基于GIS的交通流數據庫的建立

張樹輝 張安鑫

摘要：隨著我國經濟的快速發展，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學定律進行交通特征描述的邊緣學科。多年來，交通流理論在交通規劃、交通道路管制、交通工程設施設計等眾多交通工程研究領域被大量的應用。但是交通流信息存在著復雜、數據量大、統計困難、難以共通等諸多問題，因此建立交通流數據庫已經變得刻不容緩。

關鍵詞：交通流;GIS;數據庫技術

1研究背景和意義

傳統數據庫可以實現對道路的各種屬性數據進行統計分析，但是對于整個交通流的空間分析能力還嚴重不足，而且不能夠直觀地將數據給呈現出來。地理信息系統可以很好地對空間數據進行存儲、管理、分析和表示。建立一個以GIS為基礎的城市交通流數據庫，可以使物流客運、施工項目實施、交通秩序維護和管理工作取得事半功倍的效果。

2數據的獲取

人工采集和自動采集是現有的交通流數據的兩種主要采集方法。按照交通流量統計調查方式可以將交通流數據采集分為兩類：一是每個月抽出固定的一天進行數據采集，這種采集方法被稱為間隙式調查統計;另一種是每一天都對道路進行不間斷的連續采集，這種采集方法被稱為連續式調查統計。在對交通流數據進行分析之前，應采用平滑濾波、奇異點消除、插值等數據預處理方法對實時采集的交通數據進行預處理，以保證數據的真實性、有效性和可靠性。

3.??? 空間數據庫設計

3.1? 模型設計

與以前的形狀和覆蓋數據模型相比，地理數據庫具有無與倫比的統一數據管理模式，是一種統一、智能的空間數據模型。地理數據庫能夠支持各種數據要素類及其之間拓撲關系的建模。它最為突出的特點是能夠允許多用戶進行編輯和通用存儲模式。

3.2? 邏輯設計

建立交通流信息數據庫需要大量復雜的數據。在數據庫設計之前，大的數據庫可以切割分成多個小的數據庫，這樣做使數據庫管理、開發和應用變得更加簡單易行。一個大的圖幅可以被地理信息系統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據的冗余度。圖3.2是分割圖幅和圖層的示意圖。

3.3? 構建地理信息數據庫

依據空間實體點、線和面的屬性來區分圖層。用這些已經區分的圖層來對要素類進行創建。同一個要素類需要具有相同的物理屬性對象。該數據庫構建所需要的新的要素類需要在ArcCatalog中逐個創建。

3.4? 物理設計

空間數據庫物理設計的兩個關鍵是設計數據庫的物理結構和物理構建數據庫。現實世界中實體和其他實體的關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。表達空間物理實體的關鍵是選擇合適的模型。在交通流數據庫的構建中，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的物理模型，然后展示其拓撲關系。用一個shape層來表示一個抽象的物理實體對象，并創建其拓撲關系圖。客觀對象實體可以通過存儲在關系數據庫中的形狀文件和拓撲關系來反映。

4.??? 實驗與結果分析

本次實驗數據來源于復旦大學力學與工程科學系的吳正、郭明旻等創建的交通實測視頻與數據共享平臺。由于獲取的實驗數據有限本次實驗僅建立了簡單的數據庫。

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，其中共出現了三次零值，這就代表這三個時間段出現了堵塞，此時需要派出管理人員進行管理。這大大提高了管理人員的工作效率。不僅如此，通過對交通流數據進行入庫操作，然后再對其進行分析可以對交通狀況進行預測，這對于管理人員進行工作調度大有裨益。

5.??? 總結及展望

論文主要介紹了基于GIS建立交通流數據庫的方法以及將數據進行可視化的研究分析，以北京四環交通流數據為主要研究對象，利用現有的資源及條件，研究了建立交通流數據庫以及將數據可視化的方法，重點研究了基于地理信息系統的交通流信息數據庫的創建方法：將空間數據庫和屬性數據庫分為兩個部分分別創建，最后進行關聯。分別創建空間數據庫和屬性數據庫，最后進行關聯。根據標準的流程（需求分析、概念設計、邏輯設計、物理設計）分別建立空間數據庫和屬性數據庫。利用ArcGIS根據地物的空間位置建立空間數據庫。

以SQL Server為依托建立數據庫具有靈活性、易用性、適合分布式組織的可伸縮性、用于決策支持的數據倉庫功能、與許多其他服務器軟件緊密關聯的集成性、良好的性價比等優點，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據庫進行系統上的優化，以便對交通流數據進行更好的存儲。

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