瞿晓莉外文翻译

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1、淮 阴 工 学 院毕业设计 ( 论文)外文资料翻译学院：交通工程学院专业：交通运输姓名：瞿晓莉学号：1081501112 外文出处：GeoInformatica （2000）4:2, 127-139 ( 用 外 文 写 )附件：1.外文资料翻译译文；2.外文原文。指导教师评语：签名：2012 年02 月22 日附件 1：外文资料翻译译文地理信息系统与交通运输研究的状态和挑战MICHAEL F.GOODCHILD 国家地理信息与分析中心，地理系，美国加州大学圣巴巴拉分校， CA93106-4060 邮件地址： goodncgia.ucsb.edu 摘要：GIS-T 的变革可以归纳为三个阶段的特征

2、：地图视图，导航视图，以及行为举止的看法。 地图固有的特性是帮助与库存和描述相关的运用，以及提高精确性与互操作性问题的难度。 导航视图是为连接和平整度以及时间依赖性的属性的存储增加关注。 导航也提高与规模相关的代表性的问题，包括车道一级连接的需要。行为的观点源于Hager strand的研究工作，把交通时间视为动态的并主要在静态交通空间里发生。 仍有待研究出适当的行为视图描述。在所有三种情况以前遗留下来的技术和观点依然明显。本文提出了一系列研究挑战， 处理标准，观点，明确的沟通，经济模式，新技术的反应，以及从其他领域GIS-T 和 ITS研究中获得的知识的运用。关键字：空间数据库，地理信息系统

3、，制图，空间行为，导航1. 介绍GIS-T，或者地理信息系统在交通中的应用，最早对GIS 产生兴趣是从20世纪 60 年代开始。 GIS 包含了很多，但是在其发展过程中一致性的主题是来自于整合一个广泛的处理功能的规模经济，这一处理功能是围绕一种代表一个或更多特别级别的地理数据的定义好的数据结构。比如，有一种这样的结构是许多共同注册的地理变异的交涉过的一个熟悉的层蛋糕区。如果每一层采用矩形网格细胞相同的光栅， 然后很多有用的操作成为可能，比如，层的算术组合。 许多软件包的体系结构的基础在过去已经出现三十年的图像处理和栅格GIS，并且是图像代数的基础，汤姆林的地图代数，地理代数以及梵德卢森德的动态

4、建模语言。尽管几个优秀大的历史片段还存在着，第一次使用地理信息系统这一词的情况已消失在历史的流沙中。 但是最初的推动力是来自于一群于20 世纪 50 年代末毕业于华盛顿大学的学生， 这一点是很清楚的。 而且这群学生中有一个叫杜安马博的，他后来转到西北大学， 并在芝加哥在交通研究的支持下开发出GIS 的最初形式。交通调查需要广泛的模型和分析形式，但是可利用的数据类型相对很少，其中绝大多数有某种形式的地理参考。后来，人口普查局致力于管理收集数据导致 DIME结构的发展，在后来就是TIGER ，如同代表一个高层次的内部一致性的街道网络。尽管 GIS-T 在美国是年度会议的主题， 一种发展中的文化，

5、许多专业的软件应用程序， 但是仍没有一本书只致力于GIS-T 这一主题。 在最近的调查中， 沃特斯总结说，这是可能明确表示GIS 已经来临，并且现在代表着GIS地理学领域最重要的应用之一。 本文我尝试去强调为什么GIS 应该这样，在这一领域的许多更重要的研究议题，并且指出一些有趣的，有挑战的趋势。讨论是由地图，导航，行为三个冲突的观点组织起来的。2. 三种观点2.1 地图视图从上面可以看出，地球的表面是巨复杂混乱的， 几乎没有明显的顺序的方式。很容易被肉眼识别功能类型之一是线性的运输通道：河流，运河，铁路和公路。然而，即使在这里， 简单的线性模型分解。 河流流入湖和海， 人类和车辆在停车场和其

6、他可通行的区域远离线性道路系统。不过，线性系统是相对稳定的， 因为河流很少移动， 公路期望有很长的使用寿命， 而且线性系统提供了一种非常方便的组织和参考人类活动的方式。家庭和企业大多位于短距离的公共道路网络，所以很容易通过网络确定指定的位置。车辆大多也是密闭的道路网络，而且铁路严格限定在铁路网络。 而且，作为一个线性系统， 用一个单一的数字在一维空间指定位置是有可能的。 一维引用天生比二维引用简单，因为只有一维需要测量， 两个这样的线性系统的距离能比在二维或三维引用系统中两点的距离更容易计算或直观的估算， 尤其是两点距离很近。 因此人类社会选择使用街道地址识别家庭位置，使用这一系统传送邮件，

