CN115293585A - 一种基于gis-t搭建路网机动车动态排放清单的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能交通监管系统及通信的技术领域,更具体地,涉及一种基于GIS‑T搭建路网机动车动态排放清单的方法。通过搭建城市交通地理专题数据库,接入交通多源数据,实现不同来源形式数据之间的归类互补、检验及转化,形成一套统一完整的可供直接引用的交通态势数据。并利用GIS‑T技术,基于交通语义的关系表达,信息化路网规则。首先通过将道路处理成一条按照link完整分布的路段,再建立道路之间的拓扑连接关系,从而可以构建一套包含道路长度、道路类型、交通拓扑链接结构的交通地理信息,并以能够为计算机所理解的形式计算、查阅、存储。结合路网动态排放模型,实现分钟级别的城市机动车路网动态排放清单搭建。

Description

一种基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法
技术领域
本发明涉及智能交通监管系统及通信的技术领域,更具体地,涉及一种基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法。
背景技术
2020年,全国机动车保有量达到了3.72亿辆,呈现快速增长的趋势,中心城区交通拥堵日益严重,机动车污染问题和影响也愈发凸显,特别是在城区上下班高峰期间,道路拥堵加剧,NOx污染问题会更加突出,而NOx作为臭氧的前体物,在光化学反应下会提升空气中臭氧浓度,同时机动车尾气同时也是颗粒物污染(PM2.5)的主要污染源之一,严重影响各地市空气质量达标率。
汽车的污染排放对环境影响不仅仅是局部的,由于大气扩散运动,可以延伸到其他很远的距离或地区,并持续很长一段时间,且由于机动车污染源具有动态性,污染物排放状态受周边环境因素的影响较大,是制约各地区开展精准防控工作的瓶颈之一。
传统机动车污染排放清单大多数采用年均行驶里程方法,根据机动车保有量并结合车辆的年均行驶里程进行排放量计算。该方法需求数据少,数据容易获取,操作简便。但是由于该方法缺少对地理分布及排放强度的研究,污染物排放空间分配识别度很低,难以说明污染物的时空分布特征,难以为使用者提供全局的、客观的、立体的机动车尾气排放信息,更加难以为目前主流的精准防控理念相结合,存在难以准确定量、更新速度慢、资源耗费高等问题,不足以支撑机动车尾气污染控制日益细致的需求。
智慧环保是互联网技术与环境信息化融合的概念,是结合物联网、云计算、多源融合的高技术,通过实时采集污染源排放数据、环境质量、环境生态等信息,构建多方位、多维度、全覆盖的生态环境监测网络,实现监控一体化、资源共享化、以及决策智能化。而智能交通是运用先进的科学技术,如信息技术、计算机技术、数据通信技术、人工智能等技术,有效地运用于交通运输及服务控制。
交通地理信息系统GIS-T技术是GIS在勘测地理设计、管理、规划、操作、分析空间数据在交通领域中的具体应用。其本质理念是将空间数据按其特性进行分类,然后进行分层管理和分析。通过对信息资源进行整合处理,可以将路网空间数据基于一定的规则进行处理,形成规范的空间数据,便于项目的开发与应用。
在城市机动车保有量快速增长且交通需求难以下调的情况下,运用智慧环保与智能交通技术概念,利用GIS-T技术,构建一个可计算路网模型,基于交通语义关系表达及计算机技术的支撑,实现对路段交通运行情况的实时抓捕,帮助摸清掌握地市机动车污染物的排放情况,及时准确掌握道路路网车辆排放特征,识别重点车型重点路段污染问题,搭建高分辨率的路网机动车动态排放清单,作为基础数据广泛用于大气污染防治以及空气质量改善领域。
综上所述,由于传统机动车排放清单存在工作机制不完善、方法体系落后、源清单成果质量差异大、更新速度慢等问题,难以准确掌握区域机动车污染排放情况及变化特征,进而对大气污染防控工作的开展及管理落实带来阻碍。
发明内容
基于此,本发明的目的在于,提供一种基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法,本发明运用了互联网及数据通信技术,动态获取到路网交通多源数据,运用GIS-T地理处理技术,构建一套包含道路长度、道路类型、交通拓扑链接结构的交通地理信息系统,为搭建路网机动车动态排放清单提供数据及业务应用的基础,为大气污染防治提供了一套分钟级别更新的机动车路网污染清单。本发明为进一步加强污染源监管、改善环境质量、防控环境风险和环境经济综合决策提供基本依据,可以成为了机动车尾气污染的有效精准防治的重要基础。
