道路红线信息系统的设计与数据组织

吴千里

(郑州市规划勘测设计研究院，河南郑州 450052)

道路红线信息系统的设计与数据组织

吴千里∗

(郑州市规划勘测设计研究院，河南郑州 450052)

道路红线数据的重要来源是各种道路规划设计CAD成果，通过对道路红线信息化管理特点的综合分析，提出了采用ArcSDE空间数据库引擎，建立基于AutoCAD环境、集成GIS技术的道路红线信息系统的设计思想，论述了系统建设目标、数据逻辑结构、功能设计以及实现的关键技术，介绍了系统建设中的数据组织与更新。

道路红线；地理信息系统；CAD；数据组织

1 引 言

道路红线是道路用地和两侧建筑用地的分界线，即道路横断面中各种用地总宽度的边界线。它是城市规划建设的基础与框架，是实施道路定线与建筑物定界的依据，具有法律效力。在城市规划部门，道路红线数据的一个重要来源就是各种道路规划设计CAD成果，由于数据来源的多样性、复杂性，传统的道路红线管理与应用模式已跟不上城市的快速发展需要，必须对道路设计成果加以合理组织，采用空间信息系统的数据库管理模式进行管理，以构成完整的规划道路红线空间数据库。

道路红线信息系统是融计算机图形与多种数据库于一体，为道路红线的规划设计、管理、决策服务，以GIS软件为平台的辅助城市规划管理决策的应用型技术系统。具有空间数据查询与显示、属性管理、统计分析、制图和连接多媒体等功能，借助其特有的空间分析功能和可视化表达，可以进行各种辅助决策分析，提高道路红线规划决策的科学性，更好地建立与完善城市规划管理信息系统。

研究基于CAD设计成果的规划道路红线信息化管理模式，可为政府城市规划等部门决策提供多要素、多层次、多时态的城市道路红线以及自然、人文、社会与经济信息，使其能更好、更有效地实现城市道路红线规划设计与管理的现代化。

2 系统设计

2.1 设计思想

道路红线信息系统的设计以城市道路红线的规划设计、管理、维护与应用服务为切入点，以计算机网络为载体，以空间数据库为桥梁，有机融合AutoCAD与ArcSDE，既最大限度地贴近规划设计用户的操作习惯，又充分结合AutoCAD在设计、图形编辑与ArcSDE在海量数据管理、分析上的各自优势，实现AutoCAD与其他GIS系统的直接通信，拓展系统的应用范围。

由于系统本身的复杂性、基础性和建设管理的长期性的特点，系统建设应遵循整体性、先进性、实用性、可扩充性的原则，解决影响AutoCAD用户与GIS用户集成应用的信息“壁垒”，科学、高效地管理规划道路红线，开发规划道路红线的标准化生产和维护功能，提高道路红线的综合应用效益。

2.2 系统目标

系统建设目标是充分利用GIS技术对规划道路红线空间信息、属性信息进行管理；实现方便、快捷的道路红线图形、属性互动查询及规划道路红线相关的量测统计工作；能够对道路红线数据进行修正和添加；提供方便的辅助设计工具，用来绘制、标注规划道路红线；对道路与交叉口的特征指标等信息进行统计与分析；方便、准确地查询与记录道路红线图历史档案，提供道路红线图的输出功能；融合WebGIS技术，实现道路红线数据的网络分发与应用，保证数据安全与数据共享的统一，提高相关行业应用效率。

2.3 数据逻辑结构

系统的建设基础和管理对象为各类规划道路红线数据，因此，所有的功能设计与实现都必须紧密围绕道路红线数据进行。通过对道路红线的数据结构与特点、数据存在形式、数据管理要求、数据运行流程等的分析，系统数据逻辑结构如图1所示。

图1 系统数据逻辑结构图

2.4 系统功能设计

(1)辅助设计功能

开发AutoCAD环境下的道路红线辅助设计功能，能够提高道路红线规划设计的自动化程度与数据标准化、规范化程度。通过图例板功能，实现道路红线的几何信息自动固化，进行道路快速设计；实现对道路交叉口和弯道进行自动倒角、自动标注的功能；能够一次性绘制道路中心线、隔离带、路沿线、道路红线和建筑后退红线，自动绘制停车港，以及对这些线条的同时修改等功能；具备道路名称、道路宽度的自动注记功能，并能在当前视窗内完整显示；通过预先设置对外提供道路红线数据的标准格式，实现道路红线图的规范化、标准化自动出图功能，提高数据产品的质量和生产效率。

