组件式交通地理信息系统设计与开发

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第!!卷第!期!""!年#月

长安大学学报$自然科学版%

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文章编号BC""IDFCC!$!""!%"!D""!FD"F

组件式交通地理信息系统设计与开发

桂

湖南长沙$C?长沙交通学院公路.KL研究所J

岚C李跃军!J

湖南长沙FC""CEM!?湖南省交通厅信息中心J

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摘

要B地理信息技术在交通领域有着广泛的应用N分析了交通地理信息系统设计和开发中的几个

关键问题J提出了基于&并对交通地理信息系D+4+.OPQKP的分布式交通地理信息系统设计模型J

统的发展趋势进行了展望N

关键词B分布式R交通地理信息系统M组件MMS:&+4+中图分类号B文献标识码BGE2FK

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B=MM~U!"^g[V367)3y(75=05’0)+u/3;3*-’)t+73’*68675tM|RS:.’tu’*5*7&+4+地理信息系统$R5’0)+u/3;S*-’)t+73’*

简称R是收集#存储#检索#分析和处理%S::8675tJ

空间信息的计算机化的数据库管理系统NRS:的应用已从早期的环境保护和矿产资源管理J拓展到水利电力#城市规划#国土管理等与空间地理相关联的更广泛的领域N

交通地理信息系统$简JRS:-’)|)+*6u’)7+73’*称|是为研究和解决交通运输系统中的问题%RS:

而开发的地理信息系统J是RS:技术在交通领域中的延伸N|"世纪RS:在中国的研究开发可回朔到!

目前已取得不少成果NH"年代末期J

$|RS:的具体应用

交通地理信息系统具有强大的信息服务和管理功能J所以应用范围广泛N具体体现在两个方面B一是在智能交通$领域的应用M二是它在交通生%S|:产管理的各个环节J即从交通规划#设计#施工到运营和养护的所有阶段的应用

N

收稿日期B!""CD"ED!F

基金项目B湖南省交通厅科技发展基金项目$CGGH!H%作者简介B桂岚$女J湖南祁阳人J长沙交通学院讲师J博士生CGI"D%J

万方数据

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组件式交通地理信息系统设计与开发

结合起来!对广东省综合交通网络进行规划"其中地经理信息系统为规划模型提供基础设施交通网络#济及运量数据!并将规划#预测等模型的处理结果可视化"

交通建设!尤其是公路建设管理中的应用"$%&借助’如()技术建立可视化的工程建设管理系统$实现对工程的动态管理"工程质量控制系统等&!交通设施管理中的应用"可以采用地图#数$*&字#图形#图象#文字#声音和符号等手段记录交通基础设施的空间位置#属性信息等!然后可以通过多种查询方式实现信息可视化显示!并可以将地理信息系统和传统的公路#桥梁#航道养护管理系统融为一体#建立基于’()的可视化公路桥梁和航道养护管

从而提高公路和航道管养现代化理决策支持系统!

水平"如+,,%年陕西省交通厅信息站与中科院遥感

应用研究所合作!完成了地市级公路数据库1-./0)’()的研制与开发工作"

运输企业运营管理中的应用"可以利用建立$2&的交通地理信息系统数据库!为管理部门或用户提供各种查询要求和分析方法"如3浏览和查询线路#站点#车次等信息4制作直通图#站间交流图#客流密度图等专题图!提供统计分析工具等!从而为运输主管部门提供决策支持服务"

交通安全管理中的应用"借助’对$5&()技术!

事故信息作可视化的综合分析!使管理人员在电子地图和照片录像的辅助下更方便地寻找事故多发点!更全面地探讨事故多发原因"同时!更准确地评价事故现状#预测发展趋势"系统的使用可以为减少事故#保障安全提供重要依据"

公路环境保护管理中的应用"将公路环境影$6&

响预测和评价模型纳入’建立基于’()系统!()的公路环境影响评价模型工具!为公路环境评价#环境管理和环保投资提供科学的辅助决策信息"

基于同一种比例尺的地图!可能有不同层次的分布!

的地理信息"例如一个交通地理信息系统!它包括高速公路#国道#省道#县乡道#桥梁层#隧道层和立交层等多层地理信息"而不同层次的地理信息可能由不同的部门进行数据采集和维护"

目前!国内交通地理信息系统的设计和开发很多是采用集中少考虑交通地理信息的分布式特征!

