国家自然资源和地理空间基础信息库的交通管理工作探索课案Word文档下载推荐.docx
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分数据中心、主数据中心
信息采集、信息更新、模型设计。
空间数据引擎(SDE)
技术设施层
操作系统、应用中间件、数据库
服务器、存储、网络
表2.2数据库架构
1)基础设施层:
提供了基础库中各个数据库和交换系统的运行环境,主要包括硬件和系统软件。
2)数据资源层:
完成基础库中各类数据资源的组织和维护,通过统一的数据标准进行设计,并且根据数据资源的应用类型采用不同的存储、处理和访问策略。
3)支撑平台层:
实现对公共服务和通用业务服务的归纳和封装,为应用系统提供支撑服务。
4)应用服务层:
根据用户的需求,通过对平台层提供的基础组件和服务进行编配,构建成为面向具体数据服务需求的更高层次的数据服务或者数据共享系统。
5)访问层:
基础信息库需要一个支持多种访问方式的信息发布渠道,对不同类型用户提供个性化的访问和交互渠道。
作为一个面向服务的架构体系,企业服务总线(ESB)是总体架构的核心部分,贯穿于架构的数据资源层、支撑平台层、应用服务层和访问层,各层提供的服务都通过ESB进行统一的发布注册和监控管理,各层对其他层服务的调用都通过ESB进行发现、绑定和调用。
除几个主要层次外,还包括安全平台、系统运行维护管理系统和项目标准体系等,这些系统或者平台构成保证基础库设计、开发和运行的保障体系,其中标准是基础库设计实施、运行管理的基线输入,安全平台是基础库实现信息安全管理和访问的基础结构,运行维护系统是基础库提供连续有效服务的基本保证。
[1]
2.3数据库网站介绍
网站共分为六个板块,分别为:
首页、服务框架、服务接口、标准产品、专题应用、新闻地图。
2.3.1首页
放置有数据库的新闻与通知,以及优秀产品的推荐。
优秀产品可以在下面介绍的标准产品中找到。
2.3.2服务框架
分为框架数据服务、京津冀协同发展、空气质量可视化三个板块。
表2.3-1框架数据服务结构
框架
数据服务
自然资源
气候资源
气温、降水、日照和风速
水资源
水系流域分布
水资源总量与开发量
全国供用耗水量及结构
土地资源
土地利用
耕地分布与农田保护
矿产资源
煤、油、气分布
矿产开采规划分区及重点区域
森林资源
森林分布与蓄积
全国林业产值与产量
海洋功能
渔港分布及渔业
盐场分布及盐田总面积
区域规划与主体功能区
长三角
长三角区域规划
京津冀
京津冀区域规划
社会经济
人口
全国人口普查数据
人口分布及结构
多年人口变化
经济
GDP总量
三次产业值及构成
多年GDP变化
财政收支结构
世界经济
世界人口
南海信息
南海概况
南海地形信息服务
南海水文信息
南海水文信息服务
南海气象信息
南海气象信息服务
南海交通信息
南海交通信息服务
南海资源信息
南海资源信息服务
灾害关注度
暴雨灾害关注度
地震灾害关注度
值得一提的是,该项服务可以将几个信息类型叠加到同一张地图上,实现信息的叠加功能,有利于信息的处理与应用。
2.3-2京津冀协同发展结构
京津冀协同发展结构
京津冀总体概况
行政区划
社会经济概况
人口密度
人口分布
土地利用覆被
可利用水资源
人均水资源量
生态系统类型
森林荒漠湿地荒漠农田人居生态系统
地区粮食概况
冬小麦分布
玉米分布
地区经济作物
棉花分布
果园分布
大棚分布
京津冀交通一体化发展
公路交通网
北京公路交通网
天津公路交通网
河北公路交通网
机场港口布局
既有机场、在建机场、港口
京津冀生态建设与环境保护
空气质量指数
空气质量指数年平均值与四个季度平均值
PM2.5浓度
PM2.5年平均值与四个季度平均值
SO2浓度
SO2年平均值与四个季度平均值
NO2浓度
NO2年平均值与四个季度平均值
雾霾天数
雾霾年平均雾霾天数与四个季度平均值
污染企业分布
电力、钢铁、水泥、平板玻璃企业
开发强度
用地扩张
北京、天津、河北以往年份用地扩张
海岸线变化
主要水体与南水北调
近海海水水质
生态重要性
生态重要性程度
京津冀产业协同发展
