如何设计矢量数字地图数据库的数据模型

截至2012年末，北京市公路里程21454公里，比上年末增加107公里;其中，高速公路里程923公里，增加11公里。城市道路里程6282公里，比上年末增加24公里。推荐您到地理国情监测云平台上面看看

互联网+交通”：大数据时代下的智能交通

早上十点，张先生准备从位于城南的公司出发去城北的咖啡厅见客户。出发之前，他打开手机导航APP，选择了一条车流量最少、交通状况最好的出行线路。二十分钟后，张先生顺利抵达目的地。令他感到舒心的是，咖啡厅附近新建了停车场，以往他可是因为有急事却找不到停车位吃了好几次罚单。和客户寒暄的过程中，张先生得知客户这次没开车，而是选择了打车软件，原本40元的车程，他只花了十几元。

如今，越来越多的人和张先生一样感受着智能交通带来的便利。但是他们可能并不知道，　经常遇到的摄像头、电子卡口、电子警察等系统，它们在保障城市安全、维持交通秩序的同时，也在不断产生大量数据信息，不仅能够节约时间，也能大大提高交通工具和道路的使用效率，减少能耗。

在“互联网+”背景下，智能交通大数据技术的应用，不仅将“先知”逐渐变成现实，更建立起车、路、人之间的网络，通过整合信息，最终为人（车内的人和关注车内人的人）提供服务，使得交通更加智能、精细和人性；对管理者而言则大大提高管理者获取数据的能力，提高他们的决策能力和管理交通的能力。

一、“互联网+交通”的表现形式

2015年3月5日，李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划。互联网与传统行业的融合发展将从全流程上改造传统行业，从而产生新的业态。互联网与交通的碰撞也形成了“线上资源合理分配、线下高效优质运行”的新格局。

早在2011年底，“互联网＋交通”已初见端倪。铁路推出了网络订购火车票的新举措，让百姓利用电脑、手机，通过网络，足不出户就能买到火车票；民航行动更快，很早就实现了网络订票，现在通过大数据分析，通过手机APP可实现手机购票值机、查看航班动态等功能；而大力推进高速公路ETC联网发展，则是公路方面推进网络化的措施。此外，人们平日出行开车也越来越离不开导航系统、打车软件。

1． 事前预判

我们在生活中，总会有感觉到交通不方便的地方，如飞机晚点、延误，超级大堵车……如此这些，已经成为我们生活中习以为常的事情。交通永远不会有发展到最完美的时候，人类会不断提出新的要求以改善舒适度。

以出行高峰时段的交通拥堵为例，智能交通能够提高人们出行的计划性，通过他人的出行数据，预备出行者可以提早知晓不久后的某时段交通预计的流量情况，以此妥善安排自身的出行。其次，智能交通可以提高出行的可靠性，即例如甲要从A地去B地，必经路线的堵车已经无法避免，提高出行可靠性就在于可以通过智能交通的技术手段，根据以往同一时段该路线的交通状况，预估同样出行方式下将可能多耗费的时间。再者，智能交通应用在汽车上的自动避让和制动等功能还可以在一定程度上提高出行的安全性。

总而言之，以智能交通的技术手段提高信息采集强度及采集量，并提高其数据处理水平，继而把所得信息通过各种不同渠道传送给每个有需要的人，智能交通正在提高整个交通系统的应变性和个人出行的应变性。

几年前，海康威视已经布局大数据和云计算，并在武汉市成立了大数据和云计算研发中心。目前，海康威视已推出了大数据的初步应用，主要在三个方面：人脸数据的大库检索、海量卡口数据的高效检索分析和案事件数据的分析。

大数据的魅力在于我们可以从数据中找规律，它能使原来的“事后检索”变成“事前预判”。海康威视大数据库检索，可以做到将犯罪分子人脸、作案车辆等特征放进视频图像库里进行搜索比对，寻找犯罪嫌疑人的踪迹。

例如，在南方某座特大城市，针对某系列案件，警方运用海康威视的大数据技术，通过大量信息的检索、比对和分析，发现嫌疑人每次作案前均会到某个地方落脚的规律。当地警方提前在落脚点布防，成功抓获了准备再次作案的嫌疑人。基于大数据的云计算搜索，就像百度搜索关键词一样迅速找到想要的东西，不需要像从前一样由多名警察一帧一帧盯着事发地点的监控录像，寻找作案嫌疑人。