随着社会发展,城市内交通需求居高不下,随之而来的大气污染问题愈发明显。机动车尾气排放为NOx以及PM2.5等污染物的主要排放源之一,同时NOx作为臭氧生成的前体物,在光化学反应下会升高城市臭氧浓度,严重影响地市空气质量达标率,搭建机动车排放清单挖掘主要污染来源以实现精准防控的必要性越发突出。但是由于机动车污染源具有动态性,污染物状态受周边环境因素的影响较大,传统的自上而下搭建机动车排放清单的方法存在底数不清、更新慢、难以准确定量等问题,无法满足机动车精准防控的要求。本发明提供了一种基于GIS-T关键处理技术搭建路网机动车动态排放清单的方法,通过对路网实时交通流量数据、路网运行速度等机动车相关数据进行动态获取,编制机动车路网动态排放清单,找出重点关注车型,识别重点车型污染排放存在的主要问题,挖掘机动车污染减排的对象与途径,为机动车污染精确管控提供了技术支撑,从而有效地控制城市内由于机动车污染导致的空气质量超标问题。
本发明的技术方案是:一种基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法,其中,包括
1)从搭建城市道路路网地图数据库入手,通过路段、路段接电、有向路段、车道要素之间的对应关系,从而建立道路路网之间的关联;
2)接入交通多源数据,得到关键路口过车辆的技术水平及活动水平,结合步骤1)搭建的空间路网地图,以车辆号为连接字段,进行时空关联统一,实现由关键路口个体为基准、推演转化为有向路段流量,形成统一完整的路网运行态势数据;
3)基于交通语义关系表达和计算技术的支撑,利用GIS-T技术,信息化道路路网规则,以计算机所理解的形式进行计算、查阅、存储,构建一套包含道路长度、道路类型、交通拓扑链接结构的交通地理信息系统,以便满足下列道路排放精细化计算表达的需求;
4)利用步骤2)处理后的交通多源数据以及步骤3)搭建的可计算路网模型,通过计算机信息技术,采用自下而上的集计方式计算各时段、各路段的排放情况;实现以分钟为时间分辨率,道路路段为单位的空间分辨率,包含各交叉口及多种道路类型的实时动态变化的路网动态排放清单。
进一步优选地,所述的步骤1)中搭建城市区域空间地理库采用的交通图、卫星影像图、切片图及矢量图、包含范围内地市、区县、乡镇边界图层。
进一步优选地,将区域范围内的路网进行等级划分,划分为高速公路、主要道路(含国道、省道、环路)、二级道路(主要为城市主干道)、其他道路(含城镇街道、乡村道路);通过矢量地图工具下载获取的城区路网地图文件包括道路ID、道路名称、方向、长度等字段,若道路名称存在缺失现象,则需要参考在线地图进行道路名称匹配工作;统一采用WGS84坐标系投影,便于与第三方地图底图叠加展示,避免由于坐标系投影不同而导致的地图偏差。
进一步优选地,所述的步骤2)中,需要对接入的多源数据进行质量控制;针对收集到的元数据,通过判断记录间的属性值是否相等来检测记录是否相等,将相等的记录合并为一条记录,实现对重复记录的检验及消除;若出现缺失值,首先按照缺失比例和字段重要性确定缺失值范围,制定策略。
进一步优选地,所述的步骤2)中,路网运行态势数据需要通过多源交通数据融合方式处理;对机动车信息、年检数据、卡口数据,以车辆号为连接字段进行关联融合,借助多源交通参数在时间、空间的逻辑对应关系,解决了由于来源不同的异构交通数据在时间和空间上的不连续、不统一问题。并且通过建立标准化规则,可以实现不同来源和形式交通数据之间的互补、检验、转化及最佳选择。
进一步优选地,所述的步骤3)中,搭建的可计算路网模型通过将路网对象抽象为“要素”,并用属性来描述要素性质,将要素分为拓扑要素及非拓扑要素,实现了对交通路网的精细化表达,从而可以准确的描述复杂路网的线性地形,如立体交叉情况,以及道路之间的拓扑连接关系及各要素的时间状态,实现数据的层级联动。
进一步优选地,所述的步骤3)中,搭建的可计算路网模型分为三层,第一层为路网层,包含道路和道路结点两个要素,是有向路段的拓扑链接;第二层为有向路段层,包含有向路段和有向路段结点两个要素,有向路段是车行道中没有合流、分流等横向干扰的路段,其结点为有向路段结点;第三层是车道层,车道是对有向路段的细致化描述,是路段的基本单元,同时也是交通流信息采集和发布的最基本单元。
进一步优选地,所述的步骤4)中,利用计算机计算技术,基于及路网动态排放数学计算模型,可以得到一套以路段为单位、分钟级别更新的,可表征车辆运行工况、运行模型、车辆动态活动水平等交通特征参数的动态路网排放清单。
具体的,
