畢業(yè)設(shè)計(jì)--gis在城市道路管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  目 錄</b></p><p><b>  摘 要2</b></p><p><b>  1 緒論2</b></p><p>  1.1 課題研究背景意義3</p><p>  1.2 目前道路管理系統(tǒng)存在的問題3</p>

2、<p>  1.3 道路信息化的研究方向4</p><p>  1.4 研究?jī)?nèi)容4</p><p>  2 GIS理論基礎(chǔ)4</p><p>  2.1 GIS(地理信息系統(tǒng))的定義4</p><p>  2.2 GIS在國內(nèi)外的發(fā)展5</p><p>  2.3 GIS的功能及分類7</

3、p><p>  2.3.1 GIS的功能簡(jiǎn)介7</p><p>  2.3.2 GIS的分類8</p><p>  2.4 GIS的特點(diǎn)及與其他系統(tǒng)的區(qū)別8</p><p>  2.5 地理信息系統(tǒng)與其他相關(guān)學(xué)科及技術(shù)的關(guān)系9</p><p>  2.6實(shí)現(xiàn)GIS 的常用平臺(tái)10</p><p

4、>  2.7GIS的發(fā)展趨勢(shì)11</p><p>  3 城市道路管理12</p><p>  4 基于GIS的城市道路管理信息系統(tǒng)12</p><p>  4.1 建立城市道路管理信息系統(tǒng)的目的13</p><p>  4.2城市道路管理信息系統(tǒng)需求分析14</p><p>  4.3系統(tǒng)建立的原則

5、15</p><p>  4.4 道路信息管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)16</p><p>  4.5 系統(tǒng)的功能模塊17</p><p>  5 基于GIS的道路管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)22</p><p>  5.1 結(jié)合現(xiàn)狀對(duì)GIS在道路管理應(yīng)用的分析說明22</p><p>  5.2 道路管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開

6、發(fā)22</p><p>  5.2.1空間數(shù)據(jù)庫引擎22</p><p>  5.2.2道路信息管理系統(tǒng)23</p><p>  5.2.3 GIS在道路管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用舉例24</p><p>  6 總結(jié)與展望25</p><p><b>  6.1總結(jié):25</b></

7、p><p><b>  6.2 展望25</b></p><p>  GIS在城市道路管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p><b>  摘 要</b></p><p>  隨著社科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日益成熟。“數(shù)字城市”,“數(shù)字地球”等應(yīng)運(yùn)而生。城市是一個(gè)巨大、復(fù)雜而又多變的綜合體,

8、也是一個(gè)巨大的信息集中和信息交換的場(chǎng)所。城市道路系統(tǒng)是人流、物流、信息流的載體,是城市的動(dòng)脈,城市道路作為城市交流的紐帶,對(duì)正常發(fā)揮城市的各項(xiàng)機(jī)能起著非常重要的作用。社會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速,城市化水平也隨之不斷提高,城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展迅速,各種新建、修建、改建和擴(kuò)建的道路設(shè)施的規(guī)模和數(shù)量與日俱增。城市建設(shè)的突飛猛進(jìn),對(duì)城市道路工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理等方面提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn);然而,目前的城市道口路信息管理仍采用的是傳統(tǒng)的人工管

9、理為主的模式,效率低、缺漏多、且時(shí)有不能及時(shí)響應(yīng)群眾反映的問題而造成不良后果的現(xiàn)象發(fā)生。這些都迫切要求迅速提高城市道路信息管理的水平。</p><p>  隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)及測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,以空間數(shù)據(jù)及其屬性數(shù)據(jù)為特征的地理信息系統(tǒng)技術(shù)日益成熟大大提高了信息管理的質(zhì)量和效率。本文主要針對(duì)現(xiàn)代化城市道路信息管理的需求、道路信息化的研究方向和GIS在道路信息化管理系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了概要性的總結(jié),分析了目前

10、道路信息管理系統(tǒng)現(xiàn)狀和今后的發(fā)展方向,并給出了本文的結(jié)構(gòu)思路。</p><p>  關(guān)鍵詞:GIS 道路管理 信息系統(tǒng)</p><p>  Application of GIS in the urban road</p><p>  Management information system</p><p><b>  ABSTRA

11、CT</b></p><p>  With the social development and progress of science and technology, the development of computer technology has become more sophisticated. “Digital City”, “Digital Earth” came into being

12、. The city is a huge complex of varied and complex, but also a huge centralized information and the exchange of information spaces. Urban road system is the carrier of the flow ,logistics , information flow the skeleton

13、of the city roads as the city’s bond plays a vital role on the cities function of normal play. </p><p>  With the rapid development of computer hardware and software technology and mapping science and techno

14、logy, the spatial data and attribute data for geographic information system technology has become more sophisticated and greatly improve the quality and efficiency of information management. Mainly for road information m

15、anagement needs of the modern city and road information management system status and future direction of development ,and the ideas of the structure of this article.</p><p>  Key Words:GIS, road management,s

16、ystem of information </p><p><b>  緒論</b></p><p>  進(jìn)入21世紀(jì)以來,信息技術(shù)深刻改變著人類生活與社會(huì)面貌人類社會(huì)已經(jīng)全面進(jìn)入信息時(shí)代。建立并健全道路管理信息系統(tǒng),使道路管理走向信息化、科學(xué)化、現(xiàn)代化、智能化,提高道路的運(yùn)行效率和服務(wù)水平,準(zhǔn)確的提供管理和決策分析,對(duì)以后提高道路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、養(yǎng)護(hù)、和管理水平將

17、有非常重要的意義。</p><p>  1.1 課題研究背景意義</p><p>  城市是一個(gè)巨大的信息集中和信息交換的場(chǎng)所,根據(jù)其巨大、復(fù)雜多變的綜合特征,可將城市管理信息系統(tǒng)劃分為城市道路、交通、人口、土地、房產(chǎn)、公安、消防、環(huán)境保護(hù)、綜合管線等多個(gè)子系統(tǒng);城市道路系統(tǒng)做為城市的骨架系統(tǒng)在其中的地位和作用尤為突出。城市建設(shè)突飛猛進(jìn),各種城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度迅猛,各種道路設(shè)施的不斷新

18、建、修建、改建和擴(kuò)建現(xiàn)象與日劇增,這對(duì)城市道路的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理等方面提出了更高的要求。然而現(xiàn)在我國道路信息管理系統(tǒng)落后,大多數(shù)城市的道路管理仍處于傳統(tǒng)的人工管理為主的管理模式,缺乏先進(jìn)的現(xiàn)代化道路管理控制手段和安全管理、事故檢測(cè)、處理系統(tǒng),大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)無法發(fā)揮其在動(dòng)態(tài)分析、預(yù)測(cè)評(píng)估、動(dòng)態(tài)調(diào)度、實(shí)時(shí)控制方面的作用。同時(shí),人工管理存在著低效,缺漏多等問題,為了能更好的做好道路管理工作,規(guī)范城市道路的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、經(jīng)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)維修

19、、運(yùn)行和收費(fèi)等各種服務(wù),建設(shè)一個(gè)能夠提供道路設(shè)施及其環(huán)境狀況的相應(yīng)的圖形和圖像信息,為有關(guān)部門的管理和決策人員提供能夠進(jìn)行道路設(shè)施的現(xiàn)狀分析、資源分配、道路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和計(jì)劃等的科學(xué)化、信息化的管理系統(tǒng),已經(jīng)成為道路管理的必然趨向。 </p><p>  近年來,隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展和社會(huì)需求的大幅度增加,地理信息系統(tǒng)已經(jīng)和計(jì)算機(jī)、通信等技術(shù)一樣成為信息技術(shù)的重要組成部分。GIS具有強(qiáng)大的空間分析能力,具

20、有反應(yīng)地理空間關(guān)系及綜合分析、統(tǒng)計(jì)各種空間和屬性信息能力的特性,為地理資源與環(huán)境的開發(fā)、規(guī)劃、建設(shè)、管理及決策提供了極好的先進(jìn)技術(shù)手段。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,GIS技術(shù)已日漸趨于成熟。

