烏魯木齊城市交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)研究與實(shí)踐

孫亮，劉鵬

1.烏魯木齊市城市綜合交通項(xiàng)目研究中心（烏魯木齊市軌道交通項(xiàng)目建設(shè)中心）；2.上海晶眾信息科技有限公司

近年來(lái)，烏魯木齊市城市建設(shè)迅猛發(fā)展，BRT、田字路、交通樞紐相繼開(kāi)建，烏魯木齊市城市交通問(wèn)題不斷涌現(xiàn)。城市交通規(guī)劃、建設(shè)、管理等工作急需準(zhǔn)確性、科學(xué)性和及時(shí)性強(qiáng)的地理信息數(shù)據(jù)作為全面有效的基礎(chǔ)支撐。同時(shí)隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷興起，城市交通道路及相關(guān)附屬設(shè)施的智能化配置來(lái)越受到關(guān)注，這對(duì)城市交通的規(guī)劃、管理、建設(shè)提出了更高的要求。

為了滿(mǎn)足行業(yè)發(fā)展需求，有效指導(dǎo)交通運(yùn)輸信息化智能化的持續(xù)發(fā)展，烏魯木齊市組織編制了《烏魯木齊城市智能交通系統(tǒng)規(guī)劃（2013－2020）》《烏魯木齊交通綜合信息體系發(fā)展規(guī)劃》。

依據(jù)城市交通信息化規(guī)劃，烏魯木齊市提出引入世行貸款實(shí)施烏魯木齊城市交通改善項(xiàng)目Ⅱ，引入世界銀行的資金和先進(jìn)的城市交通管理理念，交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)作為烏市交通改善項(xiàng)目中的組成部分，通過(guò)站在全市交通綜合信息體系的統(tǒng)籌發(fā)展角度上，為城市交通應(yīng)用提供交通地理信息資源服務(wù)，和共享共用的地理信息平臺(tái)支撐，為烏魯木齊城市交通范疇內(nèi)的各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化、全面、權(quán)威的空間數(shù)據(jù)來(lái)源。

一、交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)簡(jiǎn)介

烏魯木齊地理信息系統(tǒng)是烏魯木齊市交通綜合信息平臺(tái)建設(shè)的一級(jí)平臺(tái)中的共建共用部分，交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)旨在幫助烏魯木齊城市交通行業(yè)用戶(hù)建立面向整個(gè)城市交通的統(tǒng)一GIS共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)以基礎(chǔ)電子地圖、交通行業(yè)空間信息和GIS功能服務(wù)為基礎(chǔ)，以交通信息“一張圖”為應(yīng)用模式的交通基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)，整合以往分散的信息，使各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)信息共享，最大限度地提升信息的利用率，同時(shí)對(duì)交通信息資源進(jìn)行深度挖掘和綜合利用，使以前沒(méi)有充分發(fā)揮作用的功能得以展現(xiàn)，為烏魯木齊市各交通業(yè)務(wù)管理部門(mén)提供全方位的空間信息服務(wù)，提升全行業(yè)空間信息應(yīng)用水平、提高行業(yè)精細(xì)化管理與數(shù)據(jù)應(yīng)用能力、增強(qiáng)交通行業(yè)的社會(huì)服務(wù)能力。

（一）建設(shè)原則

1.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范原則

為數(shù)據(jù)與服務(wù)的建設(shè)、管理制定一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，來(lái)保證交通地理信息系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)具有精確、完備、現(xiàn)勢(shì)、標(biāo)準(zhǔn)、權(quán)威等方面的優(yōu)勢(shì)，提高平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)加工整合的效率以及對(duì)外提供數(shù)據(jù)服務(wù)的質(zhì)量。

2.實(shí)用先進(jìn)原則

平臺(tái)設(shè)計(jì)建設(shè)從烏魯木齊市實(shí)際需求出發(fā)，功能服務(wù)滿(mǎn)足烏魯木齊市的應(yīng)用與發(fā)展需要，同時(shí)保證平臺(tái)結(jié)構(gòu)的彈性與可擴(kuò)展性，為未來(lái)的需求留有發(fā)展空間。

3.安全保密原則

空間數(shù)據(jù)作為較為敏感的數(shù)據(jù)，需要系統(tǒng)從架構(gòu)設(shè)計(jì)、管理機(jī)制等方面全方位考慮數(shù)據(jù)的安全與保密，既能保證數(shù)據(jù)能充分支撐應(yīng)用，又保證無(wú)關(guān)人員不會(huì)獲取相關(guān)信息。

