張樹輝 張安鑫
摘要:隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,交通問題的重要性逐漸凸顯。交通流是一個可以通過使用物理和數(shù)學(xué)定律進(jìn)行交通特征描述的邊緣學(xué)科。多年來,交通流理論在交通規(guī)劃、交通道路管制、交通工程設(shè)施設(shè)計等眾多交通工程研究領(lǐng)域被大量的應(yīng)用。但是交通流信息存在著復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大、統(tǒng)計困難、難以共通等諸多問題,因此建立交通流數(shù)據(jù)庫已經(jīng)變得刻不容緩。
關(guān)鍵詞:交通流;GIS;數(shù)據(jù)庫技術(shù)
1研究背景和意義
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫可以實現(xiàn)對道路的各種屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析,但是對于整個交通流的空間分析能力還嚴(yán)重不足,而且不能夠直觀地將數(shù)據(jù)給呈現(xiàn)出來。地理信息系統(tǒng)可以很好地對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、管理、分析和表示。建立一個以GIS為基礎(chǔ)的城市交通流數(shù)據(jù)庫,可以使物流客運(yùn)、施工項目實施、交通秩序維護(hù)和管理工作取得事半功倍的效果。
2數(shù)據(jù)的獲取
人工采集和自動采集是現(xiàn)有的交通流數(shù)據(jù)的兩種主要采集方法。按照交通流量統(tǒng)計調(diào)查方式可以將交通流數(shù)據(jù)采集分為兩類:一是每個月抽出固定的一天進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,這種采集方法被稱為間隙式調(diào)查統(tǒng)計;另一種是每一天都對道路進(jìn)行不間斷的連續(xù)采集,這種采集方法被稱為連續(xù)式調(diào)查統(tǒng)計。在對交通流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之前,應(yīng)采用平滑濾波、奇異點消除、插值等數(shù)據(jù)預(yù)處理方法對實時采集的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,以保證數(shù)據(jù)的真實性、有效性和可靠性。
3.??? 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計
3.1? 模型設(shè)計
與以前的形狀和覆蓋數(shù)據(jù)模型相比,地理數(shù)據(jù)庫具有無與倫比的統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理模式,是一種統(tǒng)一、智能的空間數(shù)據(jù)模型。地理數(shù)據(jù)庫能夠支持各種數(shù)據(jù)要素類及其之間拓?fù)潢P(guān)系的建模。它最為突出的特點是能夠允許多用戶進(jìn)行編輯和通用存儲模式。
3.2? 邏輯設(shè)計
建立交通流信息數(shù)據(jù)庫需要大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計之前,大的數(shù)據(jù)庫可以切割分成多個小的數(shù)據(jù)庫,這樣做使數(shù)據(jù)庫管理、開發(fā)和應(yīng)用變得更加簡單易行。一個大的圖幅可以被地理信息系統(tǒng)分成若干個小的圖幅,而這些小的圖幅中包含若干個圖層這樣做可以先小數(shù)據(jù)的冗余度。圖3.2是分割圖幅和圖層的示意圖。
3.3? 構(gòu)建地理信息數(shù)據(jù)庫
依據(jù)空間實體點、線和面的屬性來區(qū)分圖層。用這些已經(jīng)區(qū)分的圖層來對要素類進(jìn)行創(chuàng)建。同一個要素類需要具有相同的物理屬性對象。該數(shù)據(jù)庫構(gòu)建所需要的新的要素類需要在ArcCatalog中逐個創(chuàng)建。
3.4? 物理設(shè)計
空間數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的兩個關(guān)鍵是設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)和物理構(gòu)建數(shù)據(jù)庫?,F(xiàn)實世界中實體和其他實體的關(guān)系可以通過把客觀存在的物理實體型抽象成物理模型來表現(xiàn)。表達(dá)空間物理實體的關(guān)鍵是選擇合適的模型。在交通流數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建中,空間物理實體通過選擇合適的柵格模型和矢量模型來建立相應(yīng)的物理模型,然后展示其拓?fù)潢P(guān)系。用一個shape層來表示一個抽象的物理實體對象,并創(chuàng)建其拓?fù)潢P(guān)系圖??陀^對象實體可以通過存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的形狀文件和拓?fù)潢P(guān)系來反映。
4.??? 實驗與結(jié)果分析
本次實驗數(shù)據(jù)來源于復(fù)旦大學(xué)力學(xué)與工程科學(xué)系的吳正、郭明旻等創(chuàng)建的交通實測視頻與數(shù)據(jù)共享平臺。由于獲取的實驗數(shù)據(jù)有限本次實驗僅建立了簡單的數(shù)據(jù)庫。
從圖中我們可以看出從7:50開始一直到8:38道路中的流量呈遞減趨勢,其中共出現(xiàn)了三次零值,這就代表這三個時間段出現(xiàn)了堵塞,此時需要派出管理人員進(jìn)行管理。這大大提高了管理人員的工作效率。不僅如此,通過對交通流數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫操作,然后再對其進(jìn)行分析可以對交通狀況進(jìn)行預(yù)測,這對于管理人員進(jìn)行工作調(diào)度大有裨益。
5.??? 總結(jié)及展望
論文主要介紹了基于GIS建立交通流數(shù)據(jù)庫的方法以及將數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化的研究分析,以北京四環(huán)交通流數(shù)據(jù)為主要研究對象,利用現(xiàn)有的資源及條件,研究了建立交通流數(shù)據(jù)庫以及將數(shù)據(jù)可視化的方法,重點研究了基于地理信息系統(tǒng)的交通流信息數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建方法:將空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫分為兩個部分分別創(chuàng)建,最后進(jìn)行關(guān)聯(lián)。分別創(chuàng)建空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫,最后進(jìn)行關(guān)聯(lián)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的流程(需求分析、概念設(shè)計、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計)分別建立空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫。利用ArcGIS根據(jù)地物的空間位置建立空間數(shù)據(jù)庫。
以SQL Server為依托建立數(shù)據(jù)庫具有靈活性、易用性、適合分布式組織的可伸縮性、用于決策支持的數(shù)據(jù)倉庫功能、與許多其他服務(wù)器軟件緊密關(guān)聯(lián)的集成性、良好的性價比等優(yōu)點,但是也存在著伸縮并行性差,安全性不佳等缺點,未來還需要對交通流數(shù)據(jù)庫進(jìn)行系統(tǒng)上的優(yōu)化,以便對交通流數(shù)據(jù)進(jìn)行更好的存儲。
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