甘江婷，焦海賢，朱曉宏

(1.重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶 400074;2.武漢科技大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院，湖北武漢 430081)

基于GIS的OD調(diào)查小區(qū)區(qū)號匹配的系統(tǒng)開發(fā)研究

甘江婷1，焦海賢1，朱曉宏2

(1.重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶 400074;2.武漢科技大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院，湖北武漢 430081)

采用面向?qū)ο箝_發(fā)語言(Visual Basic)和GIS組件技術(shù)(MapX)相結(jié)合的開發(fā)環(huán)境，通過友好的操作界面平臺和GIS技術(shù)支撐的地理相關(guān)性完成小區(qū)號匹配及相關(guān)的工作。結(jié)果表明:與傳統(tǒng)編碼方法相比，此系統(tǒng)自動匹配大大提高了工作效率，且具有可重復(fù)使用和擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)。

MapX;OD調(diào)查;區(qū)號匹配;交通小區(qū)

在交通需求預(yù)測過程中，為了調(diào)查統(tǒng)計(jì)社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、預(yù)測生成交通量和分布交通量等，需要按照一定的規(guī)則將對象區(qū)域劃分為適當(dāng)數(shù)量的交通小區(qū)［1-2］。在OD調(diào)查中，關(guān)于起迄點(diǎn)的表示方法一般都不采用實(shí)際地址，而采用地址所在的交通小區(qū)區(qū)號，就需要將起迄點(diǎn)地址轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的交通小區(qū)區(qū)號。調(diào)查得到的數(shù)據(jù)，首先要先輸入電腦，再利用程序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析從而得出分析結(jié)果。其中，一項(xiàng)重要的工作就是交通小區(qū)區(qū)號的匹配。

目前在我國進(jìn)行的各類OD調(diào)查中，一般采用以下的方法。第1種，OD調(diào)查的相關(guān)信息由被訪者自己或調(diào)查員詢問被訪者之后填寫在問卷上，每次出行的出發(fā)地和到達(dá)地，問卷上只填寫詳細(xì)的地址，在調(diào)查員上門收取問卷時(shí)，查找交通小區(qū)圖，將地址轉(zhuǎn)換為小區(qū)區(qū)號，然后統(tǒng)一回收問卷;或者暫時(shí)不將地址轉(zhuǎn)換為交通小區(qū)號，在統(tǒng)一回收問卷后，組織人力集中查找出行起迄點(diǎn)的小區(qū)號，轉(zhuǎn)換地址［3］。第2種，運(yùn)用字符串匹配編碼完成地址信息轉(zhuǎn)換小區(qū)號的工作。前者的做法存在很多的弊端:調(diào)查的數(shù)據(jù)量龐大，如果要人工進(jìn)行小區(qū)的劃分和區(qū)號區(qū)配，需要很大的人力和時(shí)間投入，工作成果的可借鑒性差，而且人工匹配隨著工作時(shí)間的增加，工作強(qiáng)度的加大，大量重復(fù)查找的數(shù)據(jù)會使得工作人員查找效率降低，錯(cuò)誤率增加。而后者有很多不利之處，比如編碼覆蓋率低、可再利用性不強(qiáng)等。

目前國內(nèi)研究開發(fā)的相關(guān)交通小區(qū)區(qū)號程序匹配的軟件比較少，功能方面還有欠缺［4-5］。鑒于以上的原因，筆者提出使用匹配程序完成在OD調(diào)查中關(guān)于地址信息轉(zhuǎn)換為對應(yīng)交通小區(qū)區(qū)號的工作。且運(yùn)用GIS技術(shù)支撐的地理相關(guān)性等給OD調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)帶來極大的便利性，可與國內(nèi)常用系統(tǒng)如EMME/3、TRANSCAD等接口，為交通規(guī)劃、構(gòu)建城市交通模型等提供了有力的數(shù)據(jù)處理工具。

1 系統(tǒng)開發(fā)軟件環(huán)境

系統(tǒng)開發(fā)的軟件環(huán)境主要包括:Windows2000/WindowsXP，Maplnfo professional 7.0 中文版及其組件MapX 5.0、Microsoft Access2003、Visual Basic 6.0，其中以MapInfo Professional 7.0作為空間地理信息建立和處理工具，以MapInfo MapX 5.0地理信息系統(tǒng)地圖控件作為計(jì)算機(jī)模擬顯示控件，Access 2003作為有關(guān)數(shù)據(jù)庫開發(fā)與管理工具，從Visual Basic 6.0作為系統(tǒng)用戶界面開發(fā)與計(jì)算模塊編程工具。

2 系統(tǒng)開發(fā)前期準(zhǔn)備

2.1 收集整理地理信息數(shù)據(jù)

