吳千里

(鄭州市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河南鄭州 450052)

道路紅線信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)組織

吳千里?

(鄭州市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河南鄭州 450052)

道路紅線數(shù)據(jù)的重要來源是各種道路規(guī)劃設(shè)計(jì)CAD成果，通過對(duì)道路紅線信息化管理特點(diǎn)的綜合分析，提出了采用ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，建立基于AutoCAD環(huán)境、集成GIS技術(shù)的道路紅線信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，論述了系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)、數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)、功能設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，介紹了系統(tǒng)建設(shè)中的數(shù)據(jù)組織與更新。

道路紅線；地理信息系統(tǒng)；CAD；數(shù)據(jù)組織

1 引 言

道路紅線是道路用地和兩側(cè)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(guī)劃建設(shè)的基礎(chǔ)與框架，是實(shí)施道路定線與建筑物定界的依據(jù)，具有法律效力。在城市規(guī)劃部門，道路紅線數(shù)據(jù)的一個(gè)重要來源就是各種道路規(guī)劃設(shè)計(jì)CAD成果，由于數(shù)據(jù)來源的多樣性、復(fù)雜性，傳統(tǒng)的道路紅線管理與應(yīng)用模式已跟不上城市的快速發(fā)展需要，必須對(duì)道路設(shè)計(jì)成果加以合理組織，采用空間信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理模式進(jìn)行管理，以構(gòu)成完整的規(guī)劃道路紅線空間數(shù)據(jù)庫(kù)。

道路紅線信息系統(tǒng)是融計(jì)算機(jī)圖形與多種數(shù)據(jù)庫(kù)于一體，為道路紅線的規(guī)劃設(shè)計(jì)、管理、決策服務(wù)，以GIS軟件為平臺(tái)的輔助城市規(guī)劃管理決策的應(yīng)用型技術(shù)系統(tǒng)。具有空間數(shù)據(jù)查詢與顯示、屬性管理、統(tǒng)計(jì)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(dá)，可以進(jìn)行各種輔助決策分析，提高道路紅線規(guī)劃決策的科學(xué)性，更好地建立與完善城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)。

研究基于CAD設(shè)計(jì)成果的規(guī)劃道路紅線信息化管理模式，可為政府城市規(guī)劃等部門決策提供多要素、多層次、多時(shí)態(tài)的城市道路紅線以及自然、人文、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)信息，使其能更好、更有效地實(shí)現(xiàn)城市道路紅線規(guī)劃設(shè)計(jì)與管理的現(xiàn)代化。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思想

道路紅線信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以城市道路紅線的規(guī)劃設(shè)計(jì)、管理、維護(hù)與應(yīng)用服務(wù)為切入點(diǎn)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為載體，以空間數(shù)據(jù)庫(kù)為橋梁，有機(jī)融合AutoCAD與ArcSDE，既最大限度地貼近規(guī)劃設(shè)計(jì)用戶的操作習(xí)慣，又充分結(jié)合AutoCAD在設(shè)計(jì)、圖形編輯與ArcSDE在海量數(shù)據(jù)管理、分析上的各自優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)AutoCAD與其他GIS系統(tǒng)的直接通信，拓展系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

由于系統(tǒng)本身的復(fù)雜性、基礎(chǔ)性和建設(shè)管理的長(zhǎng)期性的特點(diǎn)，系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)遵循整體性、先進(jìn)性、實(shí)用性、可擴(kuò)充性的原則，解決影響AutoCAD用戶與GIS用戶集成應(yīng)用的信息“壁壘”，科學(xué)、高效地管理規(guī)劃道路紅線，開發(fā)規(guī)劃道路紅線的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和維護(hù)功能，提高道路紅線的綜合應(yīng)用效益。

2.2 系統(tǒng)目標(biāo)

系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是充分利用GIS技術(shù)對(duì)規(guī)劃道路紅線空間信息、屬性信息進(jìn)行管理；實(shí)現(xiàn)方便、快捷的道路紅線圖形、屬性互動(dòng)查詢及規(guī)劃道路紅線相關(guān)的量測(cè)統(tǒng)計(jì)工作；能夠?qū)Φ缆芳t線數(shù)據(jù)進(jìn)行修正和添加；提供方便的輔助設(shè)計(jì)工具，用來繪制、標(biāo)注規(guī)劃道路紅線；對(duì)道路與交叉口的特征指標(biāo)等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析；方便、準(zhǔn)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(shù)，實(shí)現(xiàn)道路紅線數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)分發(fā)與應(yīng)用，保證數(shù)據(jù)安全與數(shù)據(jù)共享的統(tǒng)一，提高相關(guān)行業(yè)應(yīng)用效率。

