基于GIS的停車場規(guī)劃與信息管理系統(tǒng)研究

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1、基于GIS的停車場規(guī)劃與信息管理系統(tǒng)研究 　　停車場作為一種重要靜態(tài)交通設(shè)施，對其科學(xué)管理是十分重要的.國外發(fā)達國家在停車規(guī)劃與管理方面的研究起步較早，已經(jīng)取得了豐碩的研究成果.我國從20世紀(jì)80年代中期才開始關(guān)注城市停車問題，且進展緩慢.此外，由于停車場的各類信息數(shù)據(jù)均以資料的形式存在，管理相對分散，致使停車場管理長期處于手工作業(yè)式的傳統(tǒng)方式，效率低下不利于檢索和使用.筆者借助GIS開發(fā)技術(shù)和面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言，設(shè)計與實現(xiàn)了停車場管理信息系統(tǒng)，可解決傳統(tǒng)的停車場信息管理的弊端，為停車場管理部門提供一個可視化、便捷化的信息管理平臺.并在此基礎(chǔ)平臺上設(shè)計了可靠的停車需求預(yù)測模型算法，可以對城市

2、行政區(qū)域及其功能小區(qū)進行便捷可靠的停車需求預(yù)測分析，為停車設(shè)施的規(guī)劃布局和管理政策的指定提供定量依據(jù). 　　 　　1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 　　 　　1.1系統(tǒng)建立的目標(biāo)及功能 　　 　　系統(tǒng)的直接用戶是交通設(shè)施管理部門和城市規(guī)劃部門有關(guān)人員.鑒于此，系統(tǒng)建立的目標(biāo)及基本功能包括： 　　 　　(1) 系統(tǒng)對停車場相關(guān)數(shù)據(jù)信息，均采用計算機統(tǒng)一管理，利用計算機把停車場信息及時反饋、集中并能輸出報告，并可根據(jù)用戶的不同需要生成統(tǒng)計報表. 　　 　　(2) 系統(tǒng)具有完善的各類停車設(shè)施可視化信息管理功能.即在停車規(guī)劃地理信息系統(tǒng)電子地圖上，實現(xiàn)各類停車設(shè)施相關(guān)信息的添加、刪除、修改等維護

3、性功能，以及停車設(shè)施的地圖定位添加、信息維護、檢索定位等可視化管理工作. 　　 　　(3) 系統(tǒng)具有停車場日常行政事務(wù)管理功能.如停車場管理卡片的填寫、停車場管理人員的登記以及地圖的輸出打印等，以實現(xiàn)日常行政事務(wù)工作的“無紙化”和高效化. 　　 　　(4) 系統(tǒng)具有一定的停車場規(guī)劃輔助決策功能.即對城市各行政區(qū)域及其功能小區(qū)的停車需求泊位量進行合理預(yù)測及定量分析規(guī)劃，為下一步停車場布局規(guī)劃提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù). 　　 　　(5) 系統(tǒng)應(yīng)界面友好，性能穩(wěn)定，使用戶操作簡單化，使非GIS專業(yè)人員無需了解過多的“過程”性專業(yè)知識，就可掌握系統(tǒng)的各功能操作. 　　 　　(6)系統(tǒng)應(yīng)安全可

4、靠，容易維護. 　　 　　1.2系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 　　 　　根據(jù)系統(tǒng)建立的目標(biāo)及功能要求，系統(tǒng)主要由以下功能模塊組成，其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示. 　　 系統(tǒng)安全管理模塊.系統(tǒng) 　　 　　安全管理也就是系統(tǒng)的使用權(quán)限的管理，包括用戶權(quán)限的設(shè)定和修改，即設(shè)置、修改、刪除系統(tǒng)管理用戶，登錄用戶必須輸入用戶名和密碼， 1.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計 1.3.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織 　　 　　(1) MapInfo數(shù)據(jù).為實現(xiàn)停車規(guī)劃及停車設(shè)施可視化的管理，系統(tǒng)需建立停車場規(guī)劃地理信息系統(tǒng)平臺，在此平臺上完成區(qū)域性需求預(yù)測及停車設(shè)施的管理.該平臺是基于MapInfo的，其數(shù)據(jù)管理均采用MapI