大数据还必须做到“秒级响应”，反应迟缓的话，大数据也就失去了价值。海康威视在多个城市的电子卡口系统中应用了大数据技术，在上百亿条车辆记录中快速搜索，几秒钟甚至零点几秒锁定结果。在此基础上，可以更好地实现如套牌车辆研判、跟车关联分析、违法多发时间和地点研判、交通流量分析和交通诱导等应用。

2． 调整更改

在传统的规划过程中，设计部门根据对现状的判断和经验的积累，容易对交通项目进行个人意志和团队意志的主观 *** 作，更有某些小型设计单位采用闭门造车的方式进行拿来主义的设计，这与规划的本职形成严重对峙，更不符合互联网+时代下对大数据应用的渴求。

对于城市管理者或是城市交通管理者、公路交通管理者，智能交通是帮助提高其管理的技术手段，大大提高管理者获取数据的能力，提高他们的决策能力和管理交通的能力。

举个最简单的例子，道路的渠化由交通设计院规划设计，然后施工建设。然而道路及其周边区域的情况不是一成不变的。随着城市的发展，道路起初的设计可能无法满足市民的实际需求。比如城北新建了一个工业园区，那早高峰往北面上班的车会明显增多，同时晚高峰从城北返城的车会增多。这时之前设计的道路显然不足以满足市民的需求，道路再次设计成潮汐车道或者是可变车道均可提升道路的通行能力，满足市民的需求。但是二者如何选择，抑或两个方案一起实施，一直是困扰交通管理者的一件事情。这时，道路上安装的电子警察、卡口和视频检测器所采集的过车信息和车流量数据就可以为道路的渠化提供有用的信息。

再举个例子，城市交通中，大家最熟悉的是红绿灯。有些城市的红绿灯装有信号控制系统，在所有道路资源都充分使用的条件下，红绿灯的转换频率只能按时间分配，不可能让路上的车辆变少，然而合理的红绿灯配时可以让道路的通行率大大提升。前端信号机配备有车检板，支持地埋线圈的接入，同时也可以通过视频检测器，实现控制区域内车流量、占有率、车速、排队长度等交通参数的采集、处理和存储。交通信号控制系统可根据前端独立的车辆信息来直接调整对应信号灯的绿信比，也可根据区域整体的车流状况对信号灯配时方案进行针对性的区域协调。同时这部分交通参数信息也可提供到其他相关联的交通管理系统使用。比如通过大数据采集分析和交通仿真，进行区域的信号协调控制。

3分析应用

对交通出行的大数据进行分析总结可以得出不同城市的相互联系强度、城市流动人口的来源，指导城市对外交通建设；能够分析出城市交通现象与重要事件之间的关系，有效预防下次突发事件造成的交通压力；大数据能够形象地反映居民的出行路径、偏好，总结出居民的出行习惯从而为第三方服务平台提供参考，加快推进交通运输由传统产业向现代服务业转型升级。

智能交通综合管控平台存储了大量的交通数据信息，如何有效充分地利用这些信息将非常重要。通过对平台存储的数据进行智能研判分析，获得一些潜在有价值的数据和信息，为交通管理、刑侦稽查提供重要的线索和数据信息。

比如案件刑侦分析时，某些车辆行驶轨迹可能会成为重要线索。平台行车轨迹分析功能可以输入关注车辆号牌，选定关注的时间段，进行分析。分析结果会以列表的方式呈现在列表中按照时间先后顺序显示该车辆在此时间段内的所有过车信息。如果平台部署了电子地图模块。可在电子地图模块展现车辆行车轨迹分析结果展示，并在地图按照车辆行驶的时间和空间顺序，在地图中描绘车辆行驶轨迹。

同时，目前机动车数量的激增，机动车车辆牌照无法凭借肉眼观察直接判定车辆号牌真伪、套牌与否。出现部分车主为了逃避交通违法处罚，甚至进行其它不法活动时为了躲避刑侦缉查，而使用假牌和套牌的手段。智能交通综合管控平台使用车牌识别技术，采集经过监测点车辆的信息，如车牌号码、车身颜色、车辆类型、出现时间，根据创建的套牌分析模型，实时自动完成套牌嫌疑车辆的检测和报警，可有效打击使用套牌车辆的行为。

而在治安监控中，外来车辆初次入城信息将会成为外地车辆流窜作案的重要线索。可利用卡口、电子警察对车辆采集进行数据信息，可在指定时间段内，对首次经过指定路口的车辆进行查询展示，此功能配合城市卡口包围圈、城际卡口、电子警察采集的数据信息将发挥更大的作用。

