CN101425238A - 交通地理信息系统生成方法 - Google Patents

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Abstract

一种交通地理信息系统生成方法，属于智能交通技术领域，包括以下步骤：1)数字地图分层；2)图层数据组织；3)绘制双向道路；4)绘制交通信息层：在综合考虑交通GIS特点的基础上，将数字地理信息系统的绘制按照地物的地理信息特征分成点层、线层和块层三大类；同时，为每个图层建立一个与之相对应的数据结构，包含该图层的地理信息和该图层地物所共享的属性信息，道路数据绘制采用双向的物理数据，与此同时设计好交通信息显示接口，最后根据当前的显示分辨率，选择该分辨率下应当显示的图层，分别绘制，并叠加这些图层而呈现出最终的数字交通地理信息系统。本发明具有投入小、可靠性好、易于移植、便于扩展和维护等优点。

Description

交通地理信息系统生成方法
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域的方法，尤其是交通地理信息系统(GIS-T)生成方法。
背景技术
智能交通系统是采用信息技术、计算机技术、控制技术等手段对传统交通运输系统进行改造，从而达到增强系统运行效率，提高系统的可靠性和安全性，减少能源消耗和对自然界的污染等方面的目的。交通用地理信息系统(GIS-T)是智能交通技术的支柱，也是交通信息处理与分析的基本平台。它的基本思想是将地球表层信息按其特征的不同进行分层，每个图层存储特征相同或相似的事物对象集，如河流、湖泊、道路、土地利用和建筑物等构成不同的图层，然后分层管理和存储。功能完备的交通用地理信息系统将为交通信息平台提供可视化的数字地图，同时为城市交通流分析提供了数据基础和可视化环境。
经对现有技术的文献检索发现，王占全、赵斯思、徐慧在2005年由人民邮电出版社出版的“地理信息系统(GIS)开发工程案例精选”一书中提到当前主流的地理信息系统开发的主要方式是结合GIS工具与可视化开发语言的集成二次开发方式。它的优点是可以充分利用GIS工具对空间数据库的管理、分析功能，又可以利用其他可视化开发语言具有的高效、方便的编程优点。然而该方法严重依赖商业GIS开发工具，需要购买GIS开发工具和可视化编程平台，需要较大的额外前期投入，从而大大增加了基于交通地理信息系统的开发项目的开发费用；此外，也是因为依赖GIS工具开发的交通地理信息系统，使该方法无法按照开发者的意愿来二次开发具有特定功能的模块，造成了生成的地理信息系统可扩展性比较差，极大限制了项目的功能开发范围。
发明内容
本发明的目的在于针对上述不足及实际需要，提出一种不需依赖任何商业GIS工具的交通地理信息系统生成方法，从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结果输出，具有投入小、可靠性好、易于移植、便于扩展和维护等优点。
为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：
一种交通地理信息系统生成方法，包括以下步骤：
数字地图分层：根据地物的地理信息，将数字地图分为点层、线层和块层三类，并结合其属性信息，进一步细分为若干图层，分别绘制当前分辨率下的各个图层，叠加各图层获得最终完整的数字地图。
进一步：图层数据组织：为每个图层建立一个与之对应的包含了该图层的地理信息和地物所共享的属性信息的数据结构，地图数据分为点结构、线结构和块结构分别表示不同的地物；
绘制双向道路：以原始的道路物理数据作为道路的中心线数据，添加上下行车道距离中心线道路的相对偏移量，并根据当前分辨率实时地计算出道路在客户区的真实坐标以绘制出双向道路；
绘制交通信息层：根据路段的平均速度不同，以若干种颜色表示道路的拥堵状况。
进一步，数字地图分层可以细分为11个图层，包括背景图层、主点层、次点层、水系层、主绿地层、次绿地层、快速干道层、主干道层、次干道层、支路层和路名层。
图层数据组织中，点结构用于表示的地物有政府机关、商店、医院、学校、居民区和标志性建筑等；线结构用于表示的地物有道路、隧道和桥梁等；块结构用于表示的地物有绿地和公园等。
采用五种颜色绘制不同平均速度的路段，直观地显示各路段的拥堵状况。
将交通地理信息显示于屏幕，每隔八分钟刷新一次屏幕，实时地显示各路段的拥堵状况。
由于采用了上述方案，本发明具有以下特点：本发明可以在一定的操作系统平台上编程实现，与现有技术相比，本发明有效地克服了主流地理信息系统生成方法中对商业GIS工具和可视化编程平台的严重依赖，解决了基于地理信息系统的项目前期开发成本较高以及二次功能模块开发欠缺等问题，具有投入小、可靠性好、易于移植、便于扩展和维护等优点。
附图说明
图1为本发明实施例交通地理信息系统生成方法的流程框图。
图2为上海市数字地图的分层显示以及叠加后的示意图。
图3为带有交通信息层的数字地图分层结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：