5、nfo格式統(tǒng)一管理.其中涉及的數(shù)據(jù)文件包括:城市行政區(qū)域、功能小區(qū)、道路單雙線以及停車場等的空間、屬性數(shù)據(jù)及圖形符號.通過MapX的相關(guān)對象方法便可對這些數(shù)據(jù)進行帶條件的查詢調(diào)用. 　　 　　(2) 空間圖形數(shù)據(jù).停車場地理信息系統(tǒng)圖形數(shù)據(jù)是以青島交通電子地圖為基礎(chǔ)，各圖層是利用AutoCAD的強大制圖功能做的，這樣得到圖形數(shù)據(jù)保存在圖形數(shù)據(jù)文件中，然后通過DFX圖形轉(zhuǎn)化文件轉(zhuǎn)化成Maplnfo系統(tǒng).TAB文件.如圖2所示. 　　 　　(3) 空間符號數(shù)據(jù).MapInfo系統(tǒng)本身提供符號數(shù)據(jù)庫，但為了實現(xiàn)目標(biāo)實體與現(xiàn)實世界中地物的目標(biāo)相似性，用戶可自行設(shè)計圖形符號添加到符號庫中，以滿足

6、規(guī)劃與管理的需求.本系統(tǒng)根據(jù)停車設(shè)施不同的類型設(shè)計不同的停車場符 圖2MapInfo與AutoCAD的格式轉(zhuǎn)換號，添加到符號庫中，以滿足停車場可視化管理的直觀性. 　　 外部屬性數(shù)據(jù).停車場規(guī)劃與信息管理的實用數(shù)據(jù)均是以外部數(shù)據(jù)的形式存儲的，并通過一定的關(guān)聯(lián)機制與MapInfo數(shù)據(jù)進行通信.主要有停車場數(shù)據(jù)和停車需求預(yù)測數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)管理數(shù)據(jù).停車場數(shù)據(jù)主要包括停車場信息、管理人員信息和年審記錄信息;停車需求預(yù)測數(shù)據(jù)主要包括預(yù)測區(qū)域內(nèi)的不同用地類型的利用面積、主干道交通量和機動車保有量等信息；系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)是指系統(tǒng)用戶權(quán)限設(shè)置管理信息，均采用MicrosoftAccess建庫存儲，借助MapX組

7、件技術(shù)和ADO.NET數(shù)據(jù)庫訪問對象可輕易實現(xiàn)數(shù)據(jù)的各種操作管理. 　　 　　由青島市交通管理部門和城市規(guī)劃部門調(diào)查或提供各類數(shù)據(jù)信息源，主要有:各類停車場相關(guān)屬性調(diào)查信息，交通電子地圖，停車需求規(guī)劃所需資料，主要有各區(qū)域各類土地利用面積、主干道交通量、機動車保有量和現(xiàn)有停車需求量，以及青島經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀及其預(yù)測分析數(shù)據(jù)等. 　　 　　1.3.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計 　　 　　根據(jù)系統(tǒng)需求分析，停車場信息管理系統(tǒng)在分析數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)進行分層管理和屬性設(shè)計.系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫組成結(jié)構(gòu)如圖3所示. 　　 地圖數(shù)字化.電子地圖是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，城市行政區(qū)域及其功能小區(qū)、所有道路、停車場等地物

8、都在電子地圖上準(zhǔn)確顯示其具體空間位置.利用GIS技術(shù)，建立電子地圖與各種數(shù)據(jù)庫的關(guān)系，從而實現(xiàn)系 圖3系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫組成統(tǒng)軟件可視化的查詢、錄入、修改，地物屬性數(shù)據(jù)的更新管理，以及地圖輸出和管理卡片、報表和單據(jù)的打印等.電子地圖是由各種不同的圖層組成的，不同的圖層包含不同的內(nèi)容.數(shù)據(jù)坐標(biāo)采用WGS80、84坐標(biāo)系，地圖地物錄入加工等操作都在MapInfo下進行. 　　 　　(2) 基于MapX的GIS 二次開發(fā).MapX是一種建立在OCX技術(shù)基礎(chǔ)上的可編程Active組件，可以利用MapX直接將GIS(GeographicInformationSystem)功能嵌入VB.NET等可視化編程環(huán)境

9、中.MapX使用與MapInfoProfessional一致的地圖數(shù)據(jù)格式，實現(xiàn)了MapInfoProfessional的大多數(shù)功能，不但可以開發(fā)地理信息數(shù)據(jù)的地圖化瀏覽.還可以以各種肓觀的方式顯示和查詢地圖數(shù)據(jù)，乃至對地圖進行創(chuàng)建和編輯等.本系統(tǒng)采用的平臺是基于COM的全組件式產(chǎn)品，它利用MapX組件對系統(tǒng)的不同模塊分解開發(fā)，形成不同的應(yīng)用模塊，例如地圖編輯模塊、停車場管理模塊等，這些模塊構(gòu)成一套完整的停車場規(guī)劃管理地理信息平臺. 　　 　　(3)基于ADO.NET的數(shù)據(jù)庫信息管理功能的實現(xiàn).與可視化系統(tǒng)匹配以及日常業(yè)務(wù)處理的大量數(shù)據(jù)必須使用先進的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來完成，包括停車需求預(yù)測數(shù)據(jù)