现在在很多一二线城市，由于出租车在高峰时期供不应求，催生出了很多非法营运车辆。这些车辆虽然在一定程度内可以方便大众的出行，但是由于其无监管部门，对于民众的生命和财产有一定的安全隐患，而此类车辆很难从常规车辆中分辨出来。针对这类情况，可引入车辆积分制度，对符合积分细则的车辆进行积分，例如在本地案件多发地区的车辆进行高积分规则，每抓拍捕获一次积3分，对相对涉案车辆较少地区的车辆，每次抓拍捕获积1分。在研判中可按一定时段检索分值排列靠前的车辆，纳入视线，进行重点管控，并从中发现相关线索。积分细则可由相关部门的业务实际应用进行设定，积分细则后期可进行添加和修改，积分实行累加制，不设上限。同时可以对于重点监控区域，如学校、银行、医院、广场、娱乐场所（广场、KTV等），可以有针对性的对重点区域的卡口/路口某些时段内的车辆进行分析和观察，分析出这些区域内频繁出入的车辆、按照次数从高到低排行显示车辆的详细抓拍识别信息。对频繁出入车辆进行关注，从而起到预警作用。

交通管理部门如何保证交通安全、交通秩序是一个重要的任务。在有限警力的条件下如何达到管理交通安全的目标，警力有的放矢的调动安排将非常重要。智能交通综合管控平台对交通数据进行研判分析，可将违法多发地点按照违法次数从高到低的次序显示排名靠前的违法多发地点，为交通管理部门的警力调动安排提供参考信息。为了在有限警力的条件下达到管理交通安全的目标，保证警力在最合适的时间出勤。智能交通综合管控平台对交通数据时间特点进行分析研判，可将违法多发时段分析出来，并按照违法多发时段的违法次数排序，显示违法多发时间段，为交通管理部门警力调度提供参考。

二、“互联网+交通”在国内的应用

杭州市建立了“一个中心、三个系统”即交通指挥中心、交通管理信息系统、交通控制系统和交通工程类信息系统。杭州市交警支队还实行了集中调度指挥和交通信息预报制度，在市区主干路、主要交叉路口实行分级预警和干预机制，重点解决早晚高峰、节假日重要时段的路面交通问题。

各城市交管部门一直在探索优秀的勤务模式，以最少的警力、最小的行政成本，获得最好的交通管理效果和最大的社会效益。杭州市通过改变交警的传统路面巡逻执勤模式，通过交警支队视频作战室、交警大队分指挥室和交警中队数字勤务室三级指挥系统的网络巡逻执勤模式，结合路边重点巡逻，实施“上下联动”机制，实现“桌面就是路面”，使科技应用直达基层民警，提升了交通管控效能，扩大了路面管理的覆盖面，加大了路面管理的密度和力度，提高了应对交通拥堵、交通事故等交通突发事件的快速反应能力，减少了道路交通事故和交通违法行为，提高了道路通行能力，缓解了交通拥堵，确保了城市道路交通的安全、畅通、有序。

三、“互联网+交通”的发展趋势

首先，要大力发展绿色、便捷、高效、经济的公共交通。通过智能交通技术手段提高公共交通系统的服务水平，引导城市居民出行方式的转变。

其次，以智能交通技术提升道路交通管理水平，提高城市道路体系的综合利用效率。

再次，优化区域交通组织，以先进的交通管理手段如先进的交通信号系统、交通诱导系统、交通违法自动考量系统，减少路口延误、排队等候，使得道路通畅、规范停车场管理等关键环节。

当前我国城市交通发展处于挑战和机遇并存的关键历史阶段。一方面，随着城镇化、机动化的持续快速发展，城市交通拥堵加剧、污染严重、事故频发，面临严峻挑战；另一方面，我国城市出在老城改造、新城建设的城市大发展时期，是实现生态城市、绿色交通的最佳时机，可以通过“互联网+交通”的融合发展，通过智能交通实现我国城市绿色交通系统建设的跨越式发展。

1、自然资源和空间地理基础数据库

该库是四大基础数据库中建设难度最低的，因为其中的信息收集相对容易，不涉及过多的部门利益分配等敏感问题。目前该库已基本建成，但真正投入使用的省市并不多。

2、人口基础数据库

人口基础信息库的主体包括公民身份号码、姓名、性别、民族、出生地等基本信息，还包括各部门业务系统在利用人口基本信息过程中产生的、其他部门存在共享需求的人口信息，实现互联互通和信息共享。

3、法人单位基础数据库

法人单位基础信息库项甘领导小组办公室在项目推进过程中，通过专家、共建单位和地方法人库筹建单位反应的情况;就项目建设中存在的问题和解决途径进行了广泛的调研和分析；形成“系统工程建设标准先行”理念，提出建立“法人单位基础信息库标准体系”的构想。