4.穩(wěn)定可靠原則

作為交通信息化基礎(chǔ)設(shè)施之一，平臺(tái)需要能夠持續(xù)穩(wěn)定地提供服務(wù)支撐。平臺(tái)借助云平臺(tái)的服務(wù)能力，搭建多節(jié)點(diǎn)服務(wù)集群，保證系統(tǒng)整體穩(wěn)定可靠。

（二）關(guān)鍵技術(shù)

1.跨平臺(tái)GIS技術(shù)

交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)基于成熟的國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)GIS平臺(tái)軟件SuperMap開(kāi)發(fā)，具有跨平臺(tái)的特性。系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足不同部署環(huán)境的要求，包括支撐國(guó)產(chǎn)芯片、操作系統(tǒng)、中間件及數(shù)據(jù)庫(kù)的部署運(yùn)營(yíng)環(huán)境，既能支持在烏魯木齊市政務(wù)云環(huán)境中部署，也能支持部分單位的獨(dú)立部署需要，并且兩者能夠搭建分布式的架構(gòu)，滿(mǎn)足的烏魯木齊市多個(gè)交通應(yīng)用部門(mén)的應(yīng)用需求。

2.云GIS技術(shù)

烏魯木齊市信息化工作面臨著整體“上云”的需求，本工程也需要將空間數(shù)據(jù)與平臺(tái)服務(wù)全部部署在政務(wù)云環(huán)境中。交通地理信息平臺(tái)作為基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)，依托政務(wù)云環(huán)境部署GIS系統(tǒng)，搭建分布運(yùn)行環(huán)境，基于云GIS技術(shù)，能夠支持云端的資源彈性擴(kuò)展與動(dòng)態(tài)調(diào)動(dòng)，為各交通管理部的相關(guān)應(yīng)用提供穩(wěn)定、高效的GIS服務(wù)，促進(jìn)交通空間信息在烏魯木齊市各交通管理部門(mén)間的共享共用，有效提高地理信息平臺(tái)的資源利用效率，方便用戶(hù)能夠快速搭建交通業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

3.分布式GIS技術(shù)

交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)具有區(qū)域性、分布式、共享性和綜合性的特點(diǎn)，交通業(yè)務(wù)管理部分需要相關(guān)的交通空間信息和基礎(chǔ)的地理空間信息，以滿(mǎn)足各自專(zhuān)門(mén)應(yīng)用，借助于標(biāo)準(zhǔn)的API接口實(shí)現(xiàn)部門(mén)間的集成和互操作。交通地理信息系統(tǒng)包含兩方面的內(nèi)容：一是交通基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)整數(shù)據(jù)；二是空間服務(wù)，平臺(tái)通過(guò)分布式的GIS技術(shù)與接口，提供信息的訪(fǎng)問(wèn)、集成、融合和更新服務(wù)。

交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)采用分布式體系結(jié)構(gòu)，不但可以解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多源數(shù)據(jù)異構(gòu)、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)分析等問(wèn)題，而且還可以擴(kuò)大系統(tǒng)的使用規(guī)模，提高系統(tǒng)的靈活性。

（三）系統(tǒng)總體架構(gòu)

交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)總體框架主要包括基礎(chǔ)設(shè)施層、空間數(shù)據(jù)層、GIS平臺(tái)服務(wù)層、應(yīng)用系統(tǒng)層及信息化運(yùn)行保障體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和安全保障體系。

二、數(shù)據(jù)資源建設(shè)

交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的并且兼容性很強(qiáng)的GIS平臺(tái)。交通地理信息系統(tǒng)按照統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)整理分散在全市交通行業(yè)用戶(hù)的交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一管理分發(fā)布服務(wù)，同時(shí)它以GIS支撐軟件為基礎(chǔ)定制研發(fā)交通綜合信息平臺(tái)所需的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)接口，能保障數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取、動(dòng)態(tài)更新。