7、优先选择二维系统的， 比如经度纬度， 国家电网。向数字化美国街道网络努力开始于20 世纪 60年代，由人口普查局寻找一种分配个人申报区的简便方法而驱动的。如果街道地址能转换为坐标， 然后简单的例程能用于识别任何复杂的申报区层次，例如，块、人口普查区、县、市或州。同样的功能，一维街道地址向二维坐标，即在市场调查中发现丰富的应用程序，并且领导我们所知的地理人口统计领域的发展，因为它能够将顾客地址的列表转换为面数。但是结构选择了 1970 年普查的 DIME文件反映了好像一个奇选择， 把街道网络当作节点和链接的集合。传统街道的观点反映在我们命名的系统，是通过运行多个交叉口分配给大致的线性功能相同的名

8、称。但是DIME选择将这一功能分解成一系列个人链接。 其优势在于逻辑一致性的研究检查的能力，因为所有围绕块的链接必须形成一个封闭的图。但是也存在大量的重要的劣势：取决于路口的精确定义 （关于交通界， 或级不是在十字路口， 或有巷道的路口是不能作为街道计数的） 。新路口创造的敏感程度可能需要对数据库的广泛修改。与传统考虑街道网络的方式冲突。由于街道名称的冗余，必须重复每一环节。尽管有这些问题，节点和链接仍保持当时网络的观点，部分原因是在传统的GIS拓扑结构几乎是神秘的意义。另一个主要的链接节点的观点关注于发生在内部链接点的时间或特征，或者与端点不匹配的环节延伸。在简单的DIME模块中给一个链接和

9、节点添加一个属性是有可能的， 并不是武断地定义链接的部分。动态分段通过使指向不在节点的线性参考系统内的点成为可能来延伸基本链路/ 节点模型。惯例和里程碑计划通过为每一条街创造一个单一的记录， 并为每一个路口创造分离却连接的记录来使网络模块与传统实际一致。地图视图由于一维空间或中心线向来受限于呈现真实特征的需要。原则上，定位精度受限于一半街道宽度横向街头，并且沿着街道通常相似； 路口的位置同样受不确定因素影响。 特征比如商业和房屋有很多从线性系统偏移，类似这样的信息在地图视图中通常被忽视。关于街道在哪一边的重要信息 （例如房子是在北边或是南边） 必须转达拓扑， 例如一个二进制属性， 或从编号系统

10、中推断， 因为几何信息无法在交涉中获得。尽管 DIME和它的继任 TIGER是由公共部门创造的，但是有足够多的企业对街道中心线系统感兴趣， 并且他们申请支持在许多工业国家的大量私有部门。在那些街道地图没有广泛使用或共同使用，或者地址系统不是和美国、 欧洲一样简单的国家是尤为正确的（例如，在日本，房子不是沿街按顺序编号的）。而且，不止一个数据库对一个地区有用。高质量的数据库可以通过出租配置动态GPS的车辆创造。 既然这样的数据库在创造的过程中继承了美中不足之处，任何两个数据库可以通过比较他们的定位不准确性数量区别开来。教会等把出现在 GIS-T与 ITS 的街道中心线数据库中的一些问题描述为这些

11、区别的后果， 诺罗尼亚关于这一问题的文章更深层次地探索这些区别。然而互操作性通常在GIS 中理解为指定义的语法和语义问题以及从相同的信息产生不同的数据库，这种情况增加了准确性的新的层面，它或许会是所有问题层面中最严重的一个，因为它使街道中心线数据库支持地理坐标和线性参考系统之间的可靠转换的基本能力产生怀疑。此外，诺罗尼亚已指出互操作性也被匹配特征的高失败率阻碍，例如出现一条街道在一个数据库中出现， 却不在另一个数据库中， 或是街道的名称丢失或起冲突。线性地址系统也准备在农村分解，在农村错落有致的努力尝试复制有不同成功事例的城市系统的简单性。2.2 导航视图尽管对人口普查局来说不重要，但是街道网

