒐芫W(wǎng)信息在計(jì)算中有效管理，必須對(duì)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行事先確定。節(jié)點(diǎn)在管網(wǎng)系統(tǒng)中可以有很多點(diǎn)上的選擇，例如權(quán)屬單位變化點(diǎn)、材質(zhì)變化點(diǎn)、管網(wǎng)交叉點(diǎn)等。另外，管網(wǎng)的相應(yīng)屬性值變化也相對(duì)頻繁，如果在對(duì)管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫建立時(shí)，所采用的是傳統(tǒng)類型弧段結(jié)點(diǎn)，那么會(huì)直接使數(shù)據(jù)庫異常龐大，并且對(duì)其維護(hù)起來極為困難?？梢詫?duì)相關(guān)動(dòng)態(tài)分段的原理有所依據(jù)，對(duì)該問題加以解決。在城市管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫建立時(shí)所采用動(dòng)態(tài)分段技術(shù)的主要流程包括:需要對(duì)事件數(shù)據(jù)庫及路徑系統(tǒng)有所建立。出現(xiàn)數(shù)據(jù)化時(shí)，如果管線屬于同一條連續(xù)，那么只需要將起點(diǎn)和終點(diǎn)作為相應(yīng)結(jié)點(diǎn)對(duì)待即可，而不是對(duì)屬性變化的點(diǎn)進(jìn)行打斷管線處理。而后再對(duì)各種屬性的相關(guān)事件數(shù)據(jù)庫有所建立，在進(jìn)行屬性值于不同管段分配時(shí)，可實(shí)施動(dòng)態(tài)化。

3 結(jié)語

在公路管理信息資源中應(yīng)用GIS可以有很多優(yōu)勢(shì)，例如，可以通過圖表等形式，將較為復(fù)雜的分析結(jié)果快速顯示。GIS本身所具備的功能和優(yōu)點(diǎn)使其成為了輔助決策工具中的優(yōu)先選擇工具?？梢酝ㄟ^動(dòng)態(tài)分段技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)于點(diǎn)狀和線性實(shí)體間的關(guān)聯(lián)有所建立并且還可將相關(guān)分段結(jié)果有所顯示，對(duì)空間的進(jìn)一步分析有所幫助。