gis平臺(tái)技術(shù)方案 gis軟件有哪些

總體技術(shù)方案

遙感圖像處理系統(tǒng)以TM/ETM、CBERS、SPOT、QUICKBIRD等遙感圖像為信息源,結(jié)合GIS技術(shù)和基礎(chǔ)地理信息,通過(guò)對(duì)背景因素分析和野外踏勘,建立知識(shí)庫(kù),對(duì)信息進(jìn)行提取,補(bǔ)充更新綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。

在巴青等地區(qū),都構(gòu)建了全面的區(qū)域性戰(zhàn)略布局,加強(qiáng)發(fā)展的系統(tǒng)性、市場(chǎng)前瞻性、產(chǎn)品創(chuàng)新能力,以專注、極致的服務(wù)理念,為客戶提供網(wǎng)站設(shè)計(jì)制作、網(wǎng)站建設(shè) 網(wǎng)站設(shè)計(jì)制作定制網(wǎng)站制作,公司網(wǎng)站建設(shè),企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),成都品牌網(wǎng)站建設(shè),全網(wǎng)整合營(yíng)銷推廣,成都外貿(mào)網(wǎng)站制作,巴青網(wǎng)站建設(shè)費(fèi)用合理。

1.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)作為專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要采用C/S結(jié)構(gòu),軟件系統(tǒng)的主要功能在C/S結(jié)構(gòu)下實(shí)現(xiàn)。圖7-3為系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖。

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)包含4大部分內(nèi)容,即人機(jī)交互界面、系統(tǒng)功能模塊、局域網(wǎng)絡(luò)和的綜合數(shù)據(jù)庫(kù)。

人機(jī)交互界面是人與機(jī)器相互交流的紐帶,人的各種命令通過(guò)交互界面下達(dá)給計(jì)算機(jī),完成各種任務(wù),因此其必須是友好的。

系統(tǒng)功能模塊包括:圖像處理模塊、知識(shí)庫(kù)模塊、信息提取模塊、模型建立模塊和數(shù)據(jù)管理模塊。

圖7-2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖

系統(tǒng)需要的空間地理、遙感圖像等數(shù)據(jù)通過(guò)局域網(wǎng)從數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中調(diào)用,系統(tǒng)產(chǎn)生的遙感圖像等成果數(shù)據(jù)又存放到成果數(shù)據(jù)庫(kù)的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2.系統(tǒng)開發(fā)策略

為了在有限的時(shí)間和資金的條件下,能夠快速并保質(zhì)地完成系統(tǒng)的開發(fā),本系統(tǒng)擬在商業(yè)軟件基礎(chǔ)上采用二次開發(fā)的方法完成,圖像處理軟件采用美國(guó) RSI 公司(research systems inc.)的 ENVI(the environment for visualizing images)遙感圖像處理軟件。GIS平臺(tái)采用美國(guó)Esri公司的ARCGIS系列產(chǎn)品。

利用ENVI和其具有的強(qiáng)大的二次開發(fā)工具——IDL(interactive data language)交互式數(shù)據(jù)語(yǔ)言進(jìn)行二次開發(fā)。完成遙感圖像處理、信息增強(qiáng)、信息提取的功能模塊建設(shè)。

GIS軟件經(jīng)二次開發(fā)后主要用于圖形、圖像以及屬性數(shù)據(jù)的瀏覽、查詢、統(tǒng)計(jì)和管理維護(hù),主要借助ARCGIS軟件完成。

系統(tǒng)的集成采用VB,提供給最終用戶友好的界面和簡(jiǎn)便、通用的操作手段來(lái)管理維護(hù)各種數(shù)據(jù)。

3.系統(tǒng)建設(shè)原則

建立系統(tǒng)既要滿足近期數(shù)據(jù)采集分析的要求,又要滿足長(zhǎng)遠(yuǎn)的要求,還要滿足各種信息處理、統(tǒng)計(jì)分析的要求。應(yīng)對(duì)接口留有充分的擴(kuò)充余地,并兼顧其他管理信息的要求。