12、络的链接/ 节点的观点在支持导航中有重要的优势， 因为通过网络的路径准备表述为在节点上一系列的决定。寻找最佳通过网络的路径的算法，比如最短路，或最少通过时间，同样以链路/ 节点为基础，因为更复杂，更难解决路由问题。路由问题需要一定的属性的类别， 这些属性是不会出现在以地图视图的观点创造出的数据库中。 确定单向街道为链路的属性并通过交通的障碍是重要的。但是完全新的结构需要支持信息之间的联系匝数，或是连接一个链接与另一个的条件。ESRI公司的 ARC/INFO ，比如，利用一个转盘延伸基本的链路/ 节点结构来记录关于链路匝数的信息， 并利用它来区别级十字路口和立交桥。更普遍的是， 街道中心线数据库

13、的用途是支持比DIME和 TIGER文件需要更复杂的拓扑视图的导航，并利用它简单地建立一致的平面功能的交涉。支持导航是智能交通系统的不可或缺的部分，它需要协助设计路线的驱动着以及修改回应新信息的路线。 但是如此有效的导航需要大规模扩展地图视图提供的属性，包括例如拥塞水平和运行速度，临时障碍物， 临时转弯限制。 从上面看到的这些属性是很少有的， 因此昂贵的基于地面采集也总是很受欢迎。在数据库上发现的路线代表地图视图， 比如那些由正在增加的基于万维网的服务数量提供的路线，有时是不精确或是不可能的，因为这些必要的属性， 及需要支持它们的结构，明显是不存在的。在地图视图中嵌入一个三维透视运用于导航是，

14、呈现出很多问题。 街道可能有也可能没有中位数分隔， 掉头在分频器的差距可能合法，也可能违法。 多车道高速公路和转车道的来临，已经导致司机导航方式发生根本性的变化。在19 世纪格框的国家， 告诉司机在第一个路口左转就够了。如今，司机必须更早预料到要左转，就是为了转到正确的已有车在的车道，而且必须通过使用正确的舷梯实现相交高速公路之间的过渡。换句话说，就是再也不需要提供基于链路/ 节点的街道网络的导航结构。 相反， 作为一个车道集合的街道配置必须在数据库中表示，并跟踪车辆到车道一级的细节。车道集合表示比街道中心线的简单表示贵得多，而且需要一个实质上更高水平的定位精度。古特柴尔德的观点表示怎样建立和

15、街道中心线一样的层次的几何精确度的陈述， 却包含了车道相关位置和他们的连系的拓扑观点。这个妥协性观点对车级导航是必要的， 尽管这对利用这一观点的系统来说是困难的，因为用于追踪车道的数据库目前被车辆占用着。观点要比全几何车道便宜， 许多是从空中观察建成的。支持导航的系统无论如何必须处理两个额外的并发症。第一，人和车不一定受限于线性网络， 而且有时还会背离它， 在停车场，未被记录或未被识别的道路，或者在私人财产。 匹配车辆追踪和网络的系统必须处理这个问题，这对路线也是重要的问题。第二，导航经常需要使用不只一种模式，或相对评估的模式。 例如，一个通勤者也许是公路和铁路旅行与工作结合。付出很少的努力来

16、创造结合模式的数据库，比如通过表现公路和铁路网络以及它们的交叉口，但是这些对多式联运是重要的。2.3 行为视图地图视图意味着一个本质静态观点， 它的成功之处在于与网络改变成反比例倾向，通过增加或一定链路， 增加路口， 或其它修改。 导航视图猜测动态特征的信息必须呈现在网络静态几何上，却不尝试呈现在移动几何上。第三种视图， 在这章中讨论的，明确处理离散对象的行为，例如车、人、火车或船，开或关线性系统。Hagerstrand是第一个检验有持续特性的离散对象准时移动的行为的人中的一个。他介绍时间概念为三维， 因为对象的轨迹追踪轨道在三维空间，约束每一个对象仅有一个持续时间的路口。换句话说，对象的地点坐标在时间t 上可能被表示为 t 的单值功能。 Mark 和 Egenhofer 定义这样的对象轨迹为地中心生命线。在以前，这种数据收集起来花费很大，而且不容易找到。 在哈利福克斯个人样本调查， Nova Scotia ，在 1979年，每天把他们的活动和位置记日记，然后这些数据用于把社会经济的个人记录和人口统计学特征联系起来。但是尽管数据集合已成为很多分析的主体， 它仍保留了密集个人样本调