基于GIS的公路交通氣象信息系統(tǒng)研究

鮑國瑞，蓋 磊

(1.哈爾濱勘查規(guī)劃設(shè)計研究院;2.黑龍江華正交通工程監(jiān)理責(zé)任有限公司)

基于GIS的公路交通氣象信息系統(tǒng)研究

鮑國瑞1，蓋 磊2

(1.哈爾濱勘查規(guī)劃設(shè)計研究院;2.黑龍江華正交通工程監(jiān)理責(zé)任有限公司)

通過對GIS技術(shù)特點(diǎn)的分析，探討GIS技術(shù)在公路交通氣象信息系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性。以黑龍江省某國道作為實(shí)例，詳細(xì)介紹GIS技術(shù)及SuperMap軟件的應(yīng)用情況，得出可行的結(jié)果。

GIS;公路交通;氣象信息系統(tǒng)

公路交通非常容易受到氣象情況的影響。由于缺乏良好的獲取最新氣象信息的手段和準(zhǔn)確、詳細(xì)的公路交通氣象的系統(tǒng)和查詢系統(tǒng)，使國家從人力、物力、財力等各方面蒙受了重大的損失，同時也使廣大群眾對我國家的公路交通安全信任度一直處于較低的水平。交通安全是公路交通的重中之重，而氣象對公路交通安全的威脅巨大。雨、雪等各種氣象情況成為了影響人民生命安全，影響國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的障礙。

建立一個公路交通氣象GIS系統(tǒng)成為當(dāng)務(wù)之急。通過此系統(tǒng)可以分析和查詢公路的氣象情況，并且可以查詢過去各時間段的氣象情況，可以及時了解目標(biāo)路段乃至地區(qū)的氣象情況，提前作出相應(yīng)的對策。可以最大限度的減少公路交通事故。

本研究是將公路交通與氣象在GIS平臺上結(jié)合起來，需要交通部門和氣象部門大力合作，提供相關(guān)的資料。查詢系統(tǒng)對公眾全面開放，讓公眾了解公路交通氣象情況。

1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集與分析

1.1 數(shù)據(jù)對象的特點(diǎn)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)該由氣象和交通部門提供，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主體是公路路段與氣象信息。公路交通是以路段為單位，每個路段都有各自的屬性和情況;氣象信息的儲存是以時間為單位的，每一秒的氣象信息都是不同的，所以氣象信息要以時間段為單位。氣象情況信息與公路路段信息就是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的對象。路網(wǎng)是靜態(tài)的、幾何形態(tài)為網(wǎng)絡(luò)狀。氣象信息是動態(tài)的，幾何形態(tài)為面狀。

1.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集過程

通過互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集過程。網(wǎng)絡(luò)上可以收集到最新最全的以路段為單位的氣象信息和以行政區(qū)劃為單位的氣象信息。通過各地的交通部門與氣象部門收集信息，可以拿到非常準(zhǔn)確的信息，并且可以得到許多歷史信息。

1.3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析

對收集來的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析是建立數(shù)據(jù)庫的先決條件。將收集來的公路路段信息按分類記錄。

氣象數(shù)據(jù)的分類:氣象數(shù)據(jù)可分為氣候資料和天氣資料。氣候資料:它通常所指的是用常規(guī)氣象儀器所觀測到各種原始資料的集合以及加工、整理、整編所形成的各種資料。但隨著現(xiàn)代氣候的發(fā)展，氣候研究內(nèi)容不斷擴(kuò)大和深化，氣候資料概念和內(nèi)涵得以進(jìn)一步的延伸。泛指整個氣候系統(tǒng)的有關(guān)原始資料的集合和加工產(chǎn)品。天氣資料:天氣資料是為天氣分析和預(yù)報服務(wù)的一種實(shí)時性很強(qiáng)的氣象資料。天氣資料和氣候資料主要區(qū)別是:天氣資料隨著時間的推移轉(zhuǎn)化為氣候資料;氣候資料的內(nèi)容比天氣資料要廣泛得多;氣候資料是長時間序列的資料，而天氣資料是短時間內(nèi)的資料。

在將公路路段數(shù)據(jù)和氣象情況信息數(shù)據(jù)細(xì)致分析后，將其記錄在數(shù)據(jù)庫中，作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.4 建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫是為了將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的類型、邏輯結(jié)構(gòu)、聯(lián)系、約束和存儲結(jié)構(gòu)等有關(guān)數(shù)據(jù)存儲并加以描述。

