多類(lèi)型公共交通數(shù)據(jù)采編工具研究

董晶

（遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心，遼寧沈陽(yáng) 110032）

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市交通數(shù)據(jù)量也越來(lái)越大，其數(shù)據(jù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)耗時(shí)耗力，任務(wù)繁重，尤其一、二線(xiàn)城市公交、地鐵、輕軌等交通線(xiàn)路成百上千條，而每條交通線(xiàn)路又分為上行和下行線(xiàn)路，交通站點(diǎn)數(shù)據(jù)量更是達(dá)到數(shù)萬(wàn)量級(jí)。

OneMap擴(kuò)展模塊-公共交通換乘采編工具提供了公共交通換乘引擎所需數(shù)據(jù)的一體化生產(chǎn)方案，聚合了數(shù)據(jù)組織—數(shù)據(jù)生產(chǎn)—數(shù)據(jù)更新維護(hù)等功能，模塊中的功能按鈕大大簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)交通數(shù)據(jù)生產(chǎn)的工作量，同時(shí)配合公共交通換乘引擎性能優(yōu)化，數(shù)據(jù)制作工具將公交數(shù)據(jù)相關(guān)信息以二進(jìn)制流的方式進(jìn)行存取以提高引擎的性能。

一、數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)

OneMap擴(kuò)展模塊-公共交通換乘采編工具主要包含一鍵建庫(kù)、數(shù)據(jù)拾取、站點(diǎn)提示、自動(dòng)生成輔助路段、快速路段編碼、線(xiàn)站關(guān)系導(dǎo)入、桌面端直接查詢(xún)等功能。

針對(duì)公共交通換乘模塊，對(duì)公共交通數(shù)據(jù)要素和表的格式、屬性、字段類(lèi)型等提出了具體要求。該模型所需的數(shù)據(jù)既包含公共交通站點(diǎn)、線(xiàn)路這兩種幾何數(shù)據(jù)，還包含線(xiàn)路站點(diǎn)間邏輯關(guān)系等屬性數(shù)據(jù)。下面將給出其模型（數(shù)據(jù)類(lèi)型采用ArcGIS的數(shù)據(jù)類(lèi)型），具體可存 儲(chǔ) 成 File Geodatabase、Personal GDB和SDE格式。

依照交通規(guī)則的不同，公共交通可分三種類(lèi)型。

在城市中，可以將公共汽車(chē)、快速交通（BRT）輪渡、索道設(shè)置成一個(gè)換乘系統(tǒng)，默認(rèn)為同一個(gè)交通規(guī)則，彼此之間默認(rèn)可以換乘。常見(jiàn)的包括公共汽車(chē)城市軌道交通系統(tǒng)，亦稱(chēng)地下鐵路或地鐵、近郊鐵路、輕軌、有軌電車(chē)、單軌鐵路、磁浮鐵路、索道、導(dǎo)向巴士等。

地下鐵路、近郊鐵路、輕軌、有軌電車(chē)、單軌鐵路、磁浮鐵路可視為同一個(gè)換乘系統(tǒng)，默認(rèn)為同一個(gè)交通規(guī)則，可以獨(dú)立進(jìn)行查詢(xún)。

其他換乘系統(tǒng)可以通過(guò)type字段進(jìn)行自定義，如夜班車(chē)只在晚上運(yùn)行，很少能再與其他的交通類(lèi)型進(jìn)行換乘，因此可以單獨(dú)定義成一個(gè)換乘系統(tǒng)，視為一種交通規(guī)則。

二、數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程

1.創(chuàng)建公共交通數(shù)據(jù)庫(kù)

在開(kāi)始編輯公共交通數(shù)據(jù)之前，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)存放所有要素類(lèi)、屬性表的數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)生產(chǎn)工具提供了便捷的數(shù)據(jù)模型初始化功能，一鍵生成換乘所需數(shù)據(jù)集（圖1）。

