毕业设计－基于MapInfo的南汇区交通地理信息系统的设计.doc

基于MapInfo的南汇区交通地理信息系统的设计 编号：Q0152300毕业设计（论文）（ 2005 届大学本科） 题目：基于MapInfo的南汇区交通地理信息系统的设计学 院：托普信息技术学院 专 业：计算机科学与技术 班 级：本 科 （8） 班 姓 名：曹 昱 凌 学 号：Q0152300 指导教师：杨 琛 2005 年 4 月目录绪论51 地理信息系统研究的兴起与发展趋势61.1 地理信息系统的重要性71.2 地理信息系统的兴起71.1.1 交通地理信息系统的主要内容91.1.2 交通地理信息系统的特点91.1.3 交通地理信息系统的作用91.3 地理信息系统的发展趋势102 南汇区交通地理信息系统的设计与开发122.1 南汇区交通地理信息系统开发条件122.1.1自然资源122.1.2 区位条件122.1.3 浦东国际航空港122.1.4 洋山国际深水港122.1.5 港城132.1.6 上海临港新城产业区132.2 南汇区交通地理信息系统建立的必要性和重要性132.3 南汇区交通地理信息系统的需求分析142.4 南汇区交通地理信息系统的设计思路142.1.1 系统设计原则142.1.2 系统的总体结构152.1.3 系统分析152.1.4 数据库设计153 南汇区交通地理信息系统的开发实现183.1 南汇区交通地理信息系统的建立183.1.1 系统资料的收集183.1.2 系统数据框架183.2 南汇区交通地理信息系统的功能193.2.1 交通信息数据库管理193.2.2 图形管理203.2.3 信息查询203.3 系统实现环境203.4 南汇区交通地理信息系统的应用对象和方式204 地理信息系统在城市交通化的展望21结论23致谢 23参考文献 24外文资料翻译25附录30 基于MapInfo的南汇区交通地理信息系统的设计摘要：本文结合南汇地区地理、环境、交通等实际，针对现行出行和观光旅游的不足选定了基于MapInfo的南汇区交通地理信息系统这个课题来初步了解，尝试解决当地居民和旅游者的交通问题。论述了引入地理信息系统的有关理论、方法和技术分析手段，建立基于MapInfo的南汇区交通地理信息系统的若干问题和系统开发构想，并使其具体化。关键词：地理信息系统（GIS）；MapInfo；标准化；空间分析；空间数据；公交；图层；拓扑Project of NanHui Geographic Information System for Transportation basing on MapInfoAbstract: This text combines the region geography, environment, transportation.of NanHui.Actual, the shortage that goes and makes sight-seeing trip the tour to current made selection to this topic of the area transportation geography information system to come to the first step understanding according to the MapInfo NanHui, the trial resolves the local residents and travels transportation problem. Relevant theories, method and techniques that discussed to lead into the geography information system analyze the means, build up according to the MapInfo of NanHui some problems and system of the area transportation geography information system to develop the speculation, and make it embody. Keywords: Geographic Information System(GIS)；MapInfo；standardization；spatial analysis；Spatial Data；traffic；image layer；topological绪论近年来，GIS被世界各国普遍重视，尤其是1998年初，美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心所作的题为“数字地球认识21世纪我们这个星球”的讲话中提出的新概念在全球掀起了“数字地球热”，使其中的核心技术GIS更为各国政府所广泛关注。