“交通一张图”之困

最近跟业主接触比较多，发现一个普遍问题就是“交通一张图”之困。信息中心或路网中心花钱甚至是巨资建了GIS-T（交通地理信息系统，具体见如下定义），出了标准、买了数据、上了云、建了共享平台，似乎一切都顺理成章，业务部门可以愉快地使用了。但理想很丰满现实很骨感，养护系统用了高德地图，应急系统用了百度地图，运政部门却自己发布一个地图服务用于业务系统的建设开发，当然也有部分系统在用GIS-T，普遍反映就是更新太慢，路况跟底图叠加不上，维护工作量大等等。（请勿对号入座，普遍问题哈）

GIS-T：GeographicInformation System for Transportation，即交通地理信息系统，交通运输部发布的交通运输信息化“十二五”规划中的定义是面向交通行业的地理信息共享服务平台。总书记提出“一张蓝图干到底”后开始有人提交通一张图系统或交通一张图平台，个人认为大同小异。

在“新时期GIS-T技术发展及建设模式”一文中提到“在GIS-T参与建设的多方单位中，主要按照角色可以划分为三个主体：交通主管单位的业主、交通行业信息化建设的开发商或集成商、专业GIS平台厂商。从实际项目策划和实施过程中，我们发现任何一方都无法独立承担GIS-T的建设，这与各自专注的业务领域的经验积累有直接关系。”对于GIS-T，业主关心的是数据从哪里来、业务部门怎么用、数据怎么更新；集成商考虑的事从信息化的角度以最集约的方式完成项目目标；GIS平台厂商的关注点更多的是希望提供自己的产品技术和GIS相关专业技术支持服务。

在网上逐一学习了多个开发商、集成商或GIS平台商发布的“交通一张图”解决方案。总结来看，共性的地方是对于交通一张图的政策支持、必要性方面讲得很到位，技术方案主要描述技术框架、核心技术等；不同的地方主要体现在开发商更多的是从IT技术角度来描述，比如交通实时数据服务技术、数据交换技术、交通时空数据挖掘与呈现技术等，GIS平台商偏重于如何使用GIS平台来实现数据共享服务，集成商会偏重于多源数据融合成一张图。但是，业主关心的几个问题方案较少涉及或者轻描淡写，也有可能厂商觉得这是核心的东西不便公开。

在“GIS-T研究存在的主要问题”一文总结了的两点问题：“急需发展基于特征的GIS-T数据模型”和“急需发展基于特征的GIS-T非平面数据模型”。这与我个人的观点异曲同工，GIS-T（交通一张图）的核心应该是图，即交通要素的空间和属性数据模型，以上两个问题翻译过来就是急需建立真正符合交通行业需求的一张图，以及构建真正的三维GIS数据模型并实现二三维一体化。

真正符合交通行业需求的一张图

工作中会经常碰到地图套不上，GIS-T发布的数据与路况数据套不上，与互联网地图套不上，这是坐标系在作祟。说起坐标系，可能很多人深有感触，WGS84、北京54、西安80、地方坐标系、平面坐标系、火星坐标系等，让人云里雾里。这里简单说明一下，自然资源部（原国测局）为了地图保密要求互联网上发布的地图必须加密，一般都是WGS84坐标系经加密后生成GCJ02坐标系（又称火星坐标系），高德地图就是这种坐标系，有的图商为了保护自己的数据产权在GCJ02坐标系基础上再次做了加密处理，比如百度地图是BD09坐标系。因此，要各业务部门在同一个频道而不出现鸡同鸭讲的情况，一张图首先要统一的是坐标系。

其次，交通一张图应重点关注路网。目前生成路网的常见做法是以互联网地图或测绘部门的图纸为底图进行再加工处理。互联网地图是为导航而生，路网数据模型是根据导航的业务逻辑来组织，更多关注是连通性，对公路等级等专业信息不太关心，路段跟CAD图纸里的道路中心线也不是一回事。测绘部门的图纸是地形图，那是国土测绘一张图的数据模型，道路要素跟交通行业的专业要求有很大差别。

