基于ARCGIS的公路标志牌设立合理性分析数据库建设方法.pdf

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1、第10卷 第3期 2010年1月1671-1815(2010)320747204科 学 技 术 与 工 程Science Technology and EngineeringVol110No13Jan120102010Sci1Tech1Engng1地球科学基于ARCGIS的公路标志牌设立合理性分析数据库建设方法李 燕 邓 钢 刘人午 黄云锴 朱大明(昆明理工大学国土资源工程学院,昆明650093)摘 要 针对公路标志牌设立合理性问题提出建立空间数据库进行分析的办法。根据该数据库涉及的数据及分析方法,探讨基于ARCGIS的公路标志牌设立合理性分析数据库的建设方法。关键词 地理信息系统 公路 公路

2、标志牌 空间数据库中图法分类号 P208;文献标志码 A2009年10月27日收到第一作者简介:李 燕(1983),女,四川峨眉人,硕士研究生,MAP2GIS应用工程师,研究方向:为地理信息系统应用。E2mail:liy2an2009yj1631com1cn。设立公路标志牌在公路建设中十分重要,它对保护公路、美化交通环境及保障车辆正常行驶有很大的作用。在国内,由于没有高效可靠的辅助设计工具,常导致设立的标志牌不合理。目前,由于交通信息的空间特征和应用的独特性,已将GIS在交通中的应用强化为一个专用名词 交通地理信息系统(GIST)1。在GIST中依靠地理信息系统强大的空间分析功能来分析高速公路

3、标志牌设立的合理性既直观又高效。其首要步骤是建立空间数据库,本文主要探讨公路标志牌空间数据库的建立方法。1 数据分析公路标志牌的设立主要考虑以下几个因素:道路分叉需设立分向导向标志;前方有学校、工厂、居民区或风景区等人文区域需设立提示标志;前方滑坡、易崩落岩石、沉陷等地质薄弱点需设立警示标志;长下坡、长上坡、急转弯等道路自身条件等需设立提示标志;前方到站及路程需要适距设立提示标志;前方人行横道、停车场及服务区等公路配套设施需设立提示标志等。公路标志牌数据库是一种混合型数据库,除记录标志牌的属性外,还要记录大量的空间信息,如:公路的地形数据、标志牌的坐标等。这样,数据库的建立主要包括空间数据库的

4、建立和属性数据库的建立,通过建立索引实现空间数据和属性数据的关联2。基于Microsoft ACCESS的Personal Geodata2base在ArcGIS中正好提供了关联这两种数据库的解决方案。根据以上几个必要因素可以确定出数据库所需要的数据包括以下5个部分:道路地形数据、道路特殊地质数据、道路周边附属人文区域数据、标志牌位置及属性数据、专家评分标准信息。道路地形数据用于生成DEM进行坡度分析和三维景观模拟。道路中心线数据确定道路的走向,道路网络数据确定道路的分叉点、连通性、路段限速等。道路周边人文区域数据、标志牌位置数据及属性数据用于和其他层进行叠置分析(Overlay),以确定出标

5、志牌合理性数据,利用这些数据再与专家评分标准信息表对比,可以确定出标志牌设立的适宜度。可以用函数表示为:cord=f(D,R,M,G,E)。科 学 技 术 与 工 程10卷其中,cord表示适宜度分数,D为前方去向比对结果,R为限速比对结果,M为人文区域等比对结果,G为特殊地质区域比对结果,E为专家系统打分参数,具体参数设定可以根据实际情况、国家标准及专家洽谈给定。2 数据库设计211 数据库总体设计目前数据库的种类较多,大体分为:文件型数据库、关系型数据库和面向对象数据库三种。一些主流关系型数据库系统RDBMS(Relational DatabaseManage System)都提供了空间数

6、据的处理功能3,4,如Oracle Spatial,Informix的Spatial Datablade,Arc2GIS中支持的Access型的Personal Geodatabase等。由于道路标志牌分析数据库数据量不大,可以采用ARCGIS提供的Personal Geodatabase,它支持的数据量小于2 G,足够1 000 km长度的公路进行分析使用。采取单机数据分析方法,在数据库中设置如下数据集(Dataset):道路网络及要素数据集、附属结构数据集、标志牌数据集、道路地形数据集和专家分析表(如图1)。图1 数据库总体结构212 数据结构设计数据库涉及到的数据类型包括了Shapefi

7、le的point、polyline、polygon、netEdge和netJunction,以及tab格式数据,具体数据结构设计如表1。表1 数据集结构参照表数据集数据层(类型)字段名字段类型字长(小数位)道路网络及要素数据集网络点(netJunction)I D点类型连接阻隔数longtextfloat6106(1)连网线(netEdge)I D线类型longtext610道路中心线数据(Polyline)I D去向限速longtextfloat6164(1)道路地形数据集等高线(Polyline)I D高程longfloat64(2)高程点(Point)I D高程longfloat64(2