(1)實(shí)用性和先進(jìn)性

圖7-3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)從實(shí)際出發(fā),以經(jīng)濟(jì)實(shí)用為主,兼顧未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),量力而行。應(yīng)采用比較成熟的先進(jìn)技術(shù),而且應(yīng)符合國(guó)際或公認(rèn)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),具備開放的系統(tǒng)功能。經(jīng)濟(jì)實(shí)用:應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一定要經(jīng)濟(jì)實(shí)用,要選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用的系統(tǒng)和設(shè)備。技術(shù)先進(jìn):強(qiáng)調(diào)技術(shù)路線、方法、軟件開發(fā)工具的先進(jìn)性,要選擇國(guó)際上比較先進(jìn)和成熟的開發(fā)技術(shù)、方法和思想,適應(yīng)當(dāng)前的技術(shù)水平和計(jì)算技術(shù),要選擇較流行、有發(fā)展?jié)摿?、高效的開發(fā)工具,為系統(tǒng)的擴(kuò)充和發(fā)展打下基礎(chǔ)。

(2)可靠性與安全性

系統(tǒng)應(yīng)具有一定的容錯(cuò)能力,確保系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行。利用分組網(wǎng)的閉合用戶群功能,防火墻、加密、為用戶設(shè)置不同的權(quán)限等措施,防止非法侵入,實(shí)時(shí)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況,記錄網(wǎng)絡(luò)資源的使用情況,使網(wǎng)絡(luò)的安全性得到保障。

(3)標(biāo)準(zhǔn)與開放

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要遵循標(biāo)準(zhǔn)通用的原則,軟件系統(tǒng)的開發(fā)要采用開放式的體系結(jié)構(gòu),以利于整個(gè)系統(tǒng)的集成。規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)化是一個(gè)信息系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ),也是系統(tǒng)與其他系統(tǒng)兼容和進(jìn)一步擴(kuò)充的根本保證。因此,對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),系統(tǒng)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化工作是極其重要的,這是各模塊間可正常運(yùn)行的保證,是系統(tǒng)開放性和數(shù)據(jù)共享的要求。整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)完全遵照國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),并考慮實(shí)際的應(yīng)用情況,完成信息分類編碼、建立統(tǒng)一、規(guī)范的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)字典以及建立符合標(biāo)準(zhǔn)要求的圖式符號(hào)系統(tǒng)。

(4)數(shù)據(jù)與功能的完整性

在充分了解數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、存儲(chǔ)、應(yīng)用過(guò)程和工作流程的基礎(chǔ)上,保證數(shù)據(jù)完整準(zhǔn)確和功能完善全面。作為一個(gè)整體,系統(tǒng)應(yīng)具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)化組織風(fēng)格、界面風(fēng)格和操作模式,同時(shí),它也要與其他子系統(tǒng)保持一致的操作風(fēng)格,這就要求設(shè)計(jì)時(shí)要通盤考慮、分步實(shí)施。以應(yīng)用為驅(qū)動(dòng),在充分利用現(xiàn)有設(shè)施和資源的條件下,力求高起點(diǎn),既滿足近期需求,又適應(yīng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需要。

4.系統(tǒng)功能

系統(tǒng)是集圖像處理、知識(shí)庫(kù)、信息提取、模型建立和數(shù)據(jù)管理于一體的遙感影像專業(yè)處理系統(tǒng)??梢酝瓿蓮淖畛醯倪b感影像數(shù)據(jù)到專題成果數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,并可以對(duì)成果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、查詢、統(tǒng)計(jì)和編輯。該系統(tǒng)將遙感圖像處理平臺(tái)IDL(interactive data language)和GIS開發(fā)平臺(tái)有機(jī)的結(jié)合到一起,整個(gè)系統(tǒng)涵蓋5個(gè)大的專業(yè)模塊:圖像處理、知識(shí)庫(kù)、信息提取、模型建立和數(shù)據(jù)管理。其中圖像處理模塊集成了遙感影像常用的一些處理工具,如:校正,鑲嵌,裁切,拉伸等等;知識(shí)庫(kù)模塊建立了全流域的地物光譜庫(kù)、解譯標(biāo)志庫(kù)和地物樣方庫(kù);模型建立模塊可以實(shí)現(xiàn)圖像對(duì)圖像的信息提取和分類圖對(duì)分類圖的信息提取;數(shù)據(jù)管理模塊完成對(duì)提取的專題成果數(shù)據(jù)的后期編輯,以及分析查詢統(tǒng)計(jì)等。

GIS—T面臨的問(wèn)題和解決方案?