1)通过获取城市范围内的交通路网矢量图层,搭建城市范围内的路网电子地图。再从数据采集入手,接入多源数据,并对接入的元数据进行清洗、异常值剔除等质量控制,再根据多源数据之间的不一致、不匹配或者由于前端设备问题造成的数据缺失情况,通过以获取的数据搭建道路平均速度和流量的换算关系模型,进行数据的补充换算,解决不同来源的交通已购数据在时间和空间上的不连续、不统一问题,并且解决不同来源和形式的交通数据之间的互补、检验、转化,以便后续使用。
2)将接入的交通态势数据匹配到已搭建路网电子地图,构建一个可计算的路网模型,基于交通语义的关系表达和计算技术的支撑,将所有的路网规则都被信息化,建立路网之间的拓扑连接关系,并以能够为计算机所理解的形式计算、查阅、存储。
3)根据步骤1)处理后的交通多源数据以及步骤2)搭建的路网可计算模型,从下而上的方式计算不同路段、不同时段、不同车型、不同污染物的排放量,从而构建城市机动车路网动态排放清单。
步骤1)中,所述多源数据中描述车辆技术水平的数据,接入字段为车辆号、车辆类型、燃油类型、排放标准、形式里程、车龄。
步骤1)中,所述多源数据中描述车辆活动水平的数据,接入字段为车辆号、车牌颜色、过车时间、位置、速度。
步骤1)中,所述多源数据中描述空间路网的数据,接入字段为车辆号、地理信息、时间信息。
步骤1)中,所述多源数据以车辆号字段为连接字段,进行时空关联统一,从而获得城市内路网运行交通数据。
步骤2)中,可计算路网模型包含道路长度、道路类型、交通拓扑链接结构的交通地理信息系统,能够满足对交通路网精细化表达的需求。
步骤2)中,可计算路网模型能够准确地描述复杂路网的线形地物,包括各种立体交叉。
步骤2)中,所搭建的可计算路网模型可以描述路网中要素的时间状态。
步骤2)中,所搭建的可计算路网模型一共分为三层,第一层为路网层,包含道路和道路结点两个要素,是有向路段的拓扑链接。第二层为有向路段层,包含有向路段和有向路段结点两个要素,有向路段是车行道中没有合流、分流等横向干扰的路段,其结点为有向路段结点。第三层是车道层,车道是对有向路段的细致化描述,是路段的基本单元,同时也是交通流信息采集和发布的最基本单元。
步骤3)中,搭建的模型算法,以分钟为时间分辨率、以道路路段为空间分辨率单位。
步骤3)中,计算的道路路段包含交叉口和多种道路类型。
本发明通过对接接入多源交通数据,并以车辆号作为连接字段对多来源数据进行关联统一,以形成统一完整的可供应用直接使用的综合信息。本发明利用GIS技术,基于交通语义的关系表达和计算技术的支撑,将所有的路网规则都被信息化,实现路网的全表达及数据的层级联动。本发明利用计算机技术采用自下而上的集计方式计算各时段、各路段车辆排放情况,从而形成基于路网的排放模型,搭建路网机动车动态排放清单。本发明可以应用于搭建或开发机动车尾气排放监管系统平台等应用软件,实现对路网机动车排放的实施更新,对于准确定量评估城市交通问题具有着重要意义,满足对区域内路网机动车尾气排放情况的精细化治理的需求。
与现有技术相比,有益效果是:
1)本发明所提供的基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法,利用GIS-T技术,将所有路网规则都被信息化,并以能够为计算机所理解的形式计算、查阅、存储。可计算模型,构建一套包含道路长度、道路类型、交通拓扑链接结构的交通地理信息系统,以满足对交通路网精细化表达的需求。
2)本发明所提供的基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法,利用信息化技术作路网承载和处理工作,可以实现数据采集、空间建模分析以及尾气排放效果可视化制图,实现排放清单的动态可视化展示,为决策者提供高分辨率的机动车尾气排放信息,为交通环境管理提供了重要的决策依据和技术支撑。
3)本发明所提供的基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法,可有效解决传统的利用车辆年均行驶里程及保有量自上而下地开展排放清单编制方式所带来的无法说明排放时空分布特征、排放量的空间分配识别性不高的问题,从而提高机动车尾气排放清单的额准确性和时间空间分辨率。
为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为使用本发明的基于GIS-T关键处理技术搭建路网机动车动态排放清单整体结构简图;
图2为使用本发明的基于GIS-T关键处理技术搭建路网机动车动态排放清单的整体框架示意图;
图3为使用本发明的基于GIS-T关键处理技术搭建路网机动车动态排放清单的多源数据融合分析步骤流程图;
