ＧＩＳ在交通中的应用与发展

<P  align=center><B>ＧＩＳ在交通中的应用与发展<p></p></B></P>
<P >摘要：本文简要介绍了交通地理信息系统的概念和它的基本功能，分析ＧＩＳ－Ｔ中的关键技术，列举了交通地理信息系统在公路交通中的应用，地理信息技术的日臻成熟为ＧＩＳ在交通领域内的广泛应用创造了一定基础。<p></p></P>
<P >关键词：GIS、 GIS—T、交通<p></p></P>
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<P ><FONT face=宋体><B >一、交通地理信息系统的概念</B><B > <p></p></B></FONT></P>
<P  align=left>　　交通地理信息系统是由地理信息系统发展而来的，因此我们首先回顾一下地理信息系统<p></p></P>
<P  align=left><B >１．ＧＩＳ概述<p></p></B></P>
<P >概念：地理信息系统（Geographic Information System简称GIS）是对人类的生存环境进行描述和建模的计算机系统。通过对地理数据的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。 <p></p></P>
<P ><FONT face=宋体>发展与特点： ＧＩＳ最早起源于２０世纪６０年代“要把地图变成数字形式的地图，便于计算机处理分析”的目的。１９６３年，加拿大测量学家Ｒ．ＦＴｏｍｌｉｎｓｏｎ首先提出了ＧＩＳ这一术语，并用于自然资源的管理和规划。随着几十年的发展，今天的GIS是一门横断计算机科学、信息学、遥感学、测量学、地图学、资源环境学等学科的边缘科学。它集成了数据库技术和计算机图形处理技术，不同于以往只处理统计数据的数据库系统（DBMS）和处理非地球坐标的计算机图形辅助设计软件（CAD）。在对象处理上比上述两类软件更加全面。即GIS所处理的事务对象具有空间地理特征，也具有统计信息特征。如一段公路，起迄点是它的地理特征，公路的造价、技术标准以及交通量等又具有统计数据特征。这些统计数据在纸介质地图上是难以描述的。ＧＩＳ是空间分析技术技术、地图可视化及数据库（空间数据库）等技术的有机结合，并以其混合数据结构和强大的地理空间分析功能而独树一帜。<p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>基本思想：地理信息系统的基本思想是将地球表层信息按其特性的不同进行分层（base map），每个图层存储特征相同或相似的事物对象集，如河流、湖泊、道路、土地利用和建筑物等构成不同的图层，然后分层管理和存储。这样每个图层都有一个唯一的数据库表与其相对应，这个数据库表成为属性数据库，库中内容称属性数据。因此地理信息系统是一种空间数据库管理系统，它除了具备一般数据管理系统的数据输入、存储、查询和显示输出等基本功能外，更能够执行空间查询和空间分析功能，用户可以根据需要建立一个应用分析模型，通过动态分析为评价、管理和决策服务。 <p></p></FONT></P>
<P  align=left><B >2. </B><B >交通地理信息系统 <p></p></B></P>
<P ><FONT face=宋体>交通地理信息系统（Geographic Information System for Transportation）简称GIS-T，是收集、存储、管理、综合分析和处理空间信息和交通信息的计算机软硬件系统。它是GIS技术在交通领域的延伸，是GIS与多种交通信息分析和处理技术的集成。<p></p></FONT></P>
<P ><B ><FONT face=宋体>二、交通地理信息系统的主要功能 <p></p></FONT></B></P>
<P ><FONT face=宋体>交通地理信息系统的主要功能有： <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　基本功能　叠加功能　　动态分段　　地形分析  栅格显示功能　　路径优化功能 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　<B >基本功能</B>用于编辑、显示和测量图层，主要包括对空间和属性数据的输入、存储、编辑，以及制图和空间分析等功能。编辑功能允许用户添加和删除点、线、面或改变它们的属性，综合制图功能可以灵活多样的制作和显示地图，分层输出专题地图，如交通规划图、国道图等，显示地理要素、技术数据，并可放大缩小以显示不同的细节层次。测量功能用于测定地图上线段的长度或指定区域的面积。 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　<B >叠加功能</B>允许两幅或更多图层在空间上比较地图要素和属性，分为合成叠加和统计叠加。合成叠加得到一个新图层，它将显示原图层的全部特征，交叉的特征区域仅显示共同特征；统计叠加的目的是统计一种要素在另一种要素中的分布特征。 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　<B >动态分段功能</B>将地图网络中的连线根据其属性将特征相近的连线分段。分段是动态进行的，因为它与当前连线的属性相对应，如果属性改变了，动态分段将创建一组新的分段。 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　动态分段引入GIS-T的软件是为了分析以线为基础的运输系统的属性，如路面管理中，路网图将以路面铺装采用沥青或混凝土来“自动分段”，以便每种类型的路面含在同一个组中。如果因为需要采用路面类型和车道数这两种属性进行分段，那么每类路面中车道数相同的又自动形成一组。<p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　<B >地形分析功能</B>主要通过数字地形模型（DTM），以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形，为道路设计创建一个三维地表模型，这在道路设计中是十分需要的。实际的道路设计采用另一软件在导入GIS的三维地模后进行，然后设计的结果再导出到GIS中，以供将来的分析。<p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　<B >栅格显示功能</B>允许GIS包含图片和其它影像，并可对这些图片对应的属性数据进行叠加分析，从而对图层进行更新。如可以通过添加新特征建筑象桥梁和交叉口以及更正线型等，对原有的道路图层进行更新。对带状（或多边）图层进行叠加可以标出土地的用途和其它属性。<p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　<B >最短时间路径分析</B>模型在运输需求模型中已经使用了很多年。集成化的GIS-T将具有这一功能，而无须与其它软件创建链接。当然随着GIS-T功能的完善，将来与其它软件如运输需求规划模型和道路设计软件的链接将是必须的。<p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　综上所述，空间分析是地理信息系统软件的核心，叠加分析、地形分析和最短时间途径优化功能为交通地理信息系统软件空间分析提供了强大的工具和广阔的应用空间。随着这些功能和其它功能的完善和发展，交通地理信息系统为交通各部门提供了一个功能强大的空间信息服务和管理工具，它将象字处理软件WORD和电子表格EXCEL一样成为各部门日常工作不可或缺的工作手段，并将广泛普及。<p></p></FONT></P>
