宝鸡市道路几何网络模型的建立与应用.docx

( 宝鸡市勘察测绘院, 陕西 宝鸡 721000)摘 要 主要是结合 MapGIS6.5 软件对宝鸡市的道路网进行网络分析, 进而在此基础上对该系统进行二次开发, 建立道路网数据库, 为宝鸡市的城市建设、交通规划以及道路管理提供空间数据; 同时也为人们的旅游出行提供方便; 更为智能交通和“数字宝鸡”的建设提供地理空间基础数据。通过对宝鸡市几何道路模型的研究, 探索出一条适合中小城市空间信息应用和地理数据资源集成共享的模式与解决方案。关键词 智能交通 几何道路模型 结点 网线路径分析中图分类号 P208文献标识码 A文章编号 1007- 3000( 2006) 03- 4本课题为国家科技攻关项目城市地理空间信息管理及服务系统中的子课题, 该课题承担 单位为西安交通大学, 我院为课题的主要参加单 位。本课题的攻关总目标是: 充分利用宝鸡市城 市信息基础设施条件, 综合运用国家“863”计划 和攻关计划中相关的技术成果, 在完善城市基础 地理信息资源数据库和城市经济、社会、科技、人 文等数据库的基础上, 建立城市空间数据服务和 GPS 综合服务系统。建成宝鸡市城市空间数据的 获取、管理和应用集成的总体框架, 探索适合于 中小城市特别是西部中小城市空间信息应用和 地理数据资源集成共享的模式与解决方案。宝 鸡 市 几 何 道 路 模 型 的 建 立 与 应 用 采 用生成宝鸡市区 11 万地形图。地形图数据主 要 是 通 过 对 市 区 进 行 大 比 例 尺 数 据 测 绘过数据转换将测绘数据转为 MapGIS 数据格再进行数据整合, 生成宝鸡市大比例尺地形通过缩编生成宝鸡市区 11 万地形图, 在此 我 们 还 参 照 了 宝 鸡 市 Quickbird 1 1 万 遥 象图。在数据转换及整合过程中, 要求对市区 路线和水系采集完整; 对房屋的采集应注意房屋的闭合性和完整性; 对各类地物、地貌的线、面的采集参数要正确。同时在数据的采程中最为关键的一步是要对图上不同的地 素进行分层管理, 且保证同类要素要在同 里; 同一类地物、地貌的点、线、面的采集都 格按照技术要求进行; 对于不同的地物和地MapGIS 作为基础平台,通过二次开发来实现对道路模型的空间分析和服务应用。课题的技术路线宝鸡市几何道路模型主要是在市区 11 万地 形图数据上建立的。在生成的地形图上, 对宝鸡 市区道路进行提取, 生成宝鸡市几何道路模型并 对此进行分析。1采用不同的颜色和相应的符号对其进行表示,此,依据国家 11 万地形图图式制作相应的和符号库。下面为编辑系统下生成的宝鸡市区 11 形图( 如图 1) , 主要是在此地形图上对道路 进行提取和几何道路模型的建立与分析。数据的采集及地形图的生成为了建成宝鸡市的几何道路网状图,1.1首先要收稿日期 2006- 04- 17作者简介 王小林( 1970- ) 男, 陕西岐山人, 工程师, 主要从事地理信息系统研究。需有断点。例如西宝高速公路和一些普通公路之间肯定不会存在交叉。图 2 主要为提取的主要道路的道路中线。图 1根据本项目需求, 将宝鸡市的地形图数据主 要分为基本图、地形、地名、水系、道路五类。其中 基本图主要包括房屋和植被等的点、线、面状地 物; 地形主要为等高线、高程注记、陡坎、斜坡等 要素; 地名主要包括了景点、单位、医院、学校等; 水系层主要为井、水渠、河流等点状、线状、面状 要素; 道路层主要包括了铁路、公路、小路、以及 道路附属设施等。对各层类要素定义不同的属性 结构, 其属性结构主要包括类别、名称、简介、图 象信息等。图 2道路数据整理宝鸡市几何道路模型的建立, 主要是在市区 的主干道路上进行的, 在已经生成的宝鸡市区 11 万地形图数据中, 对道路中线网络提取, 构成道 路网, 输入属性值, 进而用于道路模型的分析与 研究。通过对主干道路中线的提取以及道路网的 建立和分析, 可以看出属性功能的查询, 提高了 本系统的公众服务功能。主要在打开的宝鸡市区 道路上, 进行主要道路的中线提取, 进而建立宝 鸡市的几何道路模型。对道路中线提取过程中要求: 要保证每一条道路中线的提取要完整, 且 保证提取中线的连通性。 