8、)附属结构数据集地质区(Polygon)I D类型等级longtextshort6102附属点(Point)I D类型longtext6103标志牌数据集标牌点(Point)I D类型longtext6103 3专家分析数据表分析数据表(tab)I D规则分数longlongshort6623 居民区、学校、工厂、站点等;3 3 标志牌类型(如转向、学校警示等)213 数据采集入库方法设计公路信息根据设计要求和各路段施工图纸及技术资料,分不同内容和属性表作相应的录入5。对于未修建的道路,原始设计图纸是最好的数据资料,这些图件多数为AutoCAD的 3 1dwg文件,包括:道路条带状地形图、道路

9、中线图、道路边线图、道路区域地质图、道路附属结构设计图等。可以使用FME等转换工具将之转入GIS软件并进行投影变换,再建立数据库要求的各层数据(如表1),将转换过来的数据依要素分别提取至相应的图层并参照各层赋上属性。对于居民区、学校等附属点根据道路条带状地形图分别采集为点数据并赋上属性值。已经修建好的公路,采用其施工设计图件或GPS人工现场采集均可。利用中心线数据在数据库中生成道路网络数据并对之进行编辑,分别将限速路段标分离出来构成一个完整网络。还可以利用GPS现场采集的数据或设计图纸的高程点及等高线生成TI N模型8473期李 燕,等:基于ARCGIS的公路标志牌设立合理性分析数据库建设方法

10、在ArcScene中进行三维查看。214 数据分析方法数据分析处理流程如图2,进行了以上分析后可根据专家分析表中的规则进行打分,得出总体分数。相应的规则和参数由相关专家给出。另外,还可以利用DEM(TI N)并根据标牌点类型对标牌点进行符号化后可以在ArcScene里进行三维浏览,以进行人工确定标牌点的合理性。3 实验实验在ArcGIS 912中进行,计算机配置为:512M独显、2 G内存、酷睿2双核210 GHz CPU。分别使用了ArcMAP、ArcCatalog、ArcToolbox、ArcScene、AutoCAD等工具。实验图片如图3,可见,结合专家系统进行分析,数据库能对标志牌设立

11、的正确性起到较好的判别效果。图2 数据分析流程图图3 部分实验数据及部分实验分析结果947科 学 技 术 与 工 程10卷4 总结在空间数据库中利用GIS工具分析公路标志牌设立的合理性十分便捷,可以克服部分人为因素误差。建好的空间数据库还可以作为其他空间数据库或地理信息系统的组成部分予以使用,在道路标志牌的设计和设立方面可以有效的帮助设计人员从事设计活动。参 考 文 献1 蔡先华,王 炜 1GIST空间数据库管理与应用关键技术研究 1测绘学报,2007;36(4):4762 王 军,方源敏 1城市规划管理信息数据库的设计与建立 1技术交流,2008;(1):33363 周定辉,王树海,李晓玲,

12、等 1基于Oracle和ArcSDE的辽宁省森林资源数据库的设计与构建 1内蒙古林业调查设计,2008;4(31):37404 王海亮,于三禄,王海凤,等 1精通Oracle 10g系统管理.北京:中国水利水电出版社,2005;145 田淑梅 1GIS在青海省高等级公路信息系统中的应用.测绘技术装备,2006;3(8):3436TheMethod of Construct GIS Database forDenoter i n Road Based on ARCGISL I Yan,DENG Gang,L IU Ren2wu,HUANG Yun2kai,ZHU Da2ming(Land and

13、Resource College of Engineering,KunmingUniversity of Science and Technology,Kunming 650093,P1R1China)AbstractFor analyzing the rationality of setting denoter in road,it devoted to constructing the spatial data2base1According to the data and analysis methods which are used in this database,it studyin

14、g the method of con2structing database for denoter in road based on ARCGIS1 Key wordsGISroaddenoterspecial database(上接第742页)The Convergence Rate of the Unique Solution(t)atZero to the Nonlinear Emden2Fowler EquationTwo2point Boundary Value ProblemsL I Sheng,L IU Xuan(Department ofMathematics,Shandon

15、gNormalUniversity,Jinan 250014,P.R.China)AbstractThe convergence rate of the unique solution(t)is show at zero to the nonlinear Emden2Fowlerequation two2point boundary value problemsu(t)+b(t)up=0,0 p 1,u(0)=u(1)=0,whereb(t)(0,1),which is positive.Key word convergence ratezero problemsEmden2Fowler equation057