從國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)網(wǎng)站上可以下載國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)1∶400萬數(shù)據(jù)。下載的數(shù)據(jù)和對應(yīng)的文件包括有國界 bou1-4m、國界與省界bou2_4m、地級行政界線 bou3_4m、縣級行政界線bou4_4m、首都和省級行政中心 res1_4m、地市級以上居民地res2_4m、縣級居民地res4_4m等基本地理信息數(shù)據(jù)。

此外，利用Google Earth搜索中國各省市縣鎮(zhèn)地標(biāo)，可以獲得各省市縣鎮(zhèn)的坐標(biāo)信息，從而獲得各省市縣鎮(zhèn)的地理信息數(shù)據(jù)。

2.2 建立GIS圖層

MapInfo Professional 7.0中文版作為電子地圖的制作和管理程序，主要負(fù)責(zé)電子地圖的生成或轉(zhuǎn)換其他格式的地圖、電子地圖的編輯與保存、空間數(shù)據(jù)庫生成與管理等等。根據(jù)收集數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)為MapInfo文件*.tab，然后將臨時(shí)表創(chuàng)建為永久表，最終建立成所需要的各省市縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)GIS圖層。

2.3 生成GST圖

MapX是MapInfo公司向用戶提供的具有強(qiáng)大地圖分析功能的ActiveX控件產(chǎn)品［6］。利用MapX，能夠簡單快速地在該系統(tǒng)應(yīng)用中嵌入地圖化功能，增強(qiáng)該系統(tǒng)應(yīng)用的空間分析能力，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的增值。根據(jù)建立好的GIS圖層，運(yùn)行MapInfo MapX 5.0，然后運(yùn)行GeoDictionary Manager，在GeoDictionary中注冊圖層，最后生成需要的GST圖［7］。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.1 構(gòu)建原始數(shù)據(jù)庫

使用程序自動匹配交通小區(qū)區(qū)號，首先需要建立原始數(shù)據(jù)庫。交通調(diào)查實(shí)施完成后，第一步要進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理，將某些關(guān)鍵字段數(shù)據(jù)不全的原始書面記錄廢棄，余下的錄入到數(shù)據(jù)庫(MS Excel或MS Access)中;其中，數(shù)據(jù)庫表中的起、終點(diǎn)小區(qū)號和起、終點(diǎn)備注為缺省值。在錄入過程中不可避免的存在著人為誤識、誤錄和漏錄等現(xiàn)象，因此在原始數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫后還需要再進(jìn)行一次無效數(shù)據(jù)的剔除［8］。無效數(shù)據(jù)剔除后，仍然會存在有誤的數(shù)據(jù)，因此，在完成交通小區(qū)區(qū)號的初步匹配后，需要進(jìn)行匹配校核，包括錯(cuò)別字匹配、記錄校核等，對有誤數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，以達(dá)到精確匹配的目的。本系統(tǒng)結(jié)合以上需求，在功能設(shè)計(jì)上給予了考慮。

3.2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

結(jié)合系統(tǒng)開發(fā)需求分析，本系統(tǒng)的功能模塊如表1。

表1 軟件功能模塊Tab.1 Software functional module

3.3系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

基于前期準(zhǔn)備工作，采用可視化開發(fā)環(huán)境利用Visual Basic 6.0進(jìn)行編程，將MapX的地圖功能嵌入到該系統(tǒng)應(yīng)用中。其總體思路流程圖見圖1。

按照設(shè)計(jì)的總體思路通過具體的編程實(shí)現(xiàn)交通小區(qū)區(qū)號匹配及其相關(guān)的工作，最終實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)各項(xiàng)基本功能。

圖1 匹配程序運(yùn)行流程Fig.1 Flow chart of matching the program

4 實(shí)例分析

筆者根據(jù)河南省交通調(diào)查OD數(shù)據(jù)，測試了軟件運(yùn)行效果。軟件運(yùn)用程序完成了OD調(diào)查中交通小區(qū)地址信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的小區(qū)區(qū)號的工作，最終完成了該省公路OD調(diào)查交通小區(qū)區(qū)號的程序匹配，見圖2。

圖2 河南省公路OD調(diào)查交通小區(qū)區(qū)號程序匹配完成表Fig.2 Completed form of zone code matching in OD traffic survey of Henan province

在調(diào)查的實(shí)施過程中，不可能要求每個(gè)訪員和被訪者對同一地點(diǎn)填寫的問卷信息都一致，而且問卷上的地址信息有時(shí)本身就很模糊，例如:“密縣”在交通小區(qū)圖上分屬于2個(gè)交通小區(qū)，像這樣的地址信息精確匹配是無法全部完成匹配過程的。在此交通小區(qū)區(qū)號程序匹配中，在完成了將交通小區(qū)地址信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的小區(qū)區(qū)號外，對于不同行政級別的具有相同地名的某一地址信息出現(xiàn)不一致小區(qū)號時(shí)，可給予工作人員提示，如圖3。

圖3 交通小區(qū)區(qū)號程序模糊匹配實(shí)現(xiàn)界面Fig.3 Operating interface of zone code fuzzy matching

