基于ArcGIS SOE的GPS与高速公路里程桩号转换服务实现

阳利锋，廖 珊

（1.创辉达设计股份有限公司，湖南 长沙 410004；2.湖南省自然资源事务中心，湖南 长沙 410004）

随着移动信息技术、GIS技术的快速发展，高速公路的空间属性越来越受重视。里程桩号作为高速公路的基础数据，其与空间坐标的转换需求体现在高速公路管理的各个环节，如道路巡查、数据展示、养护决策等，因此建立统一的GPS坐标与高速公路里程桩号的转换服务非常必要。

1 实现过程

1.1 空间数据处理

1.1.1 前期数据准备

利用互联网资源获取高速公路shp数据、高速公路区域谷歌影像或天地图影像（无偏移版）[2]。

1.1.2 路线数据绘制

1）以G25为例，需要绘制中分带、上行第一车道、上行第二车道、上行第三车道、上行路肩、上行路侧、下行第一车道、下行第二车道、下行第三车道、下行路肩和下行路侧。

2）中分带数据绘制。在ArcMap中打开高速公路shp数据和影像数据，利用编辑工具将高速公路线与影像中的隔离带中心线对齐，并添加如表1所示的路线数据字段。

表1 路线数据字段表

3）其他数据绘制。打开中分带数据，进入编辑模式，选取中分带数据，在编辑工具栏中点击“平行复制”操作窗口，设置距离为10 m，两侧模式，即可生成中分带旁边的两条车道。依次类推，创建路线的所有车道，并将各路线的属性补充完整，最终效果如图1所示。

图1 路线效果图

1.1.3 路径创建并校准路径

1）创建路径。通过“线性参考工具”→“创建路径”打开操作面板，“路径标识符”字段选取“Route-Name”，“测量源”字段选取“TWO_FIELDS”，“测量始于”字段选取“StartPile”，“测量终于”字段选取“EndPile”，点击确定，路径创建完成。此时利用“识别路径位置”窗口可识别路线任意位置的桩号。

2）校准数据采集。为了提高路径测量的准确性，需对实际公里桩处的GPS坐标进行采集，再利用该数据进行路线校准。采集方式很简单，采集人员在公里桩的标识牌位置刻录手机的GPS坐标即可。采集的数据如表2所示。

表2 路线校准数据示例表

3）路线校准[3]。将采集的校准数据转化为点图层，打开“线性参考工具”→“校准路径”操作面板，指定路径要素、路径标识符字段、点要素、点标识符字段、测量字段等参数，即可完成路线校准。

1.1.4 服务发布

创建MXD，添加高速公路路线数据，根据车道对各车道进行符号化，最后将数据发布至ArcGIS Server。

1.2 ArcGIS SOE开发配置

1）ArcGIS SOE开发环境为Win7(64)+VS 2013+ArcGIS10.2+EF5。

2）若VS2013新建项目时没有ArcGIS模板，其解决办法为：①安装ArcGIS10.2，自动生成C:Program-Files(x86)Microsoft Visual Studio 10.0Common7IDEItemTemplatesCSharpArcGIS文件夹和C:ProgramFiles(x86)Microsoft Visual Studio 10.0Common7IDEProject-TemplatesCSharpArcGIS文件夹；②将上述两个Arc-GIS文件夹复制到VS2013安装目录下对应的ItemTemplatesCSharp文件夹和ProjectTemplatesCSharp文件夹；③继续返回VS2013安装目录，找到devenv.exe文件，右击该文件选择属性→兼容性→以管理员身份运行此程序；④以管理员身份运行VS2013开发人员命令提示，在打开的命令窗口输入devenv.exe/InstallVSTemplates后回车即可。

3）创建SOE项目。打开VS2013，点击文件→新建项目→ArcGIS→ServerObject Extensions→REST Temple。

4）SOE调试。在Init()中添加“System.Diagnostics.Debugger.Launch();”，服务启动时选择相应的调试器，附加ArcSOC.exe进程。

5）重新生成时若无法生成SOE文件，其解决办法为：利用记事本打开项目csproj文件，找到“Import”节点，将“Server.targets”修改为“Server.11.targets”，再重新生成，即可看到SOE文件。

6）EF数据库连接。ArcGIS SOE只生成一个SOE文件，且ArcGIS Server Manager基于Tomcat发布，因此不存在Web.config文件。当采用EF的DB First开发时，会提示找不到数据库连接字符串，其解决方法为：修改dbcontext的生成模板文件，将模板中的“base("name=<#=container.Name#>")”修改为“base("metadata=res://*/;provider=System.Data.SqlClient;pro

viderconnection string='Data Source=(local);Initial Catalog=database;User ID=username;Password=password")”。

7）SOE发布。SOE项目生成后会形成一个SOE文件，进入ArcGIS Server管理器，进入“站点”→“GIS服务器”→“扩展”，点击“添加扩展”，选取SOE文件，确定即可完成发布。

1.3 服务编码

1）根据公里桩号获取空间点对象。该服务的输入参数为路线ID（包括路线名称、方向、车道名称）和公里桩号，返回经纬度坐标。

2）根据坐标获取路线和公里桩号。该服务的输入参数为经纬度坐标和地图分辨率，返回路线ID（包括路线名称、方向、车道名称）和公里桩号。

3）根据起止公里桩号获取几何线对象。该服务的输入参数为路线ID（包括路线名称、方向、车道名称）、开始公里桩号和结束公里桩号，返回路线的坐标串。

2 服务应用

1）路况评定展示。高速公路路况评定结果的可视化展示，调用“根据起止公里桩号获取几何线对象”服务将获取的路况评定结果转化为空间线对象，叠加至矢量/影像地图上，并对性能指标值进行区间分类，再根据分类赋予空间对象不同的颜色，如PCI值为90以上的路段用绿色显示、PCI值为70以下的路段用红色显示。

2）养护规划展示。高速公路养护规划结果的可视化展示，调用“根据起止公里桩号获取几何线对象”服务将获取的养护规划结果转化为空间线对象，叠加至矢量/影像地图上，并根据养护类型进行分类，再根据分类赋予空间对象不同的颜色，如日常养护用绿色、功能性修复用橙色、结构性修复用红色。

3）路况病害展示。高速公路路况病害的可视化展示，调用“根据公里桩号获取空间点对象”服务将获取的病害信息转化为空间点对象，叠加至矢量/影像地图上，并根据病害类型赋予点对象不同的符号。

4）巡查上报。巡查人员巡查时，通过移动终端实时获取定位数据，并调取“根据坐标获取路线和公里桩号”服务将当前位置转换为路线的车道、桩号和行车方向。应急处理人员通过路线信息可快速进行事务处理。

3 结语

本文从数据处理到服务实现详细解读了基于Arc-GIS SOE的GPS与公里桩号转换服务的开发过程。该服务可广泛应用于高速公路管理的各个环节，经过实际应用检验，转换精度满足业务需求。