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顾及尺度变化的交通地理实体数据生产关键技术研究

浏览236次时间：2017年11月03日 10:55

摘要: 为能协调交通部门和测绘部门对地理实体达成相互接受的最大统一的表达，使得所有参与共享交换的用户可以准确、及时获取标准化的地理实体更新数据。需兼顾尺度变化，建立地理实体关系模型，本文依据案例，对其中几点关键性技术进行简要总结。

关键字: 尺度地理实体数据实体模型

1 引言

当前基础地理信息数据库本着“一次采集、多重应用”的思路，基于同一数据源，联动生产与更新多比例尺地形图和数据库，形成多尺度城乡空间地理信息数据的纵向立体式管理。笔者就联动更新（绍兴试点）项目和上虞区地理实体研究初步工作，概述交通实体数据生产的几点关键技术。

2 关键技术

2.1 尺度

尺度一般指空间尺度，往往以比例尺的形式来表现，比例尺反映的是一种“距离比”。实际上除了“距离比”外还反映了数据的“抽象度”，即数据的综合程度。

2.2 地理实体及地理实体数据

地理实体是现实世界中独立存在、可以唯一标识的自然或人工地物。地理实体数据是采用面向实体的构模方法，描述客观世界中独立存在的“地理实体”。其特点是以点、线、面几何图元为空间数据表达与分类分层组织的基本单元，每个图元均赋以唯一的图元标识、分类标识与生命周期标识，可实现信息内容分类分级与基于图元的增量更新。

2.3 建立多尺度下交通地理实体的数据模型

目前主要的概念模型有以下几种：①尺度依赖的空间数据模型

②多尺度扩展E-R模型建模。

2.4 多尺度表达数据存储结构

基于Petri网的多尺度表达数据结构，在这一模型中，Petri网的库所、变迁与弧分别用于描述表达实例的状态、尺度事件以及状态与事件间的关系，状态由尺度区间描述，在任意尺度下能在有效尺度区间实现连续的表达。尺度事件决定表达实例状态的起止尺度值。不仅能表达尺度地图，还能显示表达尺度区间的拓扑关系。

3 试验案例

上虞地理实体生产选取交通层进行试验，这里以车行道路及设施为例。

3.1 车行道路及设施

车行道路是指机动车能够通行的各类技术等级的道路网络。道路网络被抽象为道路弧段、道路线段、道路交汇点、路线、道路附属设施五类实体类组成，桥梁隧道由于需要特殊表达，作为特殊路段单独表达。

3.1.1 基础实体类

1）道路交汇点：道路与道路相交并保证车辆能够通行的区域抽象为道路交汇点。道路交汇点被分为：道路交汇处、高速公路出口、高速公路入口等。

2）道路线段：当道路中铺面材质、道路车道数、道路技术等级等道路属性在道路分段过程中不一致时，具有相同道路属性的道路段被定义为一条道路线段，道路线段的起止节点作为伪节点不记录其实体。道路段被划分国/省/县/乡道（含建筑中）、机耕路、专用公路、其他公路、漫水路面、汽车徒涉场、汽车渡、时令路、高架路、高架快速路、快速路、主次干道、引导、匝道（含建筑中交换道、连接道）、内部道路、桥梁隧道。

3）道路弧段：只要一个入口和出口的道路当做道路弧段，入口与出口可以被定义为道路段的两个道路交汇点。道路弧段由道路线段组成。

4）路线：由于人类管理的介入，为一些路段集合进行了命名，如**路，**高速，**省道等等。这些路段的集合，被称为路线。

5）道路附属设施是服务于道路交通的构筑物设施。被划分为：收费站、长途汽车站、高速公路服务区、高速路临时停车点、加油（气）站、里程碑。

6）互通枢纽：是指高速公路之间、高速公路与其他公路之间的互通道路路的集合。

3.1.2 实体关系车行道路及设施的实体关系如下图表示：

1)考虑到不同比例尺表达要求，在小比例尺下会合并简化多个道路交汇点，因此会存在小比例尺下的交汇点可以组成大比例尺道路的道路交汇点。

2)考虑到管理特性,加入实体事件属性,比如桥梁载重、道路拥堵、单双向，道路限高区域。如果路段为单向，则进口到出口的方向为车行方向，如果为双向路段，起点和终点与顺序无关。

3)道路弧段与道路交汇点形成了车行道路网络。一条车行路线由多条路弧段段组成，在实际的管理中，还存在一条路弧段是多条路段的一部分。

3.1.3 地理实体元素组成

1）道路交汇点：由基本属性和至少一个点状几何属性组成。

2）道路线段：由基本属性和至少一条道路中心线几何属性及多个（包括0，1个）道路面组成。道路两边由道路边线组成。

3）路线：由路线基本属性组成。不含几何属性。