市政道路GI S 數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)探析

吳瓊

1 引言

隨著信息技術(shù)的不斷創(chuàng)新，市政道路信息化建設(shè)步伐相應(yīng)加快，通過(guò)構(gòu)建GIS 數(shù)據(jù)模型存儲(chǔ)市政道路數(shù)據(jù)，能為市政道路維修、養(yǎng)護(hù)工作提供數(shù)據(jù)支持，結(jié)合數(shù)據(jù)模型的使用需要，明確設(shè)計(jì)方向、制定設(shè)計(jì)方案，取得市政道路信息化管理的良好效果。信息時(shí)代悄然而至，GIS 數(shù)據(jù)模型在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生，應(yīng)用GIS 數(shù)據(jù)模型于市政道路，既是創(chuàng)新數(shù)據(jù)管理方式的體現(xiàn)，又能更好地迎合城市發(fā)展需要。要真正提高GIS數(shù)據(jù)模型利用率，應(yīng)適當(dāng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路，使GIS 數(shù)據(jù)模型在市政道路表達(dá)方面的優(yōu)勢(shì)全面發(fā)揮?；诖?，本文針對(duì)該論題探析，希望同行從中借鑒設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

2 市政道路管理對(duì)象內(nèi)容體系

道路、道路附屬設(shè)施、橋梁、廣場(chǎng)、隧道是重要組成部分，其中，道路分為主干路、快速路、支路等類型；道路附屬設(shè)施指的是綠化設(shè)施以及停車場(chǎng)、售貨亭、車站、廣告牌等附屬設(shè)施；橋梁根據(jù)使用對(duì)象的不同，分為車行橋和人行橋；廣場(chǎng)專指大型交叉口；隧道又被稱為地下通道，它分為公路通道和人行通道2 種類型[1]。

市政道路實(shí)體路段具有綜合性特征，工作人員基于管理需求及道路結(jié)構(gòu)特征選用適合的管理方式，確保道路管理任務(wù)在短時(shí)間內(nèi)優(yōu)質(zhì)完成，這對(duì)道路秩序維護(hù)、道路性能提升有重要意義[2]。足以見(jiàn)之，市政道路管理對(duì)象內(nèi)容較豐富，要準(zhǔn)確、全面地表達(dá)實(shí)體要素，應(yīng)引用GIS 技術(shù)，通過(guò)模型直觀呈現(xiàn)實(shí)體內(nèi)容、闡述實(shí)體要素間關(guān)系。

3 市政道路GIS 數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)

3.1 概念模型設(shè)計(jì)

道路部件是市政道路的重要組成部分，基于屬性字段進(jìn)行部件描述和關(guān)系表達(dá)，可以為概念模型設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。從另一個(gè)角度來(lái)講，概念模型合理設(shè)計(jì)的過(guò)程，即市政道路實(shí)體以計(jì)算機(jī)易識(shí)別的數(shù)據(jù)形式顯示，這是GIS 數(shù)據(jù)模型構(gòu)建的前提條件。

3.2 邏輯模型設(shè)計(jì)

邏輯模型設(shè)計(jì)，即借助數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)工具完成上述概念模型到邏輯模型的轉(zhuǎn)換，順勢(shì)表達(dá)數(shù)據(jù)語(yǔ)言。換言之，邏輯模型能夠?qū)⑹姓缆芬匾约耙仃P(guān)系轉(zhuǎn)換為GIS 系統(tǒng)可識(shí)別的方式，常用工具即UML 語(yǔ)言。以道路實(shí)體表達(dá)為例，道路用線要素表示、路段和盲道用面要素表示、附屬設(shè)施用點(diǎn)要素表示。以道路實(shí)體關(guān)系表達(dá)為例，車行道與人行道存在相鄰關(guān)系；路段與隧道、橋梁存在包含關(guān)系；附屬設(shè)施與路段間關(guān)系即點(diǎn)在區(qū)域內(nèi)。