目前已经开始了“法人单位基础信息共享标准体系”建立的课题研究。

4、宏观经济基础数据库

通过该半台实现对宏观指标包括全区主要经济指标、地方财政收入、税收完成情况、金融机构信贷情况、各镇办主要经济指标等信息的展示。同时，实现统计部门的宏观经济数据与各局委提供的统计数据进行比对,从而最大程度的保证了统计数据的正确性。

扩展资料

第五大国家基础数据库：

伴随着国家和各级政府相关法令、措施的出台，非物质文化遗产资源数据库的建设已经成为国家和地方各级政府保护的重要途径与方式，国内已经初步建立了第五大国家基础数据库-非物质文化遗产资源数据库的建设据。

尽管全国各地都在尝试建设非物质文化资源数据库，但到甘前为止，能够做到高效运行的数据库还非常少见，具备资源管理基础和管理信息系统数据库设计基础的团队，提供的研究成果较少。

比较突出的只有文化部民族民间文艺发展中心的“中国记忆”资源数据库，文化部主管、中国艺术研究院主办的“中国非物质文化遗产数字博物馆”国家名录，陕西非物质文化遗产保护中心建设的,“陕西非物质文化遗产数据库”等。

在数字城市的建设过程中，标准始终处于重要的地位，对空间数据需求的不断增长，使得地理信息的标准化研究与制订工作也加快了步伐。 在数字城市的建设过程中，标准始终处于重要的地位，尤其是用于决策支持的各种尺度的地理数据与技术标准。在过去的十年间，GIS技术与其他信息技术发展十分迅速，国内外GIS应用领域和地理信息用户经历了很大变化，空间数据的应用领域与用户群也出现了惊人的增长，于是，地理空间数据被当作一类社会生活的基础设施。对空间数据需求的不断增长，使得地理信息的标准化研究与制订工作也加快了步伐。

地理信息标准体系

1．IT标准与地理信息标准

地理信息标准只有与其所依赖的计算机环境紧密结合，才能提高自身的自动化处理水平。地理信息标准面临的技术环境是: 迅速发展的由计算机与网络构成的分布式计算平台（DCP）技术。

地理信息标准不但要反映地理信息与地理信息技术的关系，也要反映通用IT技术在地理信息技术中的应用。

一方面，各种计算机软、硬件技术、传感器技术、开放系统环境、Web服务和XML技术的发展，对地理数据获取方法、数据精度、数据分析与处理方面的技术与标准制定产生了重大影响; 另一方面，GIS技术开始与主流信息技术结合，地理数据对关系数据库管理技术提出很高的要求，例如: Oracle spatial 8i在关系数据库技术层面，就提供了空间数据选项和功能。地理信息标准与信息技术标准的结合是地理信息标准发展的必然趋势，其结合的程度是地理信息应用与服务成功的重要标志之一。

2．地理信息标准体系

地理信息标准体系通过对地理信息系统、地理信息科学、地理信息服务发展规律进行分析研究后，结合IT技术，将地理信息与地理信息服务等标准之间相互作用和相互依赖关系做出合理的安排与规划，并协同不同标准之间的关系，使标准的结构优化、实现最佳功能。一个成功的地理信息标准必须与其他相关标准以及通用信息技术标准有密切的联系。

数字城市标准规范建设内容

国家已有一系列按指导标准制定的导则、规定和方法，也有一系列有关测绘、数据库、软件工程、系统设计、文件编写、网络与通信以及安全与保密等方面的标准，这些都不需要各个城市自行制定，只要求遵循、执行,并做若干地方化与补充的工作。这里主要针对以下几类相关标准进行详细介绍，它们需要由各个城市和各专业部门自行组织有关专家共同参与制订。

1．城市地理与专业信息分类与编码

信息分类与编码标准是城市标准化的核心部分，它主要分为两大类: 一类是城市基础地理空间信息的分类代码标准，这一类尽管大部分还未形成国家标准，但已有很多基础工作可借鉴进行标准制定; 另一类是大量的城市各行各业的信息分类编码标准工作，它涉及城市信息系统的各个局（办）和专业，需要在统一的组织下，由有关专家和多专业技术人员参加工作，并且随着系统的形成和发展，还会不断增加内容。

2．城市信息名词术语

名词术语标准是实现信息共享十分重要的标准，它保证各系统中所有名词术语都有一个准确的科学含义，供系统和用户共同遵守和使用。城市要进行两方面工作: 一是根据城市实际情况，有计划收集、分析国家已有的各类专业的术语标准，整理编写为本系统所用; 二是要在全市各部门、各专业通力合作下，编制具有城市本身需要和特点的专业名词术语的科学含义手册作为系统的统一标准。

