系统功能开发

10．6．3　系统功能开发

10．6．3．1　电子地图操作

初始化、编辑、图层控制等常规操作。MapX内置有常用的标准地图编辑工具，可以直接调用，完成图元和图层的创建、选择、编辑等操作。

1）地图数据的集成和显示

由于系统开发中使用了MapX控件，MapX的空间数据结构是一种分层存放的结构。用户可以通过图形分层技术，根据自己的需求或一定的标准对各种空间实体进行分层组合，将一张地图分成不同图层。MapX的空间数据结构如图10－29所示。

图10－29　MapX的空间数据结构

地图数据源来自MapInfo的表（Tab文件以及附属文件）。将多个表文件组合为一个有机的集合，形成可以为MapX读取Gst文件。

MapX可以直接读取的是包含若干个表文件的地理数据集Gst文件，通过指定需要的地图数据，自动生成合适的结果。MapX的安装程序附带的应用程序Ge－oset Manager可以生成Gst文件。

2）面、线、点生成的实现过程如下

var

lyrInsertion:MapXLib．Layer；

lyrInsertion:＝MapX．Layers（″Accident″）；

lyrInsertionLayer．Editable＝True；

map1．Layers．InsertionLayer:＝lyrInsertion；

map1．CurrentTool:＝miaddpointtool；　　　//点的生成

map1．CurrentTool:＝miaddlinetool；　　　 //线的生成

map1．CurrentTool:＝miaddregiontool；　　 //区的生成

map1．CurrentTool:＝miaddpolylinetool；　　//多义线的生成

3）地图对象的选择主要有半径选择、矩形选择和单击选择，具体实现过程如下

map1．CurrentTool:＝miradiusselecttool；

map1．CurrentTool:＝mirectselecttool；

map1．CurrentTool:＝miselecttool；

4）图层控制主要包括图层增加和图层属性控制，具体实现过程如下

map1．Layers．LayersDlg（emptyparam，emptyparam）； //图层属性控制地图基本操作其他功能由Delphi集成MapX进行二次开发完成。

10．6．3．2　数据管理和维护

数据管理和维护模块主要负责系统信息数据的录入、编辑、输出、存储、维护、链接和共享以及属性数据的地图化。

1）事故点信息录入和修改

数据的录入和编辑对象主要包括GIS的空间数据和属性数据以及外部数据库。GIS空间数据的录入、编辑和维护即地图的操作，将在电子地图操作模块中实现。GIS属性数据和外部数据库的录入、编辑和维护可以直接对数据表（分别在GIS的．tab表和SQL Server数据表中）进行操作，但为了操作方便和易于理解，本文采用ADO方式对外部的SQL Server数据进行操作。

单个事故数据录入界面如图10－30，系统事故编号是自动确定的，其他数据按图中提示项录入，事故地点根据GPS定位的坐标确定在地图位置，用户只需录入经纬度点击“保存”，事故点就自动显示在地图上。

图10－30　单个道路交通事故数据录入

在事故信息录入窗口中设计了一个“交通信息查询”功能键，可在输入事故编码后，快速查找到该事故点，进行修改。

2）空间数据与属性数据绑定

（1）空间数据与属性数据的关联

GIS系统中涉及的资料包括图形向量资料和图元对应的属性资料，即通常所说的空间数据与属性数据。在系统数据库设计中已经阐述为了增强整个系统数据处理的灵活性，采用分开存储的方法。图形向量资料以MapInfo标准．tab文件格式存储在特定目录下，图形中每个地物均有其对应的唯一的标识（ID号），系统以此为索引建立该地物的图形数据文件。空间属性资料则作为属性数据存放在关系型数据库（例如MS SQL Server）中，各地物属性记录的关键词为图形文件中该地物的ID号，由此便实现了图形文件与属性文件的一一对应关系（图10－31）。

10－31　图形资料与属性资料的关联示意图

（2）关联属性资料的方法

在MapX中，空间数据与属性数据的关联是通过数据绑定实现的。数据绑定是将外部资料引入MapX，在MapX中实现空间数据与属性数据关联的过程。

可以绑定的数据源包括以下类型（表10－6）:

表10－6　MapX可以绑定的数据源类型

使用DataSets．Add方法，可向MapX绑定来自数据源的数据。使外部数据源和地图建立联系。在MapX中，每张地图对应多个图层（Layers），每一个图层（Layer）都有一个DataSets，其中包含DataSet对象。DataSets拥有一些属性和方法，用来在集合中添加和删除DataSet对象，主要方法包括Add和Remove。

