基于GIS的城市交通规划数据库的设计

摘 要 :由于城市交通规划数据量大,且与地理空间联系紧密,因此建立基于GIS的数据库系统成为可能,本文对该种数据库系统的设计过程进行了初步探讨.

关 键 词 :GIS城市交通规划 数据库系统

1.引言

为了城市的可持续发展,在城市快速发展过程中的任何时候都会有许多交通规划项目,然而由于城市交通问题的复杂性,项目实施过程中需要分析处理大量的数据.大量的数据需求就意味着数据库系统的重要性,不幸的是由于各种各样的原因,现状的交通规划与分析软件并不具备一个统一管理的数据库.

传统数据库的数据组织可以实现对各种属性数据的统计分析,但是缺乏对整个路网的空间分析能力,数据的呈现形式也不够直观.地理信息系统具有对空间数据存储、管理、分析和表示的强大功能,建立一个基于GIS的城市路网数据库系统可以使城市交通规划工作取得事半功倍的效果.

2.城市交通规划数据的组成与特点

城市交通规划的含意就是了解城市地区内现有的交通形态和土地的使用情况,研究目前的交通路线及设施是否合理、是否足够,应如何加以改进,以配合将来发展的需要,或引导城市走向计划的目标.其主要目的在于模拟及分析城市地区有关交通活动的现况,了解城市交通问题的症结,预测城市交通的发展趋势,制定合理的交通规划,提供有效的解决策略,作为规划决策与政策制定的依据.

城市交通规划具有高度的综合性,涉及各种因素,如资源、环境、人口、交通、经济、教育、文化、金融等,其数据特点是涵盖范围广、信息量大、与地理位置紧密结合.

城市道路网络是城市交通的主要组成部分,它担负着各种机动车、非机动车、行人以及地面有轨交通的运行.城市道路既是交通规划的主脉,又是城市规划的骨架,其网络布局是否合理,关系到城市规划和城市交通的大局.

当前大部分城市在分析处理城市交通规划数据的时候,都是借助Access或者Excel来完成的.在用Access或Excel进行数据处理时,虽然数据的输入相当方便,但在进行数据查询或分析处理时就相当有限了,更无法做到数据与图形的结合,实现可视化效果.针对以上不足,本文对如何建立以MapInfo为平台的数据库系统,从而合理地实现对城市交通规划数据的管理进行初步了探讨.

3.数据库设计

3.1 数据库结构框架

城市交通规划数据按其表达对象的性质,主要可分为空间数据和属性数据两类.空间数据又可分为交通网络层和基础地图层,包括节点的坐标、路段的空间位置、交通小区的面状结构等,属性数据主要包括社会经济、资源环境、土地利用等与地理关系不是很密切的数据.城市交通规划数据库的结构框架如图3.1所示.

城市交通规划数据库框架图

3.2 数据库的数据组织

3.2.1 空间数据的组织

空间数据库的设计工作在MapInfo中进行.根据城市交通规划对数据的要求情况,空间数据的存储管理按照点、线、面三个层次进行,每个层次按照描述的对象又分为若干层次.

(1)点层要素

点层要素主要描述城市路网交通特征点的基本情况及交通情况.比如道路路网节点、典型建筑小区、交叉口、公交站点等.

表3.1路网节点表数据结构

字段 字段类型 备注

ID Character 路网节点编号

Station Character 路网节点名称(公交站点名称)

X Float 节点X坐标

Y Float 节点Y坐标

表3.2典型建筑小区表数据结构

字段 字段类型 备注

ID Integer 小区编号

Name Character 小区名称

(2)线层要素

线层要素主要描述的是城市交通网络中的线路情况.如一条完整的道路,一条公交线路,一条道路路段等.路段的空间数据表示路段的空间位置,表达了路段的几何定位特征.

表3.3路网表数据结构

字段 字段类型 备注

Road_ID Character 路段编号

Name Character 道路名称

A Integer 路段起点编号

B Integer 路段终点编号

(3)面层要素

面层要素用于描述交通小区、行政区、土地利用等信息.

表3.4交通小区表数据结构

字段 字段类型 备注

Zone_ID Character 小区编号:大区编号+小区序号

Area Float 各小区的面积

表3.5土地利用表数据结构

字段 字段类型 备注

ID Integer 各用地面编号

Area Float 各用地面积

Landuse_type Character 用地类型:行政办公、市政用地、商业金融、居住用地、教育科研用地等

3.2.2 属性数据的组织

属性数据库的设计在Access中进行.属性数据库主要用于存储各个地理空间要素的非静态属性数据以及存储和地理空间要素无关的附属信息等.MapInfo可以直接访问Access数据库,还可以将其内置关系数据库另存为Access数据库,可将和地理空间要素相关的属性数据,按照空间数据库的层次结构分别建立索引表和链接关键字段来表明与地理空间要素之间的对应关系.

3.3 数据录入

3.3.1 空间数据的录入

MapInfo支持多种数据录入方式,有人工输入法、数字化仪器输入法、GPS数据采集、其它格式空间数据转换等.其它格式空间数据转换是比较方便的数据录入方法.在MapInfo中有多种将不同格式的GIS矢量数据转换为其所支持的Tab格式文件的过程.在使用前只要直接或间接地将其它格式的GIS矢量图数据转化为Mid/Mif、Dwg/Dxf或Shape格式文件,然后使用MapInfo的通用转换器或转入功能即可将文件转化为Tab格式文件,从而就完成了数据的采集.

3.3.2 属性数据的录入

属性数据库所采用的软件是Access,另外Excel也是经常应用的数据处理软件.本系统的数据录入过程即,把调查数据录入Excel预处理模块,再把数据处理结果导入Access数据表中.Access与Excel有很好的接口转换功能,本系统在此可直接利用的Access与Excel之间的数据导入功能.

3.4 数据关联

要在Mapinfo中要实现空间数据和属性数据的连接,有多种方法,较为常见的有以下两种:第一种,使用DBMS(数据库管理系统)来实现.只要在系统中安装了DBMS控件,数据的连接、刷新、断开等都是在其提供的工具箱中完成的,管理方便,较为高效.第二种,利用系统提供的数据格式转换的方法,把Mapinfo的Table文件转换为Access(*.Tab)格式,转换时,系统将自动生成一个Access格式的.mdb文件,此时Tab文件和mdb文件是相互关联的,只要更改或者变更两个文件中任何一个文件的属性数据,就会使起相应数据的变化,这种方法要在系统建立时同步完成.

4.结语

本文研究的数据库系统是基于MapInfo开发的,旨在能够对城市交通规划数据进行合理、有效地管理.文中主要讨论了基于GIS的城市交通规划数据库的设计过程,该系统的深入研究和发展,将有力地促进GIS技术在城市交通规划工作中的应用,为城市交通规划提供准确、全面的数据支持,为城市交通的可持续发展提供技术保障.