(2)数据更新功能

提供图形局部打开和局部修改回存的机制，不用将整幅红线图打开，可以通过空间查询手段打开所需的局部红线图，并可另存为新文件进行操作。系统自动将图形、属性修改后的道路红线数据存回到原红线图中，而不必在整幅红线图上进行操作，以提高工作效率，增强数据的保密性。

(3)数据监理功能

通过开发质量检测工具建立数据监理功能和机制，解决设计成果与入库数据间的分离状态以及大量整合工作，体现“成果数据即入库数据”的理念。质量检测工具包括图形的检测和属性的检测，在对图形规整以后，可以使用检测工具来检测图形的质量，采用严格的图形数据检测方法；对于属性的检查，主要包括检测属性的定义，属性默认值的设计等。采用严格的质量检测把关，进行自动化检查和清理，不合格的图形数据不能实现转换，防止非法数据入库，有利于保证数据的入库质量。

(4)空间数据库管理

实现面向AutoCAD环境空间数据的数据库管理，能进行数据的自动化入库与多种方式的数据提取；能够对道路红线历史数据进行数据库管理与回溯，反映城市道路红线的历史变迁，为相关规划设计变更提供法律性的数据备份机制。

(5)查询、统计与空间分析

设计灵活的从属性查图形信息以及从图形中直接查属性的功能。从属性查图形:根据用户输入的属性条件，如记录道路红线调整的“调整编号”、“项目工程号”等信息，系统自动检索符合条件的道路红线图并在屏幕上闪烁显示；从图形查属性:根据选择的道路红线查询该红线的相关调整信息，用鼠标点取所查红线的空间位置，如路段或交叉路口，则很快将其属性显示在屏幕上。

实现基于AutoCAD数据形式的道路信息的查询、统计(如:坐标定位、道路定位查询)以及AutoCAD环境下数据的空间分析功能，如:数据叠加分析、缓冲区分析，为道路红线的应用提供辅助决策支持。

3 系统实现的关键技术

(1)CAD与GIS集成技术

以大型关系数据库SQL Server 2000为核心，利用ArcSDE空间数据库引擎，集成CAD技术、空间数据库技术、GIS技术、组件技术，以提高CAD与GIS集成的可行性与适用性，实现海量CAD数据的空间数据库管理、规划控制线的历史数据管理；解决CAD数据的属性扩展和属性的数据库存储，以及多种方式的数据提取；利用GIS的概念和方法，在AutoCAD环境下实现常见的GIS查询、统计、空间分析。

(2)设计过程标准化

系统引入“设计过程标准化”理念，即在数据采集、生产过程中，建立面向数据库、GIS应用和专业化应用的数据标准以及基于此标准进行控制的数据监理机制。依托开发的基于数据规范与标准化控制的辅助设计工具，实现AutoCAD图形数据与属性数据的一致性，强调设计过程的标准化建设，融标准于生产，生产的过程即数据标准化的过程，从一定程度上避免数据的二次加工整理，有效进行数据质量控制，减少系统建设环节。

(3)融合GIS、数据库与MIS技术

在道路红线信息系统的应用与管理中引入先进的GIS技术、数据库技术与MIS技术，从技术手段上保障系统与管理模式的实现与生命力，使道路红线信息系统具有适用性与易用性，促进系统在实际工作中的推广与应用。

4 数据组织与更新

数据是地理信息系统的血液，数据组织与更新维护机制是道路红线信息系统的重要组成部分。规划道路数据源主要是通过审批的总体规划、控制性详细规划中的道路交通系统以及道路规划设计资料，由于是通过审批的资料，所以成果具有法定性和权威性，不能轻易修改。但落实到具体数据质量时，一般是按照CAD绘图制作，存在道路边线重复、一条道路的中心线断开、分层不规范等问题，很难满足GIS建库对数据质量的要求。

