道路紅線信息系統的設計與數據組織

吳千里

(鄭州市規劃勘測設計研究院，河南鄭州 450052)

道路紅線信息系統的設計與數據組織

吳千里?

(鄭州市規劃勘測設計研究院，河南鄭州 450052)

道路紅線數據的重要來源是各種道路規劃設計CAD成果，通過對道路紅線信息化管理特點的綜合分析，提出了采用ArcSDE空間數據庫引擎，建立基于AutoCAD環境、集成GIS技術的道路紅線信息系統的設計思想，論述了系統建設目標、數據邏輯結構、功能設計以及實現的關鍵技術，介紹了系統建設中的數據組織與更新。

道路紅線；地理信息系統；CAD；數據組織

1 引 言

道路紅線是道路用地和兩側建筑用地的分界線，即道路橫斷面中各種用地總寬度的邊界線。它是城市規劃建設的基礎與框架，是實施道路定線與建筑物定界的依據，具有法律效力。在城市規劃部門，道路紅線數據的一個重要來源就是各種道路規劃設計CAD成果，由于數據來源的多樣性、復雜性，傳統的道路紅線管理與應用模式已跟不上城市的快速發展需要，必須對道路設計成果加以合理組織，采用空間信息系統的數據庫管理模式進行管理，以構成完整的規劃道路紅線空間數據庫。

道路紅線信息系統是融計算機圖形與多種數據庫于一體，為道路紅線的規劃設計、管理、決策服務，以GIS軟件為平臺的輔助城市規劃管理決策的應用型技術系統。具有空間數據查詢與顯示、屬性管理、統計分析、制圖和連接多媒體等功能，借助其特有的空間分析功能和可視化表達，可以進行各種輔助決策分析，提高道路紅線規劃決策的科學性，更好地建立與完善城市規劃管理信息系統。

研究基于CAD設計成果的規劃道路紅線信息化管理模式，可為政府城市規劃等部門決策提供多要素、多層次、多時態的城市道路紅線以及自然、人文、社會與經濟信息，使其能更好、更有效地實現城市道路紅線規劃設計與管理的現代化。

2 系統設計

2.1 設計思想

道路紅線信息系統的設計以城市道路紅線的規劃設計、管理、維護與應用服務為切入點，以計算機網絡為載體，以空間數據庫為橋梁，有機融合AutoCAD與ArcSDE，既最大限度地貼近規劃設計用戶的操作習慣，又充分結合AutoCAD在設計、圖形編輯與ArcSDE在海量數據管理、分析上的各自優勢，實現AutoCAD與其他GIS系統的直接通信，拓展系統的應用范圍。

由于系統本身的復雜性、基礎性和建設管理的長期性的特點，系統建設應遵循整體性、先進性、實用性、可擴充性的原則，解決影響AutoCAD用戶與GIS用戶集成應用的信息“壁壘”，科學、高效地管理規劃道路紅線，開發規劃道路紅線的標準化生產和維護功能，提高道路紅線的綜合應用效益。

2.2 系統目標

系統建設目標是充分利用GIS技術對規劃道路紅線空間信息、屬性信息進行管理；實現方便、快捷的道路紅線圖形、屬性互動查詢及規劃道路紅線相關的量測統計工作；能夠對道路紅線數據進行修正和添加；提供方便的輔助設計工具，用來繪制、標注規劃道路紅線；對道路與交叉口的特征指標等信息進行統計與分析；方便、準確地查詢與記錄道路紅線圖歷史檔案，提供道路紅線圖的輸出功能；融合WebGIS技術，實現道路紅線數據的網絡分發與應用，保證數據安全與數據共享的統一，提高相關行業應用效率。

2.3 數據邏輯結構

系統的建設基礎和管理對象為各類規劃道路紅線數據，因此，所有的功能設計與實現都必須緊密圍繞道路紅線數據進行。通過對道路紅線的數據結構與特點、數據存在形式、數據管理要求、數據運行流程等的分析，系統數據邏輯結構如圖1所示。

圖1 系統數據邏輯結構圖

2.4 系統功能設計

(1)輔助設計功能

開發AutoCAD環境下的道路紅線輔助設計功能，能夠提高道路紅線規劃設計的自動化程度與數據標準化、規范化程度。通過圖例板功能，實現道路紅線的幾何信息自動固化，進行道路快速設計；實現對道路交叉口和彎道進行自動倒角、自動標注的功能；能夠一次性繪制道路中心線、隔離帶、路沿線、道路紅線和建筑后退紅線，自動繪制停車港，以及對這些線條的同時修改等功能；具備道路名稱、道路寬度的自動注記功能，并能在當前視窗內完整顯示；通過預先設置對外提供道路紅線數據的標準格式，實現道路紅線圖的規范化、標準化自動出圖功能，提高數據產品的質量和生產效率。