图4为使用本发明的基于GIS-T关键处理技术搭建路网机动车动态排放清单的搭建可计算路网中的模型结构示意图;
图5为使用本发明的基于GIS-T关键处理技术搭建路网机动车动态排放清单的搭建可计算路网中的路段拓扑连接关系示意图;
图6为使用本发明的基于GIS-T关键处理技术搭建路网机动车动态排放清单的搭建可计算路网中的道路link示意图;
图7为使用本发明的基于GIS-T关键处理技术搭建路网机动车动态排放清单的搭建可计算路网中的生成道路中心线工作流程图;
图8为使用本发明的基于GIS-T关键处理技术搭建路网机动车动态排放清单的搭建可计算路网中的路网拓扑关系示意图。
具体实施方式
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于其构造进行定义的,它们是相对的概念。因此,有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以,也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与本公开的一些方面相一致的实施方式的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本公开。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
如图1所示的是使用本发明所搭建的路网机动车动态排放清单的体系结构简图,通过对交通多源数据进行融合处理,搭建可计算的路网模型,实现路网规则信息化,达到路网数据的层级联动。利用路网动态排放计算数学模型对机动车排放进行自下而上的计算,从而实现获取一套可用于表征车辆动态运行工况、运行模式、车辆动态活水平等动态交通特征参数内容,以路段为单元的机动车动态排放清单的搭建。
如图2所示,获取城市范围内的交通路网矢量图层,接入多源数据,并通过对交通基础数据收集并预处理,提取道路运行工况分布以及道路平均行程速度计算,结合获取到的交通流量数据,建立交通态势数据推演模型,实现全路网交通态势数据推演。
最后根据融合处理得到的交通多源数据以及搭建的路网可计算模型,使用路网动态排放计算数学模型,实现对不同路段、不同时段、不同车型、不同污染物的机动车排放量的计算,从而实现动态路网排放清单的搭建。
本发明的一种基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单方法,如图3所示,今天多源数据融合处理包括以下步骤:
步骤一:多源数据融合处理方法对交通多源数据进行融合处理利用,形成一套可供计算机直接使用的综合信息,以支撑机动车排放清单的计算。首先需要进行数据质控处理
数据质控处理需要对接入的元数据进行清洗、剔除异常数据等质量控制,数据清洗包括处理重复记录、缺失值、无效值等。
数据库中属性值相同的记录被认为是重复记录,将其合并为一条记录,即为重复记录的合并与清楚。
对于缺失值,首先确定缺失值的范围,按照缺失比例和字段的重要性,按照既定的处理方式进行处理:1)重要性高,缺失率低,可以通过计算进行填充或依据经验知识估计;2)重要性高,缺失率高,尝试从其他渠道取数补全或者使用其他字段通过计算获取;3)重要性低,缺失率低,不做处理或简单填充;4)重要性低,缺失率高,则去掉该字段。
在多源数据接入的时候,由于数据来源不同,数据字段间的格式可能存在时间、日期、数值、全半角等显示不一致的情况,将其统一处理成一样的格式即可。若内容中存在不该存在的某种字符是,例如时间记录上出现汉字字符,去除不需要的字符即可。
步骤二,开展多源数据的智能融合处理,实现全路网交通态势推演。
对于没有卡口布点而无法获取其道路流量数据的路段,基于从第三方地图开放平台获取到的道路平均速度数据,可以通过搭建道路平均速度和交通流量的换算关系模型,实现交通数据之间的互补、检验及转换。
流量、密度和速度称为交通流三参数,而它们之间的关系统称为交通流关系模型。这三个参数之间存在着一个等式关系,若能获取到三参数中的任意两个参数的关系,可以确定其他参数的关系,从而实现多源异构实时交通参数的标准化转化。
使用数据拟合法及回归分析法,基于实地监测获取到的交通数据,针对时间特征进行分段,运用非线性回归模型得出线性,二次多项式,三次多项式,指数,对数模型等不同形式的平均速度与道路流量关系方程。
整理所得交通数据,汇集成路网,从而获取区域内的路网运行态势数据。
本发明的一种基于GIS-T关键处理技术搭建路网机动车动态排放清单方法,搭建的可计算路网模型包含以下步骤。