一、背景

20世紀(jì)80年代以來(lái),交通運(yùn)輸部門采用現(xiàn)代技術(shù)改善工作效率和質(zhì)量。同時(shí),環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等影響人類生活質(zhì)量和生存空間等重大問(wèn)題日趨嚴(yán)重,而由交通所引起的環(huán)境污染、交通堵塞等問(wèn)題也被人們逐漸認(rèn)識(shí),跨學(xué)科多層次的合作研究成為解決交通運(yùn)輸及其相關(guān)問(wèn)題的基本途徑。

隨著社會(huì)的進(jìn)步,社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷提高,人民生活也越來(lái)越富裕,由道路、水運(yùn)、鐵路、航空和管道構(gòu)成交通系統(tǒng)也越來(lái)越復(fù)雜。在交通的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理中遇到許多前所未有的難題。而交通地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System for Transportation,GIS-T)的出現(xiàn)給新時(shí)期的交通提供了嶄新的技術(shù)平臺(tái)和手段。

GIS-T是以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)和測(cè)繪科學(xué)為基礎(chǔ),并與傳統(tǒng)的交通信息分析和處理技術(shù)緊密結(jié)合,采用數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體等最新技術(shù),對(duì)交通地理信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地采集、修改和更新地理空間數(shù)據(jù)和屬性信息,為決策者提供可視化的支持。GIS-T為新時(shí)期的交通行業(yè)發(fā)展提供了新的思維模式。

國(guó)務(wù)院頒布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006━2020年)》中指出,交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展思路之一是“以提供順暢、便捷的人性化交通運(yùn)輸服務(wù)為核心,加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃,發(fā)展交通系統(tǒng)信息化和智能化技術(shù),安全高速的交通運(yùn)輸技術(shù),提高運(yùn)網(wǎng)能力和運(yùn)輸效率,實(shí)現(xiàn)交通信息共享和各種交通方式的有效銜接,提升交通運(yùn)營(yíng)管理的技術(shù)水平,發(fā)展綜合交通運(yùn)輸”。而智能化和信息化的基礎(chǔ)之一就是GIS-T。

交通部頒布的《公路水路交通中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中給出公路水路交通科技發(fā)展目標(biāo)之一“到2010年,數(shù)字交通技術(shù)實(shí)用化程度和行業(yè)管理信息化水平明顯提升,集裝箱多式聯(lián)運(yùn)和一體化運(yùn)輸技術(shù)明顯突破,交通決策技術(shù)明顯提高。到2020年,智能化數(shù)字交通管理技術(shù)、一體化運(yùn)輸技術(shù)、決策支持技術(shù)整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,交通運(yùn)輸管理技術(shù)能夠適應(yīng)交通現(xiàn)代化的要求,全面實(shí)現(xiàn)決策的數(shù)字化與科學(xué)化”。

國(guó)務(wù)院頒布的《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》指出,要“推進(jìn)工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)”,并“堅(jiān)持以信息化帶動(dòng)工業(yè)化,以工業(yè)化促進(jìn)信息化,提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)信息化水平”。而GIS-T的研究、開發(fā)和應(yīng)用正是促進(jìn)交通行業(yè)信息化的必要手段和途徑,進(jìn)而改善交通行業(yè)的發(fā)展模式,保證交通行業(yè)的科學(xué)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。

二、國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r

美國(guó)是較早利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立交通運(yùn)輸和規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)的國(guó)家之一。在20世紀(jì)80年代中期,美國(guó)聯(lián)邦公路署開始公路綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)研制,并在1988年建立了實(shí)用的GIS-T。該系統(tǒng)包含45,000條道路,總長(zhǎng)595,456公里覆蓋全美國(guó)的公路網(wǎng),并且有與每條公路關(guān)聯(lián)的屬性信息,如公路等級(jí)、歸屬、編號(hào)、長(zhǎng)度、路幅形式、中央分隔帶、交叉口類型、車道數(shù)、路面類型、橋梁、州交通量、州界等。1995年第20屆PLARC會(huì)議上,美國(guó)聯(lián)邦公路署向與會(huì)的各國(guó)代表提供了一張綜合公路數(shù)據(jù)庫(kù)V2.0光盤,該數(shù)據(jù)庫(kù)是適合于交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、分析建模的綜合數(shù)據(jù)庫(kù),是當(dāng)時(shí)世界上最大的公路數(shù)據(jù)庫(kù)之一。