在遇到道路交叉路口时, 要重新开始另外 一条道路中线的提取, 中线不能出现间断。 提取完所有道路中线, 且保证它的完整、 连通性后, 检查道路中线中是否存在大型桥梁( 如胜利桥、新世纪大桥) , 在存在桥梁处要将桥 两端剪断( 即存在断点即可) 。 检查在每一个交叉路口处道路的中线是 否断开, 两路口处是否存在结点; 同时要考虑两条道路是否分开, 若为两条相互独立的线路, 不1.2图 3在保证以上条件都满足的情况下, 在编辑系统中对所提取的道路中线进行拓扑重建, 建立结 点的拓扑关系, 再选择自动剪断线, 则提取的道 路中线会在有节点( 即有道路分叉的地方) 处自 动剪断, 并生成结点。完成这些工作后进入网络 编辑系统, 检查道路中线网中是否存在多余的结 点, 或存在有断点的线, 遇到此类现象时要对它 进行修改, 将存有断点的线连接, 保证中线的连 通, 在分叉路处保证它断开并存在结点。道路网的建立及分析生成的道路中线网检查无误后, 开始对提取 的道路中线、道路结点的属性结构和属性进行编 辑和整理。先进入网络编辑中选择网线中的输入 网线, 将编辑系统下生成并检查完整无误的道路 中线转为网络, 然后再选择结点编辑中的结点赋 参数, 出现提示对话框选择结点处结点的子图号 及结点参数的层和颜色等, 完成这一步后就可以 看到道路网的各个结点处都有相应的符号表示。 如图 3 所示。赋完结点参数后, 在多条道路交叉处就会存在多个重合的结点, 因此在存在两条以上道路的1.3图 4在列表编辑结点属性中给结点编号, 将具有结点编号的结点文件在结点输出文件中对其进 行保存。然后再进入编辑系统将道路中线以及结 点文件添加进编辑框, 再选择点编辑中的根据属 性赋注释, 在图 8 中可以看到在对结点进行属性 赋予注释时出现的对话框, 将标注域名改为结点 编号, 然后修改结点注释的参数大小及颜色等, 确定后, 可以看到结点的编号就会作为结点的注 释赋给每个结点, 在每个结点处就会看到它的注 释。然后再将点线文件保存。图 4 为将结点属性赋为注释后每个结点的注释显示。 将注释赋给结点处后就可以清楚的看到在每一个结点处都存在结点的编号。这一步工作的完 成使我们对道路中线的属性编辑非常的方便, 尤 其是道路网线中起点和终点的编辑非常方便的。 在网络编辑系统中, 先打开已经生成的宝鸡图 5道路中线网属性编辑完成并检查无误后网络编辑系统中通过选择点线耦合建网, 就成我们所需要的宝鸡市几何道路网的模型。道路网的网络分析与研究2道路网模型分析是在网络分析中进行的接将点线耦合建网生成的网络文件打开并进行网络分析。在网络分析中可以对已经生 宝鸡市道路网分析, 该网络主要是对宝鸡市 路进行查询和道路分析功能的实现。用户可 接用鼠标进行道路查询; 可以进行条件检索; 以提供最短路径以及最佳路径的分析功能等。 里主要是对路径分析功能进行应用, 例如我们 从一点到达另外一点, 只须选择网络分析中的 分析, 再在图上选择这两处的结点, 然后点击市 11 万地形图的底图库,底图库的打开主要是方便道路名称属性的注释。然后再将道路中线网和结点文件打开, 可以看到每一个结点都具有相 应的注释。现在就可以在列表编辑网线属性对道 路中线的线属性进行编辑, 其属性结构主要为:右键就会弹出对话框提示用户是否考虑障碍、转角权限等一些因素,选择完成后我们就可常容易的在图上看到不同的考虑因素会出同的路径, 而用户就可以根据自己的不同需 择到达目的地的最短或最佳路径。如图 6 所该道路中线网的属性编辑主要是参照打开的宝鸡市 11 万底图库进行的, 对于起点、终点的 属性编辑要注意道路是否单行, 如果单行我们要 考虑它的起点。( 1 表示单行, 2 表示双行) 。图 5 主要是对道路中线进行的属性结构的编辑。图 6字段名称字段类型字段长度小数位数长度双精度性156名称字符串20类别字符串20等级字符串5起点字符串5终点字符串5是否单行字符串5ID长整型8编号字符串10完成路径分析功能后, 就可以看到两结点之间会存在多种路径, 保存这些路径, 再根据个人 的不同需要选择满足自己要求的路径。同时, 在 显示选择路径时, 还会提示出现对话框, 对每条 路径有相应的路径说明, 它可以告诉用户所选路 径的长度、结点数、网线数以及结点、网线的序列 等。