城市规划道路系统数据库构建

7.5.2　城市规划道路系统数据库构建

城市规划道路信息系统主要解决道路及市政设施规划设计成果的信息化管理问题。该系统利用最新的地理信息系统技术、空间数据库技术、网络及组件GIS等技术，紧密结合道路及市政基础设施规划设计业务及其信息管理的实际需要，建立功能强大的、专业性强的道路及市政基础设施信息系统，实现道路及市政基础设施管理的科学化、规范化。

1.城市规划道路信息系统数据源分析

城市规划道路对城市用地布局及其他规划具有重要作用，它具有精确的空间定位，是在城市总体规划设计的基础上，结合城市道路发展需要设计并绘制完成的。其中，城市规划道路的最初数字化是基于城市道路规划图的绘制需要，在CAD技术支持下完成的，主要软件为AutoDESK公司的AutoCAD软件。因此，在AutoCAD支持下的数字式城市规划道路数据将是城市规划道路信息系统的主要数据源。

AutoCAD下绘制的规划道路数据与系统所要求的数据之间既具有一定的区别，又具有一定的联系，在此体现在，AutoCAD中规划道路信息主要是通过图来表达，是显性地表现在图面上的。而城市规划道路信息系统中的数据主要通过空间数据库对规划道路进行管理和操作，需要对AutoCAD支持的数据进行必要的取舍和处理，其关系如表7-1所示。

表7-1　规划道路要素之间的联系与区别

这是两种数据本质上的区别，其表现在道路名称、等级、宽度等数据从原来图面上的查询转变为通过空间数据库管理和查询。AutoCAD支持的数字式信息主要用做规划结果的表现，而城市规划道路信息系统中数据不仅可以表现城市规划道路，还可以支持最短路径及道路流量等分析。

2.城市规划道路信息系统数据库设计

对城市规划道路信息我们可以从地理角度和网络角度两个方面认识。从地理角度认识规划道路，要能使规划道路本身符合空间实体要素表现和管理的要求;从网络角度认识道路，则需要明确各路段与各路段之间、路段与交叉口之间的连通关系。如果按AutoCAD中的表现方式，规划道路的交叉口处将会有多个线结点，它很容易造成路段、交叉口之间逻辑关系上的混乱。

(1)几何网络模型和逻辑网络模型

几何网络模型(geometric network)是组成线性网络系统的要素的集合，几何网络模型是从要素集合的视角来看网络模型。描述边线和交汇点的要素被称为网络要素(network features)，每个网络要素带有坐标值，只有网络要素能参与到几何网络模型中。逻辑网络模型(logical network)与几何网络相似，逻辑网络也是相连的边线和交汇点的集合。主要区别在于逻辑网络没有坐标值，它的主要目标是用特定的属性表存储网络的连通性信息。既然逻辑网络中的边线和交汇点没有几何属性，因此，它们不是要素，而是元素。

一个几何网络总是与一个逻辑网络相联系，在编辑几何网络要素的时候，相应的逻辑网络元素会自动更新。在几何网络中的网络要素和逻辑网络的元素间有一对一和一对多的关联关系。一个网络要素类是以下四种网络要素类型之一的集合:简单交汇点要素(simple junction feature)、复杂交汇点要素(complex junction feature)、简单边线要素(simple edge feature)、复杂边线要素(complex edge feature)。几何网络中的简单边线要素与逻辑网络中的一条边元素相联系，几何网络中的复杂边线要素与逻辑网络中的多个边元素相对应，同时这些边必须是一个链状结构，如图7-11所示:

图7-11　1对1及1对多关系表现

我们是通过网络要素与网络发生作用的。当对一个几何网络进行添加或删除网络要素时，系统也会添加或删除相应的网络元素。在进行网络分析时，系统会向逻辑网络传递分析方案，几何网络和逻辑网络总是密不可分的。

(2)城市规划道路空间要素构成

城市规划道路主要包括道路中线、道路边线(也称道路红线)及道路交叉口三部分内容，其中，道路中线和交叉口是网络分析的数据基础，红线则为地块划分和面积量算等提供依据。为了满足系统功能的需要，对其空间要素及其相互关系进行了深入的分析，如图7-12所示，并在此基础上完成数据库模型设计。

图7-12　要素类及相互关系图

(3)城市规划道路信息系统数据模型

依据几何与逻辑网络模型概念进行城市规划道路信息系统数据库结构设计。在几何网络模型中，道路红线、中线及交叉点要素将以数字式方式表现其几何特性，确定红线、中线及交叉点要素的空间位置，它们与逻辑模型中的边元素及点元素相对应。而逻辑网络模型中通过边元素及点元素表格管理红线、中线及交叉点的非几何信息，并通过连通性表格建立各要素之间的连通关系。道路中线及红线要素的空间存储不会影响逻辑模型中对路段之间的连通关系的表达，其结构如图7-13所示。

对于道路，一条主要的城市道路往往包括很多路段，这时，我们可以有两种方式表现道路空间构成，一种是简单边要素方式，一种是复杂边要素方式。简单边要素方式的特点是几何网络中的中线要素与逻辑网络中的中线元素为一对一的关系，而复杂边要素方式的特点是几何网络中的中线要素与逻辑网络中的中线元素为一对多的关系，如图7-14所示，这两种方式在使用上可以自行选择。

图7-13　规划道路信息系统数据模型