21、 地理信息系統(tǒng)(GIS)目前在國內(nèi)已被應(yīng)用于公路和鐵路的環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域,地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)和評(píng)估,城市規(guī)劃,交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域【1】。應(yīng)用GIS綜合開發(fā)和實(shí)現(xiàn)一套道路管理信息系統(tǒng),</p><p>

22、  1.2 目前道路管理系統(tǒng)存在的問題</p><p>  城市道路建設(shè),不僅影響到城市交通,也是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素,隨著城市道路網(wǎng)的擴(kuò)張,與道路相關(guān)的各種數(shù)據(jù)信息量急劇膨脹,道路管理、道路維護(hù)以及對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的收集整理、設(shè)施質(zhì)量和數(shù)據(jù)的檢查統(tǒng)計(jì)等大量的信息資料,給城市道路管理部門帶來繁重的工作負(fù)擔(dān)。傳統(tǒng)的僅依靠人工處理和憑經(jīng)驗(yàn)決策的工作模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化道路管理的要求。人工處理信息的滯后與城市道路養(yǎng)護(hù)管理

23、的動(dòng)態(tài)性、及時(shí)性之間的矛盾越發(fā)嚴(yán)重。道路建設(shè)的科學(xué)性、合理性對(duì)城市建設(shè)起到關(guān)鍵作用[2]。傳統(tǒng)的人工管理系統(tǒng)存在的主要問題有:</p><p> ?。?)城市建設(shè)速度過快,難以對(duì)城市道路現(xiàn)狀信息進(jìn)行適時(shí)動(dòng)態(tài)的掌握,及時(shí)針對(duì)性地制定相應(yīng)的道路建設(shè)和維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃。</p><p>  (2)道路及道路相關(guān)設(shè)施的資料多以紙質(zhì)圖紙為主,道路管理決策部門難以及時(shí)了解各個(gè)工作區(qū)的運(yùn)作情況和各個(gè)部門的工

24、程進(jìn)展情況,致使決策滯后,缺乏對(duì)道路信息的統(tǒng)一化管理,無法滿足隨機(jī)的和突發(fā)的查詢統(tǒng)計(jì)要求。</p><p> ?。?)道路及其附屬設(shè)施的新建和改建等缺乏科學(xué)的依據(jù),嚴(yán)重影響其科學(xué)性和合理性。</p><p>  1.3 道路信息化的研究方向</p><p>  城市道路信息管理系統(tǒng)是一門多層次的跨學(xué)科的復(fù)雜的現(xiàn)代化的科學(xué)管理技術(shù),其綜合應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、系

25、統(tǒng)工程、管理學(xué)等新技術(shù),對(duì)道路信息進(jìn)行狀況管理和決策, 集先進(jìn)性、實(shí)用性于一體。世界上最早的城市道路信息管理系統(tǒng)出現(xiàn)在美國。二十世紀(jì)七十年代,美國聯(lián)邦公路局建立世界上第一個(gè)國家道路檔案數(shù)據(jù)庫。目前,美國、英國等一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)已經(jīng)建立了比較成熟的城市道路信息管理系統(tǒng)。這些系統(tǒng)對(duì)于道路建設(shè)和管理,確保交通安全,合理且有效地利用有限的維護(hù)資金起到了非常重要的作用。國內(nèi)多數(shù)新建大型道路項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)相繼加入GIS子模塊,實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)的

26、圖形及文字的相互查詢??偟恼f來,國內(nèi)的道路管理系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)的研究和應(yīng)用正逐步形成行業(yè),具備了走向產(chǎn)業(yè)化的條件。</p><p><b>  1.4 研究?jī)?nèi)容</b></p><p>  (1)在GIS平臺(tái)上建立城市道路信息管理系統(tǒng)。</p><p>  (2)城市道路信息管理系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn),包括數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)顯示等:<

27、/p><p> ?。?)結(jié)合道路管理的日常工作需求,實(shí)現(xiàn)具體的操作功能,包括報(bào)表的輸出、圖形鏈接與空間查詢等。</p><p>  2 GIS理論基礎(chǔ)</p><p>  2.1 GIS(地理信息系統(tǒng))的定義</p><p>  地理信息系統(tǒng)(geographical information system)簡(jiǎn)稱GIS,它是由計(jì)算機(jī)軟硬軟件和不

28、同的各種方法組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),該系統(tǒng)支持對(duì)地理數(shù)據(jù)的采集、輸入、存儲(chǔ)、管理、處理、檢索、操作、顯示和分析并輸出各種地理數(shù)據(jù)從而為工程設(shè)計(jì)、土地利用、資源管理、城市管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、管理決策應(yīng)用服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。</p><p>  一個(gè)實(shí)用的地理信息系統(tǒng),必須要支持對(duì)空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、檢索、操作、建模和顯示等功能,其基本構(gòu)成一般包括五個(gè)主要部分:</p><p><b&

29、gt; ?。?)計(jì)算機(jī)硬件</b></p><p>  主要是數(shù)據(jù)的輸入設(shè)備,數(shù)據(jù)處理設(shè)備和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。包括運(yùn)行GIS的計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)的輸入設(shè)備包括數(shù)字測(cè)量設(shè)備、數(shù)字化儀和掃描儀。數(shù)據(jù)輸出設(shè)備主要有繪圖儀、打印機(jī)和顯示裝置等。</p><p><b>  (2)系統(tǒng)軟件</b></p><p>  地理信息系統(tǒng)的軟件是整個(gè)

30、系統(tǒng)的核心,用于執(zhí)行地理信息系統(tǒng)功能的各種操作。主要包括用于驅(qū)動(dòng)硬件的程序和用戶界面。</p><p><b> ?。?)空間數(shù)據(jù)</b></p><p>  地理信息系統(tǒng)的操作對(duì)象是地理數(shù)據(jù),它具體描述地理現(xiàn)象的空間特征、屬性特征和時(shí)間特征。地理空間數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)。</p><p><b>  (1)應(yīng)用模型</b

31、></p><p>  地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型是為某一特定的實(shí)際工作而建立的運(yùn)用地理信息系統(tǒng)的解決方案,也即GIS操作所必須的物質(zhì)、組織、管理和文化環(huán)境。</p><p><b> ?。?)應(yīng)用人員</b></p><p>  包括開發(fā)、管理和使用人員,是GIS功能得以表達(dá)的基礎(chǔ)。</p><p>  一個(gè)完整的地

32、理信息系統(tǒng)構(gòu)成如圖2-1所示。</p><p>  2.2 GIS在國內(nèi)外的發(fā)展</p><p>  地理信息系統(tǒng)發(fā)展至今已有近50年歷史,歸納起來GIS的發(fā)展主要經(jīng)歷了一下幾個(gè)階段。</p><p>  20世紀(jì)50年代末,計(jì)算機(jī)獲得廣泛的應(yīng)用后,迅速被應(yīng)用于地圖量算、空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理當(dāng)中,因?yàn)闄C(jī)助制圖快速、靈活、操作簡(jiǎn)單、便于存儲(chǔ)、分類、合并和分析而迅速發(fā)

33、展起來。1963年,加拿大人Roger Tomlinson 創(chuàng)建了世界上第一個(gè)地理信信息系統(tǒng)即加拿大地理信息系統(tǒng)(CGIS)。當(dāng)時(shí)由于計(jì)算機(jī)硬件 </p><p>  圖2-1 地理信息系統(tǒng)的基本構(gòu)成</p><p>  系統(tǒng)功能比較薄弱,限制了軟件技術(shù)的發(fā)展,直到60年代末期,針對(duì)GIS的一具體功能的軟件技術(shù)有了較大的進(jìn)展,但算法還是比較粗糙,圖形功能有限。