“九五”期间，我国科技部在高新技术领域主要抓的两件大事，一是CAD/CIMS，另一件事就是GIS。从1996年开始，GIS迅速从学校和科研院所的实验室里走出来，面向应用，面向市场水平也在不断提高。一些中小型GIS软件产品在功能和性能上已接近国际先进水平，甚至某些性能指标优于国外优秀软件，已应用到实际工程中。 最近进行的抽样调查结果表明，我国GIS软件的使用已占全国各类软件使用总量28。9%，并且，越来越多的应用单位开始将我国GIS软件列为工程实施的首选目标，其比例已接近50%。由此可以看出，我国GIS软件的发展势头良好。该书通过对当今我国地理信息系统的现状的初步了解和研究，结合相应的技术，综合前人的经验和自己的探索成果，把南汇区交通地理信息系统的整个设计思路和过程以文字形式展现在大家眼前，便于大家一起探讨研究，给予改进。第一章 地理信息系统的兴起与发展趋势地理信息系统概念的提出，要追溯到50年代。由于电子计算机科学的兴起和它在测量学与地图制图学中的应用，使人们开始有可能用电子计算机来收集、存储和处理各种与空间和地理分布有关的图形和属性数据，并希望通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务。 1956年，奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库，随后各国的土地测绘和管理部门都逐步发展土地信息系统（LIS）用于地籍管理。60年代为GIS开拓期。1963年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出地理信息系统这一术语，并建立了世界上第一个GIS-加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理与规划。本年代内，IBM公司和COLORADO公共服务公司开始致力于用计算机工具管理公用事业的设施，也就是电力线、煤气管道、阀门、仪表、土地等。紧接着的一个十年，其他人继续挑战计算机化的设施管理（FM），包括计算机制图系统，并且诞生了自动制图（AM）。 FM、AM、计算机辅助设计（CAD）及数据库管理（Database Management）等学科的发展为GIS技术的发展创造了条件。许多大学研制了GIS软件包，如哈佛计算机图形与空间分析实验室开发了SYMAP系列软件。早期的GIS发展的另一个显著特点是许多与GIS有关的组织与机构纷纷成立，对GIS知识传播与技术发展起到重要的指导作用。 进入70年代，受计算机软硬件技术飞速发展的促进，GIS技术朝实用化方向发展。一些发达国家先后建立了许多专业性的土地管理信息系统和地理信息系统。与此同时，GIS软件市场活跃。GIS技术受到政府部门、商业公司和大学的普遍重视，成为一个引人注目的领域。 80年代是GIS普及和推广应用的阶段。随着图形工作站和PC机性能价格比的大为提高，计算机和空间信息系统在许多部门被广泛应用。GIS软硬件的发展使GIS应用从空间数据管理向空间决策支持分析迈进。GIS软件研制和开发也取得了很大成绩，涌现出一些有代表性的GIS软件。 进入90年代，随着地理信息产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及，GIS深入到了各行各业乃至千家万户，成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。90年代，GIS软件在以下几个方面取得了很大的进展： 1 开放GIS的研究：主要是制定GIS互操作与数据共享标准。 2 关系数据库和GIS的结合：利用RDBMS存储GIS数据。 3 GIS构件的开发：GIS系统正迅速走向构件化。 4 互联网，尤其是万维网已经成为GIS的新的操作平台。 1.1地理信息系统的重要性通俗地讲,它是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。严格地讲，它是反映人们赖以生存的现实世界(资源或环境)的现势与变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特征的属性，在计算机软件和硬件的支持下，以一定的格式输入、存贮、检索、显示和综合分析应用的技术系统。它是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是以采集、贮存、管理、处理分析和描述整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。地理信息系统（GIS）作为支持空间定位信息数字化获取，管理和应用的技术体系.随着计算机技术、空间技术和现代信息基础设施的飞速发展，在全国经济信息化进程中的重要性与日俱增。