2.3 數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的建設(shè)基礎(chǔ)和管理對(duì)象為各類規(guī)劃道路紅線數(shù)據(jù)，因此，所有的功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)都必須緊密圍繞道路紅線數(shù)據(jù)進(jìn)行。通過對(duì)道路紅線的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)、數(shù)據(jù)存在形式、數(shù)據(jù)管理要求、數(shù)據(jù)運(yùn)行流程等的分析，系統(tǒng)數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)圖

2.4 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

(1)輔助設(shè)計(jì)功能

開發(fā)AutoCAD環(huán)境下的道路紅線輔助設(shè)計(jì)功能，能夠提高道路紅線規(guī)劃設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化程度。通過圖例板功能，實(shí)現(xiàn)道路紅線的幾何信息自動(dòng)固化，進(jìn)行道路快速設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)對(duì)道路交叉口和彎道進(jìn)行自動(dòng)倒角、自動(dòng)標(biāo)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(dòng)繪制停車港，以及對(duì)這些線條的同時(shí)修改等功能；具備道路名稱、道路寬度的自動(dòng)注記功能，并能在當(dāng)前視窗內(nèi)完整顯示；通過預(yù)先設(shè)置對(duì)外提供道路紅線數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)格式，實(shí)現(xiàn)道路紅線圖的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化自動(dòng)出圖功能，提高數(shù)據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

(2)數(shù)據(jù)更新功能

提供圖形局部打開和局部修改回存的機(jī)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(jìn)行操作。系統(tǒng)自動(dòng)將圖形、屬性修改后的道路紅線數(shù)據(jù)存回到原紅線圖中，而不必在整幅紅線圖上進(jìn)行操作，以提高工作效率，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的保密性。

(3)數(shù)據(jù)監(jiān)理功能

通過開發(fā)質(zhì)量檢測(cè)工具建立數(shù)據(jù)監(jiān)理功能和機(jī)制，解決設(shè)計(jì)成果與入庫(kù)數(shù)據(jù)間的分離狀態(tài)以及大量整合工作，體現(xiàn)“成果數(shù)據(jù)即入庫(kù)數(shù)據(jù)”的理念。質(zhì)量檢測(cè)工具包括圖形的檢測(cè)和屬性的檢測(cè)，在對(duì)圖形規(guī)整以后，可以使用檢測(cè)工具來檢測(cè)圖形的質(zhì)量，采用嚴(yán)格的圖形數(shù)據(jù)檢測(cè)方法；對(duì)于屬性的檢查，主要包括檢測(cè)屬性的定義，屬性默認(rèn)值的設(shè)計(jì)等。采用嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)把關(guān)，進(jìn)行自動(dòng)化檢查和清理，不合格的圖形數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，防止非法數(shù)據(jù)入庫(kù)，有利于保證數(shù)據(jù)的入庫(kù)質(zhì)量。

(4)空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理

實(shí)現(xiàn)面向AutoCAD環(huán)境空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理，能進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)化入庫(kù)與多種方式的數(shù)據(jù)提?。荒軌?qū)Φ缆芳t線歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理與回溯，反映城市道路紅線的歷史變遷，為相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)變更提供法律性的數(shù)據(jù)備份機(jī)制。

(5)查詢、統(tǒng)計(jì)與空間分析

設(shè)計(jì)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(jù)用戶輸入的屬性條件，如記錄道路紅線調(diào)整的“調(diào)整編號(hào)”、“項(xiàng)目工程號(hào)”等信息，系統(tǒng)自動(dòng)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(jù)選擇的道路紅線查詢?cè)摷t線的相關(guān)調(diào)整信息，用鼠標(biāo)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)基于AutoCAD數(shù)據(jù)形式的道路信息的查詢、統(tǒng)計(jì)(如:坐標(biāo)定位、道路定位查詢)以及AutoCAD環(huán)境下數(shù)據(jù)的空間分析功能，如:數(shù)據(jù)疊加分析、緩沖區(qū)分析，為道路紅線的應(yīng)用提供輔助決策支持。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

(1)CAD與GIS集成技術(shù)

以大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Server 2000為核心，利用ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，集成CAD技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、GIS技術(shù)、組件技術(shù)，以提高CAD與GIS集成的可行性與適用性，實(shí)現(xiàn)海量CAD數(shù)據(jù)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理、規(guī)劃控制線的歷史數(shù)據(jù)管理；解決CAD數(shù)據(jù)的屬性擴(kuò)展和屬性的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，以及多種方式的數(shù)據(jù)提??；利用GIS的概念和方法，在AutoCAD環(huán)境下實(shí)現(xiàn)常見的GIS查詢、統(tǒng)計(jì)、空間分析。