34、</p><p>  20世紀(jì)70年代,計(jì)算機(jī)發(fā)展到第三代,內(nèi)存容量增加,運(yùn)算速度也得到了極大的提高,這些都為地理數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)、檢索和輸出等各種操作處理提供了強(qiáng)有力的手段。因此促進(jìn)了地理信息系統(tǒng)的迅速發(fā)展,一些發(fā)達(dá)國家先后建立了許多各具特色的不同專題、不同規(guī)模、不同類型的地理信息系統(tǒng)。同時(shí),以遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的地理信息系統(tǒng)在這一時(shí)期愈發(fā)受到重視。</p><p>  20世紀(jì)80年代是G

35、IS快速發(fā)展和普遍推廣應(yīng)用的階段。GIS的應(yīng)用從解決基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃轉(zhuǎn)向更復(fù)雜的區(qū)域開發(fā)應(yīng)用,例如,城市化的發(fā)展、人口的規(guī)劃與布置、土地的農(nóng)業(yè)利用等。這一時(shí)期的GIS不僅引起工業(yè)化國家的普遍關(guān)注,而且不再受國家界線的限制,開始用于解決全球性問題。</p><p>  進(jìn)入90年代,GIS的應(yīng)用得到巨大發(fā)展,成為一種通用的地理信息技術(shù)工具被廣泛應(yīng)用。我國的地理信息系統(tǒng)得到了快速發(fā)展。</p><p

36、>  2.3 GIS的功能及分類</p><p>  2.3.1 GIS的功能簡(jiǎn)介</p><p>  地理信息系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)技術(shù)與空間數(shù)據(jù)相結(jié)合而產(chǎn)生的高新技術(shù),包含了處理地理信息的各種功能。其中最基本的功能包括:</p><p> ?。?)數(shù)據(jù)采集與編輯</p><p>  地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通常歸納為不同性質(zhì)的專題或?qū)印?shù)據(jù)采

37、集與編輯功能就是把各層地理要素轉(zhuǎn)化為空間坐標(biāo)及屬性對(duì)應(yīng)的代碼輸入到計(jì)算機(jī)中。</p><p> ?。?)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理</p><p>  數(shù)據(jù)庫使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理的主要技術(shù)。</p><p> ?。?)數(shù)據(jù)的處理與變換</p><p>  為了保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的規(guī)范和統(tǒng)一,使數(shù)據(jù)滿足用戶需求需要對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和變換。主要包括數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)重

38、構(gòu)、數(shù)據(jù)抽取。</p><p>  (4)空間分析和統(tǒng)計(jì)</p><p>  空間分析和統(tǒng)計(jì)功能使地理信息系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)特的研究領(lǐng)域,其主要特點(diǎn)是幫助確定地理要素之間新的空間關(guān)系。常用的空間分析有:①疊合分析②緩沖區(qū)分析③數(shù)字地形分析。</p><p> ?。?)產(chǎn)品制作與演示</p><p>  地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)品是指經(jīng)地理信息系統(tǒng)處理和分析

39、的結(jié)果,可以直接輸出的供專業(yè)規(guī)劃或決策人員使用的各種地圖、圖像、或文字說明。</p><p>  (6)二次開發(fā)和編程</p><p>  地理信息系統(tǒng)具有良好的二次開發(fā)環(huán)境,用戶可以根據(jù)自己的需要方便的編制自己的應(yīng)用程序,生成可視化的用戶界面,完成地理信息系統(tǒng)的各項(xiàng)應(yīng)用功能的開發(fā)。</p><p>  2.3.2 GIS的分類</p><p&

40、gt;  地理信息系統(tǒng)隸屬于信息系統(tǒng)的一類,屬于空間信息系統(tǒng),通常情況下,按照其研究?jī)?nèi)容可以將其分為三大類:</p><p>  (1) 區(qū)域信息系統(tǒng):所謂區(qū)域信息系統(tǒng)是指以某個(gè)特定的區(qū)域?yàn)榫C合研究的對(duì)象和全面的信息服務(wù)為目標(biāo)。可以有各種不同的規(guī)模,如國家級(jí)、地區(qū)級(jí)、省級(jí)、市級(jí)或是縣級(jí)等為不同級(jí)別的行政區(qū)域服務(wù)的區(qū)域信息系統(tǒng),當(dāng)然也可以是按流域或自然分區(qū)為單位進(jìn)行分區(qū)的區(qū)域信息系統(tǒng),例如我國黃河流域信息系統(tǒng)。&l

41、t;/p><p> ?。?)專題信息系統(tǒng):專題信息系統(tǒng)是指具有特定的目標(biāo)和專業(yè)特色的地理信息系統(tǒng),它是為特定的目標(biāo)服務(wù),如資源管理系統(tǒng)、區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)等。</p><p>  (3)地理信息系統(tǒng)工具:所謂地理信息系統(tǒng)工具其實(shí)就是地理信息系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)。支持地理信息系統(tǒng)的各種功能和二次開發(fā)。</p><p>  當(dāng)然,也可以從其他角度對(duì)地理信

42、息系統(tǒng)進(jìn)行分類。</p><p>  按照其使用的數(shù)據(jù)模型可將地理信息系統(tǒng)分為【3】:</p><p><b>  (1)矢量GIS;</b></p><p><b> ?。?)柵格GIS;</b></p><p> ?。?)矢柵混合系統(tǒng);</p><p>  2.4 GI

43、S的特點(diǎn)及與其他系統(tǒng)的區(qū)別</p><p>  2.4.1 GIS的特點(diǎn)</p><p>  地理信息系統(tǒng)是隸屬于信息系統(tǒng)中的一類,屬于空間信息系統(tǒng)。與非空間信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于它能夠處理空間定位數(shù)據(jù)。它具有以下特點(diǎn):</p><p> ?。?)具有采集、存儲(chǔ)、管理、分析、以及以多種方式輸出空間信息的能力,具有動(dòng)態(tài)性和空間性;</p><p&

44、gt;  (2)一為管理和各種決策服務(wù)位目的,以空間模型方法為手段,具有區(qū)域空間分析、多要素綜合分析、輔助決策和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的能力;產(chǎn)生決策支持信息。</p><p> ?。?)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持空間數(shù)據(jù)管理,可以快速、精確、綜合地對(duì)復(fù)雜的地理信息地理信息系統(tǒng)進(jìn)行空間定位和動(dòng)態(tài)過程分析,用于管理和決策[4]。</p><p>  2.4.2 GIS與其他系統(tǒng)的區(qū)別</p><

45、;p>  隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,各種數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)層出不窮,各個(gè)管理系統(tǒng)有自己的優(yōu)點(diǎn),GIS這一管理系統(tǒng)與其他管理系統(tǒng)的區(qū)別分析如下:</p><p>  (1)GIS與MIS(管理信息系統(tǒng)):GIS管理,分析和應(yīng)用圖形數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫。與MIS相比,GIS由復(fù)雜的設(shè)備組成,各個(gè)部分集合起來的系統(tǒng),具有非常強(qiáng)大的功能;MIS僅僅只是管理空間地物的屬性數(shù)據(jù)庫,其圖形主要是以文件和文本形式存貯管理,圖形要素

46、也不能進(jìn)行分解、查詢、沒有拓?fù)潢P(guān)系[5]。</p><p> ?。?)GIS和地圖數(shù)據(jù)庫的區(qū)別:地圖數(shù)據(jù)庫是指將各種各樣的數(shù)字地圖進(jìn)行比較有組織的存放, 但是他并不注重對(duì)數(shù)據(jù)的分析和查詢,沒有辦法實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)的綜合、無法對(duì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的空間分析以及提供輔助決策信息[6]。簡(jiǎn)單說來地圖數(shù)據(jù)庫其實(shí)就是GIS的一種數(shù)據(jù)來源。</p><p>  (3)GIS與CAD系統(tǒng)的區(qū)別:雖然兩種系統(tǒng)

47、都能描述圖形,都有其特有的參考系統(tǒng),但CAD系統(tǒng)只能處理比較規(guī)則的幾何圖形,其處理屬性數(shù)據(jù)的功能比較薄弱的,更缺乏分析和判斷能力[7]。</p><p>  2.5 地理信息系統(tǒng)與其他相關(guān)學(xué)科及技術(shù)的關(guān)系</p><p>  地理信息系統(tǒng)雖然是信息技術(shù)發(fā)展的成果,但它并不是一門獨(dú)立的科學(xué)技術(shù),它與地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)等多種學(xué)科都有密切的關(guān)系。許多學(xué)科,包括地圖制圖學(xué)測(cè)量學(xué)、攝影測(cè)量與遙感學(xué)、計(jì)算