特别是当今“数字地球“概念的提出，使得人们对GIS的重要性有了更深地了解。进入年以来，地理信息系统在全球得到了空前迅速的发展，广泛应用于各个领域，产生了巨大的经济和社会效益。1.2地理信息系统的兴起GIS是六十年代中期开始发展起来的新技术。它最初为解决地理问题而起，至今已成为一门涉及测绘学科，环境科学、计算机技术等多学科的交叉学科。1963年加拿大测量学家R.F Tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语，并建成世界上第一个GIS(加拿大地理信息系统CGIS)，并用于自然资源的管理和规划。不久，美国哈佛大学提出了较完整的系统软件SYMAP。这可算是GIS的起步。进入70年代以后，由于计算机软硬件水平的提高,促使GIS朝着实用方向迅速发展，一些经济发达国家先后建立了许多专业性的GIS，在自然资源管理和规划方面发挥了重大的作用。如,从1970年到1976年，美国国家地质调查局就建成50多个信息系统。其他国家如加拿大、德国、瑞典和日本等国了相继发展了自己的GIS。80年代后兴起的计算机网络技术使地理信息的传输时效得到了极大的提高，它的应用从基础信息管理与规划转向更复杂的实际应用，成为辅助决策的工具，并促进了地理信息产业的形成。到1995年，市场上有报价的软件已达上千种，并且涌现出了一些有代表性的GIS软件。我国GIS的发展虽然较晚，经历了四个阶段，即起步(1970-1980)、准备(1980-1985)、发展(1985-1995)、产业化(1996以后)阶段。GIS已在许多部门和领域得到应用，并引起了政府部门的高度重视。从应用方面看，地理信息系统已在资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理、农作物调查与结产、交通、能源、通讯、地图测绘、林业、房地产开发、自然灾害的监测与评估、金融、保险、石油与天然气、军事、犯罪分析、运输与导航、110报警系统公共汽车调度等方面得到了具体应用。国内外已有城市测绘地理信息系统或测绘数据库正在运行或建设中。一批地理信息系统软件已研制开发成功（如GeoSTAR,CityStar,MapGIS等）,一批高等院校已设立了一些与GIS有关的专业或学科，一批专门从事GIS产业活动的高新技术产业相继成立。些外，还成立了中国GIS协会和中国GPS技术应用协会等。 我国地理信息系统方面的工作自80年代初开始。以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标志，在几年的起步发展阶段中，我国地理信息系统在理论探索、硬件配制、软件研制、 我国GIS的发展虽然较晚，经历了四个阶段，即起步(1970-1980)、准备(1980-1985)、发展(1985-1995)、产业化(1996以后)阶段。GIS已在许多部门和领域得到应用，并引起了政府部门的高度重视。从应用方面看，地理信息系统已在资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理、农作物调查与结产、交通、能源、通讯、地图测绘、林业、房地产开发、自然灾害的监测与评估、金融、保险、石油与天然气、军事、犯罪分析、运输与导航、110报警系统公共汽车调度等方面得到了具体应用。国内外已有城市测绘地理信息系统或测绘数据库正在运行或建设中。一批地理信息系统软件已研制开发成功（如GeoSTAR,CityStar,MapGIS等）,一批高等院校已设立了一些与GIS有关的专业或学科，一批专门从事GIS产业活动的高新技术产业相继成立。些外，还成立了中国GIS协会和中国GPS技术应用协会等。 我国地理信息系统方面的工作自80年代初开始。以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标志，在几年的起步发展阶段中，我国地理信息系统在理论探索、硬件配制、软件研制、规范制订、区域试验研究、局部系统建立、初步应用试验和技术队伍培养等方面都取得了进步，积累了经验，为在全国范围内展开地理信息系统的研究和应用奠定了基础。地理信息系统进入发展阶段的标志是第七个五年计划开始。地理信息系统研究作为政府行为，正式列入国家科技攻关计划，开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用实验和工程建设工作。许多部门同时展开了地理信息系统研究与开发工作。如全国性地理信息系统（或数据库）实体建设、区域地理信息系统研究和建设、城市地理信息系统、地理信息系统基础软件或专题应用软件的研制和地理信息系统教育培训。通过近五年的努力，在地理信息系统技术上的应用开创了新的局面，并在全国性应用、区域管理、规划和决策中取得了实际的效益。