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1、第29卷 第2期2005年4月武 汉 理 工 大 学 学 报(交通科学与工程版)Journal ofW uhan U niversity of Technology(T ransportation Science&Engineering)Vol.29No.2Apr.2005GIS环境下交通信息处理问题研究3收稿日期:20050114陈燕,女,29岁,博士生,主要研究领域为3S集成应用、地学信息图谱等 3国家863项目资助(批准号:2001AA 135140)陈燕1,2)谭玉敏2)齐清文2)(中科院南京地理与湖泊研究所1)南京210008)(中国科学院地理科学与资源研究所2)北京100101)摘
2、要:在分析交通信息内容的基础上,将交通信息分为静态、动态和历史3类,立足于中小城市的交通信息平台建设,结合信息平台的3种可能的运行模式,重点对交通信息平台建设中数据处理相关功能模块进行了设计,并对其中的关键技术进行了研究.动态信息是交通信息中非常重要的一类,目前用GPS采集动态交通流信息以及通过高分辨率遥感图片实时获取路况信息已经成为动态交通信息获取的两大重要渠道,文中从3S技术集成的角度研究了动态交通信息的实时获取和处理.作为属性统计表存在的交通信息通常是包含空间分布特征的,如何利用这些信息,文中也有讨论.关键词:交通信息;空间化;GPS中图法分类号:TP3151交通信息内容及分析交通信息大
3、致可以分为动态、静态和历史3种类型,见图1所示.静态信息是指在交通管理过程中相对固定的一些信息,主要包括道路网络、车辆保有量与构成、人口和社会经济活动分布、交通信号、交通标志、警区划分、警力分布、交通监测与监视点分布和交通法规等.交通管理中静态信息共分为4类:第1类为通用地理要素,第2类为交通管理要素,第3类为交通管理者,第4类为交通管理对象.通用地理要素是指国家规定的特定比例尺地图上必须描述的地物,具体地物随地图比例尺的不同而各异.交通管理要素指交通管理必不可少的基础交通建设、交通设施等,它包括路网空间分布、道路等级、道路长度、宽度、线形、路面性质及交通信号灯、交通流量检测器、交通违章检测仪
4、等.交通管理对象指交通管理部门负责管理、维护、处理、保障等的各种对象,包括公共交通、交通警卫任务、交通意外事故、党政首脑机关等.交通管理者指管理交通管理对象的机关、部门及区域等,包括交通管理警力及其分布、交通管理警区划分、执勤车辆分布等.动态信息主要是指在交通管理过程中随交通管理对象的变化而变化的一些信息,主要包括出行分布、路段与路口的车流量、车道占有率、车速、拥堵分布及程度、路况视频信息、交通事故信息和GPS巡逻警车信息等动态信息.动态交通信息包括规律性信息或突发性信息,规律性信息指特定条件下规律变化的动态信息流,如交通要道早、中、晚的流量信息等.突发性信息指交通管理信息可检测的但不可预期的
5、交通事件,如交通事故、交通流量的非规律性变化等.实时交通监测信息存入动态数据库,此类信息在动态数据库保存一段时间,超过该期限(如1个月)则转入历史数据库,形成历史数据.针对历史数据库,可对交通发展态势等做出趋势分析,进一步还可实现数据融合1.按数据存在状态和类型,上述数据可分为矢量GIS数据、统计数据(属性表或文本)、GPS实时数据以及图像数据几大类.统计数据部分可以分为具有空间分布特性和不具有空间特性两大类,如车流量信息虽然可能表现为属性统计表的 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights r
6、eserved.http:/图1交通信息分类图形式,但其内涵为某个路段的车流量信息,此类数据虽然没有直接的空间数据,但各类信息都有其地理分布,可以据此进行空间定位,以地图的形式来表达,在表达的同时,可以用文本的方式对其进行简短的说明.这类数据需要进行空间化的处理2.2数据处理系统及关键技术研究数据处理的最终目的是为了信息共享及发布.数据处理的主要任务是在数据预处理(原始数据的过滤及清洗)的基础上,对信息平台中的多来源的数据进行进一步加工和融合,并为业务模块及发布终端提供数据来源及支持.相关的数据处理将为包括C?S,B?S,及移动终端等信息发布方式服务.数据处理模块在整个系统中所处的位置可以用图