48、機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等學(xué)科。并且他們都在尋找一種能采集、存儲(chǔ)、檢索、變換、處理和顯示的系統(tǒng)——即GIS系統(tǒng)。因此GIS明顯地具有多學(xué)科交叉的特征,圖2-2為GIS相關(guān)的學(xué)科及技術(shù)。</p><p>  圖2 -2GIS相關(guān)學(xué)科及技術(shù)</p><p>  2.6 實(shí)現(xiàn)GIS 的常用平臺(tái)</p><p>  隨著GIS的不斷發(fā)展,至目前為止已出現(xiàn)了大量的GIS系統(tǒng)專業(yè)工具軟件

49、,成為高級(jí)的GIS應(yīng)用平臺(tái)。目前常用的有:</p><p>  ①ArcGIS桌面軟件,它是一個(gè)一體化的高級(jí)的GIS應(yīng)用平臺(tái)。該桌面軟件包括三個(gè)軟件ArcView,ArcEditor和ArcInfo。他們分享通用的結(jié)構(gòu),通用的代碼基礎(chǔ),通用的擴(kuò)展模塊和統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境(ArcObjects)。</p><p> ?、贛apInfo Professional;這是直觀的桌面地圖信息系統(tǒng),功能非

50、常強(qiáng)大、非常的健全,并且為用戶提供先進(jìn)技術(shù)服務(wù),并將這些技術(shù)與主流業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成,提供完整的解決方案,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化、信息地圖化。</p><p> ?、跰apX;它采用的技術(shù)是基于MapInfo Professional的,都是把信息地圖化,并為用戶提供了各種工具,幫助這些功能的實(shí)現(xiàn)。</p><p> ?、躆apInfo MapXtreme,是基于MapX開發(fā)的,支持動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù),可

51、以方便的構(gòu)建B/S形式的GIS。它集成了原始的MapX的屬性、方法,并且還有一些方面的突破。</p><p>  2.7 GIS的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>  20世紀(jì)末期網(wǎng)絡(luò)已進(jìn)入千家萬戶,使得GIS的普及成為可能。GIS朝網(wǎng)絡(luò)化的方向不斷發(fā)展。</p><p> ?。?)從GIS的產(chǎn)生和發(fā)展看,GIS和測(cè)繪學(xué)始終密不可分,3S(地理信息系統(tǒng)GIS、遙感RS、全

52、球定位系統(tǒng)GPS)的集成,使得各學(xué)科相互融合,促進(jìn)了GIS的大力發(fā)展,使GIS在科學(xué)耕種、環(huán)保、規(guī)劃、交通等諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。</p><p> ?。?)WebGIS成為GIS發(fā)展的大方向</p><p>  計(jì)算機(jī)作為GIS的一個(gè)載體,在GIS的發(fā)展中起著舉足輕重的作用,而近幾十年來,隨著網(wǎng)絡(luò)的全球普及,給GIS的發(fā)展帶來了新的革命。基于互聯(lián)網(wǎng)的GIS,只需要工作人員吧地理信息數(shù)據(jù)傳

53、入服務(wù)器,全世界各地人們都可以方便的通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問,具有及時(shí)性和很高的實(shí)用性。</p><p><b> ?。?)空間數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)</b></p><p>  空間數(shù)據(jù)是GIS的基礎(chǔ),一個(gè)完整的GIS系統(tǒng)必須有完整的數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括框架設(shè)計(jì)、服務(wù)體系設(shè)計(jì)、交換網(wǎng)站設(shè)計(jì)等。</p><p> ?。?)與多媒體技術(shù)的結(jié)合<

54、;/p><p>  目前,多媒體技術(shù)正在用入GIS中,用以改善GIS的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及成果表達(dá)和輸出的效能,發(fā)揮聲、像等多媒體的應(yīng)用【8】。</p><p><b>  3 城市道路管理</b></p><p>  道路隨著使用年限的增加,在交通、環(huán)境等因素的綜合作用下會(huì)逐漸變壞,從而影響道路的正常使用。為了保證道路系統(tǒng)能夠提供方便、快速、經(jīng)

55、濟(jì)、舒適、安全的服務(wù),相關(guān)管理部門需要以最低資源消耗,使道路性能處于合適狀態(tài)。那么如何對(duì)道路性能進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)估、預(yù)測(cè),從而實(shí)時(shí)的調(diào)整道路的性能,以達(dá)到花費(fèi)少、效果好的目的就構(gòu)成了道路管理的主要內(nèi)容。</p><p>  國外道路管理系統(tǒng)是在完成道路網(wǎng)擴(kuò)展、而轉(zhuǎn)向道路網(wǎng)維護(hù)的形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生的。對(duì)它的研究始于二十世紀(jì)70年代初期的北美,80年代后,道路管理系統(tǒng)的內(nèi)容得到了擴(kuò)充,技術(shù)也初步成熟。加拿大、日本、澳大利亞、

56、美國、歐盟和我國香港地區(qū)等已廣泛使用道路管理系統(tǒng),部分發(fā)展中國家已建立或正在建立、實(shí)施道路管理系統(tǒng)。多年以來,國內(nèi)的道路管理系統(tǒng)發(fā)展迅速,成果不斷,但比起國外的發(fā)展還相對(duì)落后,所研制開發(fā)的系統(tǒng)很少能夠正常使用,真正帶來社會(huì)效益的就更微乎其微。其主要存在的問題如下:①管理人員、決策人員并不理解,不能意識(shí)到這些系統(tǒng)的科學(xué)性、先進(jìn)性,也不習(xí)慣于使用科學(xué)決策的方法。②所開發(fā)的系統(tǒng)不能很好的結(jié)合用戶的實(shí)際情況,不能根據(jù)需求提供相應(yīng)的對(duì)策,導(dǎo)致系統(tǒng)

57、沒能得到有效的應(yīng)用。③缺乏合理的引導(dǎo),各自為政、低水平重復(fù)開發(fā)現(xiàn)象嚴(yán)重。信息共享、數(shù)據(jù)獲取和更新機(jī)制和技術(shù)沒有解決,很多必要的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范沒有建立起來。</p><p>  4 基于GIS的城市道路管理信息系統(tǒng)</p><p>  城市道路信息管理系統(tǒng)是以GIS技術(shù)為主要的支撐工具,為實(shí)現(xiàn)城市道路信息的計(jì)算機(jī)管理和網(wǎng)絡(luò)化管理而提出的面向城市道路規(guī)劃、建設(shè)和管理的綜合信息系統(tǒng),是一套具備完

58、善的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)處理功能完整的應(yīng)用軟件。該系統(tǒng)由道路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、GIS平臺(tái)、日常管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控等模塊組成,是一套基于地理信息系統(tǒng)的能多角度為管理人員提供道路全方位動(dòng)靜態(tài)信息的道路綜合信息管理系統(tǒng)。</p><p>  4.1 建立城市道路管理信息系統(tǒng)的目的</p><p>  道路管理信息系統(tǒng)除了滿足自身的行業(yè)管理特點(diǎn)以外,必須要注重開放性,尤其要考慮與其他相關(guān)技術(shù)和系統(tǒng)的適應(yīng)性。因此該系

59、統(tǒng)的目的為:</p><p><b> ?。?)數(shù)據(jù)管理</b></p><p>  道路信息管理系統(tǒng)里面的數(shù)據(jù)量是非常的龐大的,除了有多種數(shù)據(jù)格式,還有不同的屬性和來源,而數(shù)據(jù)是這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的所必須的基礎(chǔ)和保證,所以如何管理這些數(shù)據(jù)非常的重要。進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)管理,需要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用有效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),能對(duì)道路上面的各種信息,如車流量、道路狀況等,在空間和屬性上進(jìn)行有效

