CN102496332A - 一种基于地理位置的道路信息编码系统及其编码方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于地理位置的道路信息编码系统及其方法，所述系统包括路口编码模块和路段编码模块，通过所述路口编码模块提取出路口交叉点坐标数据，然后进行处理获得路口编码数据并存储，在对所有的路口进行遍历之后，就通过批处理的方式完成了建立路口编码数据库的工作。路段编码模块通过起点获取单元和终点获取单元获得路段的起点路口和终点路口的路口编码数据，并存储在路段编码数据库中。将所有的路段进行遍历后，也通过批处理的方式建立了路段编码数据库。解决了现有技术中的道路信息的编码方式存在效率低、强度大、更新慢、容易发生错误且不利于交通管理的技术问题，是一种人工处理强度小、工作效率高、准确性强的道路信息编码系统及其方法。
Description
技术领域
本发明涉及智能交通系统中GIS数据处理的道路信息编码装置及方法，具体地说是一种基于地理位置的道路信息编码装置及其编码方法。
背景技术
随着现代化交通事业的发展，出现了智能交通系统。智能交通系统集成项目的基础数据是城市道路网，在各个路口设置信号灯，在各路段设置监控。这样，就需要建立交通设备设施与城市交通道路网的关联信息，通常采取的方法是对城市道路网建立属性结构数据库，并对其各个属性项进行赋值。这种城市道路网的属性结构数据库中记录各个路段的属性信息，用于交通管理。根据公安部发布的《城市警用地理信息属性数据结构》中，城市道路中心线属性结构主要有分类代码、国标代码、名称、起点、终点、路面宽度、路面类型及更新时间组成。在智能交通系统集成项目中，利用这些已有的属性项的信息来建立关联关系。现有技术中，就是利用这些属性来对路段信息进行编码，建立路段信息数据库，从而获得智能交通系统的路段信息，为交通设备设施与城市交通道路网进行关联建立基础数据信息。
由于城市化进程的发展和变化，城市道路网被重新规划或者局部调整之后，会有部分道路属性值随之发生变化。这样，保存在数据库中的相关道路信息也要进行实时更新。利用属性值对路段信息的编码方式，在修改时需要针对发生变化的属性值进行人工修改，不仅导致道路编码修改的工作量大，修改周期长，工作效率低，而且容易出现人为编码错误，影响相邻道路之间的拓扑关系的正确性，甚至导致更多路网拓扑关系错误。此外，由于道路信息编码的修改不及时，导致城市道理发展与城市信息化建设往往不能同步，虽然道路更新了，但是其对应道路信息的属性数据却没有更新，甚至出现属性数据为空值的现象，不能通过属性数据来整体反应出道路的实际信息。因此，这样建立的路段信息数据库就不能为交通管理提供最新数据，无法将路口信息与路口设置的交通设备设施进行很好的关联，不利于交通管理，阻碍了智能交通系统的发展。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的道路信息的编码方式采用人工编辑，存在效率低、强度大、更新慢、容易发生错误且不利于交通管理的问题，从而提出一种减少人工处理强度、提高工作效率、准确性高的基于地理位置的道路信息编码系统及其方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于地理位置的道路信息编码系统及其方法，所述系统包括：
路口编码模块，包括坐标提取单元、坐标处理单元和路口编码数据存储单元，所述坐标提取单元与GIS数据库进行通信，从所述GIS数据库中提取出城市道路网的路口交叉点坐标数据；所述坐标处理单元与所述坐标提取单元进行数据传输，获得所述坐标提取单元中得到的坐标数据，过滤掉重复数据后，将有效坐标数据组合，进行格式转换，获得路口编码数据；所述路口编码数据存储单元将所述坐标处理单元中最终获得的路口编码数据存储在所述路口编码数据库中；