單擊初始化新建表結(jié)構(gòu)，選擇一個(gè)Geodatabase位置，并選擇坐標(biāo)系統(tǒng)，單擊創(chuàng)建，再單擊開(kāi)始編輯即可進(jìn)入數(shù)據(jù)生產(chǎn)。

2.站點(diǎn)及相關(guān)數(shù)據(jù)生產(chǎn)

（1)公共交通站點(diǎn)

通過(guò)Station圖層建立，其數(shù)據(jù)生產(chǎn)有兩種方法：第一種是數(shù)字化，即采用ArcMap中Editor工具進(jìn)行數(shù)字化點(diǎn)的生產(chǎn)，針對(duì)Station圖層，單擊Edit Tool，按照實(shí)際位置繪制站點(diǎn)，同時(shí)在BusStop圖層屬性表中錄入該站點(diǎn)的STATION_ID值和NAME屬性，同時(shí)記錄其站點(diǎn)類(lèi)型；第二種是坐標(biāo)導(dǎo)入數(shù)據(jù)，維護(hù)屬性表。

（2）地鐵出入口

通過(guò)EntranceExit圖層建立地鐵出入口，站點(diǎn)數(shù)字化同Station圖層，記錄其ID、NAME屬性值。

（3）站點(diǎn)聚簇面

通過(guò)ClusterStation圖層建立站點(diǎn)聚簇面（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“聚簇面”），將對(duì)一定距離范圍內(nèi)的公交站點(diǎn)生成其外包多邊形，站點(diǎn)間可通過(guò)步行自由到達(dá)。該外包多邊形可以通過(guò)“緩沖區(qū)”工具生成，距離建議選擇100米，或根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。需要注意的是，融合類(lèi)型選擇“All”，這樣可以去除重疊部分的內(nèi)容，然后通過(guò)“多部件至單部件”，將原多部分面分成單獨(dú)面。

圖1 公共交通數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程

3.路段及相關(guān)數(shù)據(jù)生產(chǎn)

（1）TransportationLine圖層

每?jī)蓚€(gè)相鄰站點(diǎn)間畫(huà)一條線(xiàn)段，存入TransportationLine圖層。

需注意，若其余某條公共交通線(xiàn)路同樣經(jīng)過(guò)該相鄰的兩個(gè)站點(diǎn)，可直接跳過(guò)；若有某些線(xiàn)路某一路段在空間位置上一致，但是所經(jīng)過(guò)的公共交通站點(diǎn)不完全相同，需保證所要求的每?jī)蓚€(gè)站點(diǎn)間有通路。

（2）輔助路段

輔助路段（RelationshipLine圖層）分為三種：地鐵站及出入口關(guān)系線(xiàn)（metroEntrance）、同等站點(diǎn)間步行路段（footpath）、地鐵公交換乘出口（transferAdvice）。

輔助路段作為換乘分析結(jié)果展示路線(xiàn)的一部分，主要用于表示地鐵站到地鐵出入口之間的路段、地鐵和公交相互換乘時(shí)的建議路線(xiàn)或者同等站點(diǎn)間步行的路段。使用這三種關(guān)系線(xiàn)來(lái)表達(dá)對(duì)象間的關(guān)系，用于步行換乘時(shí)的輔助提示。

點(diǎn)擊批生成菜單下的“地鐵站及出入口關(guān)系線(xiàn)”“同等站點(diǎn)間步行路段”“地鐵公交換乘出口”（圖2）。針對(duì)每一個(gè)站點(diǎn)聚簇面，分別按照就近的原則自動(dòng)生成地鐵出入口到地鐵站之間的直線(xiàn)段，以展示地鐵出入口與地鐵站間的隸屬關(guān)系；形成同等站點(diǎn)間步行路段數(shù)據(jù)，表示每?jī)蓚€(gè)站點(diǎn)可以通過(guò)步行到達(dá)并進(jìn)行換乘；生成與其最鄰近的地鐵站出入口之間的直線(xiàn)段，形成地鐵公交換乘的 路段數(shù)據(jù)，用于表示地鐵站換乘到普通的公交站點(diǎn)的建議出口。