60、管理,這樣才能滿足各種用戶的要求,能對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理目的,實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。值得一提的是,數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)會(huì)直接影響數(shù)據(jù)庫的管理質(zhì)量。</p><p><b> ?。?)信息共享管理</b></p><p>  由于城市道路系統(tǒng)在城市的重要地位和作用,與其相關(guān)的部門很多,如規(guī)劃管理、規(guī)劃設(shè)計(jì)、市政、綠化、城市防災(zāi)、公安、消防及供水、排水、電力、電訊

61、等基礎(chǔ)設(shè)施部門。所以該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目的是可以進(jìn)行信息的交換,人們之間實(shí)現(xiàn)共享,因此,欲建立該系統(tǒng),必須區(qū)分各種數(shù)據(jù)類型,建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),能統(tǒng)一存儲(chǔ)數(shù)據(jù)空間信息及其屬性信息,然后設(shè)計(jì)一個(gè)接口,能進(jìn)行不同格式和來源的數(shù)據(jù)交互,最后,加入一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模塊,使其能夠支持互聯(lián)網(wǎng)的使用。這樣極大的方便了各種用戶的使用,實(shí)現(xiàn)信息的查詢、檢索等功能。</p><p><b> ?。?)數(shù)據(jù)資源管理</b><

62、;/p><p>  總所周知,道路信息的數(shù)據(jù)量是非常大的,并且隨著時(shí)間的增加,數(shù)據(jù)量也會(huì)大量的增加,所以,如何處理這樣的海量數(shù)據(jù),是一個(gè)非常重要的問題。我們建立的道路信息管理系統(tǒng),首先需要做到的是能夠管理海量數(shù)據(jù),并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行必要的處理和分類,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效利用,并且能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和信息化。為了實(shí)現(xiàn)這一目的,我們必須采用先進(jìn)的技術(shù),科學(xué)、綜合的管理數(shù)據(jù),并使其系統(tǒng)化,最終能使得龐大的數(shù)據(jù)能夠科學(xué)處理和使用,最大的程

63、度上滿足用戶的要求,和避免數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)太多而造成擁堵,進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。綜上所述,一個(gè)有效的數(shù)據(jù)資源管理系統(tǒng)是非常的重要的。</p><p>  (4)支持、輔助政府決策</p><p>  城市道路信息管理系統(tǒng)的一個(gè)重要目的就是為管理部門,如政府,提供一些決策支持。而一個(gè)這樣的系統(tǒng)的好壞,也能從它在各種決策過程中起的作用的大小充分體現(xiàn)出來,若實(shí)用價(jià)值高,則在決策過程中的作用越大,反之則更

64、小。除此之外,該系統(tǒng)還有一個(gè)重大的作用,就是根據(jù)系統(tǒng)的一些信息,可以反映出社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?fàn)顩r。該系統(tǒng)為決策提供服務(wù)的時(shí)候,前提是對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行了深加工的,并根據(jù)需要,舍去一些,然后分析,最后得出一些結(jié)果。這個(gè)過程就涉及到怎么找到隱藏的有價(jià)值的數(shù)據(jù)等問題,不過,該系統(tǒng)很好的解決了這些問題,為社會(huì)的發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。</p><p>  4.2 城市道路管理信息系統(tǒng)需求分析</p><p>

65、;  所謂城市道路管理信息系統(tǒng)的需求分析指的是在對(duì)用戶現(xiàn)行的道路信息管理系統(tǒng)進(jìn)行深入調(diào)查分析的基礎(chǔ)上, 找出其存在的問題和弊端, 并且要對(duì)用戶提出的要求進(jìn)行綜合抽象的提煉, 逐步形成對(duì)待建的信息管理系統(tǒng)的詳盡文字描述, 包括可靠性需求、安全保密需求、功能需求、性能需求、輸入輸出需求、數(shù)據(jù)管理需求、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)交換需求、聯(lián)網(wǎng)需求、硬軟件需求、運(yùn)行環(huán)境需求、用戶接口需求等等方面的文字描述。需求分析的目的就是使管理和決策人員甚至是不熟悉計(jì)算

66、機(jī)技術(shù)的管理和決策人員能夠看懂,使有關(guān)部門人員認(rèn)識(shí)到信息管理系統(tǒng)的作用,實(shí)施難度及費(fèi)用等,使其與有關(guān)的可行性報(bào)告有機(jī)結(jié)合成為系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)階段的重要理論依據(jù)。</p><p>  公路管理信息系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、GIS技術(shù)等為基礎(chǔ),通過系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)信息資源共享與綜合信息智能化處理,實(shí)現(xiàn)公路管理部門對(duì)交通監(jiān)控、設(shè)施管理、路政和養(yǎng)護(hù)、日常行政辦公等的綜合處理。因此建立道路管理信息系統(tǒng)應(yīng)該滿足以下要求。</

67、p><p>  (1)實(shí)用性、可靠性和先進(jìn)性</p><p>  實(shí)用性、可靠性和先進(jìn)性是道路管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須要滿足的三個(gè)條件,其中,實(shí)用性和可靠性是基礎(chǔ),先進(jìn)性是必然要求。只有滿足這三個(gè)條件,道路信息管理系統(tǒng)才能滿足各種需求,投入實(shí)際生產(chǎn)之中。然而,為了實(shí)現(xiàn)這些,就必須先掌握現(xiàn)在的信息技術(shù),并以此為基礎(chǔ),利用各種高科技的手段來為道路管理信息系統(tǒng)服務(wù)。</p><p>

68、<b> ?。?)可擴(kuò)充性</b></p><p>  我們都知道,這些年,國內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,一切都在不斷的變化當(dāng)中,這就要求我們的道路管理信息系統(tǒng)必須也不斷變化,以適應(yīng)這樣的改變。開發(fā)人員在此基礎(chǔ)上為該系統(tǒng)加入了多種接口,這樣就可以在需要改變的時(shí)候,進(jìn)行新的開發(fā)。</p><p>  (3)綜合業(yè)務(wù)信息管理功能</p><p>  如上面

69、所說,道路管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是多種多樣的,并且針對(duì)不同的用戶或者不同的決策,需要不同的數(shù)據(jù),所以,為了解決上述矛盾,就要在系統(tǒng)分成多個(gè)平行的模塊,用來處理不同的問題。而作為一個(gè)整體,這就是該系統(tǒng)的綜合業(yè)務(wù)信息管理,有多種管理功能。</p><p><b> ?。?)輔助決策支持</b></p><p>  對(duì)決策進(jìn)行輔助支持,是道路信息管理系統(tǒng)的一個(gè)重要功能。該信息系統(tǒng)

70、提供了大量的有效數(shù)據(jù),可以在管理部分規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候,給有關(guān)部分提供決策基礎(chǔ)和依據(jù)。但是,這個(gè)系統(tǒng)也有一定的局限性,通常一些可能性不能充分考慮,所以通常我們會(huì)在使用其決策功能的時(shí)候,和其他的系統(tǒng)結(jié)合起來,共同處理。</p><p>  4.3系統(tǒng)建立的原則</p><p>  任何系統(tǒng)的建立都是以一定的原則為基礎(chǔ)的,因?yàn)樗仨氉裱@些原則,才可能具有通用性。而道路信息管理系統(tǒng)作為一個(gè)綜合的信

71、息管理系統(tǒng),是非常復(fù)雜的,在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上必須遵循軟件工程的規(guī)范設(shè)計(jì),才能保證系統(tǒng)具有合理科學(xué)的結(jié)構(gòu)。在遵循軟件工程學(xué)規(guī)范的基礎(chǔ)上,還應(yīng)遵循以下原則,即:科學(xué)性原則、標(biāo)準(zhǔn)化原則、先進(jìn)性原則、安全性原則、開放性原則和實(shí)用性原則,這樣才能使該系統(tǒng)具有高效性和實(shí)用性。</p><p><b>  (1)科學(xué)性原則</b></p><p>  科學(xué)性原則主要指系統(tǒng)所采用的各種資