路段编码模块，包括起点获取单元、终点获取单元和路段编码数据存储单元，所述起点获取单元和终点获取单元分别与所述路口编码模块进行数据通信，所述起点获取单元从所述路口编码数据库中获取起点路口的路口编码数据，所述终点获取单元从所述路口编码数据库中获取终点路口的路口编码数据，所述路段编码数据存储单元将所述起点获取单元获得的起点数据和终点获取单元获得的终点数据进行存储，将所有的路段存储后，建立路段编码数据库。
一种基于地理位置的道路信息编码方法，包括如下步骤：
（1）首先通过坐标提取单元，从GIS数据库中提取出城市道路网的路口交叉点坐标数据；
（2）坐标处理单元获得所述坐标提取单元得到的坐标数据，过滤掉这些坐标数据中的重复数据后，将有效数据组合，然后进行数据格式转换，得到路口编码数据；
（3）将所述路口的编码数据存储到所述路口编码数据存储单元中，将所有的路口编码数据存储后，建立路口编码数据库；
（4）路段编码模块的起点获取单元与所述路口编码模块进行数据传输，通过起点获取单元从所述路口编码数据库中获取起点路口的路口编码数据，通过终点获取单元从所述路口编码数据库中获取终点路口的路口编码数据，然后将所述起点获取单元获得的起点数据和终点获取单元获得的终点数据存储在所述路段编码数据存储单元中，将所有路段的起点数据和终点数据存储后，建立路段编码数据库。
所述步骤（1）中，所述坐标数据采用与卫星图像数据保持一致的WGS84坐标系。
所述步骤（1）中，从GIS数据库中提取出城市道路网的路口交叉点坐标数据使用ArcMap处理软件实现，其具体方法为：
（a）采用ArcMap软件生成城市道路网，城市道路网由道路中心线在交叉点位置打断生成；
（b）生成城市道路交叉点，城市道路交叉点即路口交叉点，由城市道路网生成；
（c）利用ArcMap的工具箱向路口交叉点添加X、Y坐标点，通过遍历路口属性数据，提取到路口的X、Y坐标点。
在所述步骤（2）中，所述坐标数据为X、Y坐标值，然后将X坐标值的4位有效数据位和Y坐标值的4位有效数据位组合，再将这些组合数据转化为32位有符号整数，然后进行36进制编码转换，最终转换成8位ASCII码，得到路口编码数据。
在所述步骤（4）中，建立路段编码数据库时还需要设置1位附加码。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，
（1）本发明所述的基于地理位置的道路信息编码系统及其方法，所述系统包括路口编码模块和路段编码模块，通过所述路口编码模块提取出路口交叉点坐标数据，并进行处理获得路口编码数据，存储在路口编码数据库中，在对所有的路口进行遍历之后，就通过批处理的方式完成了建立路口编码数据库的工作。路段编码模块获得路口编码数据库中各个路口的数据，并通过起点获取单元和终点获取单元获得路段的起点路口和终点路口的路口编码数据，并存储在路段编码数据库中。将所有的路段进行遍历后，也通过批处理的方式建立了路段编码数据库。城市道路网是由具有拓扑关系的很多路口和路段构成，采用这种基于地理位置的道路信息编码方法，可以通过批处理方式获得路口和路段的数据编码，在批处理的过程中，不会出现乱码也不会出现空值，提高了其精度。这种编码方法为城市道路网的管理提供更好的信息基础，方便了对城市道路网空间以及属性数据的管理，为城市道路网与交警辖区及交通基础设施的管理建立关联关系创造更好的数据基础。此外，这种路段信息编码系统和方法可以大幅度的减少人工处理工作量，降低数据工程师的劳动强度，大幅度缩短工程项目建设周期，降低项目成本，提高工作效率。同时，还可以有效避免人为错误，提高数据处理的质量，减少了属性空值现象的发生，并可以实时更新城市道路网的数据，从而确保智能交通系统集成项目高效运行。