在美國(guó)公路署的倡導(dǎo)下,各州運(yùn)輸局相繼展開一系列的GIS-T的研究,包括適合于GIS-T的交通運(yùn)輸建模問(wèn)題、GIS-T的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、GIS-T應(yīng)用范圍、軟件平臺(tái)選擇、GIS-T項(xiàng)目可行性研究等。其中Wisconsin 運(yùn)輸局是GIS-T的開發(fā)與數(shù)據(jù)集成的先驅(qū),開發(fā)的基于地理信息系統(tǒng)的路面管理系統(tǒng)已投入運(yùn)營(yíng)之中,同時(shí)還開發(fā)了橋梁管理和維護(hù)地理信息系統(tǒng)、交通標(biāo)志和道路設(shè)施管理系統(tǒng)、基于地理信息系統(tǒng)的交通事故分析等系統(tǒng)。為減少數(shù)據(jù)建庫(kù)費(fèi)用,實(shí)現(xiàn)資源共享,各州運(yùn)輸局與測(cè)繪部門緊密合作,采取分工負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集,同時(shí)將GPS技術(shù)引入數(shù)據(jù)采集中并建立了進(jìn)行空間信息采集和集成的參考框架和標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)運(yùn)輸組織成立了GIS-T工作組,從事GIS-T與ITS的數(shù)據(jù)模型、線性參考系設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、線性參考系中的誤差傳播等研究。

隨著GIS-T的廣泛研究和展開,美國(guó)從1992年以來(lái)先后召開多次學(xué)術(shù)研討會(huì)并出版了相應(yīng)的論文集。美國(guó)開展GIS-T研究的特點(diǎn)是緊密結(jié)合交通運(yùn)輸發(fā)展的實(shí)際,解決在交通運(yùn)輸中急需解決的關(guān)鍵技術(shù)和策略問(wèn)題。

德國(guó)是較早將GIS-T用于公路選線實(shí)際工作中的國(guó)家之一。在興建勃蘭登堡的Oranienburg市的繞城公路時(shí),通過(guò)GIS-T技術(shù)進(jìn)行了該項(xiàng)目的環(huán)境協(xié)調(diào)性研究及路線方案的規(guī)劃。日本東京煤氣公司研制了基于GIS-T的車載導(dǎo)航系統(tǒng),該系統(tǒng)由CD-ROM數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)組成,用于事故搶修、車輛調(diào)度和野外作業(yè)指揮。加拿大的艾伯塔省建立了全省的公路維護(hù)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了GIS-T對(duì)道路養(yǎng)護(hù)的決策支持。美國(guó)印第安納州交通局采用GIS-T管理全州的公路、上千座橋梁以及鐵路、航道、民航機(jī)場(chǎng)等交通信息。

在發(fā)達(dá)國(guó)家,GIS-T幾乎已滲透于交通的各個(gè)領(lǐng)域。在交通規(guī)劃中應(yīng)用于:交通需求分析與預(yù)測(cè)、路網(wǎng)方案評(píng)估、項(xiàng)目選擇及優(yōu)化、交通工程設(shè)施規(guī)劃、危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑規(guī)劃、緊急情況下的疏散規(guī)劃、公交線路規(guī)劃、公共汽車站站址選擇等;在道路設(shè)計(jì)中應(yīng)用于:道路走廊選擇、路權(quán)取得、道路線形仿真等;在交通管理與服務(wù)中的應(yīng)用有:日程養(yǎng)護(hù)管理、路面管理系統(tǒng)、橋梁管理系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)、交通控制、交通事故分析、交通動(dòng)態(tài)模擬、汽車運(yùn)輸調(diào)度、交通災(zāi)害防治、超限卡車路徑選擇、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)等;在港口應(yīng)用于:港口基礎(chǔ)設(shè)施管理、船舶自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、裝卸管理等;在航道中應(yīng)用于:航道疏浚、航標(biāo)管理等。這些應(yīng)用的技術(shù)手段是以GIS-T為中心,集成全球定位系統(tǒng)、遙感、網(wǎng)絡(luò)和多媒體等技術(shù)。