72、源數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理化。遵循科學(xué)性原則,就要求系統(tǒng)能夠分辨數(shù)據(jù)的合理與否,保存合理的部分,剔除不合理的部分。并且還要求系統(tǒng)各模塊之間的銜接方式是否合理可靠。</p><p><b>  (2)標(biāo)準(zhǔn)化原則</b></p><p>  遵循標(biāo)準(zhǔn)化原則有著非常重要的意義。每一大類系統(tǒng)都有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),如國際編碼分類的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)。道路信息管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)

73、候,要遵循這些標(biāo)準(zhǔn),把系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一化,規(guī)范化。這樣就能保證該系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的合作和數(shù)據(jù)共享能夠順利進(jìn)行,一定程度上也推進(jìn)了系統(tǒng)的普及化,更加方便人們直觀操作。</p><p><b> ?。?)先進(jìn)性原則</b></p><p>  先進(jìn)性原則對(duì)于一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)軟件來說,決定了其生命周期的長(zhǎng)短。只有保持先進(jìn)性,系統(tǒng)才能跟上時(shí)代發(fā)展的步伐,不被淘汰。城市道路管理信息系

74、統(tǒng)尤其有有這樣的需要,它不僅是數(shù)據(jù)的更新,更加是系統(tǒng)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和管理功能等的更新。利用先進(jìn)的技術(shù),一般情況下都可以順利的完成系統(tǒng)的更新,保持系統(tǒng)的先進(jìn)性,延長(zhǎng)系統(tǒng)的生命周期。</p><p><b> ?。?)安全性原則</b></p><p>  安全性就是指系統(tǒng)運(yùn)行是否安全和系統(tǒng)是否有安全保密性。由于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源是各方各面的,而這些數(shù)據(jù)里面包含很多不能對(duì)公眾開放的

75、數(shù)據(jù),所以,城市道路管理信息系統(tǒng)往往還會(huì)涉及到一個(gè)保密的安全性問題。除此之外,系統(tǒng)具有的安全性應(yīng)該還包括誤刪數(shù)據(jù)能夠恢復(fù)的功能或者隱藏功能等,這樣,系統(tǒng)才能放心運(yùn)行。</p><p><b> ?。?)開放性原則</b></p><p>  如上面所說,由于系統(tǒng)的局限性,一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)的功能是非常有限的,為了彌補(bǔ)這個(gè)不足,所以一個(gè)完善的信息管理系統(tǒng)應(yīng)該具有和其他相應(yīng)系

76、統(tǒng)進(jìn)行信息交流的功能,即系統(tǒng)應(yīng)該具有開放性。除此之外,為了能保證系統(tǒng)的先進(jìn)性,系統(tǒng)應(yīng)該能夠依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行擴(kuò)展,即預(yù)留了一些銜接端口,供日后的擴(kuò)展使用,這個(gè)也是開放性的一部分。</p><p><b> ?。?)實(shí)用性原則</b></p><p>  實(shí)用性就是指系統(tǒng)在建立完成后對(duì)使用者來說方便實(shí)用[9]。</p><p>  4.4 道路信

77、息管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)</p><p>  系統(tǒng)的體系構(gòu)架是從系統(tǒng)概念角度體現(xiàn)系統(tǒng)中要素的相互作用關(guān)系和層次結(jié)構(gòu),描述了系統(tǒng)及各要素之間的信息傳遞關(guān)系,實(shí)現(xiàn)的相互依賴關(guān)系等。它將成為系統(tǒng)總體協(xié)調(diào)的重要依據(jù)。道路管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是為不同的用戶提供研究所需要的數(shù)據(jù)。GIS不僅實(shí)現(xiàn)了電子地圖的建立、顯示和管理,而且實(shí)現(xiàn)了電子地圖對(duì)象與關(guān)系數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)記錄對(duì)象的自動(dòng)關(guān)聯(lián),也就是說地圖與數(shù)據(jù)庫的雙向查詢和聯(lián)接可以通過G

78、IS來實(shí)現(xiàn)地[10] 。</p><p>  處在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)底層的是道路信息數(shù)據(jù)庫,負(fù)責(zé)保存道路信息數(shù)據(jù)。然后是WEB服務(wù)器,為Internet另一端的瀏覽器用戶提供服務(wù),實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的邏輯和功能。如果執(zhí)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘功能,在數(shù)據(jù)庫和WEB服務(wù)器之間會(huì)嵌入一個(gè)數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用層,包括數(shù)據(jù)倉庫,OLAP服務(wù)器,挖掘應(yīng)用軟件。這一中間層的功能是為WEB服務(wù)器提供數(shù)據(jù)挖掘服務(wù),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的WEB Service功能。在WEB

79、服務(wù)器層外面的是防火墻,用戶利用電腦上的瀏覽器通過Internet訪問WEB服務(wù)器 ,實(shí)現(xiàn)用戶的各項(xiàng)請(qǐng)求,:各種道路數(shù)據(jù)的增加、修改、刪除,對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究,按規(guī)定格式導(dǎo)出事故數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)外的分析研究[11]。</p><p>  4.5 系統(tǒng)功能模塊</p><p>  每個(gè)系統(tǒng)的分類是多種多樣的,不同的系統(tǒng)也可以按照不同的方法進(jìn)行分類。而把城市道路管理信息系統(tǒng)按照整個(gè)系統(tǒng)功能分類

80、,能夠分成五大類,即:基礎(chǔ)信息模塊、管理職能模塊、GIS平臺(tái)模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊和文檔處理模塊等五個(gè)基本模塊,如圖4-1所示:</p><p>  圖4-1系統(tǒng)功能模塊</p><p>  城市道路基礎(chǔ)信息模塊是對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)流的整理和操作,主要對(duì)城市道路動(dòng)、靜態(tài)信息進(jìn)行管理,提供城市道路數(shù)量、面積、造價(jià)等信息的統(tǒng)計(jì)分析功能,提供對(duì)城市道路設(shè)計(jì)圖紙、竣工圖紙、矢量圖、監(jiān)測(cè)報(bào)告等內(nèi)容的管理功能。圖

81、4-2是城市道路基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫包含的主要內(nèi)容:</p><p>  圖4-2 道路基礎(chǔ)信息庫結(jié)構(gòu)圖</p><p>  城市道路信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量是非常的大的,并且隨著時(shí)間的增加,數(shù)據(jù)也會(huì)大量增加,為了能夠有效的處理這些數(shù)據(jù),必須有個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理模塊。城市道路基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)流程如圖4-3所示。</p><p>  圖4-3城市道路基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫流程圖&l

82、t;/p><p>  4.5.1系統(tǒng)各模塊的主要功能:</p><p>  4.5.1.1城市道路基礎(chǔ)信息模塊;</p><p>  4.5.1.2實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊;該模塊的主要作用是將重點(diǎn)城市道路的重點(diǎn)構(gòu)件在監(jiān)控系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入,同時(shí)建立和城市道路實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的連接,展示重點(diǎn)城市道路的監(jiān)控情況。實(shí)現(xiàn)功能包括:視頻監(jiān)控、實(shí)時(shí)查詢、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理、安全可靠

83、性分析及預(yù)警。其主要功能要求如圖 4-4所示。</p><p>  圖 4-4 實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊功能要求</p><p>  4.5.1.3管理職能模塊</p><p>  道路管理職能模塊是在道路數(shù)據(jù)庫和GIS技術(shù)支持下,進(jìn)行日常的公路管理業(yè)務(wù)和部門辦公管理業(yè)務(wù)的處理。主要包括城市道路巡查、評(píng)估鑒定、養(yǎng)護(hù)維修等全程日常工作管理,同時(shí)包括應(yīng)急報(bào)警、設(shè)備、工程、財(cái)務(wù)等的

84、管理。</p><p>  4.5.1.4 GIS模塊</p><p>  GIS模塊是整個(gè)城市道路管理系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵所在。通過該系統(tǒng)使城市道路管理工作過程直觀明了,直觀地顯示城市道路所在地的環(huán)境、資源,使指揮和調(diào)度一目了然。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)地圖維護(hù)與管理、地圖操作、圖到數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)到圖、地圖專題、空間分析與統(tǒng)計(jì)、地圖輸出等幾個(gè)主要功能。</p><p>  4.5.1

