Web端数字高速公路地理信息平台框架搭建

贾子春　单金键　杨雯洁　何元剑

摘 要：伴随着高速公路建设进程加快，其涉及信息量增大、类型多样、地点分布广，传统的信息管理方式已不适应公路建设迅速发展的需要，而目前能对高速公路在设计、施工、养护等阶段的各类信息综合进行管理的信息系统尚较少见。到为了保障高速公路高效运行，充分共享高速公路信息，研发了Web端数字高速公路地理信息平台。

关键词：高速公路；WebGIS；数字高速公路地理信息平台

郑州大学创新创业训练项目编号：xjxm059

0 引言

随着我国高速公路建设规模的不断扩大，高速公路的运营管理及信息化建设需求也在不断提升。对于高速公路管理者来说，如何保障高速公路高效运行，准确掌握高速公路路段情况，并有效处置突发事件信息日趋重要。一些学者探索现代管理模式，提出“数字高速公路”概念，一些地方的交通部门从本部门管理需要，开发或建立了高速公路养护管理系统、工程数据库系统、监控系统、路政管理系统、事故分析及紧急救援系统、公路信息发布系统、灾害应急管理系统等，这些都大大促进了我国高速公路的信息化建设。但仍然存在着一些问题，如对数字高速公路的理解不统一、不完善；各个高速公路的应用系统仍处于独立应用，道路基础地理信息、建设信息、路网状况等公共信息并没有完全共享，存在大量信息孤岛，信息利用率不高，并且在进行高速公路相关决策工作时，获取全面的统计数据困难。

道路都具有明显的地域特征，高速公路的相关信息同样具有地理特性，而地理信息系统（GIS）对具有地理参考的数据能够实现组织和集成，因此，利用GIS技术构建数字高速公路地理信息公共平台，就可以把上述的高速公路各应用系统整合到一起，从而实现全路网的监控、收费、养护、路政、交警等部门的信息资源联网共享，避免低水平重复开发、消除信息孤岛，达到信息资源共享，提高高速公路的运行效率和管理水平。

所谓数字高速公路，就是运用信息共享的理念，依托信息技术手段，将高速公路数字化重建，据此整体研究解决高速公路问题的综合系统。而数字高速公路地理信息公共平台则是数字高速公路的核心，是其它应用管理系统空间定位、集成交换和互联互通的基础，依托基础地理信息标准数据，通过空间分析可以满足各部门的地理需求，并具备实现个性化应用的可扩展空间。显然，建设数字高速公路地理信息公共平台是切实提高高速公路智能化保障能力和服务水平的有效措施。

1 研究内容

1.1 高速公路地理信息数据库的建设

高速公路地理信息数据库是数字高速公路地理信息公共平台建设的基础，由按照国家规定的技术标准和规范生产的多尺度、多类型、多内容的地理空间数据构成，能够真实、客观地反映高速公路地表各种自然和社会要素的几何和属性信息。 数据类型包括路网（国、省、高速、匝道）、公路沿线构造物（桥、遂、涵等）、附属设施（加油站、服务区、收费站等）、基础地理信息（地名、水系、居民地、行政区划、植被、交通、影像）。如何采集、组织和更新基础数据是地理信息平台建设的基础性工作。

1.2 Web端数字高速公路地理信息公共平台的架构、功能和实现技术

数字高速公路地理信息公共平台是高速公路应用专题系统空间定位、集成交换和互联互通的基础，需要研究地理信息公共平台的框架结构、数据流、工作流。平台功能应包括专题信息空间定位、浏览量测、查询统计、空间分析、信息交换、维护管理等，还应有可扩展空间或接口，重点要研究实现这些功能的技术和方法。

1.3 基本特性

公路管理信息系统以计算机网络、通信技术、GIS技术等为基础， 通过系统集成实现信息资源共享与综合信息智能化处理， 实现公路管理部门对交通监控、设施管理、路政和养护、日常行政办公等的综合处理。 因此， 建立信息平台应该满足下面的要求。

1.实用性

公路MIS 系统的建立， 必须注重实用性， 即功能设计应满足公路管理需要；

2.可靠性

同时必须重视可靠性，即公路MIS 系统应能在正常的环境下， 连续稳定的运行；

3.先进性

同时在保证实用性和可靠性的基础上， 应兼顾先进性， 即公路MIS 系统的建设应基于先进的现代信息技术， 分利用成熟的高科技手段来为公路管理的现代化服务。

2 平台的设计

2.1平台总体构架

本平台软件的总体构架如图一所示。平台包括地图基本模块、查询统计模块、空间分析模块、信息交换模块和维护管理模块。其中查询统计模块中包括路网信息查询、公路沿线村庄查询、高速公路附属设施查询、最近出口查询。