(2)數據更新功能

提供圖形局部打開和局部修改回存的機制，不用將整幅紅線圖打開，可以通過空間查詢手段打開所需的局部紅線圖，并可另存為新文件進行操作。系統自動將圖形、屬性修改后的道路紅線數據存回到原紅線圖中，而不必在整幅紅線圖上進行操作，以提高工作效率，增強數據的保密性。

(3)數據監理功能

通過開發質量檢測工具建立數據監理功能和機制，解決設計成果與入庫數據間的分離狀態以及大量整合工作，體現“成果數據即入庫數據”的理念。質量檢測工具包括圖形的檢測和屬性的檢測，在對圖形規整以后，可以使用檢測工具來檢測圖形的質量，采用嚴格的圖形數據檢測方法；對于屬性的檢查，主要包括檢測屬性的定義，屬性默認值的設計等。采用嚴格的質量檢測把關，進行自動化檢查和清理，不合格的圖形數據不能實現轉換，防止非法數據入庫，有利于保證數據的入庫質量。

(4)空間數據庫管理

實現面向AutoCAD環境空間數據的數據庫管理，能進行數據的自動化入庫與多種方式的數據提取；能夠對道路紅線歷史數據進行數據庫管理與回溯，反映城市道路紅線的歷史變遷，為相關規劃設計變更提供法律性的數據備份機制。

(5)查詢、統計與空間分析

設計靈活的從屬性查圖形信息以及從圖形中直接查屬性的功能。從屬性查圖形:根據用戶輸入的屬性條件，如記錄道路紅線調整的“調整編號”、“項目工程號”等信息，系統自動檢索符合條件的道路紅線圖并在屏幕上閃爍顯示；從圖形查屬性:根據選擇的道路紅線查詢該紅線的相關調整信息，用鼠標點取所查紅線的空間位置，如路段或交叉路口，則很快將其屬性顯示在屏幕上。

實現基于AutoCAD數據形式的道路信息的查詢、統計(如:坐標定位、道路定位查詢)以及AutoCAD環境下數據的空間分析功能，如:數據疊加分析、緩沖區分析，為道路紅線的應用提供輔助決策支持。

3 系統實現的關鍵技術

(1)CAD與GIS集成技術

以大型關系數據庫SQL Server 2000為核心，利用ArcSDE空間數據庫引擎，集成CAD技術、空間數據庫技術、GIS技術、組件技術，以提高CAD與GIS集成的可行性與適用性，實現海量CAD數據的空間數據庫管理、規劃控制線的歷史數據管理；解決CAD數據的屬性擴展和屬性的數據庫存儲，以及多種方式的數據提取；利用GIS的概念和方法，在AutoCAD環境下實現常見的GIS查詢、統計、空間分析。

(2)設計過程標準化

系統引入“設計過程標準化”理念，即在數據采集、生產過程中，建立面向數據庫、GIS應用和專業化應用的數據標準以及基于此標準進行控制的數據監理機制。依托開發的基于數據規范與標準化控制的輔助設計工具，實現AutoCAD圖形數據與屬性數據的一致性，強調設計過程的標準化建設，融標準于生產，生產的過程即數據標準化的過程，從一定程度上避免數據的二次加工整理，有效進行數據質量控制，減少系統建設環節。

(3)融合GIS、數據庫與MIS技術

在道路紅線信息系統的應用與管理中引入先進的GIS技術、數據庫技術與MIS技術，從技術手段上保障系統與管理模式的實現與生命力，使道路紅線信息系統具有適用性與易用性，促進系統在實際工作中的推廣與應用。

4 數據組織與更新

數據是地理信息系統的血液，數據組織與更新維護機制是道路紅線信息系統的重要組成部分。規劃道路數據源主要是通過審批的總體規劃、控制性詳細規劃中的道路交通系統以及道路規劃設計資料，由于是通過審批的資料，所以成果具有法定性和權威性，不能輕易修改。但落實到具體數據質量時，一般是按照CAD繪圖制作，存在道路邊線重復、一條道路的中心線斷開、分層不規范等問題，很難滿足GIS建庫對數據質量的要求。

計算機技術的應用要求規劃道路成果的描述盡量規范化、標準化，只有將規劃道路成果按一定的規律進行分類和編碼，使其有序地存入計算機，才能按類別和代碼進行存儲、檢索，滿足各種應用分析需求，部門之間才能實現信息數據的共享和交流，否則，這些信息將成為一堆雜亂無章的數據，無法查找，失去使用價值。因此，道路數據的規范化與標準化是規劃道路信息系統與計算機輔助規劃設計的必要前提和基礎，在進行具體的數據建庫管理之前，需要對道路設計圖形進行標準化分層分類、添加編碼、要素規整以及添加屬性信息等前期數據預處理工作。