自90年代起，地理信息系统步入快速发展阶段。执行地理信息系统和遥感联合科技攻关计划，强调地理信息系统的实用化、集成化和工程化，力图使地理信息系统从初步发展时期的研究实验、局部实用走向实用化和生产化，为国民经济重大问题提供分析和决策依据。努力实现基础环境数据库的建设，推进国产软件系统的实用化、遥感和地理信息系统技术一体化。在地理信息系统的区域工作重心上，出现了东移和进城的趋向，促进了地理信息系统在经济相对发达、技术力量比较雄厚、用户需求更为急迫的地区和城市首先实用化。这期间开展的主要研究及今后尚需进一步发展的领域有：重大自然灾害监测与评估系统的建设和应用；重点产粮区主要农作物估产；城市地理信息系统的建设与应用；建立数字化测绘技术体系；国家基础地理信息系统建设与应用；专业信息系统与数据库的建设和应用；基础通用软件的研制与建立；地理信息系统规范化与标准化；基于地理信息系统的数据产品研制与生产。同时经营地理信息系统业务的公司逐渐增多。 总之，中国地理信息系统事业经过十年的发展，取得了重大的进展。地理信息系统的研究和应用正逐步形成行业，具备了走向产业化的条件。 1.2.1交通地理信息系统的主要内容交通地理信息不仅包括交通信息本身的信息，还包括与交通资源相关的信息，如道路分布，车辆位置，最短路经等1.2.2交通地理信息系统的特点交通信息的一个特点就是其空间性，交通流的空间分布、土地利用特征的空间分布、交通设施的空间分布等，而描述空间地理特征是GIS系统的专长，因此，GIS与交通信息的结合是交通发展与GIS发展过程的自然结合。电子地图作为交通地理信息系统的一个具体表现形式，他相对于纸质地图有以下特点：（1） 电子地图以计算机屏幕和投影大屏幕为媒介，而传统地图一般以纸张作为信息的载体。（2） 电子地图的制作、管理、阅读和使用能实现一体化，对不满意的地方能够方便实时地进行修改。而传统纸质地图的生产、管理和使用都是分开的。（3） 电子地图显示地图内容的详略程度是可以随时调控的，而传统纸质地图的内容是固定的、不变的。（4） 电子地图能把图形、图像、声音和文字合成在一起，而纸质地图则做不到。（5） 电子地图的使用要依赖专门的设备，而纸质地图的使用则不需要。（6）电子地图由于受计算机屏幕尺寸和屏幕分辨率的限制，整幅地图显示的效果受影响，以分块分层显示为主。而传统纸质地图以图幅为单位整页出版印刷，幅面大，读图的整体印象深刻，地理要素相互之间的关系明白清楚。1.2.3交通地理信息系统的作用交通地理信息系统因具有强大的信息服务和管理功能，所以作用范围广泛。具体体现在三个方面，一是它可以作用在交通管理的各个环节，即从交通规划、设计、施工到运营和养护的所有阶段以及交通科研。二是它可以广泛作用于国家、省、市等不同层次的管理。三是可以广泛作用于政府、交通运输管理、运输企业和工程设计施工等各部门。1.3地理信息系统的发展趋势从系统角度看，在未来的几十年内，GIS将向着数据标准化（Interoperable GIS）、数据多维化（3D&4D GIS）、系统集成化（Component GIS）、系统智能化（Cyber GIS）、平台网络化（Web GIS）和应用社会化（数字地球DE）的方向发展。 （1） Interoperable GIS互操作地理信息系统（Interoperable GIS）是GIS系统集成平台，它实现在异构环境下多个地理信息的系统或其应用系统之间的互相通信和协作，以完成某一特定任务。（2） 3D&4D GIS 三维（四维）地理信息系统（3D&4D GIS）目前研究重点集中在三维数据结构的设计，优化与实现，以及体视化技术的运用，三维系统的功能和模块设计等方面。 （3） Com GIS 面向对象和构件技术的地理信息系统（Com GIS）是把GIS的功能模块划分为多个控件，每个控件完成不同的功能，通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终GIS应用。 （4） Web GIS 基于WWW的地理信息系统（Web GIS）是利用Internet技术在Web上发布空间信息供用户浏览和使用。Web GIS系统可分为四部分：Web GIS信息代理，用以显示空间数据信息并支持Client端的在线处理；Web GIS信息代理，用以均衡网络负载，实现空间信息网络化；Web GIS服务器，用于满足浏览器的数据请求，完成后台空间数据库管理；Web GIS编辑器，提供导入空间数据库数据功能，形成完整的GIS对象，GIS模型和GIS数据结构的编辑和表现环境。Web GIS 是GIS走向社会化和大众化的有效途径，也是GIS发展的必由之路。 （5） Cyber GIS 赛博空间（Cyberspace）是以计算机技术、现代通信、网络技术、虚拟现实技术的综合应用为基础，构造出一种人们进行社会交往和交流的新型空间。