2.2 平台运行环境

本平台为基于Web端的数字高速公路地理信息公共平台，因此涉及到数据服务器，Web服务器以及浏览器。以下从这三方面来说明平台的运行环境。

2.2.1 数据服务器

数据服务器负责管理系统中的大量异构数据，响应外部各种数据操作请求。系统所处理的数据量较大，对计算机的性能有一定的要求。

1.硬件环境

运行数据服务器的计算机最低配置如下：

处理器（CPU）：Inter Pentium 3.0G

内存（RAM）：512Mb

硬盘（Hard Disk）：40G

2.软件环境

操作系统（OS）：Microsoft Windows XP/2007

MySQL数据库：MySQL Server 5.0以上版本

2.2.2.Web服务器

WebGIS服务器负责接收用户浏览器的各种请求，并将命令请求发送到数据服务器端，在接收到数据服务器端返回的数据结果后，将数据发送到浏览器端。由于WebGIS服务器需要长期稳定运行，并频繁的与浏览器和数据服务器发生交互，允许多个浏览器的并发访问，对计算机的性能有一定要求。

1.硬件环境

运行WebGIS服务器的计算机最低配置如下：

处理器（CPU）：Inter Pentium3.0G

内存（RAM）：512Mb

硬盘（Hard Disk）：20G

2.软件环境

操作系统（OS）：Microsoft Windows XP/2007

JDK：j2sdk1.4.2及以上版本

Web服务器容器：Apache Tomcat5.0以上版本

2.2.3 浏览器

用户基于浏览器访问本系统对浏览器所在计算机性能要求较低，但是为了保证访问效果，建议使用Internet Explorer6.0及以上版本。

1.硬件环境

进行浏览器访问的计算机最低配置如下

处理器（CPU）：Inter Pentium 2.0G

内存（RAM）：256Mb

硬盘（Hard Disk）：10G

2.软件环境

操作系统（OS）：Microsoft Windows XP/2007

浏览器：Internet Explorer 6.0

3 平台的实现方法和步骤

1.调研已经建成的各类高速公路专题管理系统，掌握这些系统需要哪些地理信息，具有哪些地理信息分析功能，还需要添加哪些功能，通过深入分析和提炼，总结高速公路管理中涉及到的公共地理信息资源。

2.研究数字高速公路地理信息公共平台的框架结构。数字高速公路本质是高速公路综合信息管理系统，应包括硬件基础设施、数据基础设施、地理信息公共平台、各类应用子系统几部分，其中地理信息公共平台是其核心，起着承上启下的作用。

3.研究数字高速公路地理信息平台的数据类型，如何组织、存储和管理这些数据。高速公路是带状构造物，具有路程长、建设时间长、涉及的单位多等特点，因此，高速公路数字化信息平台无论在空间还是时间上所涉及的数据都是海量的。要实现如此海量数据的高效管理和实时可视化，需要科学组织这些数据。管理数据涉及路网、公路沿线构造物、附属设施的空间数据和属性数据，表现为电子地图、设计图纸、数字地面模型、航测遥感影像、GPS实测数据、视频等，将这些数据在同一个数据库中进行统一的管理，可以大大提高数据的使用效率和共享率，为高速公路的运营管理提供有益的服务。

4.研究数字高速公路地理信息平台的基本功能以及如何实现这些功能。平台除应具有专题信息空间定位、浏览量测、查询统计、空间分析、信息交换等功能，还需具备可扩展空间，留有实现个性化应用的二次开发接口。要重点研究如何实现这些功能，如研究快速定位高速公路上桥梁、涵洞、立交桥、里高速公路程等要素的算法，用户只要输入正确的名称或数值，地图就可以快速定位在相对应的地理位置，浏览相关的地形地貌信息和设施属性信息；研究高速公路最近出口信息快速查询的算法，用鼠标沿着高速公路线点击任意位置，可以获取距离最近的高速出口信息；研究地图、鹰眼与视频的关联算法，当线路视频播放时，带状地形图和鹰眼窗口相应变换地理位置，使用户更全面直观的掌握线路设施及沿线信息；研究高速公路地理信息平台集成office办公软件的方法，利用该平台可以统一管理与高速公路有关的各种文档资料。

5.在调研分析和科学设计的基础上，选择某一高速公路作为研究对象，开发数字高速公路地理信息公共平台，对系统建设中的一些技术方法进行验证和改进。

4 结语

基于WebGIS的高速公路信息管理系统与传统的高速公路管理方式相比，具有很大的优势，是高速公路管理现代化和信息化的基础，目前这方面的研究开发处于快速发展阶段。可以预见 ， GI S 在高速公路管理中的应用必将带动我国公路事业在管理信息系统方面的建设进入一个崭新的阶段。

参考文献

[1] 何迎迎. 基于GIS的高速公路信息管理系统，青海交通科技，2007

[2] 邓伟. 高速公路管理中地理信息技术的分析研究. 测绘通报，2002 （ 12 ） ：40 - 42

[3] 洪安祥， 陈刚. 基于GIS的城市交通建设和管理系统. 2001年中国GIS协会论文集，2001

作者简介

贾子春，男，汉族，山西吕梁人，郑州大学地理信息系统2012级本科生。

单金键，男，汉族，河南新密人，郑州大学地理信息系统2012级本科生。

杨雯洁，女，汉族，云南昆明人，郑州大学地理信息系统2012级本科生。

何元剑，男，汉族，云南红河人，郑州大学地理信息系统2012级本科生。