本发明采用图1所示的城市交叉路口远程监控及车流识别检测方案，具体实施步骤如下：
1、数字地图分层
数字地图的绘制是按照分层显示的机制来实现的。根据地物的地理信息特征，将数字地图分为点层、线层和块层这三大类(如图2)，实际的开发过程中，数字地图不仅仅只含有3个图层，而是结合其属性信息进行细分，总共拥有11个图层。其中，背景为一个单一的图层，点结构数据拥有2个图层，分别是主点层和次点层。块结构数据拥有3个图层，分别是水系层、主绿地层和次绿地层。线结构数据主要表示了地表上的道路，由于道路具有较为复杂的等级性，所以线结构数据拥有较多的图层——5个图层，分别是快速干道层、主干道层、次干道层、支路层和路名层。显示时，根据当前的显示分辨率，选择该分辨率下应当显示的图层，分别绘制，并叠加这些图层而呈现出最终的数字地图。
本发明采用分层显示机制绘制的数字地图，具有以下优点：结构清晰，数据组织合理；每一图层之间的信息相互独立，不相互干扰；地图的显示具有很高的灵活性，即可以随时选择想要查看的图层，隐藏不想显示的图层。
2、图层数据组织：
数字地图的底层数据是按照分层结构进行存储的，为每个图层建立一个与之相对应的数据结构，其中包含了该图层的地理信息和该图层地物所共享的属性信息。按照地图数据的几何特征，地图数据可以分为三大类，即点结构、线结构和块结构，分别表示地表上的不同地物。其中，点结构用于表示的地物包括政府机关、商店、医院、学校、居民区和标志性建筑等；线结构用于表示的地物包括道路、隧道和桥梁等；块结构用于表示的地物包括绿地和公园等。
一幅数字地图是由点、线和块所组成的。这三种地理信息是一个交通用地理信息系统的基础信息。而一个完善的交通用地理信息系统不仅仅需要地理属性，还有显示的属性，比如显示的大小，颜色，在什么分辨率下显示等等。这样的数据组织形式保证了分层显示机制的实现，有效地降低了数据的冗余度，同时也提高了系统运行时的效率。
3、双向道路的实现
采用了以下方案来实现双向道路的绘制
Figure A200710047589D00061
将原始的道路物理数据作为道路的中心线数据
对原始的道路物理数据进行一定的预处理，添加上下行车道距离道路中心线的相对偏移量
Figure A200710047589D00063
在绘制道路层时，通过道路中心线数据、由预处理而得到的上下行车道距离道路中线的相对偏移量数据以及当前客户区的显示分辨率数据，实时地计算出上下行车道在客户区中的真实坐标，进行双向道路的绘制
双向道路的实现为更准确的交通信息分析、表示及其基于交通信息的上层应用奠定了基础。
4、绘制交通信息层
交通信息的显示就是要把交通信息以一定的方式显示在数字地图上，是对4个道路层的继承与发展，即在道路层数据结构中添加了交通信息——路段平均速度这一属性。本实例采用五种不同颜色的画笔来重绘数字地图的4个道路层，如图3，每种颜色分别表示相应路段的拥堵情况，并每隔8分钟刷新一次屏幕。绘制带有交通信息的数字地图时，只需绘制相应的交通信息层用以替代原来的道路层，并根据路段平均速度，选择相应颜色的画笔即可。通过数字地图平台及不同的颜色表征道路的拥堵程度，显示交通信息的方式具有直观、形象和实时的特点。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种交通地理信息系统生成方法，其特征在于：包括以下步骤：
根据地物的地理信息，将数字地图分为点层、线层和块层三类；
结合其属性信息，进一步细分为若干图层，分别绘制当前分辨率下的各个图层；
叠加各图层获得最终完整的数字地图。
2、根据权利要求1所述的交通地理信息系统生成方法，其特征在于：还包括：为每个图层建立一个与之对应的包含了该图层的地理信息和地物所共享的属性信息的数据结构，地图数据分为点结构、线结构和块结构，分别表示不同的地物。
3、根据权利要求1所述的交通地理信息系统生成方法，其特征在于：还包括：以原始的道路物理数据作为道路的中心线数据，添加上下行车道距离中心线道路的相对偏移量，并根据当前分辨率实时地计算出道路在客户区的真实坐标以绘制出双向道路。
4、根据权利要求1所述的交通地理信息系统生成方法，其特征在于：还包括：根据路段的平均速度不同，以若干种颜色表示道路的拥堵状况。
5、根据权利要求1所述的交通地理信息系统生成方法，其特征在于：数字地图分层细分为11个图层，包括背景图层、主点层、次点层、水系层、主绿地层、次绿地层、快速干道层、主干道层、次干道层、支路层和路名层。
6、根据权利要求1所述的交通地理信息系统生成方法，其特征在于：图层数据组织中，点结构用于表示的地物包括政府机关、商店、医院、学校、居民区和标志性建筑；线结构用于表示的地物包括道路、隧道和桥梁；块结构用于表示的地物包括绿地和公园。
7、根据权利要求4所述的交通地理信息系统生成方法，其特征在于：采用五种颜色绘制不同平均速度的路段，直观地显示各路段的拥堵状况。
8、根据权利要求1至7中任一所述的交通地理信息系统生成方法，其特征在于：将交通地理信息显示于屏幕，每隔八分钟刷新一次屏幕，实时地显示各路段的拥堵状况。
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