在赛博空间中以这种空间智能体做为构成模块的GIS系统就是Cyber GIS，它自动地接受用户以高级的语言描述的指令，利用它能感知并作用于赛博空间的本领，通过与其它空间智能体的交互，为用户找到赛博空间中所需信息。（6） Digital Earth 它是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现和认识，其核心思想是用数字化手段统一地处理地球问题和最大限度地利用信息资源。数字地球是GIS的延伸，建立数字地球的核心技术包括GIS与数字库、遥感、遥测、信息技术等。遥感、遥测技术用来完成数据采集、处理和识别，GIS和数据库技术用于完成数据存贮、检索、集成、融合、综合和分析，从而完成数字地球的核心功能，光缆、卫星通信技术以及计算机网络等技术则完成海量空章数据的传输任务。除了以上的发展趋势，地理信息系统还会朝着标准化、商业化、企业化、全球化、大众化的方向发展。总之，在过去的几年间，每个讨论过的趋势都经历了不同的转变。这些趋势的转变不但反应出行业的成熟，更重要的是反应出技术的传递过程。本着对GIS浓厚的兴趣，这次的设计我选择了基于MapInfo的南汇地理信息系统这个课题来进行研究第二章 南汇区交通地理信息系统的设计与开发2.1 南汇区交通地理信息系统开发条件南汇位于北纬31度21分，东径121度45分，在长江三角洲的东南端，东濒东海，南临杭州湾，西与上海市区隔黄浦江相望，北与浦东新区接壤。全区总面积688平方公里。其中陆地面积629.29平方公里，水面积58.71平方公里。南北长约32.8公里，东西宽约32公里。1949年以来，经过多次行政区划调整，至2003年末，南汇共有14个镇，60个居民委员会和185个村民委员会。改革开放以来，南汇国民经济保持持续稳定快速健康增长的良好态势。2003年全区实现国内生产总值190.9亿元，比上年增长18%；全社会固定资产投资完成157.1亿元，比上年增长116.7%；完成财政收入37亿元，比上年增长43.9%；其中地方财政收入18.9亿元，比上年增长53.4%。城镇职工人均工资20119元，农民人均年纯收入6482元。2.1.1 自然资源 南汇海岸线长达45公里，有着非常丰富的水资源、土地资源和滩涂资源。2.1.2 区位条件位于南汇南北两端的浦东国际航空港和洋山国际深水港建设，以及临港新城、上海临港新城产业区标志着上海新一轮经济发展建设重心东移，使南汇从上海的腹地，转变为上海现代化建设的前沿主战场，成为上海21世纪发展的战略重地。2.1.3 浦东国际航空港 现代化、大容量、多功能的综合性的上海浦东国际机场，是亚太地区一流的国际航空港。是向国内、国外两个扇面辐射、客货运输并举、海陆空紧密结合的主体交通枢纽。 浦东国际机场一期工程已于1999年10月竣工并投入运营，二期工程也已启动。现有1条长达4000米的主跑道和面积近25万平方米的航站楼，年旅客吞吐量2000万人次，航运货物50万吨。最终计划建成4条跑道。至2010年规划空运能力将达到每年8000万人次的吞吐量和500万吨的货邮量。目前长4000米、宽60米、可容纳任何型号飞机的第2条跑道正在建设中。2.1.4 洋山国际深水港 2002年3月，国务院正式批准在南汇芦潮港地区建设东北亚最大的国际枢纽港口洋山国际深水港。建设中的洋山国际深水港，将在大小洋山设置52个大型集装箱泊位。 洋山深水港一期工程总投资130.6亿元人民币，先在小洋山建5个集装箱泊位，可停靠第五、六代集装箱船舶，并兼顾8000标箱的泊位。一期工程还包括建造总长度31公里的跨海大桥东海大桥，桥面宽31.5米，规划双向6车道。2.1.5 港城 新城规划面积95平方公里。由滴水湖、三条环带、八块城区组成。滴水湖面积5.56平方公里，湖畔建人工沙滩。 三个环带：内环是行政、商贸区域；二环是城市公园区域；三环是居民区域，规划面积6.86平方公里，由14个“城市岛”组成，各“岛”之间由放射状的道路、河网和绿地分割。2.1.6 上海临港新城产业区 上海临港新城产业区位于南汇东南部。产业区分为五大功能区域：综合服务区、制造与出口加工区、现代物流区、保税区、研发与教育区。2.2 南汇区交通地理信息系统建立的必要性和重要性1995年的北京宣言：中国城市交通发展战略为中国城市交通的发展指明了方向：交通的目的是实现人和物的移动，而不是车辆的移动。而这样的战略目标只有通过政策法规和严格的管理才有可能实现。为了保证城市交通合理、有序的可持续性发展，就必须从城市交通系统的内在机制及其与外部环境条件之间的相互作用关系出发来进行合理的交通管理规划。具体而言，应从城市结构与土地利用、城市交通结构、城市交通网络的完善与充分利用三个层次，从供给和需求量方面解决问题。因此，道路交通管理工作是城市总体规划中重要的环节，制定城市道路交通管理规划也就显得十分必要而迫切。