然后是关注桩号，这是交通行业特有的一个要素，它定义了公路上的一种定位方式。例如：起点桩号K200.500，终点桩号K350.800（K200.500～K350.800），还有k0.000-100之类的情况，这种情况说明路是按两个方向分的，有一个是正方向，另一个则是反方向。GIS平台商或应用厂商会说，用线性参考可以解决这问题。但实际情况是建设阶段有建设阶段的桩号，运营阶段的桩号与建设阶段不一定一致，改扩建后的桩号还要重新设置，很多情况是桩号跟线性参考算出来的有出入，对这些数据该怎么处理就变得非常关键。既然桩号对于业务这么重要但又存在变数，那么如何对桩号进行有效管理就成了建设一张图成败的关键因素之一。

除此之外，随着国家提出建设交通强国，智慧公路和智慧高速应运而生，智慧的路对图的要求提高到了高精度地图。交安设施和机电设施的精细化管理需要设施级高精度地图，车路协同需要车道级和路口级高精度地图，重大桥隧应急预案、管控和短时预测需要路网级的高精度地图，甚至未来服务区的自动泊车和加油、充电、换电的自动驾驶车队编组也需要相对封闭区域的高精度地图，所以高精度地图也应该成为交通一张图重要的组成部分。

另外，即使业主花巨资建成了一张符合要求的图，但每年的数据更新又成了难以承受之痛。因此，交通行业急需有厂商提供专业路网地图生产服务及后续服务。只有如此，交通大脑和公路的建管养一体化全生命周期管理等应用系统才有地基，否则很容易成为空中楼阁。

真正的三维GIS数据模型和二三维一体化

非平面数据模型其实就是BIM+三维GIS，这个话题后续有时间再展开讨论，这里仅讨论三维GIS数据模型。目前空间构模方法归纳为基于面模型（facial model）、基于体模型（volumetric model）和基于混合模型（mixed model）3大类构模体系。

以上三类方法主要是探索三维空间数据的结构化，三维空间数据拓扑关系以及空间-属性数据的关联性仍无太好的解决方案。对于公路，我们的做法是带高程的三维点、线、面+尺寸属性+特征属性，比如路段是一条带纵坡的三维线，按照桩号来组织，有横坡、曲率等属性。这样的话，用户就可以在三维GIS环境下做到要素的增删改查及空间分析。

有了三维GIS数据模型，并不能解决二三维一体化的问题。从二维到三维的产业升级角度来看，如何低成本地把三维GIS数据变成三维模型就成了核心问题。目前很多基于三维GIS的智慧XXX项目都是用二维GIS做数据底层支持，在3dmax或其他建模软件里手动建模的方式来生成三维模型，当然通过倾斜摄影做单体化或者用建筑物的二维面状数据结合楼高或层数字段生成白盒或灰盒的方式也能解决部分问题，效果如下：

图一 倾斜摄影数据

图二 建筑物白模数据

但倾斜摄影和自动拔成三维模型的方式不适合公路的三维化。现在的解决方案要么是BIM，单价高不说，路网级的BIM加载显示几乎是不可能；要么是传统的三维建模，用倾斜摄影进行单体化达不到业主想要的效果。我们现在提供了第三种选择，用3DRoad把平纵横CAD图纸（设计、施工、竣工）变成三维道路，几乎零成本，只需要在CAD中做些图层标准化工作。例如，3DRoad只用了5秒钟就把天府国际机场路侧道路的CAD图纸变成三维道路。

3DRoad为交通行业从二维到三维的产业升级扫清了最后一道障碍，可以帮助你实现真正的二三维一体化。

综上，本文阐述了国内建设GIS-T或交通一张图系统普遍存在的一些问题，分析了GIS-T的核心在于图（即空间数据和属性数据的数据模型），从“如何建立真正符合交通行业需求的一张图”，以及“如何构建真正的三维GIS数据模型实现二三维一体化”两个方面提了一些建议和方案。

新基建时代，要建设交通强国、做好交通信息化，不管地质条件好或差，GIS-T或交通一张图需要重新上路，铺好路基（数据模型），为路面（上层应用）的荷载做好准备。