三、國(guó)內(nèi)發(fā)展與現(xiàn)狀分析

我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,經(jīng)濟(jì)上還處于發(fā)展階段。我國(guó)的現(xiàn)狀使交通規(guī)劃與管理就顯得十分重要。為從根本上解決交通問(wèn)題,吸取西方發(fā)達(dá)國(guó)家在交通管理規(guī)劃方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),增強(qiáng)規(guī)劃決策和管理的科學(xué)性、合理性,逐步展開GIS-T技術(shù)在交通規(guī)劃與管理中的推廣和應(yīng)用,進(jìn)行GIS-T的理論和應(yīng)用研究,具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

從20世紀(jì)80年代起,我國(guó)公路管理部門采用各種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建立了一些公路路況數(shù)據(jù)庫(kù),交通部組織組織了一系列旨在提高公路規(guī)劃和管理水平的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)研制,包括路面管理系統(tǒng)CPMS、橋梁管理系統(tǒng)CBMS,這些系統(tǒng)具有查詢簡(jiǎn)單快速的特點(diǎn),但只有公路屬性數(shù)據(jù),并未建立各級(jí)道路的空間數(shù)據(jù)庫(kù),無(wú)法滿足空間分析的需要,難以勝任對(duì)公路信息的全方位動(dòng)態(tài)管理和進(jìn)行公路規(guī)劃、建設(shè)和養(yǎng)護(hù)的分析和決策支持。為從總體上改善我國(guó)公路信息的管理水平,縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距,交通部決定建立我國(guó)自己的公路數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),并于1991年將省市兩級(jí)的公路數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)任務(wù)下達(dá),開發(fā)完成了地市級(jí)公路數(shù)據(jù)庫(kù)Trans-GIS的研制開發(fā)。1995年交通部科技司申報(bào)國(guó)家重點(diǎn)科技項(xiàng)目“GIS在公路信息系統(tǒng)中的應(yīng)用研究與開發(fā)”中,著手研究將GIS-T技術(shù)用于公路建設(shè)和管理,建成基于公路交通地理信息系統(tǒng)。1998年中國(guó)城市規(guī)劃研究院承擔(dān)的863項(xiàng)目“GIS支持下的城市交通需求分析系統(tǒng)軟件開發(fā)”,將城市地理信息系統(tǒng)和交通需求模型結(jié)合為一體進(jìn)行研究開發(fā),在交通需求分析中引入地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)分析模型和空間技術(shù)分析,從交通數(shù)據(jù)采集、管理、交通分析過(guò)程以及結(jié)果的表現(xiàn)等方面對(duì)交通需求分析進(jìn)行支持。GIS-T的研究在中國(guó)蓬勃發(fā)展起來(lái)。

GIS-T蓬勃發(fā)展的主要原因分析如下:一是信息技術(shù)的發(fā)展,使得相關(guān)信息技術(shù)的性能價(jià)格比急劇提高,開發(fā)相關(guān)系統(tǒng)的經(jīng)費(fèi)門檻大幅度降低,系統(tǒng)開發(fā)費(fèi)用從幾百萬(wàn)降低到幾十萬(wàn)人民幣。二是目前在軟件開發(fā)領(lǐng)域,組件技術(shù)以前所未有的方式提高了軟件的生產(chǎn)效率,近二十年來(lái)興起的面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)入到成熟的實(shí)用化階段。為了適應(yīng)組件式軟件技術(shù)潮流,地理信息系統(tǒng)軟件像其他軟件一樣,由過(guò)去廠家提供全部系統(tǒng)或者具有二次開發(fā)功能的軟件,過(guò)渡到提供組件由用戶自己再開發(fā)的方向上來(lái),從而使開發(fā)相關(guān)系統(tǒng)的技術(shù)門檻大幅度降低。三是我國(guó)公路大建設(shè),以及因特網(wǎng)和電子商務(wù)引發(fā)的對(duì)物流的關(guān)注,形成了對(duì)以GIS-T為核心的3S(衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS和遙感系統(tǒng)RS)技術(shù)研究和應(yīng)用的強(qiáng)大的需求。

在此條件下,GIS-T呈現(xiàn)如下特點(diǎn):

(1)交通系統(tǒng)應(yīng)用3S技術(shù),體現(xiàn)出集成和綜合的特點(diǎn),交通部提出了“數(shù)字交通”的概念,加強(qiáng)以GIS-T為核心的信息技術(shù)在交通領(lǐng)域的綜合研發(fā)和應(yīng)用。