3.3 物理模型設(shè)計(jì)

物理模型MRGISOM 設(shè)計(jì)目的之一，即有序組織市政道路要素，方便數(shù)據(jù)庫(kù)整理和檢索，最終提高數(shù)據(jù)庫(kù)利用率。在此期間，遵循系統(tǒng)化、兼容性、實(shí)用性等原則，具體來(lái)講，基于類別劃分和編碼對(duì)其有效存儲(chǔ)，以便為統(tǒng)計(jì)分析提供數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而更好地滿足使用需求。其中，部件編碼位，幾何形狀位（點(diǎn)、線、面分別用0、1、2 表示）。順勢(shì)進(jìn)入圖層組織階段，堅(jiān)持同數(shù)據(jù)同層、高頻率數(shù)據(jù)次層等原則，只有合理管理市政道路數(shù)據(jù)信息，才能迎合新時(shí)期市政道路管理需要。市政道路數(shù)據(jù)管理期間，利用GIS 軟件數(shù)據(jù)庫(kù)完成一體化管理任務(wù)，借助GID 標(biāo)識(shí)反映圖形要素，確保數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立使用、獨(dú)立運(yùn)維目的，并充分彰顯數(shù)據(jù)庫(kù)功能，進(jìn)而為市政道路管理提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。以數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，構(gòu)建道路信息報(bào)、廣場(chǎng)信息表、橋梁信息表、路段信息表、附屬設(shè)施信息表等，各類數(shù)據(jù)表的內(nèi)容均由中英文名稱、字段類型、長(zhǎng)度、備注等組成，便于GIS 數(shù)據(jù)模型識(shí)別和輸出。

4 市政道路GIS 數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)

4.1 實(shí)體與對(duì)象的對(duì)應(yīng)

對(duì)象呈現(xiàn)方式對(duì)實(shí)體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換起到引導(dǎo)作用，這是二者成功匹配的關(guān)鍵因素。由于實(shí)體種類多樣，因此，應(yīng)準(zhǔn)確、高效地尋求表現(xiàn)法，實(shí)現(xiàn)實(shí)體與對(duì)象的完美匹配。舉例來(lái)講，實(shí)體為盲道，空間類型即面，進(jìn)入多邊形要素；實(shí)體為公交車站，則空間類型即點(diǎn)，進(jìn)入點(diǎn)要素。由于邏輯模型與對(duì)象在匹配環(huán)節(jié)存在出入，如對(duì)象類不屬于要素?cái)?shù)據(jù)集、關(guān)系類不支持聯(lián)合主鍵等，基于此，運(yùn)用折中方案突破上述局限，通過(guò)設(shè)置標(biāo)識(shí)字段、融合字段為關(guān)系創(chuàng)建提供支持。

4.2 物理實(shí)現(xiàn)步驟

模式實(shí)現(xiàn)的前提條件，即創(chuàng)建可行性方案，以便為模式實(shí)際應(yīng)用提供方向[3]?；诜椒ê凸ぞ哂枰詣?chuàng)建，并適當(dāng)拓展模型功能，直到模型圖形成，最后生成模式。將該方案與數(shù)據(jù)裝載方案和聯(lián)合方案對(duì)比，它具有適用范圍廣、實(shí)用性強(qiáng)、表現(xiàn)力突顯等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，支持批量修改、滿足數(shù)據(jù)庫(kù)重構(gòu)需要。構(gòu)建GIS 數(shù)據(jù)模型時(shí)，聯(lián)合應(yīng)用新舊方案，根據(jù)市政道路數(shù)據(jù)管理需要?jiǎng)?chuàng)建模式，并適當(dāng)增加?xùn)鸥駭?shù)據(jù)，將要素類空間拓?fù)涔ぷ魈嵘先粘獭?/p>