式管理!这难以适应实际应用的需要"例如!一个全省的公路地理信息系统!如果其所有的空间数据和属性数据库都由省公路管理局一个部门来管理和维护!显然是很困难的"各地#州#市公路管理局负责自已主管的公路数据库的建立#更新和维护!必须各负其责"整个系统采用分布式交通地理信息的组织和管理!用户通过图形界面完成对远程分布式地理数据的获取#显示和分析等操作"

787双定位体系转换问题

航道等方面事实上存在交通领域特别是公路#比如道路上的一座桥的位置!有地理坐标!又有里程桩号"道路上大量的属性在使用中采用里程定位!而因此!建立有关数学模’()采用的是地理坐标系!

有效地解决地理坐标与里程定位的互换问题是型!

-’()设计和开发中的关键问题之一"78>动态分段问题

交通地理信息具有线性多层分布特征"所谓线性!即指信息是沿地理路线呈线状分布的!且与里程相关!这是与其它地理相关的信息系统的一个显著如矿产#国土管理系统&所谓多层#即指沿着区别$4同一路线有着多层的信息!每层信息有着不同的里路面类型#交通程分段表现"如一条路有技术等级#

量等信息!而每一种信息的分段长度一般是不一致的"如图?所示"考虑到技术等级#路面类型#交通量的分段!路段分成/+@/6段

"

在两类定位体系!即地理坐标定位与沿线里程定位!

7-’()设计和开发中的几个关键问题

789分布式地理信息组织与处理问题

交通地理信息本质上是分布的!它涉及到两个方面的分布":是平面上的分布!相当于地图的二维分布"例如一幅湖南省交通地图!由地#州#市交通区域组成!每个地#州#市交通区域又由县$市&交通区域组成"按照;<将地图上各地#=的超链概念!州#市作为超链的关键字!通过关联的网络地址!连接到相应的服务器这样就可以在网络中检索和查#万方数据询不同地方#不同级别的交通信息"二是垂直方向上

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年

析!查询时"动态地完成各种属性数据集的分段显示#$所有属性数据集都建立在同一公路位置描述的基础上"即属性数据的组织独立于公路位置描述"独立因此易于数据更新和维护%于公路基础地图"

&AB’()*分布式体系结构

在交通领域"尤其是公路管理领域"企业的网络应用一般结构是@各县市交通局C公路局D的计算机组成一个局域网"各地!州!市的交通局C公路局D的计算机组成一个局域网%省交通厅C公路局D的计算机组成一个局域网"然后通过互联网将各县!市交通公路局D局域网!地!州!市交通局C公路局D局域局C

网和省交通厅C公路局D局域网相连形成广域网%为了适应这种网络应用需要"我们采用一种优化的分布式模型"如图E所示%其中@客户端包括FGH浏览器和=插件#服务端分三层"即前端代理IJI9KKLG2服务器层!’()*应用服务器层和数据库服务器层

%

&’()*平台设计

基于组件开发的(其可配置性!可扩展性和")*

开放性更强"使用更灵活"二次开发更方便"不仅可以成功地解决传统(应用系统集成)*在软件开发!和用户学习使用等方面面临的困难"而且有利于降低成本"具有无限扩展性等特点"是()*技术发展的必然趋势%组件式平台主要有+,-./0/12的34+5634+"4+(的347895478和*:;公司的<=8模型%这三种技术各有其优缺点%&>?’()*的组件模型

一个软件组件可以有不同的大小"组件划分必须注意@组件间相关最小"组件内相关最大#组件实现时要追求代码的高效#组件的运行方式的合理设计%我们根据’()*系统中组件的服务对象和功能的不同"把’对象()*系统中的组件分为三个层次@组件"功能组件和应用组件%对象组件是一些提供系统基本服务的单元"这些单元与应用是相互隔离的#功能组件是整个结构的核心"提供()*功能服务"如空间数据存取!空间分析等#应用组件是最上层的直接与(响应用户的()*组件")*应用的用户衔接"

并为特定的应用服务%操作请求"