通过网络分析, 就可以进行最佳、最短路径 的查询。为用户的查询提供良好的 GIS 基础平 台。而且路径分析功能查询, 可以看出该功能的 实现, 对用户的信息查询提供了基础数据平台, 加强了该系统的公众服务功能。本课题的研究与 应用, 提高了城市道路的管理效率, 同时也为宝 鸡市智能交通服务系统的建立提供了准确可靠 的基础数据。们可以非常容易的看到宝鸡市的主要道路的建设情况, 也为宝鸡市今后的道路的建设和规划具 有一定的意义。同时该系统的建立, 也为宝鸡市 旅游、经济的发展起到很重要的作用, 为宝鸡市 智能交通服务系统的建立提供了技术支持, 促进 了宝鸡市的信息化建设。探索出一条适合于中小 城市特别是西部中小城市空间信息应用和地理 数据资源集成共享的模式与解决方案。参考文献1中国地质大学( 武汉) 信息工程学院, 武汉中 地 信 息工程有限公司MapCAD 与 MapGIS 地理信息系统使 用手册龚健雅, 等.当代 GIS 的平差理论与技术武汉: 武汉 测绘科技大学出版社, 1993边馥玲.地理系统原理和方法北 京: 测 绘 出 版 社,1996黄杏元. 我国地理信息系统建设及发展, 现代测绘,2004 27(27): 1- 1223结束语通过对宝鸡市道路几何网络模型的研究, 我34Baoji City Road Networ k ModelGeometr ic Resear ch andExplor ationWANG Xiao- lin, XUE fang, ZHAO Xiao- hong(Baoji Institute of Reconnaissance, Sureying and Mapping, Baoji, 721000, China)Abstr act: This article mainly carris on network analysis to Baoji road network with MapGIS6.5 softwaresets up the network database of the road by secondary developing the system, offers spatial data for the fact that the urban construction , trafficling planning and road managing; and provides convenience for peoples travelling at the same time ; Offers the basic data of geographical space for intellectual traffic and construction of“digital Baoji”even more. By the study on geometirc road model of Baoji, explore one mode and solution to suit small and medium - sized cities space information application and sharing with geographical datum resource.key wor ds: intelligent transportation; geometry path model; point mesh wire; way analysis!( 上接第 46 页)Abstr act: In this paper a method of fast gaining precise WGS- 84 coordinates of all GPS Control points line relative positioning or Precise Point Positioning is implemented. Thus precise WGS- 84 coordinates of there control points are gained. Then with there three points as the known points three