85、.5 文檔管理模塊</p><p>  該模塊主要進(jìn)行城市道路文檔的歸檔維護(hù)和查詢操作。主要功能為:收、發(fā)文管理,招投標(biāo)管理,合同統(tǒng)一編號(hào)、管理,資料服務(wù)與信息發(fā)布。</p><p>  5 基于GIS的道路管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>  5.1 結(jié)合現(xiàn)狀對(duì)GIS在道路管理應(yīng)用的分析說明</p><p> ?。?)傳統(tǒng)的道路信息

86、管理模式效率低下、信息分散、程序復(fù)雜繁瑣,根本無法適應(yīng)迅猛發(fā)展的道路規(guī)劃、建設(shè)和管理的需求。故,應(yīng)用GIS對(duì)道路基礎(chǔ)信息進(jìn)行權(quán)威管理已成為必然趨勢(shì)。道路規(guī)劃、道路養(yǎng)護(hù)、交通管理等模塊只是該系統(tǒng)的子系統(tǒng),各子系統(tǒng)之間必須能過協(xié)調(diào)工作,做到信息共享。</p><p> ?。?)就目前我國已建成的道路管理信息系統(tǒng)而言,幾乎都是各自為政,各取所需,沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式,任此發(fā)展勢(shì)必給今后的道路信息交流埋下隱患,造成重大的經(jīng)

87、濟(jì)損失。后繼的開發(fā)者和道路管理部門必須高度重視。</p><p> ?。?)GIS 、全球定位系統(tǒng)(GPS)以及遙感(RS)技術(shù)在道路管理中的集成應(yīng)用有待繼續(xù)深入,研制開發(fā)符合我國實(shí)際需要的集成系統(tǒng)任重而道遠(yuǎn)。它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、電子控制技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)等有效的綜合運(yùn)用于整個(gè)管理體系,而建立起來的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的高效、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的道路信息綜合管理系統(tǒng)。它是道路信息管理系統(tǒng)今后的

88、發(fā)展方向。</p><p>  5.2 道路管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)</p><p>  5.2.1 空間數(shù)據(jù)庫引擎</p><p>  空間數(shù)據(jù)庫引擎(Spatial Database Engine,SDE)是一種中間件技術(shù),它是在常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之上添加的數(shù)據(jù)庫引擎,用以獲得常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)功能之外的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的能力。它用關(guān)系數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)、管理復(fù)雜的

89、空間地理數(shù)據(jù),支持空間關(guān)系運(yùn)算和空間分析等地理信息系統(tǒng)功能,解決了關(guān)系數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)接口問題[12]。用戶可以透明的訪問空間地理數(shù)據(jù),而不用關(guān)心數(shù)據(jù)的格式、存儲(chǔ)方式和位置及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等問題。</p><p>  作為一種應(yīng)用途徑ArcSDE在DBMS和GIS的聯(lián)系中起重要作用,允許管理空間和非空間數(shù)據(jù)。ArcSDE存在于大規(guī)模的DBMS之外,特別適用于大規(guī)模的用戶管理巨大的數(shù)據(jù)集。SDE存在于RDBMS

90、和用戶之間,位于DDBMS系統(tǒng)的服務(wù)端。SDE系統(tǒng)在客戶端和服務(wù)器端有一個(gè)應(yīng)用程序接口(API)。API在客戶及終端響應(yīng)客戶端需求,并把它轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)。服務(wù)器端API與RDBMS系統(tǒng)交流信息。最后SDE將加密的結(jié)果發(fā)送給客戶端,用戶就可以在客戶機(jī)端看到并且操作結(jié)果。ArcSDE采用的是開放式Client/Server體系結(jié)構(gòu),與客戶端之間建立TCP/IP連接,接受各種不同用戶應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。服務(wù)器、客戶端之間

91、采用異步緩沖機(jī)制傳輸數(shù)據(jù),極大地提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。</p><p>  Geodatabase是一種采用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)來表現(xiàn)地理信息的數(shù)據(jù)模型。Geodatabase支持在標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中存儲(chǔ)和管理地理信息,支持多種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和多用戶訪問,且大小可伸縮。Geodatabase數(shù)據(jù)模型,支持不同類型的數(shù)據(jù)源和完整的拓?fù)涮卣骷?,?shí)現(xiàn)了嚴(yán)格意義上的空間數(shù)據(jù)庫。</p><p>

92、;  5.2.2 道路信息管理系統(tǒng)</p><p>  道路信息管理系統(tǒng)分為三個(gè)獨(dú)立子系統(tǒng):數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),信息發(fā)布子系統(tǒng)和用戶權(quán)限管理子系統(tǒng),系統(tǒng)功能構(gòu)架如圖5-1所示:空間</p><p>  圖 5-1系統(tǒng)功能示意圖</p><p>  數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)通過空間數(shù)據(jù)管理模塊和屬性數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行導(dǎo)入,從而實(shí)現(xiàn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中所有空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。空間數(shù)據(jù)庫的建

93、立關(guān)系到系統(tǒng)的性能和擴(kuò)展性,直接決定整個(gè)系統(tǒng)的整體水平。</p><p>  5.2.2.1 空間數(shù)據(jù)獲取</p><p>  城市道路管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要是包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。具體如下:</p><p> ?。?)空間數(shù)據(jù):是指地物地貌空間位置的數(shù)據(jù),以及用這些數(shù)據(jù)處理后得到的一些模型,如DEM、DOM等??臻g數(shù)據(jù)是系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)部分,也是各種處理的基礎(chǔ)。

94、</p><p>  (2)屬性數(shù)據(jù):通常是用來指空間數(shù)據(jù)的屬性及其關(guān)聯(lián)文件。城市道路管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理很多是在空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)其屬性進(jìn)行分類,然后做相應(yīng)處理的,屬性數(shù)據(jù)包括地物地貌的性質(zhì)、類別等,對(duì)空間數(shù)據(jù)賦予其屬性之后,最后又會(huì)重新存儲(chǔ)起來。而這樣的屬性能夠使得各種數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來,有助于用戶的使用。</p><p>  5.2.2.2 數(shù)據(jù)庫建立</p><p&

95、gt;  空間數(shù)據(jù)庫主要是為GIS提供空間數(shù)據(jù)的的存儲(chǔ)和管理方法。城市道路管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫的建立主要是從用戶及其管理部門的需求基礎(chǔ)上出發(fā)的,數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)主要是基于網(wǎng)絡(luò)和GIS平臺(tái),把各種數(shù)據(jù)的屬性和它們構(gòu)成的圖形結(jié)合起來,然后綜合處理,這樣的方法,可以很大程度上的提高數(shù)據(jù)管理的效率。各種數(shù)據(jù)在道路管理信息系統(tǒng)中的作用是不相同的,按照作用分類,可以分成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)兩大類,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是對(duì)道路空間結(jié)構(gòu)和屬性的描述:分析數(shù)據(jù)是在進(jìn)行數(shù)據(jù)

96、管理分析過程中生成的,是對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算結(jié)果[13]。</p><p>  5.2.3 GIS在道路管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用舉例</p><p>  GIS作為一門由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同方法組成的系統(tǒng),不僅能夠支持空間數(shù)據(jù)的獲取、管理、處理、分析、建模和顯示,而且還能解決復(fù)雜的規(guī)劃管理問題【10】。結(jié)合道路管理工作的實(shí)際,運(yùn)用GIS和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù),建立道路管理信息系統(tǒng)對(duì)促進(jìn)道路的規(guī)

97、劃、建設(shè)、與管理有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>  5.2.3.1 GIS在道路規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>  道路規(guī)劃在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中意義重大,它是建立完善的交通體系的重要手段,解決道路問題的根本措施及獲得最佳效益的有效方法。道路規(guī)劃的進(jìn)步離不開信息技術(shù)的推動(dòng),今年來GIS技術(shù)正逐步被應(yīng)用到道路規(guī)劃中,并且發(fā)揮出重要作用。</p><p>  對(duì)