（2）本发明所述的基于地理位置的道路信息编码方法，所述坐标数据采用与卫星图像数据保持一致的WGS84坐标系，从而确保城市道路网、交通基础设施与交警使用的车载GPS或手持GPS保持坐标系统的一致性，提高了数据的兼容性，使其可以发挥更好的效果。
（3）本发明所述的基于地理位置的道路信息编码方法，使用专用工具ArcMap获得路口交叉点的坐标属性数据，方便快捷，准确率高。
（4）本发明所述的基于地理位置的道路信息编码方法，对获得的坐标数据进行过滤处理，过滤掉不需要或者不准确的信息，使用有效数据位进行数据类型转换，最终得到所需的数据类型，提高了数据的可读性和准确性。
（5）本发明所述的基于地理位置的道路信息编码方法，建立路段编码数据库时还需要设置1位附加码，当遇到主辅路、高架桥、立交桥等情况时，通过修改附加码来进行表示，提高了及对各种情况的实用性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1 是本发明所述的基于地理位置的道路信息编码系统的结构图；
图2 、图3是本发明所述的基于地理位置的道路信息编码方法的流程图；
图4 是向路口添加X、Y坐标点的示意图。
具体实施方式
下面给出本发明所述的基于地理位置的道路信息编码系统及方法的具体的实施方式。本发明所述基于地理位置的道路信息编码系统，包括路口编码模块和路段编码模块，其结构图如图1所示。
所述路口编码模块包括坐标提取单元、坐标处理单元和路口编码数据存储单元。所述坐标提取单元与GIS数据库进行通信，从所述GIS数据库中提取出城市道路网的路口交叉点坐标数据。所述坐标处理单元与所述坐标提取单元进行数据传输，获得所述坐标提取单元中得到的坐标数据，过滤掉重复数据后，将有效坐标数据组合，进行格式转换，获得路口编码数据。所述路口编码数据存储单元将所述坐标处理单元中最终获得的路口编码数据存储在所述路口编码数据库中。
所述路段编码模块包括起点获取单元、终点获取单元和路段编码数据存储单元，所述起点获取单元和终点获取单元分别与所述路口编码模块进行数据通信，所述起点获取单元从所述路口编码数据库中获取起点路口的路口编码数据，所述终点获取单元从所述路口编码数据库中获取终点路口的路口编码数据，所述路段编码数据存储单元将所述起点获取单元获得的起点数据和终点获取单元获得的终点数据进行存储，将所有的路段存储后，建立路段编码数据库。
上述编码系统对应的基于地理位置的道路信息编码的方法包括如下步骤：
（1）首先通过坐标提取单元，从GIS数据库中提取出城市道路网的路口交叉点坐标数据，所述坐标数据采用与卫星图像数据保持一致的WGS84坐标系，以确保城市道路网、交通基础设施与交警使用的车载GPS或手持GPS保持坐标系统的一致性。此处使用专用工具ArcMap软件来读取这些路口交叉点坐标数据，ArcMap软件是一种地理信息系统数据处理的软件，具体方法如下：
（a）生成城市道路网，城市道路网由道路中心线在交叉点位置打断生成，具体方法在ArcMap中的打开ArcToolBox（工具箱），选择Data Management Tools（数据处理工具）→ Features（属性） →Feature To Line（线的属性）.
（b）生成城市道路交叉点，城市道路交叉点即路口交叉点，由城市道路网生成，具体步骤为选择Data Management Tools（数据处理工具） → Features（要素类型）→ Feature Vertices To Points（要素类型转换到点类型）,在Point Type(optional)（点的类型，可选） 中选择BOTH_ ENDS（一个属性变量）,选择OK.