(2)以省、部級(jí)有關(guān)單位為示范,以地市級(jí)單位為推廣,以大型的運(yùn)輸企業(yè)為綜合應(yīng)用,廣泛推廣實(shí)施GIS-T技術(shù)的應(yīng)用,提高了交通行業(yè)發(fā)展的技術(shù)含量。

(3)不僅在基礎(chǔ)設(shè)施管理單位開發(fā)相關(guān)系統(tǒng),而且逐漸向物流和電子商務(wù)等交通服務(wù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移,建立以GIS-T為平臺(tái)的物流核心關(guān)鍵技術(shù)。

(4)隨著我國(guó)智能運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)用逐步開展,一些成功的智能運(yùn)輸系統(tǒng)把GIS-T作為系統(tǒng)的信息平臺(tái),通過(guò)地理信息系統(tǒng)整合各種其他交通信息。

根據(jù)目前GIS-T在交通行業(yè)的很多領(lǐng)域都有比較好的應(yīng)用和發(fā)展前景。

在宏觀決策和規(guī)劃中的應(yīng)用。我國(guó)交通在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)將處于快速發(fā)展時(shí)期,交通管理和建設(shè)的投資規(guī)模大、項(xiàng)目多、戰(zhàn)線長(zhǎng),是一個(gè)規(guī)模巨大、耦合度高、透明度低、動(dòng)態(tài)而且開放的系統(tǒng),需求預(yù)測(cè)、發(fā)展戰(zhàn)略、政策策略、資金投入等方面將面臨著大量的復(fù)雜決策問(wèn)題,如建設(shè)項(xiàng)目的宏觀決策、建設(shè)和養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目的選擇與優(yōu)化排序、建設(shè)管理與工程的控制等。而目前這些決策,如規(guī)劃(計(jì)劃)、投資項(xiàng)目?jī)?yōu)化、公路建設(shè)和管理的宏觀決策和管理工作仍多處于手工操作階段,計(jì)算機(jī)僅僅用作文字和表格處理的工具。大量建設(shè)信息仍以紙張為存放介質(zhì)且較為零散,查詢效率低,信息處理重復(fù)工作量大、耗時(shí)多,更無(wú)法實(shí)時(shí)、全面地為領(lǐng)導(dǎo)或上級(jí)部門提供綜合信息報(bào)告。利用地理信息系統(tǒng)等信息技術(shù),可以提供直觀、明了的集點(diǎn)、線、面信息為一體的多媒體方式的各種公路專題圖,實(shí)現(xiàn)交通決策和管理的科學(xué)化,提高決策的效率和質(zhì)量。

在公路建設(shè)中的應(yīng)用。在公路建設(shè)中,可以充分利用交通地理信息技術(shù)為公路勘測(cè)和設(shè)計(jì)服務(wù)。在道路選線過(guò)程中,利用GPS和RS和其他測(cè)量手段,獲得外業(yè)的勘測(cè)數(shù)據(jù),然后通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生數(shù)字地面模型,作為內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ),以選擇公路走向。在構(gòu)建數(shù)字地面模型中,一般采用地形圖數(shù)字化或掃描矢量化,隨著數(shù)字地球概念和技術(shù)的廣泛應(yīng)用,現(xiàn)在則以衛(wèi)星圖像和航空照片為基礎(chǔ),通過(guò)地理信息系統(tǒng)軟件可以快速精確地生成數(shù)字地面模型。在此基礎(chǔ)上,輸入有關(guān)的技術(shù),環(huán)境及社會(huì)等數(shù)據(jù),并且考慮各種限制條件,如曲率半徑、最大縱坡、多層地質(zhì)構(gòu)造及邊坡、已有線形物(公路,河流,鐵路等)、特別區(qū)域(沼澤地,城鎮(zhèn),環(huán)境保護(hù)區(qū)等)等,優(yōu)化道路的選擇。利用衛(wèi)星圖像技術(shù)或航空攝影測(cè)量技術(shù),可以準(zhǔn)確獲得地形高程及圖像,大大減少繁瑣、艱巨的實(shí)地測(cè)量等前期工作。地理信息系統(tǒng)軟件等技術(shù)在計(jì)算機(jī)上的運(yùn)算和虛擬,可以節(jié)省期資金及設(shè)計(jì)時(shí)間。通過(guò)確定路線最佳方案,可以大幅度減少并平衡工程的土石方量。通過(guò)在路線優(yōu)化過(guò)程中處理、保存大量的數(shù)據(jù),并計(jì)算各條優(yōu)化路線的分項(xiàng)建設(shè)費(fèi)用,為項(xiàng)目提供財(cái)務(wù)分析及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用控制。