而城市道路交通管理规划的编制与实施，有利于提高我国城市整体管理与文明水平，适应国民经济和整个社会可持续发展。有鉴于此，南汇要更好的发展，南汇区交通地理信息系统的建立是必要的也是重要的。2.3 南汇区交通地理信息系统的需求分析随着可持续发展战略在我国现代化建设中的全面实施，以及我国公路建设的持续、快速发展。南汇交通亦随之在迅速的建设中，每百平方公里道路密度达到118.8公里。远东大道、南六公路、沪芦高速公路、白玉兰大道、周周公路、申江南路、郊区环线、杨高南路等高等级公路纵横交错。现已形成由高速公路、骨干公路、乡村公路组成的多层次、高覆盖交通网络，并与上海及长江三角洲公路网相连接。贯穿全区的轻轨及磁悬浮列车（延伸段）正在规划中。南汇的交通网会越来越错综复杂，为了解决南汇人民在日常生活中交通上的困难，我们选择开发南汇电子地图。该系统的开发是以南汇交通网络为主，针对交通地理信息的管理、显示、查询等方面的需求，引入地理信息系统的有关理论、方法和技术分析手段，着重利用其空间分析功能，通过理论分析、模型建立、数据库开发、应用程序设计等步骤，建立一个基于GIS的南汇区电子地图。2.4 南汇区交通地理信息系统的设计思路本系统充分利用地理信息系统采集、管理、分析和输出多种地理信息的特点，动态地收集与交通资源相关的各类信息，利用计算机及相关技术建立数据库，然后进行空间分析、多要素综合评价等研究，得出有用信息，及时、准确地反馈给该系统使用者，如南汇居民、企业及旅游者等2.4.1 系统设计原则（1） 实用性和可靠性整个系统能长时间内满足用户的需要，针对一般用户对GIS应用了解较少，因此本系统的操作应尽可能贴近使用者，简单易行，降低给用户带来的不适应程度；在改进工作方式的同时，提高工作效率及决策科学性，同时系统具有很强的容错性和安全性（2） 先进性和开放性 采用现有的成熟技术，本系统采用国际上先进的MapInfo软件作为开发平台，以MapBasic、VB语言作为开发工具，系统又具有良好的开放性,支持标准的应用开发平台，为广大用户提供极为方便的接口。（3） 标准化和可更新性原则系统建设基于信息标准化、规范化。系统建立有完备的数据更新机制，数据是交通地理信息系统运行的前提和基础，数据更新是该系统的生命，否则就会成为一个“死”系统2.4.2 系统的总体结构信息显示用户界面地图缩放查 询2.4.3 系统分析（1） 系统需求分析信息系统的规模和性质完全取决于用户的需求分析的结论。用户需求分析是通过了解不同用户的实际需求来设计信息系统的，它是系统设计的出发点和重要基础。南汇区交通地理信息系统的最终用户是南汇区居民和该地旅游者，为了了解这些用户的需求，我们征询了这些用户的意见并参考了大量的信息系统设计案例。通过调研可以认为：南汇区交通信息系统建设涉及的范围相当广，数据信息数量是十分庞大的，由于受到数据资料、时间的限制，整个系统的建设无法一步到位。（2） 系统目标南汇区交通信息系统的设计，充分利用现代计算机技术及现今蓬勃发展的地理信息系统技术，为了实现交通信息的获取、查询以及各种方式的信息输出，具有人性化的界面和简单的操作。开发交通地理信息系统的目标是基于以下几个原因：一是为当地居民提供准确可靠的出行路线，使其对所住地区有个完善的了解；二是为旅游者提供旅游路线，使其不会漫无目的的绕圈子。三是为了交通地理信息系统设计探索出基本模式，拓宽GIS技术的应用领域。2.4.4 数据库设计数据是该系统的核心，数据的状况对系统目标的影响很大，数据库设计质量的好坏，不仅影响建设的速度和成本，而且影响到系统的运行、应用和管理。（1） 数据库设计过程中要求符合以下原则： 最小冗余原则，即数据尽可能的不重复存放。 数据共享原则，即数据库中的数据可以被各系统模块调用。 数据统一原则，即数据可以通过系统统一更新、增删、查询等操作。 空间数据库的设计主要是数据分层，基础数据按通用分层标准划分点、线、面图层。 属性数据库的设计主要考虑用户需求和能够提供的数据及数据格式，制定字段及其值的输入规范。 数据无关联性原则，即数据与所使用的系统无关。（2） 数据组织本系统的数据采集、编辑、存储和转换主要是采用美国MapInfo公司的MapInfo Professional7.0中文版。MapInfo Professional采用的是“空间实体+空间索引”的拓扑关系模型。这种模型的基础是“空间实体”。空间实体是地理实体的抽象，主要包括点、线、面三种类型。每个空间实体对象维护着自己的所有属性。多个空间实体组成一个图层。这种模型的空间查询功能是通过“空间索引”技术来实现的。空间索引的目的是对给定的空间坐标，能够以较快的速度搜索到坐标范围内的空间对象。MapInfo采用R-Tree技术将空间实体的最小外界矩形（MBR）存储在索引中，并按从大到小的顺序进行索引搜索。这种模型使得对某个对象的更改不会影响到其他对象的定义，从而大大增强了空间数据的可维护性。