（c）路口交叉点添加X、Y坐标点，利用ArcToolBox（工具箱）功能，选择Data Management Tools（数据处理工具）→Features（要素类型）→Add XY Coordinates（添加X、Y坐标）.此时X、Y坐标点自动添加到路口图层的X属性列与Y属性列中。在坐标提取单元中，就可以通过遍历路口属性数据，提取到路口的X、Y坐标点，如图4所示。
（2）坐标处理单元获得所述坐标提取单元得到的坐标数据，所述坐标数据为X、Y坐标值，过滤掉这些坐标数据中的重复数据后，将X坐标值的4位有效数据位和Y坐标值的4位有效数据位组合，再将这些组合数据转化为32位有符号整数，然后进行36进制编码转换，最终转换成8位ASCII码，得到路口编码数据。
（3）将所述路口的编码数据存储到所述路口编码数据存储单元中，对城市道路网中所有的路口交叉点进行遍历，便通过批处理的方式获得了所有路口的路口编码数据，将所有的路口编码数据进行存储，建立路口编码数据库，如图2所示。
（4）路段编码模块的起点获取单元与所述路口编码模块进行数据传输，通过起点获取单元从所述路口编码数据库中获取起点路口的路口编码数据，通过终点获取单元从所述路口编码数据库中获取终点路口的路口编码数据，然后将所述起点获取单元获得的起点数据和终点获取单元获得的终点数据以及1位附加码存储在所述路段编码数据存储单元中，采用上述方法遍历所有的路段，则通过批处理的方式获得了所有路段的起点数据和终点数据，将所有数据存储在所述路段编码数据存储单元后，建立了路段编码数据库，如图3所示。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种基于地理位置的道路信息编码系统，其特征在于，包括
路口编码模块，包括坐标提取单元、坐标处理单元和路口编码数据存储单元，所述坐标提取单元与GIS数据库进行通信，从所述GIS数据库中提取出城市道路网的路口交叉点坐标数据；所述坐标处理单元与所述坐标提取单元进行数据传输，获得所述坐标提取单元中得到的坐标数据，过滤掉重复数据后，将有效坐标数据组合，进行格式转换，获得路口编码数据；所述路口编码数据存储单元将所述坐标处理单元中最终获得的路口编码数据存储在所述路口编码数据库中；
路段编码模块，包括起点获取单元、终点获取单元和路段编码数据存储单元，所述起点获取单元和终点获取单元分别与所述路口编码模块进行数据通信，所述起点获取单元从所述路口编码数据库中获取起点路口的路口编码数据，所述终点获取单元从所述路口编码数据库中获取终点路口的路口编码数据，所述路段编码数据存储单元将所述起点获取单元获得的起点数据和终点获取单元获得的终点数据进行存储，将所有的路段存储后，建立路段编码数据库。
2.一种基于地理位置的道路信息编码方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）首先通过坐标提取单元，从GIS数据库中提取出城市道路网的路口交叉点坐标数据；
（2）坐标处理单元获得所述坐标提取单元得到的坐标数据，过滤掉这些坐标数据中的重复数据后，将有效数据组合，然后进行数据格式转换，得到路口编码数据；
（3）将所述路口的编码数据存储到所述路口编码数据存储单元中，将所有的路口编码数据存储后，建立路口编码数据库；
（4）路段编码模块的起点获取单元与所述路口编码模块进行数据传输，通过起点获取单元从所述路口编码数据库中获取起点路口的路口编码数据，通过终点获取单元从所述路口编码数据库中获取终点路口的路口编码数据，然后将所述起点获取单元获得的起点数据和终点获取单元获得的终点数据存储在所述路段编码数据存储单元中，将所有路段的起点数据和终点数据存储后，建立路段编码数据库。
3.根据权利要求2所述的道路信息编码方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述坐标数据采用与卫星图像数据保持一致的WGS84坐标系。
4.根据权利要求3所述的道路信息编码方法，其特征在于：所述步骤（1）中，从GIS数据库中提取出城市道路网的路口交叉点坐标数据使用ArcMap处理软件实现，其具体方法为：
（a）采用ArcMap软件生成城市道路网，城市道路网由道路中心线在交叉点位置打断生成；
（b）生成城市道路交叉点，城市道路交叉点即路口交叉点，由城市道路网生成；
（c）利用ArcMap的工具箱向路口交叉点添加X、Y坐标点，通过遍历路口属性数据，提取到路口的X、Y坐标点。
5.根据权利要求2或3或4所述的道路信息编码方法，其特征在于：在所述步骤（2）中，所述坐标数据为X、Y坐标值，然后将X坐标值的4位有效数据位和Y坐标值的4位有效数据位组合，再将这些组合数据转化为32位有符号整数，然后进行36进制编码转换，最终转换成8位ASCII码，得到路口编码数据。
6.根据权利要求2或3或4或5所述的道路信息编码方法，其特征在于:在所述步骤（4）中，建立路段编码数据库时还需要设置1位附加码。
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