(2)設(shè)計(jì)過程標(biāo)準(zhǔn)化

系統(tǒng)引入“設(shè)計(jì)過程標(biāo)準(zhǔn)化”理念，即在數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)過程中，建立面向數(shù)據(jù)庫(kù)、GIS應(yīng)用和專業(yè)化應(yīng)用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以及基于此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制的數(shù)據(jù)監(jiān)理機(jī)制。依托開發(fā)的基于數(shù)據(jù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)化控制的輔助設(shè)計(jì)工具，實(shí)現(xiàn)AutoCAD圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一致性，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，融標(biāo)準(zhǔn)于生產(chǎn)，生產(chǎn)的過程即數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的過程，從一定程度上避免數(shù)據(jù)的二次加工整理，有效進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，減少系統(tǒng)建設(shè)環(huán)節(jié)。

(3)融合GIS、數(shù)據(jù)庫(kù)與MIS技術(shù)

在道路紅線信息系統(tǒng)的應(yīng)用與管理中引入先進(jìn)的GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與MIS技術(shù)，從技術(shù)手段上保障系統(tǒng)與管理模式的實(shí)現(xiàn)與生命力，使道路紅線信息系統(tǒng)具有適用性與易用性，促進(jìn)系統(tǒng)在實(shí)際工作中的推廣與應(yīng)用。

4 數(shù)據(jù)組織與更新

數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)的血液，數(shù)據(jù)組織與更新維護(hù)機(jī)制是道路紅線信息系統(tǒng)的重要組成部分。規(guī)劃道路數(shù)據(jù)源主要是通過審批的總體規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃中的道路交通系統(tǒng)以及道路規(guī)劃設(shè)計(jì)資料，由于是通過審批的資料，所以成果具有法定性和權(quán)威性，不能輕易修改。但落實(shí)到具體數(shù)據(jù)質(zhì)量時(shí)，一般是按照CAD繪圖制作，存在道路邊線重復(fù)、一條道路的中心線斷開、分層不規(guī)范等問題，很難滿足GIS建庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用要求規(guī)劃道路成果的描述盡量規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，只有將規(guī)劃道路成果按一定的規(guī)律進(jìn)行分類和編碼，使其有序地存入計(jì)算機(jī)，才能按類別和代碼進(jìn)行存儲(chǔ)、檢索，滿足各種應(yīng)用分析需求，部門之間才能實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享和交流，否則，這些信息將成為一堆雜亂無章的數(shù)據(jù)，無法查找，失去使用價(jià)值。因此，道路數(shù)據(jù)的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化是規(guī)劃道路信息系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)的必要前提和基礎(chǔ)，在進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)建庫(kù)管理之前，需要對(duì)道路設(shè)計(jì)圖形進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分層分類、添加編碼、要素規(guī)整以及添加屬性信息等前期數(shù)據(jù)預(yù)處理工作。

4.1 數(shù)據(jù)組織標(biāo)準(zhǔn)

(1)道路紅線數(shù)據(jù)分類

對(duì)各種規(guī)劃道路成果數(shù)據(jù)源進(jìn)行分析、歸類，并綜合道路紅線數(shù)據(jù)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，大致可以將其分為法定道路紅線成果數(shù)據(jù)和參考道路紅線數(shù)據(jù)兩大類。法定道路紅線成果數(shù)據(jù)主要是指通過城市規(guī)劃管理部門審批的規(guī)劃道路設(shè)計(jì)成果，具有法定性和權(quán)威性；而參考道路紅線數(shù)據(jù)雖不具有法定性，但對(duì)城市的建設(shè)、規(guī)劃設(shè)計(jì)等工作起到指導(dǎo)與參考作用，應(yīng)將其與法定道路紅線成果數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，以便更好地了解城市整體道路的規(guī)劃情況。

通過數(shù)據(jù)分類，便于制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理模式架構(gòu)，使道路數(shù)據(jù)之間既相互依存，又能嚴(yán)格區(qū)分，同時(shí)，經(jīng)過一定的確認(rèn)程序，參考道路紅線數(shù)據(jù)也能實(shí)現(xiàn)向法定道路紅線成果數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。