（一）數(shù)據(jù)資源采集

交通信息普查野外采集以社區(qū)或者交通小區(qū)為采集單位，針對(duì)線(xiàn)狀要素（如道路數(shù)據(jù)），需要分段采集。根據(jù)普查要素的特點(diǎn)將普查的內(nèi)容主要分為內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)處理、外業(yè)數(shù)據(jù)普查、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)編輯和建庫(kù)，形成了7大專(zhuān)題71個(gè)圖層資源，涵蓋了城市交通的主要管理與服務(wù)領(lǐng)域，并基于這些圖層資源統(tǒng)一提供資源服務(wù)。

（二）數(shù)據(jù)編輯建庫(kù)

根據(jù)外業(yè)普查的數(shù)據(jù)底圖和屬性記錄表，在空間數(shù)據(jù)庫(kù)上進(jìn)行交通數(shù)據(jù)的空間位置編輯、屬性錄入、拓?fù)湫畔z查，檢查數(shù)據(jù)無(wú)誤后，統(tǒng)一匯交到交通GIS數(shù)據(jù)庫(kù)。

三、交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)功能建設(shè)

交通地理信息平臺(tái)主要包括綜合管理平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、服務(wù)運(yùn)維管理系統(tǒng)、地理信息服務(wù)系統(tǒng)和門(mén)戶(hù)系統(tǒng)5部分。

（一）綜合管理平臺(tái)

綜合管理平臺(tái)面向交通業(yè)務(wù)需求，提供一張圖數(shù)據(jù)的綜合管理功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、專(zhuān)題數(shù)據(jù)的全流程管理。資源規(guī)范化管理，以元數(shù)據(jù)的形式對(duì)數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)分類(lèi)、服務(wù)分類(lèi)、地圖模板進(jìn)行管理；資源一體化管理，提供數(shù)據(jù)入庫(kù)（包括批量、增量模式）、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、快速制圖、服務(wù)發(fā)布與注冊(cè)功能；資源版本化管理，按照版本庫(kù)管理形式（公共庫(kù)、工作庫(kù)、現(xiàn)狀庫(kù)、歷史庫(kù)）結(jié)合數(shù)據(jù)版本導(dǎo)入時(shí)間周期對(duì)資源進(jìn)行版本化管理。

（二）門(mén)戶(hù)系統(tǒng)

門(mén)戶(hù)系統(tǒng)可以對(duì)平臺(tái)服務(wù)資源進(jìn)行瀏覽、查詢(xún)操作和服務(wù)資源申請(qǐng)與審核。資源中心提供對(duì)平臺(tái)應(yīng)用資源的綜合瀏覽與查詢(xún)功能。綜合地圖提供平臺(tái)地圖服務(wù)分層瀏覽、專(zhuān)題信息查詢(xún)、地圖快速定位、其他輔助測(cè)量和專(zhuān)題統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)地圖服務(wù)等平臺(tái)服務(wù)的顯示、查詢(xún)等常規(guī)功能。應(yīng)用中心可以查看如何將不同應(yīng)用系統(tǒng)的空間應(yīng)用范例。

（三）服務(wù)運(yùn)維管理系統(tǒng)

服務(wù)運(yùn)維管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)服務(wù)平臺(tái)中服務(wù)資源、用戶(hù)權(quán)限、系統(tǒng)運(yùn)維等的管理，可更方便地管理服務(wù)平臺(tái)的運(yùn)行狀況，保證系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。運(yùn)維管理主要實(shí)現(xiàn)GIS服務(wù)管理、服務(wù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、服務(wù)運(yùn)行分析及權(quán)限管理等功能。

（四）地理信息服務(wù)系統(tǒng)

地理信息服務(wù)系統(tǒng)是平臺(tái)的服務(wù)核心，提供地理信息基礎(chǔ)服務(wù)、交通數(shù)據(jù)信息服務(wù)和交通專(zhuān)業(yè)服務(wù)等功能?；A(chǔ)服務(wù)各類(lèi)地圖與空間數(shù)據(jù)查詢(xún)分析等基本GIS服務(wù)功能；交通數(shù)據(jù)信息服務(wù)提供烏市各類(lèi)交通對(duì)象的空間信息服務(wù)，包括設(shè)施信息服務(wù)、動(dòng)態(tài)路況信息服務(wù)、交通事件信息服務(wù)等動(dòng)態(tài)信息服務(wù)；交通專(zhuān)業(yè)服務(wù)包括交通統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)等專(zhuān)業(yè)服務(wù)能力。