7、2来说明.交通信息平台中一般存在3种运行方式:C?S,B?S和移动终端.在C?S模式中,数据处理的工作主要为业务模块服务,如辅助决策等模块的数据提供及相关数据处理;在B?S模式中,数据处理的工作主要为网站系统,呼叫中心,固定终端以及交通诱导中的部分功能(如查询及网上路图2数据处理子系统在整个系统中所处的位置径规划等)提供数据及相关数据处理工作;在移动终端模式的数据流程中,数据处理的工作主要为各类移动终端提供基础地理信息格式转换及交通信息事件表转换等数据处理.虽然3种运行方式在表现形式和处理数据内容上有很大差异,但是很多数据处理的方法是相同的.通过对3种运行方式下数据处理要求的分析概括,总结出G
8、IS2T数据处理子系统需要提供如下方面的数据处理方法(或插件):数据解析、数据格式转换、投影变换、数据质量检查、数据批量入库、动态交通信息处理、数据提取、数据抽取、数据融合、数据挖掘、地图服务、遥感信息识别、元数据生成等.数据处理功能结构流程图如图3所示.图3城市交通数据处理功能结构流程图3关键问题研究数据检查、坐标转换、投影变换、几何纠正、格式转换等处理方法都是GIS中常用的数据处理方法,这里不再赘述,下面主要介绍几种针对交通信息的处理方法及其关键点.3.1基础交通管理信息空间化基础交通管理交通信息中存在大量的以属性表或文本形式存在的、具有空间分布特性的非空间数据.在传统的交通管理信息系统中
9、,往往就是571第2期陈燕等:GIS环境下交通信息处理问题研究 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/简单地把它们作为统计数据进行处理,引入GIS技术后,如何将这些数据进行空间化表达就成为非常重要的问题.在交通信息中,车流量等信息是直接与地段(或路段)相关的,通常在信息记录表中会以某个字段值的形式表达,这样就可以与基础地理信息中相对应的地物进行关联,从而可以作为该空间要素属性的形式在地图上直观地显示出来.还有一类是以文本或其他形式记录的要素表,要素空间位置以具
10、体的坐标形式记录,不是表现为某种具体GIS平台的数据格式.这种情况下,通过编写程序直接读取要素记录表,生成对应类型的空间数据,与基础地理信息相匹配.3.2GPS导航数据处理1)关于不同坐标系的处理GPS导航定位所得到的坐标,为世界大地坐标系的地理坐标,即W GS284坐标系,是以地球的质心为坐标系原点的三维直角坐标系;我国解放以来使用的是1954年北京坐标系(BJ254),后又建立了1980年西安坐标系,这些坐标系之间的差异很大,对于同一点位在不同坐标系中的表示,一般都在100 m,需要根据不同的精度要求,建立相应的转换关系,求出对应的转换参数.2)关于投影模型的选择GPS在GIS2T中的应用
11、,还要取决于系统管理中所使用的GIS平台以及平台所使用的地图投影模型.一般说来,投影模型的选择是根据地图的用途、比例尺、内容、使用区域的大小、形状及所在地理位置来确定.在选择GPS数据处理时的投影模型时,注意一定要和GIS平台中使用的地图投影模型相一致.3)GPS数据的输出格式一般地,GPS接收机的数据输出(实时)为国际通用的NM EA20183标准,该标准有一组指令集,可根据不同的用途输出不同的格式,也可转换为GIS平台所要求的E00,DXF等交换格式.3.3交通信息融合交通信息融合是指对来自各信息源或子系统的动态数据信息与系统当前的静态信息进行横向、纵向融合.根据信息采集精度和相关度,把不
12、同子系统相近采集点的信息进行融合,根据各子系统间信息的相关度,过滤错误信息,增加正确信息的可信度.按照数据抽象的3个层次,融合可分为3级,即像素级融合、特征级融合和决策级融合.像素级融合是直接在采集到的原始数据层上进行融合,在各种传感器的原始测报未经预处理之前就进行数据的综合和分析,这里在数据处理阶段主要考虑该等级的信息融合,交通信息融合模型如图4所示3.图4交通信息融合模型如图4所示,根据信号控制、视频检测、微波检测以及GPS等获取的交通流量信息,经过信息融合阶段,结合道路状况信息,可进行实时分析并在电子地图上直观显示道路交通状态(如流量、车速、拥堵情况等),同时,将信息分析的结果提供给指挥
13、中心进行决策制定.交通信息的空间属性和交通属性的融合是GIS技术与数据库技术的综合使用,为了实现这些交通设施特别是含有动态交通信息的交通对象在空间信息和交通信息方面的融合,需要采用数据提取技术,即首先根据地理信息系统中对象属性可扩展特性,扩展交通对象的属性,再利用数据库技术实时更新交通设施对象的交通属性4.4结 束 语文中主要从系统设计的角度,对交通数据处理相关问题进行了规划和设计,并对其中的部分关键技术进行了研究.随着GIS技术及GPS和遥感数据源在交通领域的深入应用,如何利用GIS技术集中快速处理包括GPS实时数据和高分辨率遥感图像在内的动态交通信息是决定交通信息系统建设成败的重要因素5.