对象组件@目录管理"安全管理"事件管理等组件%

功能组件@空间数据存取组件!空间分析组件!专题制图设计组件!数据目录管理组件!动态分段组件!里程桩号转换组件等%

应用组件@交通规划!交通建设管理!交通基础设施管理!运输企业运营管理!公路环境保护!交通安全分析!)’*应用等组件%

为了适应分布式计算环境下的要求"一些新的单元加入到这种模型中"如@对象组件中的目录管理服务承担新组件的系统注册"以保证系统识别所有的组件并自动提交事务给相关的服务器组件#安全管理单元服务于分布式环境下多用户的操作需求#而事件管理则用于处理用户对不同构件提出的服务请求"是用来集成整个系统的主要单元#数据目录通过对元数据的管理提供使用者更有效查找和使用空间数据的方法并协助网络环境下数据和操作的分配万方数据和平衡%

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第T期

桂

岚’等N

组件式交通地理信息系统设计与开发

Tc

图!统计分析!动态分段!里程桩号转换等功能"它以#$%&和底层数据库平台通信"应用服务器和数据

库服务器之间又是客户和服务器的关系"它把客户的服务请求转换为一系列指令交给数据库服务进行处理’获取处理结果"

数据库服务器层"数据库服务器提供底层平()*台支撑’它包括地理信息数据库和空间元数据库"地理信息数据库储存!管理各种类型地理空间信息’提供针对地理空间数据的基本操作"空间元数据库储存!管理全局性的空间元数据"

+,+原型系统

基于图-所示的模型’开发了一个原型系统"系统运行如图)"

2,A网络化

飞速发展的0已经成为/C6=>B6>=06=B76>=01新的系统平台’利用0技术在D>6=>B6>=E上发布空间数据供用户浏览和使用是/01发展的必然趋势"从DDD的任一节点’06=>B6>=用户可以浏览

制作专题图’进行各种D>E/01站点中的空间数据!空间检索和空间分析"

2,+组件化

组件软件技术成为了当今软件技术的潮流之一’它的出现改变了以往封闭!复杂!难以维护的软件开发模式"&;8/01便是顺应这一潮流的新一代地理信息系统"它将在很大程度上推动/01软件的系统集成化和应用大众化’同时也将很好地适应网络技术的发展"

2,2多维化

三维/01是许多交通应用领域对/01的基本要求"目前的/01大多提供了一些较为简单的三维显示和操作功能’但这与真正的三维表示和分析还有很大差距"真正的三维/01必须是一套以数字正射影象(数字地面模型(数字线划图!!$FG*$HG*和数字栅格图(作为综合处理对象的($I/*$4/*

与*/01系统"该系统结合了三维可视化技术(J9@<7K虚拟现实技术(完全再现管理环境*’J9B=<7K4>7K9=5的真实情况!把所有管理对象都置于一个真实的三维世界里’真正做到了管理意义上的L所见即所得M"

图)./01原型系统

参考文献N

当代/武汉N武汉OPQ龚健雅RRGQ01的若干理论与技术O

测绘科技大学出版社’PSSSR朱OTQ杨兆升’

中R智能运输系统/中国QR#01设计研究O

公路学报’PSSU’(P*NU)VUUR

中国图象图形学报’PSSU’()*N-P-V-PWRO)Q王

炜R北京N清华大学R#7X7%>76组件程序设计OGQ出版社’PSSSR

2./01发展展望

2,3智能化

动态路径诱导系统$4/1($56789:4;<=>

是智能运输系统(研究的一个*/<9?>15@=>8*0.1重要方面’它根据出行的起讫点向驾驶员提供最优路径和实时交通信息"这种系统的特点是把人!车!路综合起来考虑’通过诱导驾驶员的出行行为来改善路面交通系统’防止交通阻塞的发生’减少车辆在道路上的逗留时间’并且最终实现交通流在路网中各个路段上的合理分配"目前/01系统提供的最优

路径分析基本上都是静态的!实用价值不是很大"因此在./01系统中建立合理的动态路径诱导模型’实现动态路径诱导’将是./01的一个重要发展方向"

钟耳顺R组件式地理信息系统研究与开发OO-Q宋关福’QR#

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斌R互联网时代的地理信息系统

测绘学报’OQRPSSU’(P*NSVPYR#

地理信息系统(与公路数据库O交通与OcQ王剑R*QR/01#

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责任编辑O郭庆健Q

万方数据

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/u9n4.html