步骤一:利用GIS技术,构建一个可计算路网模型,基于交通语义的关系表达和计算技术的支撑,将所有的路网规则都被信息化,并以能够为计算机所理解的形式计算、查阅、存储。
该模型能够准确地描述复杂路网的线形地物,包括各种立体交叉;
该模型可以建立道路之间的拓扑连接关系并描述路网中的要素的时间状态。
该模型一共分为三层,如图4所示,第一层为路网层,包含道路和道路结点两个要素,是有向路段的拓扑链接。
第二层为有向路段层,包含有向路段和有向路段结点两个要素,有向路段是车行道中没有合流、分流等横向干扰的路段,其结点为有向路段结点。
第三层是车道层,车道是对有向路段的细致化描述,是路段的基本单元,同时也是交通流信息采集和发布的最基本单元。
步骤二:如图5所示,可计算路网模型利用路网之间的拓扑连接关系,将路网对象抽象为“要素”进行表达,用属性描述要素的性质,要素由拓扑要素与非拓扑要素构成。
拓扑要素由一个或多个边来定义,结界定边、边开始或结束于结点。非拓扑要素用基本构造块点、多义线和多边形来定义,用一个点表示。
道路网络用拓扑要素表达,使用基本结构块结点和边来定义。
步骤三:如图6所示,在构建道路的拓扑关系之前,需要对道路进行基本处理,把道路处理成一条按照link完整分布的路段,也就是以交叉路口为节点的一条路。
使用ArcGIS工具中的道路融合、取消线分割、要素转线等一系列的功能,获取以交叉路口为分界的link道路。
步骤四:如图7所示,基于基础地理数据生成道路中心线
利用ArcGIS生成道路中心线一般可以使用以下两种方法实现:
方法一:使用ArcGIS中的Collapse Dual Line To Center line工具提取中心线,先将面要素转化为线要素,然后把线要素两端封口删除,最后使用Arctoolbox→DataManagement Tools→Generalization→Collapse Dual Line To Centerline工具处理。
方法二:先把矢量道路面要素转为栅格要素,然后利用reclassify工具对栅格数据进行二值化,最后使用ArcScan工具中的Generate Feature insideArea功能自动生成道路中心线。
两种方法虽然都可以生成到道路中心线,但是在处理复杂的道路数据时,往往需要对其进行人工编辑,人工检查和修改的工作量较大,因此本发明结合两种方法的优势和劣势,采用ArcScan工具与ArcEngine二次开发结合的方法来实现。
将道路面矢量数据转换为道路面栅格数据,经过栅格要素二值化处理,利用ArcScan工具提取中心线从而生成道路中心线矢量数据。
经过数据处理,打断道路中心线要素,删除悬挂线和悬挂点,合并道路中心线要素,并对道路中心线属性复制,最终实现道路中心线矢量数据批量生成。
步骤五:如图8所示,连接路网拓扑关系。
由于可计算路网模型中需要通过关系数据模型实现其逻辑表达,因此需要以相应的道路元素属性来对描述道路网络交通流方向与联通拓扑的关系信息。
两端道路元素之间的联通信息描述方式一般可以用一下三种方式描述:
方式一:一段道路元素的起始连接点与另一段道路元素的起始连接点编号相同。
方式二:一段道路元素的结束连接点与另一段道路的结束连接点编号相同。
方式三:一段道路元素的结束连接点与另一段道路元素的起始连接点编号相同。
通过对道路元素连接点编号设置相应容差值,可以计算生成几何网络拓扑关系。
本发明的一种基于GIS-T关键处理技术搭建路网机动车动态排放清单方法,搭建的路网动态排放模型的步骤如下:
结合上述步骤收集整理的数据,利用路网排放模型进行排放清单的搭建,其中排放因子根据实际情况进行劣化、温度、湿度、运行工况、燃油品质等各方面参数进行修正,路网动态排放数学计算模型如下:
Figure BDA0003787881040000111
Figure BDA0003787881040000112
式中:Ep,t为该路段污染物p在时间段t时的机动车排放,单位为g;
Figure BDA0003787881040000113
为该路段机动车污染物在时间段时的综合排放因子,单位为g/km;
L为路段长度,单位为km;
Qt为时间段上的该路段的车流量;
Di,t,m为道路机动车运行模式i(OpModei)在车型m、时间段t上的分布频率,单位为%;
EFi,p,m为机动车排放污染物p在车型m、运行模式i(OpModei)的排放因子,单位为g/km;
qm,t为车型m在交通流中的比例,单位为%;
Am,p为时间段t上车型m排放污染物的综合修正因子,单位为%;
p为机动车污染物;
m为机动车类型。
