基于Web的連霍高速公路地理信息平臺設計與實現

楊雯潔　單金鍵　賈子春　何元劍

摘 要：現今，中國的高速公路建設逐漸趨于完善，同時隨著計算機技術、通信技術、網絡技術的迅猛發展，隨著計算機技術、通信技術、網絡技術的迅猛發展，互聯網深刻地改變了地理空間數據信息獲取、傳輸、發布、共享、應用和可視化的過程和方式。地理信息系統與網絡相結合而成的網絡GIS已成為GIS發展的主流。將 GIS 與Web等技術結合，建立基于網絡的分布式高速公路空間信息管理與服務系統可以構建智能化、信息化、精確化的信息管理平臺。本文主要討論中國連霍高速鄭州段的Web端數字高速公路地理信息平臺的構建極其意義。

關鍵詞：WebGIS；數字高速公路；連霍高速公路

鄭州大學創新創業訓練項目編號：xjxm059

1 緒論

1.1 研究背景

隨著高速公路的發展，人們獲得了巨大的社會效益和經濟效益。但由于高速公路的交通管理模式與普通公路大相徑庭，速度高、交通量大，使得高速公路普遍存在著交通擁擠、交通安全、能源問題、環境污染問題和交通事故頻發，同時事故發生后缺乏快速有效的應急辦法。通車里程的增長，路網結構日益復雜，人們對公共設施服務要求的不斷提高，也逐漸的顯現出來，高速公路管理信息化和智能化研究日顯重要。

1.2 連霍高速鄭州段

連霍高速公路簡稱連霍高速（編號G30），是連接江蘇連云港市，至新疆霍爾果斯市的高速公路，全長4395千米，跨越蘇、皖、豫、陜、甘、新六省，經過連云港、徐州、商丘、開封、鄭州、洛陽、三門峽、西安、寶雞、天水、蘭州、烏魯木齊、伊寧、霍爾果斯等主要城市。2014年12月31日全線通車，成為國家一帶一路計劃上的重要交通大動脈，是中國最長的高速公路。河南省一段經過永城、夏邑、虞城、商丘、寧陵、民權、蘭考、開封、鄭州、鞏義、偃師、洛陽、新安、義馬、澠池、三門峽、陜縣、靈寶，計611km（292-903km）。其中鄭州至洛陽段改擴建工程對于提高河南沿黃經濟區公路交通服務水平，增強沿黃城市群的輻射作用，改善河南省東西交通運輸大動脈通行條件，緩和交通運輸緊張狀況，完善全省綜合運輸體系，加快鄭州、洛陽兩市經濟社會發展均具有十分重要的意義。實現全路網的監控、收費、養護、路政、交警等門的信息資源聯網共享，避免低水平重復開發、消除信息孤島，達到信息資源共享，提高高速公路的運行效率和管理水平具有重要的現實意義。

1.1.2 WebGIS概述

網絡GIS 是以網絡為平臺的GIS ，是指在網絡環境下為各種地理信息科學的應用提供GIS 的基本功能（如分析工具、制圖功能）、分布式計算和空間數據管理的空間信息管理系統。本質上它是一個基于網絡的分布式空間信息管理與服務系統，能實現空間設計管理、分布式協同作業、網上發布、代理信息應用服務等多種功能。由于HTTP協議采用基于C/S（Client/Server）的請求應答機制，具有較強的用戶交互能力，可以傳輸并在瀏覽器上顯示多媒體數據，而GIS中的信息主要是圖形、圖像方式表現的空間數據，用戶通過交互操作，對空間數據進行查詢分析。遠程服務器端提供地理信息服務時，把WWW服務器作為信息進出的重要關口。

2 系統設計

2.1 系統邏輯結構設計

本系統采用三層C/S架構，分為客戶端、業務邏輯層及數據層三層。業務邏輯層，把功能進行邏輯劃分及封裝，同時結合使用已有的SuperMap Iserver軟件。數據庫采用MySQL，對于空間數據可通過Iserver進行訪問，對于其中大量的統計表可以通過MySQL直接訪問。

2.2 系統功能設計

基于連霍公路運行和管理的實際需求，結合已有程序功能來設計本系統的功能，主要包括地圖基本模塊、查詢統計模塊、空間分析模塊、信息交換模塊和維護管理模塊。其中查詢統計模塊中包括路網信息查詢、公路沿線村莊查詢、高速公路附屬設施查詢、最近出口查詢。

3 數據庫設計

3.1 空間屬性數據庫

連霍高速公路地理信息數據庫的數據類型復雜。由于高速公路是帶狀構造物，具有路程長、建設時間長、涉及的單位多等特點，因此，高速公路數字化信息平臺無論在空間還是時間上所涉及的數據都是海量的。主要包括路網（國、省、高速、匝道）、公路沿線構造物、附屬設施、基礎地理信息（地名、水系、居民地、行政區劃、植被、交通、影像）等，具體信息如圖1所示。

屬性數據庫中的數據量沒有圖形數據庫中的大，屬性數據主要用于用戶查詢，是對圖形數據的補充。本文采用MySql數據庫管理相關的公路交通屬性數據。屬性數據庫中有多個非常重要的表結構，這些表結構分別描述了不同數據類型的屬性數據結構，列舉如下表2-1 高速出口結構表、表2-2 線路控制點表、表2-3 線路信息表。

3.2 空間數據和屬性數據的關聯

在軟件系統中，通過建立一個標識符識別碼（ID）可以實現地理空間數據和其附屬的屬性數據的查詢。根據識別碼就可以表示空間數據和屬性數據之間的相互關聯，實現屬性數據和地理空間數據之間的交互。

4 公路管理信息系統的實現

以連霍高速現有鄭州段公路資源數據為基礎數據源，利用 SuperMap IClient for javascript平臺的基礎上實現了公路管理信息平臺的開發，最終實現了地圖查詢、編輯等的基本功能。最后以SuperMap Iserver為WebGIS服務器，實現了網上查詢子系統的相關功能，實現了整個信息系統的基本框架設計。

4.1 平臺界面

本文設計的公路管理信息平臺的主界面如圖4-1所示，主界面與一般的地圖瀏覽軟件的界面類似，具有菜單欄、主顯示區和屬性顯示等等。在下拉菜單中分別設置了部分常用功能的快捷操作按鈕。

5 結論

本文分析了當今高速公路管理信息化和智能化飛速發展的現狀，指出了當前有關高速公路的各類數據量日益增大以及數據信息復雜，給高速公路的管理帶來的困難，并進一步闡明了在計算機通信網絡技術飛速發展的今天，應用WebGIS技術建立高速公路信息管理系統的必要性。由于其數據覆蓋范圍廣泛，數據類型復雜，涉及交通管理行業和地理信息系統領域的關鍵技術，省級公路地理信息平臺開發難度大。由于時間緊迫，本文在連霍高速公路地理信息平臺網上查詢子系統方面的開發只是初步的嘗試。

參考文獻

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作者簡介

楊雯潔，男，漢族，云南昆明人，鄭州大學地理信息系統2012級本科生。

單金鍵，男，漢族，河南新密人，鄭州大學地理信息系統2012級本科生。

賈子春，男，漢族，山西呂梁人，鄭州大學地理信息系統2012級本科生。

何元劍，男，漢族，云南紅河人，鄭州大學地理信息系統2012級本科生。