圖2 三種輔助路段生成工具

將數(shù)據(jù)保存至RelationshipLine要 素類(lèi)中，彈出“操作成功”。同時(shí)， 屬性表中線(xiàn)段類(lèi)型（TYPE）字段對(duì) 應(yīng)的值將自動(dòng)生成。

4.線(xiàn)站關(guān)系錄入

（1）線(xiàn)路編輯

站點(diǎn)以及公共交通路段編輯完畢 后，可以通過(guò)線(xiàn)路編輯功能，開(kāi)始編 輯線(xiàn)路、站點(diǎn)之間的關(guān)系，將站點(diǎn)與 對(duì)應(yīng)的線(xiàn)路關(guān)聯(lián)起來(lái)，相關(guān)信息將保 存至“公共交通線(xiàn)路表”中。

點(diǎn)擊工具欄的“線(xiàn)路編輯”按 鈕，彈出“編輯線(xiàn)路基本信息”對(duì)話(huà) 框，可以根據(jù)城市實(shí)際交通路線(xiàn)，點(diǎn) 擊“新建”按鈕，輸入線(xiàn)路名稱(chēng)、票 價(jià)相關(guān)信息、選擇線(xiàn)路類(lèi)型，保存該 線(xiàn)路的基本信息。然后點(diǎn)擊編輯。

（2）線(xiàn)路站點(diǎn)數(shù)據(jù)生產(chǎn)

通過(guò)“編輯線(xiàn)路基本信息”對(duì)話(huà) 框上的“編輯”按鈕，開(kāi)始線(xiàn)路站點(diǎn) 數(shù)據(jù)生產(chǎn)（圖3）。

①站名錄入。在“線(xiàn)路”框內(nèi)選 擇要編輯的公共交通線(xiàn)路名稱(chēng)，選擇 “上行”或者“下行”，點(diǎn)擊追加站 點(diǎn)按鈕，進(jìn)行逐站點(diǎn)輸入。輸入一個(gè) 站名之后，會(huì)在右面的編號(hào)欄相應(yīng)顯 示該名稱(chēng)對(duì)應(yīng)的站點(diǎn)編號(hào)，點(diǎn)擊“確 認(rèn)”。如果輸入站名后，未能出現(xiàn)編 號(hào)，則表示輸入有誤。依次添加站 點(diǎn)，點(diǎn)擊“保存”，則數(shù)據(jù)記錄被保 存到公共交通線(xiàn)路表中。同 時(shí)，該條線(xiàn)路名稱(chēng)、票價(jià)信息直接記錄到公共交通線(xiàn)路表中。

遇到站點(diǎn)名稱(chēng)相同時(shí)，在編號(hào)框內(nèi)出現(xiàn)該名稱(chēng)對(duì)應(yīng)的所有站點(diǎn)編號(hào)，可單擊其中任意一個(gè)編號(hào)，并在地圖中查看其位置以便選擇。

圖3 線(xiàn)路站名、站點(diǎn)編輯界面

②鼠標(biāo)拾取站點(diǎn)提示。站點(diǎn)錄入可根據(jù)實(shí)際情況選擇輸入站名方式，也可選擇鼠標(biāo)拾取 的方式（圖4）。單擊工具條上中的 鼠標(biāo)拾取按鈕，可在幾何數(shù)據(jù)中鼠標(biāo) 單擊或框選公共交通站點(diǎn)，并彈出 “線(xiàn)路站點(diǎn)提示”對(duì)話(huà)框，框內(nèi)顯示 該站點(diǎn)的名稱(chēng)，點(diǎn)擊“繼續(xù)”，該站 點(diǎn)被錄入進(jìn)來(lái)。接下來(lái)在“線(xiàn)路站點(diǎn) 提示”對(duì)話(huà)框中，將會(huì)顯示與該站點(diǎn) 有路段連通的其他站點(diǎn)，然后再根據(jù) 線(xiàn)路的實(shí)際情況選擇對(duì)應(yīng)的站點(diǎn)，同 時(shí)在地圖上也將高亮顯示選擇的站 點(diǎn)，確定站點(diǎn)后，可通過(guò)點(diǎn)擊“繼 續(xù)”選擇相應(yīng)站點(diǎn)，或單擊“回退” 返回到上一次提示的站點(diǎn)信息。