(2)道路紅線數(shù)據(jù)分層

綜合考慮規(guī)劃道路數(shù)據(jù)狀況，并結(jié)合道路規(guī)劃專業(yè)的特點(diǎn)，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(jié)構(gòu)規(guī)則》標(biāo)準(zhǔn)，將道路紅線數(shù)據(jù)進(jìn)行分層歸類，并在數(shù)據(jù)庫(kù)的庫(kù)體中添加設(shè)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(biāo)準(zhǔn)化可以為實(shí)現(xiàn)信息共享奠定基礎(chǔ)，參考國(guó)標(biāo)并在對(duì)鄭州市路網(wǎng)分析的基礎(chǔ)上，道路編碼采用5級(jí)7位編碼，由大寫英文字母和十進(jìn)制數(shù)字碼組成。其結(jié)構(gòu)為:方位碼(1位)＋分類碼(1位)＋走向碼(1位)＋道路序號(hào)碼(2位)＋信息碼(2位)。

(4)道路標(biāo)準(zhǔn)路名庫(kù)

道路路名是各種規(guī)劃成果的重要載體，路名的混亂、不規(guī)范嚴(yán)重制約著規(guī)劃道路數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，因此，必須建立完備的道路路名數(shù)據(jù)庫(kù)，并具備修改、維護(hù)功能。鄭州市道路路名數(shù)據(jù)庫(kù)采用的平臺(tái)為SQL2000服務(wù)器＋客戶端，數(shù)據(jù)庫(kù)表格設(shè)計(jì)如表1所示。

鄭州市道路路名數(shù)據(jù)庫(kù)表 表1

4.2 數(shù)據(jù)更新維護(hù)

(1)圖形數(shù)據(jù)的維護(hù)

通過建立科學(xué)的道路紅線數(shù)據(jù)更新維護(hù)流程與機(jī)制，保證道路紅線的嚴(yán)肅性與唯一性。圖形數(shù)據(jù)更新與維護(hù)通過系統(tǒng)局部紅線圖的打開與修改實(shí)現(xiàn)，首先對(duì)接收的道路規(guī)劃設(shè)計(jì)成果進(jìn)行圖形質(zhì)量監(jiān)理與檢測(cè)，再利用開發(fā)的輔助設(shè)計(jì)功能進(jìn)行一定的圖形規(guī)整工作，包括:變更規(guī)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(shí)現(xiàn)道路紅線圖形的快速整理與維護(hù)。

(2)屬性信息錄入與編輯

在道路規(guī)劃設(shè)計(jì)中，道路中線和道路紅線是控制道路要素的依據(jù)，需要進(jìn)行道路屬性信息的設(shè)置，其中道路中心線是規(guī)劃道路的“靈魂線”，道路的主要屬性都設(shè)置在道路中心線上。為便于數(shù)據(jù)的查詢和程序的實(shí)現(xiàn)，相關(guān)屬性的錄入分為圖形信息屬性和數(shù)據(jù)更新屬性兩部分，圖形信息屬性采用在AutoCAD平臺(tái)上超鏈接的方式實(shí)現(xiàn)，賦在相應(yīng)的道路中線上；數(shù)據(jù)更新屬性采用編程處理，直接賦在各實(shí)體對(duì)象上。視距紅線和渠化路口參數(shù)屬性的錄入分為規(guī)范數(shù)據(jù)和非規(guī)范數(shù)據(jù)，全部由程序?qū)崿F(xiàn)，數(shù)據(jù)更新人員選擇道路交點(diǎn)，按順時(shí)針方向選擇一條道路中線，然后根據(jù)程序提示輸入相應(yīng)的屬性。

5 結(jié) 語

道路規(guī)劃設(shè)計(jì)成果的信息化管理，是城市規(guī)劃部門充分應(yīng)用信息技術(shù)提高規(guī)劃成果使用效率的一種有效途徑。由于道路設(shè)計(jì)成果主要采用AutoCAD軟件完成，要實(shí)現(xiàn)面向GIS的道路規(guī)劃成果的信息化管理，必須解決CAD與GIS的集成問題，同時(shí)還要解決道路紅線數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新與維護(hù)問題，以保持?jǐn)?shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性。本文通過鄭州市道路紅線信息系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建實(shí)踐，介紹了道路紅線信息系統(tǒng)的建設(shè)與實(shí)現(xiàn)目標(biāo)以及數(shù)據(jù)組織與更新體系，以便為城市規(guī)劃、建設(shè)和管理部門的輔助設(shè)計(jì)提供規(guī)范、精確的法律依據(jù)，為規(guī)劃建設(shè)的管理決策提供有力的支持。

[1]江成云，李喬，何波.真三維下的道路紅線GIS[J].測(cè)繪通報(bào)，2001(4):19～20

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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(jí)工程師，主要從事地圖制圖與城市地理信息系統(tǒng)研究與應(yīng)用工作。