在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用。路網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)和建設(shè)業(yè)務(wù)范圍比較大,養(yǎng)護(hù)管理業(yè)務(wù)非常復(fù)雜和繁多,但從業(yè)務(wù)流程上講,有養(yǎng)護(hù)決策所需要信息的采集、養(yǎng)護(hù)方案決策、養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目進(jìn)度管理、竣工管理等環(huán)節(jié)。養(yǎng)護(hù)的不同職責(zé)也分散在不同的業(yè)務(wù)部門。我們可以通過(guò)GIS-T技術(shù),進(jìn)行整體的決策和調(diào)度,在路網(wǎng)級(jí)根據(jù)交通量、交通類型、路面狀態(tài)等決定養(yǎng)護(hù)的規(guī)模和次序,根據(jù)交通分配決定養(yǎng)護(hù)的時(shí)間以避免交通堵塞等,并且直接進(jìn)行養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目的管理,合理配備養(yǎng)護(hù)的人力和物力,有效安排養(yǎng)護(hù)資金,跟蹤、評(píng)價(jià)養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目的完成情況,實(shí)現(xiàn)公路養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目計(jì)劃管理、進(jìn)度管理、成本管理、質(zhì)量管理的計(jì)算機(jī)化。

基于GIS的通信管網(wǎng)管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于GIS的通信管網(wǎng)管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

管網(wǎng)資源監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)充分利用 GIS 平臺(tái),將分布范圍廣泛的管網(wǎng)設(shè)施和地理位置有機(jī)地結(jié)合,不僅提高了企業(yè)的管理水平,而且提升了企業(yè)的服務(wù)能力。因此,該系統(tǒng)研究具有現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。

1 設(shè)計(jì)方案及原則

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

地理信息系統(tǒng)是對(duì)地理環(huán)境中的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析和研究的手段,它是一種采集、處理、傳輸、存儲(chǔ)、管理、查詢檢索、分析、表達(dá)和應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)建立地理數(shù)據(jù)庫(kù),將地理環(huán)境中的各種要素,包括它們的地理分布狀況和所具有的屬性數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)字存儲(chǔ),建立有效的'數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),通過(guò)對(duì)各個(gè)要素的綜合分析,方便快速地獲取信息,滿足應(yīng)用和研究的需要,并用圖形和數(shù)字的方式來(lái)表現(xiàn)結(jié)果。

通信管網(wǎng)資源與地理空間位置有著密切的關(guān)系,本系統(tǒng)充分利用GIS的特點(diǎn),通過(guò)Visual Basic6.0高級(jí)語(yǔ)言嵌入 TopMapActiveX組件進(jìn)行二次開發(fā),設(shè)計(jì)了地理位置信息與管網(wǎng)資源數(shù)據(jù)有機(jī)融合的監(jiān)控管理綜合系統(tǒng)。Visual Basic能夠提供創(chuàng)建圖形用戶界面(GUI)的方法,可以方便快捷地調(diào)用外部控件,具有功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)特性;TopMap ActiveX地理信息系統(tǒng)開發(fā)組件具有完善的地圖操作功能。利用成熟的技術(shù)和可靠的數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)備,以 Windows 2000/NT為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),使用MicroSoft的SQL Server2000作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),利用 ADO技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn),能夠滿足系統(tǒng)的時(shí)實(shí)性和可靠性。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

(1)規(guī)范性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中制定資源分類、編碼等一系列方案,同時(shí)把通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考慮到方案之中,做到系統(tǒng)規(guī)范化。(2)科學(xué)性。編碼時(shí)采用區(qū)段碼和從屬編碼結(jié)構(gòu),利于計(jì)算機(jī)的直接存貯和數(shù)據(jù)庫(kù)的管理,便于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的快速檢索和更新。(3)擴(kuò)展性。建立一個(gè)開放的系統(tǒng),留有充分的擴(kuò)充空間,以便對(duì)系統(tǒng)擴(kuò)充或移植。(4)實(shí)時(shí)性。能進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的管理,并保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性和實(shí)時(shí)性要求。(5)安全性。對(duì)用戶權(quán)限進(jìn)行分級(jí)管理。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