③無(wú)線(xiàn)段、多線(xiàn)段。數(shù)據(jù)生產(chǎn) 時(shí)，線(xiàn)路站點(diǎn)關(guān)系表中“路段編號(hào)” 字段有可能出現(xiàn)空白或“多條路段” 字樣，可進(jìn)入“數(shù)據(jù)生產(chǎn)”中對(duì)應(yīng)線(xiàn) 路查看并編輯?？瞻妆硎緝蓚€(gè)站點(diǎn)之 間沒(méi)有連通的路段；多條路段表示兩 個(gè)站點(diǎn)之間有多條路段通過(guò)，該情況可查看路段編號(hào)框內(nèi)路段的所有編號(hào)，單擊某一個(gè)編號(hào)，可在地圖上高亮顯示該路段，根據(jù)路線(xiàn)實(shí)際走向選擇其中之一即可。

圖4 鼠標(biāo)拾取站點(diǎn)到線(xiàn)路

5.構(gòu)建公共交通換乘數(shù)據(jù)集

完成所有公交線(xiàn)路后，單擊 構(gòu)建數(shù)據(jù)集按鈕，將會(huì)生成要素類(lèi)、表中為Blob類(lèi)型字段的數(shù)據(jù)內(nèi)容。構(gòu)建數(shù)據(jù)集的目的相當(dāng)于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)加工，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，在將數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)之后，查詢(xún)時(shí)能夠達(dá)到運(yùn)行效率更高的目的。

6.公共交通換乘分析

數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的數(shù)據(jù)完成生產(chǎn)后，還可通過(guò)公共交通數(shù)據(jù)生產(chǎn)工具欄提供的 “拾取起點(diǎn)”“拾取終點(diǎn)”按鈕，選擇起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)，點(diǎn)擊 “換乘查詢(xún)”按鈕來(lái)對(duì)公共交通換乘進(jìn)行查詢(xún)、驗(yàn)證。

三、數(shù)據(jù)應(yīng)用

1.導(dǎo)出PostGIS

數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的數(shù)據(jù)完成生產(chǎn)后，可以通過(guò)公共交通數(shù)據(jù)生產(chǎn)工具欄提供的“導(dǎo)出PostGIS”將數(shù)據(jù)導(dǎo)成PostGIS類(lèi)型的數(shù)據(jù)庫(kù)，為獨(dú)立的公共交通換乘查詢(xún)服務(wù)提供數(shù)據(jù)源。

2.服務(wù)發(fā)布

數(shù)據(jù)生產(chǎn)完畢后，將所有要素類(lèi)放在同一個(gè)地圖文檔中保存為.mxd，通過(guò)ArcGis的ArcGIS Server組件發(fā)布為公共交通數(shù)據(jù)服務(wù)。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)OneMap擴(kuò)展模塊-公共交通換乘采編工具大大簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)公共交通數(shù)據(jù)生產(chǎn)的工作量，實(shí)現(xiàn)了信息的系統(tǒng)化、規(guī)范化和自動(dòng)化，這樣不僅方便了公共交通信息的管理，還提高了數(shù)據(jù)的生產(chǎn)效率，同時(shí)將數(shù)據(jù)以二進(jìn)制流的方式進(jìn)行存取提高了公共交通換乘引擎的性能。