10、的采集錄入、停車場的添加撤銷更改、維修維護等必須建立在完善的數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)之上.系統(tǒng)采用先進的ADO.NET數(shù)據(jù)庫訪問對象及其高級技術(shù)方法，以VB.NET為平臺，開發(fā)實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息管理功能及行政日常事務(wù)管理功能. 　　 　　3系統(tǒng)具體設(shè)計與實現(xiàn) 　　 　　3.1系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)環(huán)境 　　 　　基于現(xiàn)有的科研條件，系統(tǒng)開發(fā)選用的是PentiumW微機，內(nèi)存64M以上，且大容量的硬盤即可.系統(tǒng)運行于Windows2000/XP操作系統(tǒng)下，使用的開發(fā)軟件有:①Windows版MapInfo7.0：系統(tǒng)的基礎(chǔ)GIS平臺;②Windows版MapX5.0:GIS二次開發(fā)工具;③Micros

11、oftAccess：用于外部屬性數(shù)據(jù)的存儲;④AutoCAD:輔助性的圖形繪制與數(shù)據(jù)錄入、轉(zhuǎn)換;其強大的圖形處理工具，支持?jǐn)?shù)字化的圖形輸入方式，可直接生成矢量地圖.⑤VisualBasic.NET:通過MapX控件與MapInfo格式文件進行數(shù)據(jù)通訊. 　　 　　系統(tǒng)實現(xiàn)過程中使用的編程語言主要是VisualBasic.NET.通過設(shè)置和調(diào)用MapX對象，實現(xiàn)與MapInfo數(shù)據(jù)間的相互通訊;使用數(shù)據(jù)庫訪問對象ADO.NET與OLEDB兼容的數(shù)據(jù)來源進行溝通121.從而實現(xiàn)信息的可視化管理與預(yù)測功能. 　　 　　3.2系統(tǒng)總體設(shè)計與實現(xiàn) 　　 　　由于系統(tǒng)的操作人員是日常的工作管理

12、人員，對計算機和GIS等知識掌握不多，因此系統(tǒng)操作采用菜單、工具欄和快捷菜單驅(qū)動式，只需用鼠標(biāo)進行“傻瓜式”操作，減少用戶的培訓(xùn)時間.在VisualBasic.NET開發(fā)環(huán)境下，設(shè)計的青島市停車場規(guī)劃與信息管理系統(tǒng)總體運行界面如圖4(a)所示. 　　 　　3.3系統(tǒng)主要功能設(shè)計與實現(xiàn) 　　 　　3.3.1停車場可視化信息管理功能的設(shè)計與實現(xiàn) 　　 　　(1) 停車場信息的定位添加.停車場信息的定位添加是指針對新建停車場實地添加維護電子地圖，包括停車場相關(guān)信息的錄入、停車場地物符號的實地添加定位.設(shè)計及運行界面如圖4(b)所示. 　　 　　(2) 停車場信息的指定更新.停車場信息

13、的指定更新是針對某一指定停車場可視化地修改、刪除更新其信息的操作，設(shè)計及運行界面如圖4(c)所示. 　　 　　(3) 停車場信息的查詢.停車場信息的查詢包括屬性查詢定位和地圖查詢兩種方式，即實現(xiàn)雙向查詢.屬性查詢定位是指通過精確查詢和組合查詢兩種查詢方式，查找滿足條件的停車場記錄，以及與之關(guān)聯(lián)的停車場管理人員記錄和年審記錄.精確查詢是指輸入停車場的精確名稱或關(guān)鍵字，通過模糊查詢(Like關(guān)鍵字)，查詢到與輸入名相似的所有停車場名，再選擇精確的停車場名精確查詢;組合查詢是指按停車場所屬管區(qū)、泊位性質(zhì)、收費方式和車庫類型的任意組合，查詢滿足條件的停車場信息.將查詢到的停車場在地圖上高亮度閃爍式