产业与医疗卫生
三高排放企业
京津冀社会事业协同发展
高校热力程度
北京天津河北高校热力程度
重点高教资源
重点大学分布
医疗热力程度
北京天津河北医疗热力程度
医疗卫生资源
三甲医院数与每万人拥有医院数
文化体育资源
图书馆
体育场
贫困县分布
空气质量可视化:
将空气质量彩色化,不同的色彩对应不同的空气质量情况。
包含了某市在某天AQI,SO2,NO2,CO,O3,PM10,PM2.5的值,从2014年1月1日至2014年6月29日的数据,并给出这一个月内污染物含量的变化曲线图。
2.3.3服务接口
国家自然资源和地理空间基础信息库项目以数据资源为基础,已数据服务资源作为其核心内容,主分中心共提供地理服务、WMS服务、WFS服务、WCS服务、地图影像服务、数据处理服务。
按照专题可以分为以下服务:
1)基础地理与区划综合信息服务
全国特殊经济区划产品网络地图服务、全国城镇体系区划产品网络地图服务、全国产业区划产品网络地图服务、全国工业区划产品网络地图服务、全国综合农产品济区划产品网络地图服务、全国综合经济区划产品网络地图服务等地图服务。
2)全国自然资源综合信息服务
矿产资源区规划保护产品地图服务、土地资源区开发利用产品地图服务、水资源区水资源开发利用产品地图服务、水资源区分布产品地图服务、全国自然资源特征分布产品地图服务等地图服务。
3)重大自然灾害综合信息服务
全国森林灾害灾后评估信息产品网络地图服务、全国农作物灾害灾后评估信息产品网络地图服务、全国地震灾害灾后评估信息产品网络地图服务、全国地质灾害灾后评估信息产品网络地图服务、全国洪水灾害灾后评估信息产品网络地图服务等地图服务。
4)资源安全动态评估预警综合信息服务
全国能源需求量及空间分布产品地图服务、全国能源需求量及空间分布产品地图服务
5)可持续发展与生态环境评估综合信息服务
三江源地区生态背景信息产品、三江源地区草地退化土壤侵蚀分布信息、全国土壤侵蚀信息、全国分省及重点区域森林覆盖率分布信息、全国生命带及主要食物供给生态系统信息等信息服务。
6)重大基础设施及生态工程监测综合信息服务
三江源生态环境监测信息产品地图服务、全国重大生态工程信息产品地图服务等地图服务。
但是存在问题,就是所提供的网址链接打不开。
导致无法使用以上服务,不得不感觉到遗憾。
2.3.4标准产品
1)基础地理与区划综合信息产品
2)遥感影像综合信息产品
3)全国自然资源综合信息产品
4)全国遥感资源环境动态监测综合信息产品
5)重大自然资源综合信息产品
6)资源安全动态评估预警综合信息产品
7)可持续发展与生态环境评估综合信息产品
8)区域规划与主体功能区规划综合信息产品
9)重大基础设施及生态工程检测综合信息产品
产品很多,但是无法提供下载,预览的效果又并不精确。
2.3.5专题应用
国家自然资源和地理空间基础信息库项目各参建单位在丰富的服务资源支撑下,为满足各自业务需求建立了丰富的业务应用系统,通过门户网站提供应用资源共享。
1)基础地理与区划综合信息应用
服务预览系统、地理框架数据浏览应用
2)重大自然灾害综合信息应用
全国自然灾害风险区划综合信息产品专题应用、全国气象灾害分区信息产品专题应用、全国农作物灾害灾后评估信息产品专题应用等应用。
3)可持续发展与生态环境评估综合信息应用
三江源地区生态背景信息产品专题应用、三江源地区草地退化土壤侵蚀分布信息专题应用、全国土壤侵蚀信息产品专题应用等专题应用。
在应用中能够进行距离测量、面积测量、地图下载、地图服务、图层叠加等服务,使用户能够在应用页面得到想要的数据。
2.3.6新闻地图
将新闻与地图相结合,在发生新闻的地点上显示新闻内容。
新闻从2015年10月20日更新至现在。
3.基于GIS的交通管理工作的探讨
交通地理信息系统具有强大的信息服务和管理功能,所以应用范围广泛,它可以应用在交通管理的各个环节。
在交通工程领域采用GIS技术和方法研究交通规划、交通建设和交通管理及其相关的问题,与其他传统方法相比,有无可比拟的优点。
3.1GIS在交通领域的优势
GIS技术可以应用在交通领域的线路规划、管理、设施维护等各个方面,具有其它传统管理方法无可比拟的优点,具体表现在以下几个方面:
