市政道路GI S 数据模型设计与实现探析

吴琼

1 引言

随着信息技术的不断创新，市政道路信息化建设步伐相应加快，通过构建GIS 数据模型存储市政道路数据，能为市政道路维修、养护工作提供数据支持，结合数据模型的使用需要，明确设计方向、制定设计方案，取得市政道路信息化管理的良好效果。信息时代悄然而至，GIS 数据模型在这一背景下应运而生，应用GIS 数据模型于市政道路，既是创新数据管理方式的体现，又能更好地迎合城市发展需要。要真正提高GIS数据模型利用率，应适当创新设计思路，使GIS 数据模型在市政道路表达方面的优势全面发挥。基于此，本文针对该论题探析，希望同行从中借鉴设计经验。

2 市政道路管理对象内容体系

道路、道路附属设施、桥梁、广场、隧道是重要组成部分，其中，道路分为主干路、快速路、支路等类型；道路附属设施指的是绿化设施以及停车场、售货亭、车站、广告牌等附属设施；桥梁根据使用对象的不同，分为车行桥和人行桥；广场专指大型交叉口；隧道又被称为地下通道，它分为公路通道和人行通道2 种类型[1]。

市政道路实体路段具有综合性特征，工作人员基于管理需求及道路结构特征选用适合的管理方式，确保道路管理任务在短时间内优质完成，这对道路秩序维护、道路性能提升有重要意义[2]。足以见之，市政道路管理对象内容较丰富，要准确、全面地表达实体要素，应引用GIS 技术，通过模型直观呈现实体内容、阐述实体要素间关系。

3 市政道路GIS 数据模型设计

3.1 概念模型设计

道路部件是市政道路的重要组成部分，基于属性字段进行部件描述和关系表达，可以为概念模型设计提供数据支持。从另一个角度来讲，概念模型合理设计的过程，即市政道路实体以计算机易识别的数据形式显示，这是GIS 数据模型构建的前提条件。

3.2 逻辑模型设计

逻辑模型设计，即借助数据库管理系统工具完成上述概念模型到逻辑模型的转换，顺势表达数据语言。换言之，逻辑模型能够将市政道路要素以及要素关系转换为GIS 系统可识别的方式，常用工具即UML 语言。以道路实体表达为例，道路用线要素表示、路段和盲道用面要素表示、附属设施用点要素表示。以道路实体关系表达为例，车行道与人行道存在相邻关系；路段与隧道、桥梁存在包含关系；附属设施与路段间关系即点在区域内。

3.3 物理模型设计

物理模型MRGISOM 设计目的之一，即有序组织市政道路要素，方便数据库整理和检索，最终提高数据库利用率。在此期间，遵循系统化、兼容性、实用性等原则，具体来讲，基于类别划分和编码对其有效存储，以便为统计分析提供数据支持，进而更好地满足使用需求。其中，部件编码位，几何形状位（点、线、面分别用0、1、2 表示）。顺势进入图层组织阶段，坚持同数据同层、高频率数据次层等原则，只有合理管理市政道路数据信息，才能迎合新时期市政道路管理需要。市政道路数据管理期间，利用GIS 软件数据库完成一体化管理任务，借助GID 标识反映图形要素，确保数据库实现独立使用、独立运维目的，并充分彰显数据库功能，进而为市政道路管理提供优质服务。以数据库存储结构为基础，构建道路信息报、广场信息表、桥梁信息表、路段信息表、附属设施信息表等，各类数据表的内容均由中英文名称、字段类型、长度、备注等组成，便于GIS 数据模型识别和输出。

4 市政道路GIS 数据模型实现

4.1 实体与对象的对应

对象呈现方式对实体数据转换起到引导作用，这是二者成功匹配的关键因素。由于实体种类多样，因此，应准确、高效地寻求表现法，实现实体与对象的完美匹配。举例来讲，实体为盲道，空间类型即面，进入多边形要素；实体为公交车站，则空间类型即点，进入点要素。由于逻辑模型与对象在匹配环节存在出入，如对象类不属于要素数据集、关系类不支持联合主键等，基于此，运用折中方案突破上述局限，通过设置标识字段、融合字段为关系创建提供支持。

4.2 物理实现步骤

模式实现的前提条件，即创建可行性方案，以便为模式实际应用提供方向[3]。基于方法和工具予以创建，并适当拓展模型功能，直到模型图形成，最后生成模式。将该方案与数据装载方案和联合方案对比，它具有适用范围广、实用性强、表现力突显等优势，同时，支持批量修改、满足数据库重构需要。构建GIS 数据模型时，联合应用新旧方案，根据市政道路数据管理需要创建模式，并适当增加栅格数据，将要素类空间拓扑工作提上日程。

一方面，设计模型。将要素纳入模型中，基于专题数据分析建模步骤。正常来讲，模型由要素数据集、多类型要素类、对象类组成，针对各类要素外属性表达时，预定义元素标记值在其中起到重要作用。模型要素类或对象类与属性字段相对应，基类已有字段无需多次创建。另一方面，导入模型于数据模式。模型设计后，将其导入并存储于文件，接下来利用数据库模式向导工具获取文件信息，最后形成数据库模式。按照这一方式完成数据到数据库的置入，最终GIS 数据库成功建立。

4.3 GIS 数据模型具体应用

以某城市市政道路管理系统为例，针对GIS 数据模型可行性验证，根据验证结果分析GIS 数据模型是否具备大范围推广价值，并有效弥补不足之处，以此提高GIS 数据模型在市政道路数据管理中的作用。

首先，编辑市政道路数据。基于原型数据库录入相关信息，针对数据信息有效编辑，待绿化带、车行道、附属设施等图形数据录入后，市政道路要素在GIS 系统中直观呈现。其次，校验拓扑关系。针对上述图形数据校验分析，观察所构建拓扑关系是否与拓扑关系规则相一致，据此检查错误数据，针对错误信息及时改正。最后，查询并统计市政道路数据。经数据查询统计客观了解各类数据关系变化情况，以及关联关系表达方式正确与否，通过特定路段分析掌握部件信息，根据市政道路管理需求进行信息获取或修正，以期实现人性化操控目的。统计市政道路技术参数时，借助统计图显示相关数据，基于图纸显示模式实现图纸管理功能，具体表现为：选定缩略图管理方式→提供树型选择和目录定位功能→提供明细显示、图片编辑功能[4]。经测试可知，GIS 数据模型为市政道路基础信息管理、工程图纸管理、养护维修管理、实时监控、路况评估提供便利。以市政道路评估系统为例，工作人员参照相关规范及具体检查要求分析数据信息，据此得知市政道路技术等级，通过人机交互制定维修、保养方案，确保市政道路管理工作有序进行。

5 结语

综上所述，随着城市化进程的不断加快，市政道路数据管理要求相应提高，合理设计GIS 数据模型，并测试GIS 数据模型实现效果，以便为市政道路管理提供可靠支持。对于相关设计人员来说，应不断创新设计思路、改进设计方法，以此提高GIS 数据模型利用率，为市政道路建设工作助力。