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交通问题已成为各国政府面临的首要问题之一。目前，以欧洲、美国、日本为代表的各发达国家已经逐渐从主要依靠扩大路网规模来解决日益增长的交通需求，转移到建立智能交通系统(ITS)，以达到大幅度提高交通运输网的通行能力和服务质量，减少环境污染的目的。我国ITS的研究与应用起步较晚，但发展非常迅速，科技部已将ITS列为国家重点建设规划之一，北京、上海等发达城市已纷纷着手建立ITS。
数字地图系统是ITS的核心组成部分，无论是车辆定位与导航系统还是交通控制系统都离不开数字地图系统。ITS要求数字地图系统基于多层次的地理框架，为ITS提供全方位的交通数据和决策支持。因此，建立面向ITS的多层次数字地图系统具有重要的意义。
本文以GIS技术、空间数据库技及GIS开发技术为支撑，研究并开发面向ITS的多层次数字地图系统。论文前半部分着重讨论数字地图系统的空间数据模型与数据建模，后半部分则重点阐述数字地图系统的设计与实现。
论文首先介绍空间数据模型，然后以公交网络层为例，阐述多层次数字地图系统的概念模型。在逻辑建模方面，论文在对传统建模方法进行分析和研究的基础上，提出一种新的公交数据模型，并采用面向对象技术，基于ArcGIS的CASE工具和UML模型图，建立多层次数字地图系统的数据模型，并完成空间数据库的设计与实现。
目前电子地图中使用的外业探测数据大部分是以文本文件的格式存储，而文本格式的数据不能直接被ArcGIS使用，因此需要特殊的方法来实现批量文本格式数据的导入。本文介绍一种基于ArcObject实现的将批量文本格式数据直接导入Geodatabase的方法。针对不同数据源坐标系不同的问题，本文提出一种实用的坐标转换算法，实现了小范围内任意不同坐标系下空间数据的坐标转换。
最后，针对目前已有的公交查询系统存在查询界面不直观，查询结果有限，提供信息不全等问题，本文提出一种新的公交网络查询算法，并基于数字地图系统的公交网络层，以ArcGISEngine为开发环境，实现了昆明市公交线路查询系统。