1)GIS技术可以将地理图形数据与交通管理的各种信息有效的结合起来,在空间上进行更加直观的展示。
2)利用GIS的空间分析技术(如路径分析等)可以高效的辅助交通线路规划、设计、决策等。
3)利用GIS技术的数据存储功能,不仅可以对交通数据进行管理,还可以进行交通数据的查询、分析、统计以及报表输出。
4)GIS技术可以以空间的形式实时显示每条道路的交通流量信息并加以存储方便以后进行线路分析、规划。
5)交通规划的技术人员在GIS技术的支持下可以使用交通模型、数学模型利用定量的交通参数实现对交通线路的各项指标(如道路的通达性、网络覆盖度等)进行计算,以达到对交通线路的最优规划。
6)GIS技术应用广泛、扩展性好,可以实现与其它系统之间数据共享、互联、互通。
[2]
3.2GIS在交通中的应用
1)在交通规划与设计中,首先建立一个地理数据库,采用地理信息系统进行路网的规划、选址、分析与最佳路径的决策有很大的优点。
如由中加合作的“广东省综合交通规划管理系统”项目中,采用了美国Caliper公司的TransCAD软件,将交通规划模型与地理信息系统结合起来,对该省综合交通网络进行规划。
其中地理信息系统为规划模型提供基础设施交通网络、经济及运量数据,并将规划、预测等模型的处理结果实现可视化。
2)在交通建设,尤其是公路建设中的应用。
大型的交通建设项目都必须在开工前做施工组织设计,把工、料、机计划安排好,把整个工程的施工进度计划安排好。
但工程施工进度通常受气候条件、地质条件、征地拆迁、施工单位等多种随机因素的影响,这些因素使得工程管理复杂化,传统的管理方式和管理手段难以适应工程动态管理的需要。
借助GIS技术,建立可视化的工程建设管理系统,可有效地实现对工程的动态管理。
3)在交通设施管理中的应用
GIS由于具有地理图形和空间定位等的空间型数据库管理系统,因此它被用来对交通基础设施信息进行管理更为方便、全面和实用。
我们可以采用地图、数字、图形、图象、文字、声音和符号等手段记录空间位置、属性信息等。
然后可以通过多种查询方式实现信息可视化显示,如显示高速公路、国道、省道、航道、铁路等信息,并可以将地理信息系统和传统的公路、桥梁、航道养护管理系统融为一体,建立基于GIS的可视化公路桥梁和航道养护管理决策支持系统,为交通主管职能部门、公路、航道养护部门的建养计划及工程实施等管理需要提供及时、准确、全面的信息和决策依据,从而提高公路管养系统化、科学化、现代化水平。
如1993年陕西省交通厅信息站与中科院遥感应用研究所合作,完成了地市级公路数据库TRANS-GIS的研制与开发工作。
安徽省早在几年以前就开始在公路GIS领域的探索,建立了安徽省公路地理信息系统。
此外还有不少省份建立了公路地理信息系统,如吉林省公路管理信息系统、四川省公路地理信息系统、辽宁省公路管理系统、江苏省国省道网上地理信息系统,北京市公路局的公路管理信息系统也已研建。
上海市公路处1999年开始建立公路设施GIS系统。
4)在交通运输管理中的应用。
由于地理信息系统具有地理、属性数据的查询、分析统计功能,所以在运输企业的运营管理当中,可以利用建立的交通地理信息系统数据库,为管理部门或用户提供各种查询要求和分析方法。
如:
浏览和查询线路、站点、车次等信息;
制作直通图、站间交流图、客流密度图等专题图,提供统计分析工具等,从而为运输主管部门提供
决策支持服务。
5)为智能运输系统(ITS)提供数字化平台。
智能运输系统是新近发展起来的交通管理系统,它将和GIS、GPS一道成为未来交通领域快速发展的新技术。
基于GIS、GPS的ITS能够为道路用户提供实时动态交通信息服务,也能够为道路管理者提供控制信息,大大提高现有道路的通行能力和安全性。
[3]
3.3GIS技术在交通管理上的主要应用
1)铁路管理
GIS在这个领域的应用有设施管理、车辆跟踪、物流分析、紧急事故处理、旅客信息管理等。
2)港口和水运管理GIS技术除了提高整体的运输效率外还能对河床进行分析并预测未来河床的变化,防止长时间的泥沙淤积对水运交通造成阻碍和影响。