以下为通过ADO数据连接方式获取SQL Server中属性数据事故点位置表，并与ALocation图层的每个事故点图元进行数据绑定的Delphi 6．0代码。

（3）数据绑定

使用数据绑定的最终结果是DataSet对象的创建。这个DataSet对象包含了被绑定图层的图元对象以及图元对象所对应的属性数据。如图10－31的属性数据若被绑定到ALocation地图，那每一个事故点都将拥有其对应的道路等级、横断面形式等属性数据。使用DataSet的Value方法可以取得地图中每一个对象的属性数据。

以下为根据绑定的DataSet查询出所有道路等级为国道的路段，并显示路段的路段ID的Delphi 6．0代码。

//获取属性数据代码

为了方便评价系统与公安部现行的交通事故信息管理系统的对接，系统开发了相应的数据接口，具体处理方法是，首先将交通事故数据从公安部的信息系统中导出为Excel格式的数据文件，然后通过评价系统的数据接口读取相应的字段数据。

10．6．3．3　事故信息查询统计

事故查询模块的主要功能是完成空间数据和属性数据的查询，主要包括地图实体的属性查询、图形查询以及图形与属性之间的交叉查询。

事故查询模块的主要功能是完成空间数据和属性数据的查询，主要包括地图实体的属性查询、图形查询以及图形与属性之间的交叉查询，如图10－32所示。在系统的地图显示窗口，通过菜单工具可以直接点击选择图元（即某条路或某一事故点）的相关信息，也可以利用属性信息对符合查询条件的图元进行查询，并对查询结果高亮突出显示。

图10－32　事故信息查询

与空间数据相关的查询，通过MapX的Layer．Search方法实现，实现过程如下:

对属性数据的查询较为简单，以SQL语法为基础，通过ADOquery控件对属性数据进行访问即可，具体实现过程如下:

综合查询模块对数据的读写能力和运行速度要求较高，选取具有速度快和内存占用少等特点的ADO方式对数据进行访问。

10．6．3．4　事故黑点分析功能

基于GIS的事故黑点分析处理技术通过GIS的信息显示与查询、空间实体的合并与分割、缓冲区分析、动态分段、线性参考、专题图等功能，对区域、路网、路段或地点的交通事故分布进行分析。事故黑点分析功能主要包括区域交通安全分析、路网交通安全分析、道路沿线事故黑点分析、点事故黑点分析。

基于GIS的交通安全评价分析技术通过GIS的信息显示与查询、空间实体的合并与分割、缓冲区分析、动态分段、线性参考、专题图等功能，对区域、路网、路段或地点的交通事故分布进行分析，同时对事故频率法、事故率法、质量控制法和累计频率曲线法的分析结果进行可视化显示。

利用基于GIS的交通安全评价分析技术对道路交通安全性进行分析和评价时，MapX的专题渲染分析功能为安全评价分析提供了可靠的依据。渲染分析是指使用各种图形样式（颜色、填充颜色等）图形化地显示地图属性信息的一种分析和表现方式。渲染分析的结果是专题地图，利用专题地图可根据属性表中的特定值来赋给地图图元颜色、图案和样式，从而把各种数据图形化，很直观、形象地显示在地图上。

10．6．3．5　交通安全评价

1）区域交通安全评价

区域交通安全评价主要采用第2章建立的灰色综合评价模型，通过系统自动读取每个区域的人口、机动车保有量、事故数、死亡人数等数据，通过灰色综合评价模块计算每个区域的聚类评估值，然后进行聚类评价，并将结果以专题图方式在地图窗口显示（图10－33）。

图10－33　区域交通安全评价专题图

2）路网交通安全评价分析

路网交通安全评价采用质量控制法作理论根据。运用质量控制法先计算出该路网内各道路的事故率，再与临界事故率（上下限）进行比较，最后作出各条道路的安全性评价（分为危险路段、正常路段、安全路段）。模型输入值有四个:一是路网中的事故率（次/车公里），这个值在一定时间范围内保持相对稳定，由系统自动统计；二是每条道路在事故统计年限内的累计交通量（车公里数），该值可以由系统根据交通量资料和事故记录时间计算出来；三是置信度值，由此对应K值，系统默认的置信度是95%，K值是1．96，可以交互修改；四是每条道路的累计事故数，该值也是由系统自动统计。系统的输出值有三个:一是对应每条道路事故率的临界上下值；二是该条道路对应的事故率；三是事故多发道路的鉴定。该项分析结果既可以列表的形式显示，同时也能将判别出的危险道路用加粗黑线在地图上全部显示出来，使之一目了然（图10－34）。