而且，这种模型可以规范为“实体关系”模型，从而可以与关系数据库系统结合，在关系数据库内实现对空间数据的查询、分析和处理等操作。MapInfo采用双数据库存储模式，即空间数据与属性数据是分开来存储的(见图2-4)。属性数据存储在关系数据库的若干属性表中，而空间数据则以MapInfo自定义格式保存在若干文件中，而这通过一定的索引机制联系起来。为了提高查询和处理效率，MapInfo采用层次结果对空间数据进行组织，即根据不同的专题将地图分层，每个图层存储为若干个基本文件。属性数据的表结构文件（.tab）定义了地图属性数据的表结构，包括字段数、字段名称、字段类型和字段宽度、索引字段及相应图层的一些关键空间信息描述。.tab文件实际上是一个文本文件，可以在写字本中打开观察其内容。属性数据文件（.dat）中存放完整的地图属性数据。在文件头之后，为表结构描述，其后首尾相接跟着各条具体的属性数据记录。交叉索引文件（.id）记录了地图中每一个空间对象在空间数据文件（.map）中的位置指针。每4个字节构成一个指针。指针排列的顺序与属性数据文件（.dat）中属性数据记录的存放顺序一致。交叉索引文件实际上是一个空间对象的定位表。空间数据文件（.map）具体包含了各地图对象的空间数据。空间数据包含空间对象的几何类型、坐标信息和颜色信息等。另外还描述了与该空间对应的属性数据记录在属性数据文件（.dat）中的记录号。这样，当用户从地图上查询某一地图对象时，就能够方便地查询与之相关的属性信息。索引文件（.id）并不是必需的，只有当用户规定了数据库的索引字段后MapInfo才会自动产生索引文件。索引文件中对应于每个索引字段都有一个索引表。在每个索引表中，先给出总的数据库记录数目，然后按照索引顺序给出每条属性数据记录在对应的索引字段处的具体属性数据和该记录在属性文件（.dat）及交叉索引文件（.id）中的记录号。（3） 空间数据库设计 空间数据库的宏观地理定义a. 比例尺：即数字化时所需原图的比例尺。b. 地图投影：为了便于今后利用GPS确定好当前所处位置的经纬度坐标在地图上定位。同时由于上海南汇位于北纬度地区，所以该系统中的地图投影均采用高斯克吕格投影。c. 坐标系统：均采用80坐标系。 空间数据库的地理特征设计a. 为了使查询、搜索速度较快，图案美观，需要采用矢量形式的空间数据存储结构，这样一来，也会使数据量大大减小。b. 数据分层即把一种类型的数据放在一个层，便于存储管理和编码。这是地理信息系统在建立空间数据库时独有的特点，即在建库时，运用图层管理（打开或关闭图层）的方法来实现所需图形信息的显示。在该系统中，把所有与交通有关的信息分为以下几层：高速公路层、一般公路层、河流层、公交站点层、标注层等。（4） 属性数据库设计属性数据采用二维关系表的形式存储，用编码的方式来区分不同表示地物的属性数据。大的地物，如高速公路，则按照国家统一的编码体系来进行编码；小的地物，特别是属于车辆换乘的，则按照人们的习惯来进行编码。第三章 南汇区交通地理信息系统的开发实现3.1 南汇区交通地理信息系统的建立3.1.1 系统资料的收集在建立本系统的过程中，收集的资料主要有以下3类：（1） 基本地理资料：南汇区交通旅游图（2） 各类专题资料：上海南汇 :7001/front/index.jsp上海城市交通网 /index.htm 3.1.2 系统数据框架基础地理数据分层及文件命名见表3-1-1；各类要素公共性项及属性表结构见表3-1-2；基础地理信息系统属性项和属性表结构见表3-1-3；3-1-1 基础地理数据分层及文件命名要素类型数据层命名数据层描述数据类型边界行政界线区界、镇界、农场界线状居民点居民地区、镇、村驻地点状交通公路快速公路、一般公路线状铁路铁路线状磁浮磁浮线状公交站点公交停靠点点状公交路线公交路线线状水系湖泊湖泊、海洋面状其他注记注记点状3-1-2公共性项及属性表结构字段名（属性项）字段类型宽度编码整数型8面积数字型16（3）周长数字型16（3）长度数字型16（3）文本信息字符型32文字信息字符型163-1-3基础地理信息系统属性项和属性表结构数据层名称字段名（属性项）字段类型宽度公路道路名称字符型14起点城镇字符型10终点城镇字符型10铁路铁路名称字符型14起点城镇字符型10终点城镇字符型10磁浮磁浮名称字符型14起点城镇字符型10终点城镇字符型10居民地名称字符型16公交站点公交名称字符型10公交站点名字符型10公交路线公交名称字符型10公交起点城镇字符型10公交终点城镇字符型10湖泊名称字符型14注记名称字符型203.2 南汇区交通地理信息系统的功能根据南汇区交通地理信息系统的设计思路，该系统设计具有数据库管理、信息显示、信息查询、空间分析等功能。3.2.1 交通信息数据库管理系统采用图形分层技术，对南汇区交通信息进行分层组织，主要以南汇区的居民点、道路、交通为载体，将他们的信息作为图层。