ESRIGIS软件已经被成功地应用在巴拿马运河,悉尼港和德国联邦水运管理局等重要项目中。
3)航空和飞行器管理
GIS在航空方面的应用大致可以分为设备管理、机场与周边环境保护的管理、航运能力以及交通规划等方面。
4)公共交通管理
GIS在公交交通管理中的应用主要有、线路规划和分析、公交调度和紧急事故处理、车辆的自动定位和跟踪显示等。
[4]
4.基于数据库的交通管理工作的探索
4.1铁路管理
铁路管理分为设备管理,车辆管理,货物管理和旅客管理。
4.1.1设备管理
增设铁路设备这一图层,在上面增加:
线路图、桥隧图、电务设备图、机务设备图、机务(水电)设备图、机务(电气化)设备图、车辆设备图、预留其他行车专业设备图、车站平面图。
铁路设备层结合其他图层有如下作用:
1)资源共享
2)结合道路层与地形层可以为行车指挥和抢险救援提供决策依据。
3)为铁路行车技术设备改造提供全面详实的基础信息
4)易于维护使用[5]
4.1.2车辆管理
将车辆位置信息引入数据库中能够更好地发挥数据库的结合不同信息进行分析的优势。
首先可以了解车辆的位置与状态。
其次,可以结合其他信息进行分析。
结合气相层与地质层能够分析出列车在经过某段线路时可能会发生泥石流,大风侧翻等情况,做到提前预防。
结合客运量层与列车上座率可以给出列车区域分配优化方案。
结合铁路设备层能够在抢险救援时得到最优解决方案。
同时根据列车运行信息得出客流分布情况,从而进一步发掘数据。
4.1.3货物管理
将铁路货物的位置信息和种类数量等信息引入数据库,有两点好处。
首先能够根据根据数据合理调整运行图,提高铁路货运的效率。
其次,能够发掘数据潜在的有价值的信息。
结合煤炭、石油等自然资源与小麦、棉花等农业资源的供需图层可以发掘货运的潜力。
同时,结合当年经济发展情况与气候等情况就能预测当年货运量的变化,及时作出调整,减少不必要的损失。
还可以根据货源情况的改变主动将合适的货物运到需要货物的地方(铁路自主经营的公司根据以往数据安排运输)。
4.1.4旅客管理
将旅客的始发站、终点站信息集成在数据库中能够统计出客流量与客流密度。
从而了解旅客行程,合理计划列车运行图与合理制定票额分配计划。
同时,还能够根据信息在不同时间的表现还能对节假日客流展开预测,从而合理增加车辆。
结合旅客的年龄性别与始发站、到达站所在地的经济图层进行分析,还可以对当地旅游业发展与未来经济发展做出一定预测。
4.2公路管理
4.2.1在公路统计管理中的应用
将公路的里程数据、路况数据、交通量数据与交通设备数据统计形成信息层,更方便用于统计分析与信息查询。
4.2.2在公路规划中的应用
公路管理部门需要不断地进行养护、改建、扩建现有的公路运输网。
而数据库系统不仅可以对数据进行编码、存储、查询,而且可以在数据库和相关知识库的基础上能够定义和生成各种专用预测分析模型。
如需求分析模型、新建改建公路投资效益分析等模型,通过模型经济分析与预测,评估现有路网的使用性能,了解路网状况,预测路网性能变化趋势,为编制中长期路网规划及年度养护计划,提供依据,以确定最佳的大中修养护方案。
在公路前期规划中通过数据库中的数据可以方便进行路网的规划、选址、分析与最佳路线的决策,同时还可以对公路沿线的环境进行分析。
4.2.3在公路设计、工程建设中的应用
数据库可以为公路设计人员在工作上提供许多便利。
首先在选线设计中,可以通过鼠标在数字化地形图选取控制点,控制点连线后,路线的大致走向就基本确定下来了。
[6]其次,结合数据库中地形地貌土质水域的数据,就能做到在计算机上绘图而不同实地选线。
4.2.4在车辆上的应用
将车辆的位置、运载旅客路线或载货路线与载货种类,汽车的状况等信息录入公路层。
结合数据库中的气象层能够判断哪里容易产生危险,及时通知司机,从而减少事故的发生。
在事故发生后结合位置等信息自动优化出最佳救援方案,同时通知该路段其他司机,避让救援车辆,最快的救治伤员。
结合全国工农业产品信息层的数据,得出公路运输最优路径,从而节约成本。
结合汽车状况与运行线路等数据,确定加油站等汽车补给店的最佳位置,提高竞争力。