要建立一個可運(yùn)行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫，還需進(jìn)行下列工作:選定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的最大的數(shù)據(jù)存儲空間、緩沖塊的數(shù)量、并發(fā)度等。定義基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)所提供的數(shù)據(jù)定義語言和命令，定義基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫名、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模式、索引等。建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的框架，把收集到的所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、各公路路段的屬性和各種出現(xiàn)的氣象情況信息的屬性全部存入數(shù)據(jù)庫，如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫信息內(nèi)容

2 數(shù)據(jù)編輯

SuperMap軟件是超圖公司在中科院地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心支持下開發(fā)的新一代組件式GIS開發(fā)平臺。

2.1 導(dǎo)入地圖數(shù)據(jù)

首先，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分為兩個數(shù)據(jù)源文件保存。分別是:公路交通GIS數(shù)據(jù);公路氣象數(shù)據(jù)。

公路交通GIS數(shù)據(jù)包括縣道、縣界、國道、省道、省界和城市街區(qū)圖。

公路氣象數(shù)據(jù)包括地圖上的氣象信息，如雨、雪、霧等等。

當(dāng)確定了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的保存方式，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到SuperMap Deskpro 5。

2.2 氣象圖層的建立

根據(jù)在氣象部門收集到的氣象信息數(shù)據(jù)。受大到暴雨影響的主要路段有。

202國道黑龍江拜泉—哈爾濱段

202國道哈爾濱—黑龍江綏化—慶安段

(信息來源:中國氣象局與交通部2007年4月19日聯(lián)合發(fā)布19日20時至20日20時全國主要公路氣象預(yù)報)。根據(jù)氣象數(shù)據(jù)信息，在黑龍江省行政區(qū)劃圖上建立氣象圖層。

2.3 天氣情況圖層與公路道路圖層疊加分析

首先，進(jìn)行疊加分析并且選擇求交。

經(jīng)過疊加分析處理后，得到降雨路段圖層，將其在黑龍江省公路區(qū)劃圖上表示出來。

到這里就完成了對黑龍江省境內(nèi)降雨所影響的國道分析。因?yàn)椴襟E相同，其他天氣情況的疊加分析就不逐一介紹了。

2.4 建立公路交通氣象屬性查詢

疊加后的道路圖層建立后，右鍵點(diǎn)擊該圖層，選擇屬性。

添加新字段，將道路和天氣屬性分別建立新字段。

建立屬性查詢后，就可以通過查詢中的空間查詢來看到該道路的道路屬性和天氣屬性了。

通過收集各類資料，包含全省公路底圖，各種氣象情況信息數(shù)據(jù)，用SuperMap制作了公路交通與氣象疊加分析圖層，試驗(yàn)和歸納了公路交通氣象GIS圖層疊加分析的操作流程，基本達(dá)到了設(shè)計任務(wù)書的要求。

本系統(tǒng)的設(shè)計僅僅是一個初步嘗試，雖然實(shí)現(xiàn)了基本的管理和查詢功能，并解決了一些實(shí)際問題，但其中還有很多值得深入研究的地方，包括系統(tǒng)程序設(shè)計，數(shù)據(jù)庫設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，為用戶提供更多的功能選項(xiàng)，以及系統(tǒng)安全性的研究與開發(fā)等，這需要人們在今后的工作中繼續(xù)完善。

［1］紀(jì)有才，沙廣軍.高速公路氣象采集系統(tǒng)［J］.中國交通信息產(chǎn)業(yè)，2005，(9).

［2］陳俐謀，楊霞.公路交通GIS技術(shù)應(yīng)用研究［J］.沈陽師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2005，(2).

［3］朱愛民，孫曉敏.GIS技術(shù)及其在公路交通信息化中的應(yīng)用［J］.山東交通科技，2002，(3).

［4］段偉常，李朝陽.GIS在公路管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.石家莊學(xué)院學(xué)報，2004，(3).

［5］周劍峰，楊兆升.GIS在城市交通共用信息平臺中的應(yīng)用［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版)，2005，(2).

U492

C

1008-3383(2012)01-0100-01

2011-12-23

鮑國瑞(1984-)，男，助理工程師，研究方向:gis及其應(yīng)用。