采用自下而上的集计方式计算各时段、各路段车辆排放情况,利用计算机技术实现分钟级别的路网排放清单的实时更新及展示。本发明使用的一种基于GIS-T关键处理技术搭建路网机动车动态排放清单的方法,搭建的路网机动车动态排放清单以分钟为时间分辨率,道路路段为空间分辨率,可以包含交叉口和多种道路类型。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法,其特征在于,包括
1)从搭建城市道路路网地图数据库入手,通过路段、路段接电、有向路段、车道要素之间的对应关系,从而建立道路路网之间的关联;
2)接入交通多源数据,得到关键路口过车辆的技术水平及活动水平,结合步骤1)搭建的空间路网地图,以车辆号为连接字段,进行时空关联统一,实现由关键路口个体为基准、推演转化为有向路段流量,形成统一完整的路网运行态势数据;
3)基于交通语义关系表达和计算技术的支撑,利用GIS-T技术,信息化道路路网规则,以计算机所理解的形式进行计算、查阅、存储,构建一套包含道路长度、道路类型、交通拓扑链接结构的交通地理信息系统,以便满足下列道路排放精细化计算表达的需求;
4)利用步骤2)处理后的交通多源数据以及步骤3)搭建的可计算路网模型,通过计算机信息技术,采用自下而上的集计方式计算各时段、各路段的排放情况;实现以分钟为时间分辨率,道路路段为单位的空间分辨率,包含各交叉口及多种道路类型的实时动态变化的路网动态排放清单。
2.根据权利要求1所述的一种基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法,其特征在于:所述的步骤1)中搭建城市区域空间地理库采用的交通图、卫星影像图、切片图及矢量图、包含范围内地市、区县、乡镇边界图层。
3.根据权利要求2所述的一种基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法,其特征在于:将区域范围内的路网进行等级划分,划分为高速公路、主要道路、二级道路、其他道路;通过矢量地图工具下载获取的城区路网地图文件包括道路ID、道路名称、方向、长度等字段,若道路名称存在缺失现象,则需要参考在线地图进行道路名称匹配工作;统一采用WGS84坐标系投影,便于与第三方地图底图叠加展示,避免由于坐标系投影不同而导致的地图偏差。
4.根据权利要求1所述的一种基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法,其特征在于:所述的步骤2)中,需要对接入的多源数据进行质量控制;针对收集到的元数据,通过判断记录间的属性值是否相等来检测记录是否相等,将相等的记录合并为一条记录,实现对重复记录的检验及消除;若出现缺失值,首先按照缺失比例和字段重要性确定缺失值范围,制定策略。
5.根据权利要求1所述的一种基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法,其特征在于:所述的步骤2)中,路网运行态势数据需要通过多源交通数据融合方式处理;对机动车信息、年检数据、卡口数据,以车辆号为连接字段进行关联融合,借助多源交通参数在时间、空间的逻辑对应关系。
6.根据权利要求1所述的一种基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法,其特征在于:所述的步骤3)中,搭建的可计算路网模型通过将路网对象抽象为“要素”,并用属性来描述要素性质,将要素分为拓扑要素及非拓扑要素。
7.根据权利要求1所述的一种基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法,其特征在于:所述的步骤3)中,搭建的可计算路网模型分为三层,第一层为路网层,包含道路和道路结点两个要素,是有向路段的拓扑链接;第二层为有向路段层,包含有向路段和有向路段结点两个要素,有向路段是车行道中没有合流、分流等横向干扰的路段,其结点为有向路段结点;第三层是车道层,车道是对有向路段的细致化描述,是路段的基本单元,同时也是交通流信息采集和发布的最基本单元。
8.根据权利要求1所述的一种基于GIS-T搭建路网机动车动态排放清单的方法,其特征在于:所述的步骤4)中,利用计算机计算技术,基于及路网动态排放数学计算模型,可以得到一套以路段为单位、分钟级别更新的,可表征车辆运行工况、运行模型、车辆动态活动水平等交通特征参数的动态路网排放清单。
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