管網(wǎng)資源監(jiān)控管理系統(tǒng)是對(duì)通信站轄區(qū)內(nèi)的通信管網(wǎng)資源(如管道、人井等)進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理和監(jiān)控,包括管網(wǎng)資源數(shù)據(jù)錄入、查詢、修改、統(tǒng)計(jì)分析、打印輸出、地理圖形顯示、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集和故障報(bào)警顯示等功能。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)主要由GIS工作站、GIS服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和多通道通信服務(wù)器組成,采用客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu),各通信站點(diǎn)通過(guò)原有的內(nèi)部 10/100 m網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。其中:GIS工作站負(fù)責(zé)本地管網(wǎng)數(shù)據(jù)的維護(hù)管理和監(jiān)控;多通道數(shù)據(jù)服務(wù)器完成對(duì)管網(wǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集與通信;GIS 服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)地理屬性數(shù)據(jù)的存儲(chǔ);數(shù)據(jù)服務(wù)器用來(lái)存儲(chǔ)管網(wǎng)資源數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3 監(jiān)控管理模塊設(shè)計(jì)

3.1 資源數(shù)據(jù)管理

管網(wǎng)資源數(shù)據(jù)管理包括管網(wǎng)數(shù)據(jù)(地理信息數(shù)據(jù)和線路資源數(shù)據(jù))錄入、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和打印輸出等模塊。

(1)管網(wǎng)數(shù)據(jù)錄入

管網(wǎng)數(shù)據(jù)錄入模塊用于對(duì)基礎(chǔ)地理信息和線路資源信息進(jìn)行錄入、修改、刪除、存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器完成基礎(chǔ)圖形與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理等功能;系統(tǒng)管理員有權(quán)修改用戶權(quán)限、增刪用戶賬號(hào)。

(2)數(shù)據(jù)查詢/統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)根據(jù)工作人員的需求對(duì)基礎(chǔ)地理信息和通信網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行查詢;按照給定的統(tǒng)計(jì)條件對(duì)各通信站的分布位置及覆蓋區(qū)域、管道分布、纜線、人井等線路信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

(3)打印輸出

將GIS中的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)分析、轉(zhuǎn)換處理,以直觀的圖表形式輸出。

3.2 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集

監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集模塊通過(guò)傳感器完成對(duì)管網(wǎng)資源狀態(tài)數(shù)據(jù)(壓力、溫度、水位等模擬量)時(shí)實(shí)采集與通信,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主要監(jiān)控點(diǎn)的模擬量是否越限,監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)判別流程如圖3所示。

各通信站點(diǎn)通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備從監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)采樣數(shù)據(jù),上報(bào)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后輸入到系統(tǒng)中,通過(guò)與監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析來(lái)判斷管網(wǎng)資源是否發(fā)生故障。如果檢測(cè)判斷發(fā)生管線受損、模擬量越限時(shí)發(fā)出報(bào)警信息,并對(duì)故障位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。如果檢測(cè)判斷沒(méi)有發(fā)生故障,系統(tǒng)不報(bào)警,同時(shí)繼續(xù)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

3.3 地理圖形/監(jiān)控報(bào)警顯示

借助可視化技術(shù),通過(guò)圖形及其圖形變換、聲音傳遞消息等手段,可以實(shí)現(xiàn)更為人性化的人機(jī)交互。系統(tǒng)的顯示包括地理圖形顯示和監(jiān)控報(bào)警顯示兩部分。

地理圖形顯示是建立在對(duì)該系統(tǒng)內(nèi)所有的管網(wǎng)資源實(shí)體分類的基礎(chǔ)上,一類實(shí)體建立一個(gè)圖層,整個(gè)系統(tǒng)是由所有實(shí)體相對(duì)應(yīng)的圖層疊加而成的。地理圖形顯示用于電子底圖和線路資源符號(hào)的顯示,具有漫游、無(wú)極縮放、分層顯示等功能。監(jiān)控報(bào)警顯示將實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和地理圖形相結(jié)合,在地理圖形界面上實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)管設(shè)備的運(yùn)行情況。當(dāng)發(fā)生故障時(shí),在GIS 圖形界面上用特殊顏色進(jìn)行標(biāo)記,對(duì)管網(wǎng)設(shè)備故障準(zhǔn)確定位顯示,并進(jìn)行聲光報(bào)警,通知維護(hù)人員及時(shí)搶修。

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