基于遙感的道路信息管理系統設計與實現

趙瑩瑩，楊志波，王慧妮

（1. 長沙市規劃勘測設計研究院，湖南 長沙 410007；2. 湖北省基礎地理信息中心，湖北 武漢 430074）

本文以長沙市道路信息管理系統為例，對城市道路信息管理系統的設計與實現進行闡述。

1 系統設計

長沙市道路信息管理系統的建設是以滿足長沙市交通規劃研究中心有關城鄉交通發展戰略研究、城鄉交通規劃編制、道路工程設計、交通年度報告等工作需要為基礎建立的，主要包括遙感影像、道路邊線、道路中心線、橋梁隧道等4個方面的數據，具有道路數據采集、屬性信息錄入、數據入庫預處理、數據入庫、數據更新、信息查詢、數據分發、數據庫維護等功能。

1.1 系統功能

長沙市道路信息管理系統建設涉及數據加工、后臺數據管理維護和分發服務等方面，需要實現以下幾個方面的功能：1）基于EPS2008軟件平臺進行數據采集、數據整理與屬性信息錄入；2）基于ArcGIS、Oracle等軟件平臺搭建長沙市道路信息數據庫；3）實現空間信息數據庫的數據入庫、管理、更新、瀏覽、查詢、下載、分發等功能； 4）通過一定的信息安全、認證等措施來保證數據庫的正常運行和數據安全；5）道路信息數據采取不定期的基于對象的更新機制，每次更新時將原圖存入以時間命名的歷史數據庫；6）與我院現有的地形、管線、航測、影像等數據庫相互兼容。

1.2 數據庫設計

1.2.1 要素代碼設置

在基于EPS2008平臺的長沙基礎地理標準的基礎上，對道路相關地物類別進行細化，對要素代碼加以擴充，將道路中心線細化為快速路中心線、主干路中心線、次干路中心線、支路中心線、內部路中心線、匝道中心線、高速公路中心線、國道中心線、省道中心線、縣道中心線、鄉道中心線、小路中心線等12類，增加了人行道邊線、人行天橋位置、立交橋邊線、其他橋梁邊線、隧道、建筑中道路邊線、道路邊線等地物要素種類，并對已有代碼按上述類別進行擴充，如表1。

表1 要素代碼對照表

1.2.2 屬性表設置

根據交通規劃管理與數據建庫的需要，采用道路信息與道路中心線相結合的方式，將道路中心線按城市道路和公路兩類分別進行屬性信息擴展，這些信息需要結合影像圖與規劃成果進行人工采集和錄入。除線元素的基本屬性外，各類中心線需要擴展的屬性表如圖1所示。

圖1 城市道路斷面屬性表和公路斷面基本屬性表截圖

2 道路信息采集

系統信息采集手段以遙感影像和規劃路網為基礎，配以適量的實地調查。需要采集的數據與信息主要包括圖形要素繪制、屬性信息采集錄入以及要素的圖形和屬性接邊。

2.1 圖形要素的繪制

圖形要素的繪制包括道路邊線、中心線以及重要交通附屬設施位置的繪制，以影像判讀為主、規劃路網信息為輔。道路邊線具體包括城市道路邊線（包括人行道邊線與道路紅線）、公路邊線、隧道邊線、橋梁與人行天橋位置等，如圖2；道路中心線有城市道路中心線（包括快速路、主干路、支路、內部路、匝道等道路的中心線）、公路中心線（包括高速公路、國道、省道、縣道、鄉道等道路中心線），如圖3。

圖2 道路邊線

圖3 道路中心線

2.2 屬性信息的錄入

在本系統中，需要將每條道路中心線的相關屬性正確地填寫在擴展屬性列表中，其中有多項指標在傳統的地形測量中是不需測繪的，但它們的屬性與量值對城鄉交通的規劃、研究和分析卻有著十分重要的意義。

相對于傳統的空間地理信息數據庫，長沙市道路信息管理系統中各級道路的擴展屬性主要增加了以下幾個指標的信息，其指標的量測規則如圖4。

1）道路寬度為道路紅線寬度（包含車行道、人行道、綠化帶在內的寬度）；

2）斷面形式分為一塊板、兩塊板、三塊板、四塊板；

3）中央分隔形式分為雙黃線分隔、柵欄分隔、石墩分隔、綠化帶分隔等；

4）道路等級分為快速路、主干路、次干路、支路；

5）綠化帶形式分為路中綠化帶和路側綠化帶；

6）路側綠化帶寬度、非機動車道寬度均為單側寬度。

圖4 各擴展屬性量測示意圖

在本系統中，可便捷地將城市道路與公路的各個屬性信息準確輸入，其交互界面簡單、友好、易操作，如圖5、圖6。

圖5 城市道路中心線擴展屬性輸入界面

圖6 公路中心線擴展屬性輸入界面

3 系統實現

長沙市道路信息管理系統是在Windows XP系統中，以清華山維EPS2008地理信息工作站為基礎平臺，對原有的基礎地理數據代碼進行擴充，利用VBScript和Jscript等腳本語言進行的二次開發，同時保留了原平臺的界面，方便實際應用。

在數據存儲方面直接采用數據庫存儲數據，基本圖形信息與擴展屬性信息統一存儲在一個數據庫，使得數據編繪、錄入與更新工作都十分簡便。同時也可采用嵌入技術，使平臺數據可以直接在不同的系統中實現回放，并可與生產項目管理系統輕松銜接，實現數據在WebGIS上的訪問。此外，結合本市高分辨率遙感影像數據的定期更新機制，道路信息數據也得以周期性地更新；為減少數據更新的工作量，提高工作效率，本系統采用了面向對象的數據更新方式，加之常規的道路竣工測量等數據的配合，真正實現了全市道路信息的實時動態更新。

4 結 語

遙感影像作為當今最便捷的地理信息數據獲取手段，已在城市規劃建設中發揮了十分重要的作用。本系統將高分辨率遙感影像與規劃數據、道路信息、竣工測量等數據相結合，既從交通規劃研究的實際需求出發，又融入了測繪專業的特點。隨著城市機動化出行的快速增長，市民對出行效率、安全的要求不斷提升[1]，該系統在交通規劃研究乃至城鄉規劃編研工作中的基礎保障作用將日益重要。

[1]長沙市交通年度報告編委會. 2012長沙市交通狀況年度報告[R].長沙:長沙市規劃勘測設計研究院,2013

[2]孫家柄,舒寧,關澤群.遙感原理、方法和應用[M]. 北京:測繪出版社,1997

[3]北京清華山維新技術開發有限公司. EPS2008地理信息工作站使用說明書[Z].北京:北京清華山維新技術開發有限公司,2010

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[5]聞建光,許惠平,劉萬崧.基于遙感影像的校園地理信息系統[J].城市勘測,2012,10(5):304-308

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[7]余劍.土地勘測定界系統的設計與實現[J].城市勘測,2012,5:60-62