4.1 數據組織標準

(1)道路紅線數據分類

對各種規劃道路成果數據源進行分析、歸類，并綜合道路紅線數據的性質、結構、特點，大致可以將其分為法定道路紅線成果數據和參考道路紅線數據兩大類。法定道路紅線成果數據主要是指通過城市規劃管理部門審批的規劃道路設計成果，具有法定性和權威性；而參考道路紅線數據雖不具有法定性，但對城市的建設、規劃設計等工作起到指導與參考作用，應將其與法定道路紅線成果數據統一管理，以便更好地了解城市整體道路的規劃情況。

通過數據分類，便于制定相應的數據管理模式架構，使道路數據之間既相互依存，又能嚴格區分，同時，經過一定的確認程序，參考道路紅線數據也能實現向法定道路紅線成果數據的轉化。

(2)道路紅線數據分層

綜合考慮規劃道路數據狀況，并結合道路規劃專業的特點，參照《城市地理要素——城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管線編碼結構規則》標準，將道路紅線數據進行分層歸類，并在數據庫的庫體中添加設置圖層名稱、顏色、線型、字體。

(3)城市道路編碼體系

城市道路編碼的標準化可以為實現信息共享奠定基礎，參考國標并在對鄭州市路網分析的基礎上，道路編碼采用5級7位編碼，由大寫英文字母和十進制數字碼組成。其結構為:方位碼(1位)＋分類碼(1位)＋走向碼(1位)＋道路序號碼(2位)＋信息碼(2位)。

(4)道路標準路名庫

道路路名是各種規劃成果的重要載體，路名的混亂、不規范嚴重制約著規劃道路數據的標準化，因此，必須建立完備的道路路名數據庫，并具備修改、維護功能。鄭州市道路路名數據庫采用的平臺為SQL2000服務器＋客戶端，數據庫表格設計如表1所示。

鄭州市道路路名數據庫表 表1

4.2 數據更新維護

(1)圖形數據的維護

通過建立科學的道路紅線數據更新維護流程與機制，保證道路紅線的嚴肅性與唯一性。圖形數據更新與維護通過系統局部紅線圖的打開與修改實現，首先對接收的道路規劃設計成果進行圖形質量監理與檢測，再利用開發的輔助設計功能進行一定的圖形規整工作，包括:變更規劃道路的中線和邊線，道路交叉口與彎道，十字路口、多路口的交叉口等的處理，實現道路紅線圖形的快速整理與維護。

(2)屬性信息錄入與編輯

在道路規劃設計中，道路中線和道路紅線是控制道路要素的依據，需要進行道路屬性信息的設置，其中道路中心線是規劃道路的“靈魂線”，道路的主要屬性都設置在道路中心線上。為便于數據的查詢和程序的實現，相關屬性的錄入分為圖形信息屬性和數據更新屬性兩部分，圖形信息屬性采用在AutoCAD平臺上超鏈接的方式實現，賦在相應的道路中線上；數據更新屬性采用編程處理，直接賦在各實體對象上。視距紅線和渠化路口參數屬性的錄入分為規范數據和非規范數據，全部由程序實現，數據更新人員選擇道路交點，按順時針方向選擇一條道路中線，然后根據程序提示輸入相應的屬性。

5 結 語

道路規劃設計成果的信息化管理，是城市規劃部門充分應用信息技術提高規劃成果使用效率的一種有效途徑。由于道路設計成果主要采用AutoCAD軟件完成，要實現面向GIS的道路規劃成果的信息化管理，必須解決CAD與GIS的集成問題，同時還要解決道路紅線數據的動態更新與維護問題，以保持數據的現勢性。本文通過鄭州市道路紅線信息系統及數據庫的構建實踐，介紹了道路紅線信息系統的建設與實現目標以及數據組織與更新體系，以便為城市規劃、建設和管理部門的輔助設計提供規范、精確的法律依據，為規劃建設的管理決策提供有力的支持。

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The Design and Data Organization of the Right of Way Information System

Wu QianLi
(Zhengzhou Urban Planning Design＆Surveying Research Institute，Zhengzhou 450052，China)

The main source of the right of way data is the various CAD achievements of road planning design.By the comprehensive analysis to the informatization management characteristic of the right of way，the design concept that uses ArcSDE，bases on AutoCAD and integrates GIS technology is put forward about the right of way information system.The build aim，data logical structure，functional design and key technique are discussed.The data organization and updating are described in system building.

the right of way；geographic information system；CAD；data organization

1672－8262(2010)04－44－04

P208

A

2010—02—23

吳千里(1965—)，男，高級工程師，主要從事地圖制圖與城市地理信息系統研究與應用工作。