图10－34　某市国省道路网交通安全评价专题图

10．6．3．6　地点或路段事故黑点分析

项目级的事故黑点通常可分为地点、交叉口和道路沿线两类进行研究。

1）地点、交叉口黑点分析

地点、交叉口事故黑点分析用于对指定地点或交叉口的交通安全情况进行分析和评价。通过对目标地点、交叉口的交通事故的数量、严重程度、主要原因、时间分布等因素进行统计分析，将分析结果用不同特征和样式的图元在目标地点、交叉口的电子地图上进行显示。

对目标地点、交叉口的安全状况进行渲染分析时，首先选定所要分析的地点、交叉口，通过输入交叉点周围的给定距离，创建缓冲区（Buffer），对缓冲区内的一个或多个事故对象进行显示或分析。然后利用MapX按“等级符号”方式，对缓冲区内的道路交通事故进行专题渲染，即根据不同事故属性来渲染事故图元的大小、样式或颜色。当然，在分析过程中可以根据需要选择其他的专题方式进行分析，例如直方图、点密度、独立值等方式对各地点、交叉口的交通事故进行分析与对比，寻找事故黑点的可能位置。

2）道路沿线黑点分析

道路沿线事故黑点分析是对道路沿线事故的分布特性进行分析。在对道路沿线事故进行分析时，可以利用GIS的动态分段功能，这样不仅可以利用专题地图的形式对整条道路或路段进行渲染分析，而且可以对道路沿线的交通、环境条件进行动态表达，以便寻找交通事故黑点的原因。此外，还可以沿道路创建“缓冲带”，对道路沿线的交通安全设施、地形条件等信息进行查询和分析。

道路沿线事故黑点分析的工作过程为:

（1）将道路事故在道路地图上可视化显示。

（2）事故黑点鉴别。采用一定的鉴别标准:例如3年内公路500m范围内发生3起以上造成人员伤亡交通事故的路段，或用累计频率曲线法寻找突变点进而确定黑点路段。系统具备常用鉴别方法的功能接口供选择使用。

（3）对道路沿线的交通、环境条件进行动态分段显示，并用不同的样式和颜色进行表示。

（4）将交通、环境条件的动态分析图层和道路沿线的事故图层进行同步显示，分析交通事故聚集程度和交通、环境条件的关系，从而确定事故黑点的位置和交通、环境条件原因的关系。如图10－35是路面条件和事故黑点的动态分段分析。

图10－35　路面条件和事故黑点的动态分段分析

可见，基于GIS的事故黑点分析技术是通过事故属性数据指标的可视化，将事故信息和道路交通、环境等条件分布在道路沿线，而不是单纯依靠某一数字标准对道路的交通安全性进行界定，表达更加直观、全面，这极大地方便了事故黑点的分析和改善。

10．6．3．7　功能实现

该模块主要利用专题图分析、动态分段、线性参考、图元闪烁、图元合并和相交等技术对目标道路的交通安全状况进行分析和显示；同时也使用交通事故指标和累计频率曲线法对目标道路的相关信息进行统计和分析。

地图图元的闪烁功能主要用于对突发性较强、事故危害较大的当前交通事故信息，通过示意图元的闪烁达到引起用户注意的目的。由MapX语句操作，通过Timer控件控制图元颜色的变换。具体实现过程如下:

专题图是一种用来可视化分析和表现数据的有效方式。专题图的实现主要包括专题图变量的确定、属性数据的获取以及专题图的显示与控制。生成专题图的实现过程如下:

图元的合并和相交的目的是完成多个图元的合并和求交集区域，例如将事故数量聚集区域或点与事故严重程度的聚集区域或点进行交叉，创建叠加位置的图元（可能事故黑点的位置）。地图图元的合并和相交具体实现如下:

用于事故黑点分析的累计频率曲线法通过Excel实现，通过系统对Excel的集成实现分析结果进行可视化。本系统通过ADO方式实现系统对Excel的访问和控制。

在系统运行时，以上各模块并不是孤立运行，模块之间的窗体切换、数据之间的交换，通过Delphi集成实现。