运用数据库技术对各层相关信息数据进行管理、查询、显示。3.2.2图型管理系统采用符合标准规范的点、线、区域、颜色、符号、图案，直观形象的表示和显示相应的交通信息的数据类型，能管理和显示用户需求的各种分层分布图，对生成的图形自动标注、缩放、移动。3.2.3信息查询通过直观、灵活、方便的查询方式完成交通信息的各种数据的查询，并将查询的结果以图形和文字形式显示。3.3 系统实现环境平台内存硬盘空间显示Win98,Win2000,WinNT4.0 SP6最小32MB RAMMI PRO:103MBData:450MBVGA或更好WinXP ProfessionalWinXP Home最小64MB RAMMI Pro:103MBData:450MBVGA或更好3.4 南汇区交通地理信息系统的应用对象和方式该系统的最终用户是住在南汇的居民、旅游者等。电子地图已人性化的界面和用户见面，不需要用户掌握特殊的技能。第四章 地理信息系统在城市交通化的展望城市交通规划仍然处于发展之中，我国紧凑的城市布局形态、高密度的城市开发、高速度的城市化进程、复杂的城市交通构成，都给城市交通规划提出了特殊的要求。在今后一段时期内，城市发展的背景、城市交通的外部环境也会给城市交通规划工作提出新的挑战。 可持续发展的要求。建立可持续化发展的城市交通系统是21世纪城市交通发展的首要问题，1992年的全球21世纪议程和1996年的全球人居议程分别对可持续发展的城市交通问题作了较全面的阐述，提出了相应的实施战略和行动领域。可持续发展的概念，将使我们对城市交通的认识进一步扩大到资源、生态、社会、经济等领域，促使我们研究交通对于实现经济效率、社会公平、维护生态平衡的相互作用，以及资源分配和利用的原则。在城市交通规划理论上将进一步研究符合可持续发展原则的交通需求分析和路网规划技术，探讨交通资源的合理分配及评价原则，研究交通需求管理的机制和措施等。高新技术的应用。智能化城市交通系统是高新技术在城市交通领域的综合体现，智能化交通充分利用了信息传输和处理的技术，在提高现有交通设施的利用率方面发挥着极为重要的作用。随着社会信息化时代的到来，无论是城市发展的模式，还是城市交通发展的观念和技术，都将受到猛烈的冲击。智能化交通系统的基础是交通数据的采集、处理和反馈，GIS技术在城市交通领域的开发和应用将作为最关键的技术工作在国内得到重视和推广，从而带动城市交通规划技术、需求分析技术、交通模拟技术、交通有到技术的进一步发展和提高。城市公共交通的作用。城市公共交通将在城市交通中发挥更大的作用，这是城市发展的需要，也是城市交通可持续发展的需要。随着市场经济的建立，公共交通的运行机制已经开始发生了变化，竞争机制的建立正在促进公共交通行业服务水平和运营效率的提高。在今后的10-20年，城市轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分，将得到迅速的发展，我国特大城市以城市轨道交通为骨架的公共交通网络将逐步形成。公共交通外部的运行环境也会有较大的改善，公共汽车专用道、专用路、优先道路等保障公共汽车运行条件的一系列工程、管理措施会进一步得到推广和普及。 交通需求管理技术的深化。交通需求管理的内涵将扩大到政策、经济、用地、行为等更广阔的领域，人们将从单纯的“交通总量控制”的手段，逐步利用经济杠杆的作用，调控城市交通的构成，进一步理顺汽车产业发展、城市用地发展和交通发展的关系。 总之，未来10-20年的城市交通建设面临着我国城市化和城市机动化双重压力，观念和技术的更新将是这一时期城市交通发展的核心内容，更需要城市交通规划理论和技术的指导，可以说，城市交通规划的机遇和挑战共存。结论城市地理信息系统是一个综合系统，涉及计算机技术、系统工程、城市测绘、城市规划、统计和分析等诸多方面。它不仅可以取代城市地图册，成为人们乘车行路的向导；更重要的是利用统计分析功能，各级决策者可以迅速获得所需的城市地理信息和相关的经济属性信息，帮助决策者进行诸如城市规划、人口统计、企业厂址选择等决策活动，以改善决策的科学性和有效性，增强企业的竞争优势。本次研究尝试在交通信息中引入地理信息系统技术，这只是一个小小的尝试，很多功能还不能够完善，有待于进一步的研究。致谢感谢杨琛老师的辅导和沈娅、邵韧慧同学的相互探讨和帮助，此次研究给我一个很好的锻炼机会，让我能够在自学中发现探索问题所在并予以解决。参考文献1 配网设备的图形编码法，供用电2000年第三期 2 开放GIS标准， 3 吴信才，地理信息系统的基本技术与发展动态 4 王永倩、王能超，各GIS软件之资料交换 5 陈常松、何建邦，基于地理要素的资源与环境数据的组织方法 6 MapInfo在城市地理信息系统中的应用，中国计算机世界7 唐勇、朱爱民，基于GIS技术的公路路线方案决策支持系统开发初探，/ 8 何建邦，对制定我国地理信息共享政策