这类标准主要有地理信息系统基本术语、城市规划术语、城市基础信息术语、土地术语、房地产术语、城镇资源术语、城市水文地质勘察术语、城市与工程测量术语、城镇公共交通常用名词术语、城镇道路术语、城镇桥梁术语、给排水术语、城市防灾术语、风景、园林、绿化术语、城镇环境卫生术语、城市供热术语和城市供电术语等。

在制订上述名词术语标准时，可以引用和作地方化补充的国家和行业标准规范有: 测绘基本术语(GB/T 14911-1994)、摄影测量与遥感术语(GB/T 14950-1994)、地图学术语（GB/T 16820-1997）、大地测量术语（GB/T 17159-1997）和地理信息技术基本术语（GB/T 17964-1999）。

3．城市空间数据与要素标识

城市空间数据与要素标识是一类十分重要的城市信息标准基础工作，是城市信息系统中各方必须遵守的规则和约定，虽然国内已有不少工作和项目可参考，但仍需结合城市的实际情况进行引用、补充、修改和制定。

这类标准主要包含元数据、数据字典、空间数据交换、空间数据质量控制、数据记录格式、文件格式、城市定位分区规则、城市管理分区与代码，以及城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线、建筑物、市政工程管网附属设施和道路交通设施编码结构规则等。

其中可以引用并作地方化补充的国家和行业标准规范有城市地理要素，包括城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线编码结构规则（GB/T 14395-93）。

4．城市空间信息共享技术规程

城市空间信息共享技术规程主要解决地理空间信息系统建造中的一些必须共同遵守的技术、流程和规则等，以保证系统能在一个统一的技术规格下建立和共享使用。

这类技术规程主要有软件工程、系统设计标准、系统建设文件、规范标准、系统安全、保密规定、空间数据采集、处理规范、空间数据入库管理规定以及数据存储相关技术规程等。

问题与挑战

虽然国内外对于数字城市标准的制定给予了较高的重视，但人们常常抱怨“标准不够用、不统一、不及时、不适用、滞后于技术，同一对象存在着不同的标准等”。究其原因，主要是地理信息标准过程还面临着各种问题与挑战，其中技术上最突出的是缺乏地理信息时空数据模型通用逻辑规范，缺乏语义层面的地理信息标准。

● 数据模型通用逻辑规范有待统一。

就地理信息标准本身而言，由于缺乏地理信息时空数据模型通用逻辑规范，不同的GIS应用部门、不同的GIS软件开发商对空间数据模型的定义有很大的区别，由于GIS应用软件间的显著不同，产生了不同的地理数据和GIS *** 作。在不同的软件平台上，有些看似相似的 *** 作，如几何对象的分割与合并，由于缺乏统一的规范化与形式化描述，存在诸多差异。

● 语义层面的地理信息标准亟须完善。

由于缺乏语义层面的地理信息标准，形成各自封闭、独立的地理信息系统应用数据库，数据没有共同的语义基础，语义还只是以一种隐含的形式存在于目录、表格或进一步的细节中，还不能被自动地交换。

全球化、信息化是当今世界的发展潮流，也是中国发展和改革的时代背景和国际环境。为在国际贸易领域占据有利位置，发达国家不惜投入相当的经费和人力进行标准战略的研究，强化标准的研制，并已形成较为成熟的标准管理和运作机制。

在地理信息标准制定方面，日本和韩国都有意识地加大研究力度，在国际地理信息标准方面有较大的影响。我国在该领域起步较早，国家也十分注重标准研究制订，在各单位的大力支持配合下，近十年来，我国科技工作者在地理信息标准方面开展了深入的学习和研究，不但有成果，还形成了一支具有丰厚基础理论知识和实践经验的地理信息标准的专家队伍。

当今国际竞争成败的关键已不再依赖于传统意义上的土地、资本和劳力等有形资本，而取决于以高新技术为核心的综合国力，取决于将技术转化为标准从而取得经济收益的能力。数字城市标准化工作是保障我国国家利益和地理信息产业安全、促进地理信息产业发展、提升我国综合国力和国际地位的一个重要环节。

作者简介

毕建涛: 国家遥感应用工程技术研究中心博士，副研究员，主要从事地理信息共享与服务、数字城市领域工作，负责城市公共平台设计与开发，先后参与国家攻关与地方横向项目十余项，发表相关领域论文20余篇。

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