计算机技术的应用要求规划道路成果的描述尽量规范化、标准化，只有将规划道路成果按一定的规律进行分类和编码，使其有序地存入计算机，才能按类别和代码进行存储、检索，满足各种应用分析需求，部门之间才能实现信息数据的共享和交流，否则，这些信息将成为一堆杂乱无章的数据，无法查找，失去使用价值。因此，道路数据的规范化与标准化是规划道路信息系统与计算机辅助规划设计的必要前提和基础，在进行具体的数据建库管理之前，需要对道路设计图形进行标准化分层分类、添加编码、要素规整以及添加属性信息等前期数据预处理工作。

4.1 数据组织标准

(1)道路红线数据分类

对各种规划道路成果数据源进行分析、归类，并综合道路红线数据的性质、结构、特点，大致可以将其分为法定道路红线成果数据和参考道路红线数据两大类。法定道路红线成果数据主要是指通过城市规划管理部门审批的规划道路设计成果，具有法定性和权威性；而参考道路红线数据虽不具有法定性，但对城市的建设、规划设计等工作起到指导与参考作用，应将其与法定道路红线成果数据统一管理，以便更好地了解城市整体道路的规划情况。

通过数据分类，便于制定相应的数据管理模式架构，使道路数据之间既相互依存，又能严格区分，同时，经过一定的确认程序，参考道路红线数据也能实现向法定道路红线成果数据的转化。

(2)道路红线数据分层

综合考虑规划道路数据状况，并结合道路规划专业的特点，参照《城市地理要素——城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线编码结构规则》标准，将道路红线数据进行分层归类，并在数据库的库体中添加设置图层名称、颜色、线型、字体。

(3)城市道路编码体系

城市道路编码的标准化可以为实现信息共享奠定基础，参考国标并在对郑州市路网分析的基础上，道路编码采用5级7位编码，由大写英文字母和十进制数字码组成。其结构为:方位码(1位)＋分类码(1位)＋走向码(1位)＋道路序号码(2位)＋信息码(2位)。

(4)道路标准路名库

道路路名是各种规划成果的重要载体，路名的混乱、不规范严重制约着规划道路数据的标准化，因此，必须建立完备的道路路名数据库，并具备修改、维护功能。郑州市道路路名数据库采用的平台为SQL2000服务器＋客户端，数据库表格设计如表1所示。

郑州市道路路名数据库表 表1

4.2 数据更新维护

(1)图形数据的维护

通过建立科学的道路红线数据更新维护流程与机制，保证道路红线的严肃性与唯一性。图形数据更新与维护通过系统局部红线图的打开与修改实现，首先对接收的道路规划设计成果进行图形质量监理与检测，再利用开发的辅助设计功能进行一定的图形规整工作，包括:变更规划道路的中线和边线，道路交叉口与弯道，十字路口、多路口的交叉口等的处理，实现道路红线图形的快速整理与维护。

(2)属性信息录入与编辑

在道路规划设计中，道路中线和道路红线是控制道路要素的依据，需要进行道路属性信息的设置，其中道路中心线是规划道路的“灵魂线”，道路的主要属性都设置在道路中心线上。为便于数据的查询和程序的实现，相关属性的录入分为图形信息属性和数据更新属性两部分，图形信息属性采用在AutoCAD平台上超链接的方式实现，赋在相应的道路中线上；数据更新属性采用编程处理，直接赋在各实体对象上。视距红线和渠化路口参数属性的录入分为规范数据和非规范数据，全部由程序实现，数据更新人员选择道路交点，按顺时针方向选择一条道路中线，然后根据程序提示输入相应的属性。

5 结 语

道路规划设计成果的信息化管理，是城市规划部门充分应用信息技术提高规划成果使用效率的一种有效途径。由于道路设计成果主要采用AutoCAD软件完成，要实现面向GIS的道路规划成果的信息化管理，必须解决CAD与GIS的集成问题，同时还要解决道路红线数据的动态更新与维护问题，以保持数据的现势性。本文通过郑州市道路红线信息系统及数据库的构建实践，介绍了道路红线信息系统的建设与实现目标以及数据组织与更新体系，以便为城市规划、建设和管理部门的辅助设计提供规范、精确的法律依据，为规划建设的管理决策提供有力的支持。

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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

吴千里(1965—)，男，高级工程师，主要从事地图制图与城市地理信息系统研究与应用工作。