一方面，設(shè)計(jì)模型。將要素納入模型中，基于專題數(shù)據(jù)分析建模步驟。正常來(lái)講，模型由要素?cái)?shù)據(jù)集、多類型要素類、對(duì)象類組成，針對(duì)各類要素外屬性表達(dá)時(shí)，預(yù)定義元素標(biāo)記值在其中起到重要作用。模型要素類或?qū)ο箢惻c屬性字段相對(duì)應(yīng)，基類已有字段無(wú)需多次創(chuàng)建。另一方面，導(dǎo)入模型于數(shù)據(jù)模式。模型設(shè)計(jì)后，將其導(dǎo)入并存儲(chǔ)于文件，接下來(lái)利用數(shù)據(jù)庫(kù)模式向?qū)Чぞ攉@取文件信息，最后形成數(shù)據(jù)庫(kù)模式。按照這一方式完成數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫(kù)的置入，最終GIS 數(shù)據(jù)庫(kù)成功建立。

4.3 GIS 數(shù)據(jù)模型具體應(yīng)用

以某城市市政道路管理系統(tǒng)為例，針對(duì)GIS 數(shù)據(jù)模型可行性驗(yàn)證，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果分析GIS 數(shù)據(jù)模型是否具備大范圍推廣價(jià)值，并有效彌補(bǔ)不足之處，以此提高GIS 數(shù)據(jù)模型在市政道路數(shù)據(jù)管理中的作用。

首先，編輯市政道路數(shù)據(jù)?；谠蛿?shù)據(jù)庫(kù)錄入相關(guān)信息，針對(duì)數(shù)據(jù)信息有效編輯，待綠化帶、車行道、附屬設(shè)施等圖形數(shù)據(jù)錄入后，市政道路要素在GIS 系統(tǒng)中直觀呈現(xiàn)。其次，校驗(yàn)拓?fù)潢P(guān)系。針對(duì)上述圖形數(shù)據(jù)校驗(yàn)分析，觀察所構(gòu)建拓?fù)潢P(guān)系是否與拓?fù)潢P(guān)系規(guī)則相一致，據(jù)此檢查錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，針對(duì)錯(cuò)誤信息及時(shí)改正。最后，查詢并統(tǒng)計(jì)市政道路數(shù)據(jù)。經(jīng)數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)客觀了解各類數(shù)據(jù)關(guān)系變化情況，以及關(guān)聯(lián)關(guān)系表達(dá)方式正確與否，通過(guò)特定路段分析掌握部件信息，根據(jù)市政道路管理需求進(jìn)行信息獲取或修正，以期實(shí)現(xiàn)人性化操控目的。統(tǒng)計(jì)市政道路技術(shù)參數(shù)時(shí)，借助統(tǒng)計(jì)圖顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，基于圖紙顯示模式實(shí)現(xiàn)圖紙管理功能，具體表現(xiàn)為：選定縮略圖管理方式→提供樹(shù)型選擇和目錄定位功能→提供明細(xì)顯示、圖片編輯功能[4]。經(jīng)測(cè)試可知，GIS 數(shù)據(jù)模型為市政道路基礎(chǔ)信息管理、工程圖紙管理、養(yǎng)護(hù)維修管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控、路況評(píng)估提供便利。以市政道路評(píng)估系統(tǒng)為例，工作人員參照相關(guān)規(guī)范及具體檢查要求分析數(shù)據(jù)信息，據(jù)此得知市政道路技術(shù)等級(jí)，通過(guò)人機(jī)交互制定維修、保養(yǎng)方案，確保市政道路管理工作有序進(jìn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，市政道路數(shù)據(jù)管理要求相應(yīng)提高，合理設(shè)計(jì)GIS 數(shù)據(jù)模型，并測(cè)試GIS 數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)效果，以便為市政道路管理提供可靠支持。對(duì)于相關(guān)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)不斷創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路、改進(jìn)設(shè)計(jì)方法，以此提高GIS 數(shù)據(jù)模型利用率，為市政道路建設(shè)工作助力。