98、于道路規(guī)劃而言,一般情況下都會(huì)涉及到人口、城市規(guī)劃用地的規(guī)模、道路長(zhǎng)度等級(jí)與通行能力、環(huán)境、交通量等眾多內(nèi)容,單靠人力進(jìn)行分析是一項(xiàng)非常龐大的工程。GIS是處理道路網(wǎng)絡(luò)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的較為有效的工具之一,用GIS來管理道路數(shù)據(jù)能減少數(shù)據(jù)調(diào)查和數(shù)據(jù)輸入的時(shí)間,從而縮短規(guī)劃項(xiàng)目的設(shè)計(jì)周期,提高工作效率。</p><p>  5.2.3.2 GIS在道路交通設(shè)備管理中的應(yīng)用</p><p>

99、;  因?yàn)椴捎昧丝臻g數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫的掛接,改變了傳統(tǒng)的管理方法,地圖由傳統(tǒng)的靜態(tài)記錄模式變?yōu)樾畔⒇S富多樣的動(dòng)態(tài)電子地圖,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可視化。它使道路管理部門對(duì)道路基礎(chǔ)設(shè)施的管理工作變得簡(jiǎn)單、輕松、直觀。道路線路的空間位置和走向,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、交通流量等多方位的信息可通過直接對(duì)地圖實(shí)體進(jìn)行查詢獲得。通過綜合分析和統(tǒng)計(jì)各種道路信息數(shù)據(jù),采用豐富多樣的圖標(biāo)、圖像顯示,為決策者提供科學(xué)快捷的支持。</p><p>  現(xiàn)如今,

100、對(duì)GIS應(yīng)用于道路信息管理的各項(xiàng)研究進(jìn)行的如火如荼,并且也取得了一定的成績(jī)。例如:天津市將GIS成功應(yīng)用于道路的排水設(shè)施管理中,國外的一些城市也將GIS應(yīng)用于道路照明設(shè)施的管理當(dāng)中。</p><p>  5.2.3.3 GIS在道路交通安全管理中的應(yīng)用</p><p>  道路交通的快速發(fā)展,給百姓生活提供了極大的方便,同時(shí)也給道路交通的大挑戰(zhàn)。交通事故,不僅會(huì)造成人員傷亡,也會(huì)帶來大量

101、的財(cái)產(chǎn)損失,給道路交通帶來極大的壓力?;贕IS的道路交通安全系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)能為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門和事故處理部門的分析及決策提供全面服務(wù)的交通安全管理輔助工具。該系統(tǒng)在完善事故統(tǒng)計(jì)、匯總及報(bào)表能力的基礎(chǔ)上,增加了地點(diǎn)危險(xiǎn)度識(shí)別、事故多發(fā)點(diǎn)鑒定、事故預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等多種模塊,極大的擴(kuò)充了系統(tǒng)對(duì)事故的分析能力。該系統(tǒng)能方便的提供大量的經(jīng)過整合的地理信息,更好的接軍管理員與計(jì)算機(jī)交流問題,對(duì)用戶要求少,學(xué)習(xí)、使用方便簡(jiǎn)單,人際交流輕松。</p>

102、;<p>  目前國外已經(jīng)開發(fā)出預(yù)測(cè)、分析交通事故多發(fā)地帶的GIS系統(tǒng)。使用該系統(tǒng)時(shí),用戶可將事故信息與道路信息相結(jié)合,由系統(tǒng)自動(dòng)分析出事故易發(fā)點(diǎn),或統(tǒng)計(jì)出事故發(fā)生率,還可以借助于專家系統(tǒng)分析事故多發(fā)的原因等。美國內(nèi)華達(dá)州(Nevada)研制出基于GIS的交通線上應(yīng)急反應(yīng)定位系統(tǒng),可幫助有關(guān)部門處理應(yīng)急事件。</p><p><b>  6 總結(jié)與展望</b></p>

103、;<p>  6.1總結(jié):(1)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立城市道路信息管理系統(tǒng),對(duì)提高城市道路管理效率和管理水平是十分重要的。(2)通過GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道理信息管理,符合信息管理的時(shí)代要求,表達(dá)信息直觀詳細(xì)。(3)系統(tǒng)支持基于B/S結(jié)構(gòu)的WebGIS應(yīng)用。采用該模式符合集中管理、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、完善控制的要求,又體現(xiàn)出了節(jié)約成本、易于配置、易于維護(hù)等諸多特點(diǎn)[14]。(4)GIS系統(tǒng)采集的信息十分龐大,主要分為靜態(tài)信息和動(dòng)態(tài)信息兩大部分,

104、層次比較清晰,各類信息涉及面廣,包含了大量圖形信息,簡(jiǎn)潔明了。(5)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的細(xì)小功能也比較多,例如各類技術(shù)狀況的圖形顯示,大型車輛重車過橋選線等等,簡(jiǎn)便實(shí)用。</p><p><b>  6.2 展望</b></p><p>  基于GIS的城市道路管理系統(tǒng)的研究和開發(fā)是一個(gè)非常龐大的系統(tǒng)工程,所以它涉及到的各類問題也就比較多。目前在該系統(tǒng)的研究開發(fā)過程中還需要

105、解決的問題主要有:</p><p>  (1)城市道理管理信息系統(tǒng)最重要最基本的內(nèi)容是道路技術(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集,而這種數(shù)據(jù)的采集和更新更是長(zhǎng)期困擾改系統(tǒng)發(fā)展的“瓶頸問題”。然而如今自動(dòng)化采集、輸入數(shù)據(jù)的技術(shù)發(fā)展迅速,這將非常有助于解決這一“瓶頸”,為市政道路檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集提供強(qiáng)有力的手段。</p><p>  (2)當(dāng)前使用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),大多數(shù)都只能實(shí)現(xiàn)對(duì)屬性數(shù)據(jù)的管理,然而對(duì)于圖形、圖像、

106、文本、聲音、影像和屬性高度集成的一體化管理能力卻不足,存在著一定得缺陷。今后的研究過程中如果能解決這個(gè)問題,城市道路信息管理系統(tǒng)必將更加成熟完善。</p><p>  (3)要實(shí)現(xiàn)城城市路信息管理系統(tǒng)的智能化決策功能,需要G1S與專家系統(tǒng)結(jié)合,使GIS向智能化方向發(fā)展。智能化的地理信息系統(tǒng),解決問題的思維過程和方法,對(duì)空間數(shù)據(jù)的分析處理,對(duì)有關(guān)問題的預(yù)測(cè)與決策支持,都將有一個(gè)更大的提高[15],從而城市道路管理系

107、統(tǒng)對(duì)時(shí)空變化的反應(yīng)更為迅速,界面更加友好,使用更為方便。</p><p><b>  致 謝</b></p><p>  四年的大學(xué)生活在不知不覺中已接近尾聲,回首走過的歲月,心中感慨頗多。隨著畢業(yè)論文的完成,也讓我的大學(xué)生活劃下了完整的句號(hào)。在此,我想對(duì)我的父母和親人、我的老師和同學(xué)們表達(dá)由衷的感謝。</p><p>  感謝我的畢業(yè)論文輔

108、導(dǎo)老師肖老師的精心指導(dǎo),不厭其煩的幫我提出了許多建設(shè)性的指導(dǎo)意見。要求論文做到:有理、有據(jù)、有節(jié)、條理清晰。肖老師還對(duì)我的論文格式提出了不少意見和建議,在他的細(xì)心指導(dǎo)和各位老師同學(xué)的幫助下使我完成了畢業(yè)論文。再次由衷感謝他們。</p><p>  四年來,所有授課老師孜孜不倦,兢兢業(yè)業(yè)地教導(dǎo)我們,在傳授專業(yè)知識(shí)的同時(shí),時(shí)刻提醒我們?cè)趺醋鰧?duì)社會(huì)有用的人、做有利于社會(huì)的事,對(duì)我們的人生觀、價(jià)值觀和世界觀的形成做出了很

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