動態分段技術在公路GIS 中的運用探討

劉青峰

(山西省公路工程監理技術咨詢公司，山西太原 030006)

1 概述

計算機圖形處理技術和計算機數據庫技術是地理信息系統的重要組成部分，地理信息系統不僅將二者結合在內，而且將地理信息系統所處理的相關對象都具備統計信息及空間特征。例如地理特征是一段公路的起迄點，統計數據特征是公路的交通量及造價等有所具備的，在紙質地圖上很難對這些統計數據進行描述。所以考慮到GIS在設施管理、城市規劃等多項領域的應用積極效果，決定在交通運輸中應用相關GIS，在交通運輸中，它被稱作GIS-T，它不單指GIS，而是其與處理技術和多種交通信息分析技術的結合。根據近些年來GIS在我國的發展可以得出在GIS發展領域中GIS-T有著重要地位。線性特征是多數運輸設施所具備的，所以，與GIS相比，GIS-T更傾向于對運輸模型和線性物體處理的應用，二者最大區別在于后者對線性參照系統有所采用。

2 動態分段技術

2.1 動態分段技術簡介

對多種屬性信息與線性要素上任何路段建立關聯技術的同時都要建立在要素坐標不被改變的基礎上，這種技術所指的便是動態分段技術。網絡重疊概念是動態分段技術發展的根源，具體做法是利用設施數據為事件，路線系統要建立在拓撲圖形上，而后在相應事件表中做存儲工作。每一種屬性信息的具體起終點偏距都會記錄在相容事件表中，這路線進行圖形和分割顯示是可利用偏距來完成該項工作，但是對圖形的分段，卻沒有真正完成。有關GIS三方面的具體數據處理模式是動態分段技術所涉及的，其中包括:1)聯結，具體所指與位置和距離所對應屬性信息的建立及實體在地理空間上呈線性分布的具體聯系;2)分段，在查詢和分析時，點狀實體間目標和線狀實體間目標在特定條件下有所滿足及屬性數據進行目標滿足的全過程;3)空間和顯示分析，在此可以根據屬性數據與現狀實體和點狀實體通過動態分段和關聯后所得出的結果，可再現性實體與二維坐標系之間所生成的聯系建立在空間分析作用上，并有所顯示來對空間進行進一步分析。

2.2 動態分段技術的線性參照系

線性空間實體與專題屬性數據的具體線性參照系，是動態分段技術建立的必須基礎，所以，在實際工作中會對兩種參照系有所采用，其中一種為里程線性和公路名稱參照，另一種為鏈—相關結點線性參照系。空間實體機是對公路的最好表述，屬性信息間的重點問題，可以通過屬性信息與公路里程建立線性要素之間相互關系有所避免，同時還可以方便其他各種信息數據的儲存和分析等(見圖1)。可以在一種具有屬性值的新空間實體雙重利用線性參照系及空間實體參照系。對空間的某種特定屬性信息的給予動態分段技術可有所避免。在操作過程中，空間實體相關屬性信息的匹配，也可通過指針來完成。公路網拓撲關系的模擬，可以嘗試利用結點參照系與線性參照系在結點與連線關系上有所完成。拓撲結構鏈可以對結點間的連線有所表示。對實際公路拓撲網結構及坐標幾何的訪問可以利用該參照系有所完成。相較于前面兩種參照系，通過結點與鏈構成的參照系具備靈活性。因此，在本文中，動態分段技術的相關參照系將會利用該參照系進行討論。

2.3 基于線性參照系的動態分段數據模型

具體有兩種實體類型，包含在動態分段數據模型中，首先，關于點狀實體:其所指信號標志及交通事故點等;而具備相同的路面形式、條件及寬度的相關公路中段等都是線性要素的典型表現。相關包含里程值和空間要素標志的公路數據庫是由里程屬性表及公路屬性所組成的，可用里程和公路名稱來表示位置屬性，新的線性實體在相對空間中的位置可以由多屬性結構化查詢有所確定并獲知。

2.4 動態分段技術的算法實現問題

如果26 m的路面寬度為標示點B到C之間的距離，而里程值MPB，MPC為B至C之間距離，那么對形狀點的各坐標在相應幾何那都有已知，如何對XC，YC以及XB，YB分析目的有所找出，并將BC之間路段利用亮色來表示，詳細見圖2。GIS應用在管理信息資源上有很多優點，例如可以對數據不同類型的更新和獲取效率有所提升，還可將空間分析功能有所強化，并且具體的分析結果十分復雜時，也可以利用圖表等形式迅速顯示，GIS利用這些優點和功能可以成為輔助決策工具中的良好選擇。

2.5 城市管網管理

在城市基礎設施中城市管網有著重要地位，在這其中都包括排水、給水、液化石油氣、天然氣、煤氣以及工業管道及熱力等多種類別，在城市發展過程中，是城市賴以生存及重要的物質基礎所在，可以給予城市“生命線”的崇高評價。管線和管線點是空間目標在城市管網系統中的主要所在，管線點可與GIS中的相應結點有所對應，而應弧段是后者的表達，節點模型為其典型弧段，為了能夠將管網信息在計算中有效管理，必須對結點進行事先確定。節點在管網系統中可以有很多點上的選擇，例如權屬單位變化點、材質變化點、管網交叉點等。另外，管網的相應屬性值變化也相對頻繁，如果在對管網數據庫建立時，所采用的是傳統類型弧段結點，那么會直接使數據庫異常龐大，并且對其維護起來極為困難。可以對相關動態分段的原理有所依據，對該問題加以解決。在城市管網數據庫建立時所采用動態分段技術的主要流程包括:需要對事件數據庫及路徑系統有所建立。出現數據化時，如果管線屬于同一條連續，那么只需要將起點和終點作為相應結點對待即可，而不是對屬性變化的點進行打斷管線處理。而后再對各種屬性的相關事件數據庫有所建立，在進行屬性值于不同管段分配時，可實施動態化。

3 結語

在公路管理信息資源中應用GIS可以有很多優勢，例如，可以通過圖表等形式，將較為復雜的分析結果快速顯示。GIS本身所具備的功能和優點使其成為了輔助決策工具中的優先選擇工具。可以通過動態分段技術對數據于點狀和線性實體間的關聯有所建立并且還可將相關分段結果有所顯示，對空間的進一步分析有所幫助。