基于精確匹配的不足，在錯(cuò)別字匹配中，對交通小區(qū)區(qū)號匹配程序進(jìn)行了補(bǔ)充和完善，當(dāng)錄入的原始數(shù)據(jù)出現(xiàn)可能錯(cuò)誤時(shí)，給予工作人員相應(yīng)提示，見圖4。

結(jié)果表明，利用交通小區(qū)區(qū)號的匹配程序代替人工匹配，大大提高了工作的效率和準(zhǔn)確性。

圖4 錯(cuò)別字交通小區(qū)區(qū)號程序匹配實(shí)現(xiàn)界面Fig.4 Operating interface of zone code matching on wrongly written or mispronounced characters

5 系統(tǒng)優(yōu)勢分析

與傳統(tǒng)的運(yùn)用字符串編碼匹配的方式相比，系統(tǒng)通過GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的地址匹配功能強(qiáng)大，其效率、可重復(fù)利用率的優(yōu)勢突出，且可靠性強(qiáng)、界面友好、操作簡單。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1)傳統(tǒng)的運(yùn)用字符串編碼匹配的過程中，通過運(yùn)行進(jìn)行小區(qū)號匹配前，不僅需要手動將小區(qū)地址信息輸入到相應(yīng)的代碼內(nèi)或數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)還要將已劃分的小區(qū)及對應(yīng)的小區(qū)號輸入到相應(yīng)代碼內(nèi)或數(shù)據(jù)庫中。其工作量大而繁瑣，用戶不易上手，且編碼覆蓋率低等。

2)系統(tǒng)可以每次根據(jù)交通調(diào)查小區(qū)的不同快捷地在GST圖上劃分小區(qū)和給小區(qū)編號。

3)系統(tǒng)充分利用GIS技術(shù)圖形與屬性信息相結(jié)合、空間分析強(qiáng)大等優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)對地圖的基本操作，在地圖上選擇地圖元素?？梢燥@示相應(yīng)的地圖信息和關(guān)聯(lián)的屬性信息。利用MapX控件實(shí)現(xiàn)調(diào)查表數(shù)據(jù)與屬性信息的查詢修改，記錄校核就是基于這一需求考慮進(jìn)行的功能設(shè)計(jì)，單擊“位置顯示”按鈕，可在地圖上顯示出起點(diǎn)和終點(diǎn)，并高亮顯示，其窗口界面如圖5。

圖5 記錄校核運(yùn)行界面Fig.5 Operating interface of checking the record

4)在樣本量同為1萬條OD記錄的情況下，使用現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)果表明:采用傳統(tǒng)的Excel宏代碼二次開發(fā)程序匹配耗時(shí)約15 min，成功匹配記錄有9 750條，按照以往人工匹配小區(qū)號的經(jīng)驗(yàn)，單人1 h可查找匹配出行記錄50條。剩余的250條記錄的小區(qū)號匹配由人工完成，投入人力約5工時(shí)，總耗時(shí)約5.25 h;系統(tǒng)程序匹配耗時(shí)約12 min，通過系統(tǒng)初步匹配、匹配校核等，成功匹配記錄高達(dá)9 975條，剩余的25條投入人力約0.5工時(shí)，總耗時(shí)約0.7 h，效率得到了極大的提高。

6 結(jié)語

系統(tǒng)完成了界面的設(shè)計(jì)及交通小區(qū)區(qū)號的匹配程序，運(yùn)用程序和利用GIS圖形與屬性信息相結(jié)合、空間分析強(qiáng)大等優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)了在OD調(diào)查中交通小區(qū)地址信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的小區(qū)區(qū)號及其相關(guān)的工作。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)編碼方法相比，系統(tǒng)功能強(qiáng)大且大大提高了工作的效率和準(zhǔn)確性，也節(jié)省了大量的人力和時(shí)間，值得進(jìn)一步研究和推廣。

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Research on the Development of Zone Code Matching System Based on GIS in OD Traffic Survey

GAN Jiang-ting1，JIAO Hai-xian1，ZHU Xiao-hong2
(1.School of Traffic＆ Transportation，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China;
2.School of Vehicle and Tragic Engineering，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan 430081，Hubei，China)

To auto-change the traffic zone address into traffic zone code in OD survey，a new matching method and computer program were put forward;an object-oriented programming environment(Visual Basic)and the GIS component(MapX)as development environment were adopted;zone code matching and its relevant work were achieved through friendly user interface platform and geographical correlation supported by GIS.The results indicated that the system，with the advantage of repeated use and promotion，greatly improved efficiency.

MapX;origin and destination survey;code matching;traffic zone

U491

A

1674-0696(2011)03-0438-03

2010-10-08;

2011-03-14

寧波市2008年交通科技計(jì)劃項(xiàng)目(200805)

甘江婷(1986-)，女，湖北咸寧人，碩士研究生，主要從事交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理方面的研究。E-mail:haosuger@163.com。