14、参 考 文 献1史其信,郑为中.智能交通系统共用信息平台构架及解决方案初步分析.交通运输工程与信息学报,2003,(1):41562贺向东,吴华.智能交通系统中的数据处理技术.城市轨道交通研究,2002,(1):67693许阳阳,老松杨,胡爱国等.GIS环境下融合实时交通数据的交互系统.计算机工程与应用,2002,(21):1621671武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2005年第29卷 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/4莫申国,张百平,姚永慧等.贵
15、州林业数据处理及实现技术.地球信息科学,2003,(3):16215王洪华,郭建星.遥感图像融合技术及其在更新GIS数据库中的应用.测绘通报,2003,(2):1113Research on Problem s of T raffic Information disposalChen Yan1,2)Tan Yum in2)Qi Qingwen2)(N anjing Institute of Geog raphy and L im nology,CA S,N anjing210008)1)(Institute of Geog raphic S ciences and N atural R eso
16、urces R esearch,CA S,B eijing100101)2)AbstractA nalyzing the contents of the traffic information,it classifies traffic information into three types,w hich are static,dynam ic and historic traffic information respectively.Based on the constructions ofthe traffic information platform in the m iddle,sm
17、all cities,integrates the three system run modes(C?S,B?S and M obile Term inal)of the platform,it pays more attention to design the function compo2nents of data processing sub2system and does some research on the key technique.Dynam ic informa2tion is a kind of all2i mportant traffic information,at
18、present two channels to obtain the dynam ic infor2mation separately are by GPS or by real ti me high2resolution remote sensing i mage.From“3S”inte2gration point of view,This paper discusses the real2ti me acquirement and process of the dynam ic traf2fic information.In addition it discusses the spati
19、al distribution of the traffic information and does somework about how to dealw ith them.Key words:traffic information;spatial2enabled;GPS data(上接第169页)Computation M odels andM odal Identification Techniqueof Ship Propeller Shaft Bracket SystemL i XiaobinDu ZhipengJin Xianding(S chool of N aval A rc
20、hitecture and Ocean&Civil Eng.,S hanghai J iaotong U niv.,S hanghai200300)AbstractPropeller shaft bracket system of a ship w as si mulated by beam element model and body elementmodel.U sing the large finite element softw are of N astran,vibration of the propeller shaft bracketsystem w as calculated
21、based on the two models.The comparison and analysis of two computation re2sults indicate that the vibration of propeller shaft bracket system can be calculated using beam elementmodel in practice,w hich is si mple,quick and efficient.How ever,detailed analysis and computer si m2ulation indicate that
22、 the first calculation vibration modalw as not the first vibration modal of the pro2peller shaft bracket system.In the paper,effective modalmass of the propeller shaft bracket systemw as studied and calculated.The practice application expresses that effective modal mass could behelpful to find natural frequency and vibration shape.Key words:propeller shaft bracket system;finite element model;vibration shape;effective modalmass771第2期陈燕等:GIS环境下交通信息处理问题研究 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/