4.3港口和水运管理
4.3.1港口
1)在设施规划建设中的应用
数据库服务于港口设施规划建设,能够解决港口设施配套、港口利用布局、设施区域布局等问题,融入空间性、时间性的规划理念,指导港口设施建设和维护,通过数据库数据的精准性和可视化分析,使港口设施建设更具针对性和可行性。
港口设施规划是港口建设的重要依据,设施规划通过数据库将规划数据统一管理起来,建立规划空间地理信息数据库,包括港区土地利用规划、土地权属、设计平面图等数据,进行数据的层叠分析,对拟建设施进行分析,进行具体位置的布置。
2)在设施资源配置中的应用
港口设施资源管理使用以合理配置为前提,以港口管理运行的可持续发展为目标,运用数据库技术,实现港口设施的资源配置合理化。
目前港口管理范围具有空间局限性,如何高效的配置港口设施用地,形成合理的资源配置机制,促进港口资源高效使用成为亟待解决的问题。
数据库资源配置依据港口用途、港口位置、港口功能、货物吞吐量、岸线长度和港口现有设施分布等参考信息来确定资源配置模型,在资金、技术和人力等实现低投入、在设施使用中获得高价值。
3)在基础设施管理中的应用
港口基础设施管理重在精细化和空间可视化,利用数据库对每一类设施数据进行矢量化处理、内业建库等步骤,根据港区分类,作业区分布、设施类型等内容确定了编码体系,利用数据库编码技术对港区内的每一个设施进行分类编码,整合空间和非空间信息资源,实现了基于空间地理位置的港口设施管理机制,满足港口管理部门精细化管理的应用,支撑港口设施的空间信息化服务应用。
建立了港口设施空间信息数据库,在此基础上搭建港口设施地理信息数据管理平台,形成集遥感影像、地形图和设施图于一体的一张图管理模式,实现港口设施地理位置分布显示、查询、分析等功能,同时结合设施台账数据建立图文一体化体系,实现图查业务、业务查图等功能,能够促进基础设施数据中心的建设,实现以数据资源整合与共享,
4)在设施应急管理中的应用
交通运输部《港口设施维护管理规范(试行)》文件对港口设施安全与维护、应急管理提出了更高的要求,设施的安全应急管理至关重要。
港口设施突发事件发生,利用环境影响因子模拟现场的气候等条件,如测分析,通过空间分析技术模拟显示事件影响范围,在地图上显示危险区范围和救援数据信息,通过网络分析给出最佳路径,经过数据库内的数据挖掘分析,调出设施相关平面图资料,同时启动应急预案和应急流程,为救援指挥提供依据。
[6]
4.3.2水运
数据库将水运船舶的位置信息、载货物信息、船体整体状况信息加入地图层中。
首先可以根据数据库详细的分析出水运的运营状况与航线繁忙度,能够合理安排船舶的调度问题。
其次将气象层与船舶位置船体状况联系在一起能够提前做到气象预警,避免大风、暴雨对船舶航行造成影响。
同时,针对船舶状况进行商业开发,计算出船舶需要在哪里停泊补充给养,就提前在港口安排其所需的补给品(新鲜的水果蔬菜等等)方便行船,同时增加经济效益。
在船舶发生危险时,能够根据数据库中的地形、气象等信息给出最优救援方案,减少人员经济损失。
还能在数据库中,结合铁路货车位置数据,统筹安排,做到卸车即上船,卸船即装车,真正做到铁路与水运的无缝衔接。
结合船体状况合理安排休整地点,做到能够在最便宜的地方对轮船进行修缮。
结合自然灾害信息层与各种工农业产品信息层能够为企业提供最大盈利航线,挖掘信息价值,节约运输成本。
4.4航空和飞行器管理
以民航专业信息数据为支撑,对地形数据、地物点、航路、空域、作业区、空管信息资源等进行数字化建模,加入数据库中,从而实现数据采集和处理、屏幕直观交互操作、飞机实时监控、航班动态管理、天气信息、预警、通信管线资源管理、应急辅助等功能。
[7]结合数据库中的气象层数据对航线进行分析,分析航线可行性与到达机场可降落性。
合理利用空域,提高空域利用性。
结合铁路旅客信息层,最好能做到空铁联运,即旅客下飞机上高铁,或下高铁上飞机,中间做到行包自行交接,而不用旅客再换手。
在飞机晚点后可以对旅客的高铁车次进行合理安排,做到换乘
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