14、定位，直觀地顯示查詢到停車場的地理位置信息，設(shè)計及運行界面如圖4(d)所示;地圖查詢是指通過鼠標(biāo)選擇不同區(qū)域查詢該區(qū)域設(shè)置的停車場信息. 　　 　　3.3.2停車需求預(yù)測功能的設(shè)計與實現(xiàn) 　　 　　(1)停車需求預(yù)測模型分析.一個城市區(qū)域的停車需求，與該區(qū)域的經(jīng)濟活動生產(chǎn)特征及交通特性有密切關(guān)系.經(jīng)濟活動生產(chǎn)特征，是指區(qū)域內(nèi)的用地設(shè)施類型、建設(shè)規(guī)模、就業(yè)狀況等;交通特性是指區(qū)域內(nèi)的交通量、機動車保有量、交通設(shè)施容量及交通政策等.故此，本系統(tǒng)建立用地與交通影響預(yù)測模型來預(yù)測規(guī)劃區(qū)的停車需求量.該模型的預(yù)測原理是，根據(jù)經(jīng)濟活動生產(chǎn)特征和交通特征調(diào)查，確定一天內(nèi)現(xiàn)行交通特征下不同土地利用特征

15、與其所產(chǎn)生的高峰停車需求間的影響因子，即停車動態(tài)發(fā)生率;然后根據(jù)預(yù)測的交通特征的增長，確定未來高峰停車需求的交通影響函數(shù)，再按照城市規(guī)劃的用地特征，結(jié)合動態(tài)發(fā)生率推算出未來機指定停車場偯S電新實現(xiàn)界面，停車場厲性信息査詢定位實現(xiàn)界面，圖4青島市停車場規(guī)劃與信息管理系統(tǒng)總體運行界面； 　　 建立用地與交通影響模型.結(jié)合土地特征和交通影響因素，建立土地與交通影響模型. 用地與交通影響預(yù)測模型程序算法設(shè)計.設(shè)計的用地與交通影響預(yù)測模型程序算法流程如圖5所示. 　　 停車需求預(yù)測分析功能的實現(xiàn).用VB.NET語言編程實現(xiàn)用地與交通影響預(yù)測模型算法，便捷、可靠地實現(xiàn)城市各行政區(qū)域及其功能小區(qū)的停

16、車需求預(yù)測分析.預(yù)測分析功能設(shè)計實現(xiàn)界面如圖6所示. 　　 地圖管理模塊.地圖管理是指地圖的常規(guī)性操作，包括地圖瀏覽、放縮和地圖對象的選擇，以及電子地圖圖層控制等. 　　 　　(3) 地圖數(shù)據(jù)管理模塊.地圖數(shù)據(jù)管理是指地圖對象的屬性數(shù)據(jù)信息的管理.在此，是指行政區(qū)域及其功能小區(qū)對象的屬性信息，主要包括區(qū)域內(nèi)的不同類型的土地用地面積、主干道道路交通量和機動車保有量等數(shù)據(jù).對地圖數(shù)據(jù)的管理主要是為區(qū)域停車需求預(yù)測提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù).其他地圖數(shù)據(jù)則以Maplnfo標(biāo)準(zhǔn)文件格式存儲在特定目錄下統(tǒng)一管理. 　　 　　(4) 停車場數(shù)據(jù)管理模塊.停車場數(shù)據(jù)管理是指對停車場相關(guān)屬性信息維護性管理，包括

17、停車場信息、管理人員信息、停車場年審記錄等屬性信息錄入、修改或刪除等，信息錄入完畢，即可對在電子地圖上指定地理位置定位添加該停車場.也可對停車場信息雙向查詢:一是地圖查詢，通過鼠標(biāo)選擇不同區(qū)域，查詢該區(qū)域設(shè)置的停車場信息，這種查詢方式可直觀方便地查得停車場相關(guān)資料;另一種是屬性查詢，通過輸入查詢條件，按精確查詢和組合查詢方式查得停車場相應(yīng)資料，并可將其閃爍式定位顯示. 　　 　　(5) 指定停車場信息管理模塊.指定停車場信息管理是指選擇某停車場地圖對象，獲取、修改或刪除其相關(guān)屬性信息和其地圖對象. 　　 　　(6) 停車需求預(yù)測分析模塊.停車需求預(yù)測是指對選擇的行政區(qū)域或其功能小區(qū)的未來停車需求進行合理的預(yù)測及分析.通過鼠標(biāo)點擊預(yù)測區(qū)域和選擇預(yù)測規(guī)劃年限，調(diào)用預(yù)測模型算法對其預(yù)測，并按照用地類型進行需求分配分析. 　　 　　(7) 行政事務(wù)管理模塊.行政事務(wù)管理主要是指實現(xiàn)日常行政事務(wù)辦公自動化和“無紙化”如停車場管理卡片的填寫?管理人員登記以及地圖的打印輸出等.