（五）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于B/S模式，數(shù)據(jù)維護(hù)單位可以通過(guò)采集系統(tǒng)向平臺(tái)提交數(shù)據(jù)更新內(nèi)容，經(jīng)管理人員審核后，可以進(jìn)入平臺(tái)現(xiàn)狀庫(kù)并更新發(fā)布。提交的成果都將通過(guò)審核、處理、公示、復(fù)核等流程，最后導(dǎo)入現(xiàn)狀庫(kù)。

四、系統(tǒng)成果應(yīng)用與推廣

烏魯木齊交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)已經(jīng)完成了服務(wù)能力的搭建與發(fā)布，作為烏魯木齊市交通信息化基礎(chǔ)，下一步將面臨更多的應(yīng)用與推廣。

本系統(tǒng)基于空間和時(shí)間維度，整合多種數(shù)據(jù)資源，通過(guò)對(duì)多源異構(gòu)、多維、多時(shí)空的地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、轉(zhuǎn)換、清洗和集成，梳理構(gòu)建了7大專(zhuān)題71個(gè)圖層資源，規(guī)范了各類(lèi)交通專(zhuān)題數(shù)據(jù)的采集、處理、更新流程，形成全市統(tǒng)一權(quán)威的交通資源信息庫(kù)，建立了數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新機(jī)制，構(gòu)建了全市交通專(zhuān)題數(shù)據(jù)資源池，并形成了統(tǒng)一的更新維護(hù)機(jī)制與功能。

系統(tǒng)基于GIS技術(shù)進(jìn)行深入定制，形成了平臺(tái)服務(wù)支撐能力，形成了全市交通空間資源地圖、空間數(shù)據(jù)查詢(xún)、空間分析的服務(wù)支撐，為全市交通地理信息應(yīng)用，提供、統(tǒng)一、權(quán)威、標(biāo)準(zhǔn)的交通空間服務(wù)，以及標(biāo)準(zhǔn)的交通API接口，支持瀏覽器端、移動(dòng)端、PC端等靈活的調(diào)用方式。

交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)目前已經(jīng)在烏魯木齊市政務(wù)云環(huán)境部署了專(zhuān)網(wǎng)、政務(wù)外網(wǎng)服務(wù)兩套服務(wù)，并對(duì)接支撐了交通局業(yè)務(wù)應(yīng)用、交研中心公交評(píng)價(jià)應(yīng)用；隨著交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)深入，下一步還會(huì)擴(kuò)充專(zhuān)網(wǎng)和政務(wù)外網(wǎng)服務(wù)能力，并擴(kuò)展互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)能力，將交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)推廣到城管委、運(yùn)管辦、交警大隊(duì)等應(yīng)用單位。

烏魯木齊交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)成果為烏市交通信息化工作提供實(shí)際的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)價(jià)值。

系統(tǒng)統(tǒng)一匯聚分散在各交通業(yè)務(wù)管理部門(mén)的交通空間數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)，形成統(tǒng)一資源信息庫(kù)，搭建統(tǒng)一共享服務(wù)平臺(tái)，支撐與服務(wù)于全市各交通管理部門(mén)的相關(guān)應(yīng)用，統(tǒng)一建設(shè)減少市交通管理部門(mén)在地理信息方面的投入，將交通空間資源進(jìn)行統(tǒng)一管理的同時(shí)也降低維護(hù)成本；系統(tǒng)依據(jù)統(tǒng)一規(guī)范對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的API和各種靈活的調(diào)用方式，降低了交通地理信息資源使用難度和門(mén)檻。

五、結(jié)語(yǔ)

烏魯木齊市交通基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)結(jié)合烏魯木齊實(shí)際情況制定全市交通統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，作為共建共用的基礎(chǔ)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了全市交通管理部門(mén)交通空間資源的匯聚、整理、統(tǒng)一發(fā)布服務(wù)，主要以交通電子地圖、數(shù)據(jù)服務(wù)、分析服務(wù)為核心提供統(tǒng)一的API，真正實(shí)現(xiàn)了信息共享、共建共用，統(tǒng)一建設(shè)基礎(chǔ)資源避免信息孤島并節(jié)約了建設(shè)成本。同時(shí)平臺(tái)操作簡(jiǎn)單、權(quán)限設(shè)置豐富，便于資源共享。平臺(tái)的建設(shè)大大提升級(jí)烏魯木齊市交通精細(xì)化管理水平和綜合展示能力，為全市交通管理提供有力支撐。