<P ><B ><FONT face=宋体>三、交通地理信息系统的具体应用 <p></p></FONT></B></P>
<P ><FONT face=宋体>　　交通地理信息系统因具有强大的信息服务和管理功能，所以应用范围广泛。下面简单介绍一下它的具体应用。 <p></p></FONT></P>
<P  align=left><B >1.</B><B >电子地图使交通管理工作变得轻松直观<p></p></B></P>
<P ><FONT face=宋体>　　由于采用空间数据和数据库挂接，改变了传统的信息管理方法，地图由传统的静态纪录变为信息丰富多样的动态的电子地图，实现了数据可视化。它使交通主管部门对公路等基础设施的管理变得直观、简单和轻松。如通过直接对地图实体进行查询，可以获得公路线路的空间位置和走向，技术标准，交通流量等多方位的信息。通过综合统计和分析各种交通数据以及采用丰富多样的图表显示，可以为决策提供科学快捷的支持。 <p></p></FONT></P>
<P  align=left><B >2.</B><B >公路网规划手段更加强大<p></p></B></P>
<P ><FONT face=宋体>　　公路网规划和路线选择是GIS-T应用发展的重点领域之一。<p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　目前基于GIS-T的交通规划模型软件已经开发成功并进入商业化应用阶段，这些软件包括全部的GIS软件功能，其应用模型与GIS集成为一体，它使交通规划的手段更加强大。<p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　由于应用GIS-T能够更好的考虑和评估公路对环境的影响，因此在公路路线的选择和初步设计中GIS-T将得到广泛应用。加拿大已经成功地应用GIS完成了在温哥华岛的一条<st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="127" UnitName="公里">127公里</st1:chmetcnv>、4车道的公路通道选择和初步设计。在此项目中GIS很好地解决了项目涉及的环境分析、公路选址等问题，包括野生动物、森林、水、土壤、植被和土地利用等。 <p></p></FONT></P>
<P  align=left><B >3.</B><B >道路设计和养护</B><FONT face="Times New Roman"> <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　GIS-T为道路工程的计算机辅助设计CAD提供了强大的数字化地理平台，正是基于此，CAD已由早期的平面二维设计跨入了三维设计，进入了可视化设计时代，这是CAD领域的突破性发展。 <p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　GIS-T还与路面管理系统、桥梁管理系统等公路养护管理系统相关连，借助先进的路面和桥梁检测设备和数据搜集手段，使道路养护管理更加科学合理，经济高效。<p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>　　如加拿大的Alberta省建立了公路维护地理信息系统，该系统使用专用检测车辆，定期检测路面的平整度和损坏程度等；这些指标由车载全球定位仪（GPS）定位装置准确确定道路的位置，检测数据传输到公路养护地理信息系统，养护模块自动生成路段养护报告。 <p></p></FONT></P>
<P  align=left><B >4.</B><B >运输企业运营管理<p></p></B></P>
<P ><FONT face=宋体>　　借助GIS的运行路径选择功能，运输企业可以对公司的运营线路进行优化，并根据专题地图的统计分析功能，分析客货流量的变化情况，制定行车计划。此外还可以帮助运输管理部门对特种货物（如长大件货物、危险货物或贵重货物）运输进行线路选择和监控。 <p></p></FONT></P>
<P  align=left><B >5.</B><B >为智能运输系统（ITS）提供数字化平台<p></p></B></P>
<P ><FONT face=宋体>　　智能运输系统是新近发展起来的交通管理系统，它将和GIS-T、全球地位系统GPS一道成为未来十年交通领域快速发展的新技术。基于GIS-T、GPS的ITS，将能够为道路用户提供实时动态交通信息服务，改善出行方式；也能够为道路管理者提供控制信息，大大提高现有道路的通行能力和安全性。这三种技术如何有效的集成还处在研究之中，但无疑这将是GIS-T的又一重大应用领域。<p></p></FONT></P>
<P ><FONT size=3><FONT face=宋体><B >四、结语</B><B ><p></p></B></FONT></FONT></P>
<P  align=left>在交通领域，ＧＩＳ－Ｔ被公认为２１世纪的支柱性产业，是信息产业的重要组成部分。随着ＧＩＳ技术研究的进一步深入，目前ＧＩＳ－Ｔ中存在的问题会逐步得到解决，这必定会促进ＧＩＳ－Ｔ的各个方面的应用和发展，大大地改变交通现状，带动整个交通行业的突飞猛进，成为促进经济发展的重要动力。<p></p></P>
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<P  align=left>参考文献<p></p></P>
<P ><FONT face=宋体>1．</FONT>   <FONT face=宋体>徐建刚、韩雪培.城市规划信息技术开发及应用.南京：东南大学出版社，2000.9<p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>2．</FONT>   <FONT face=宋体>李满春、陈刚等.GIS设计与实现。科学出版社，2003.8<p></p></FONT></P>
<P ><FONT face=宋体>3．</FONT>   <FONT face=宋体>李跃军.ＧＩＳ在交通领域中的应用，湖南交通科技，2001.12</FONT><p></p></P>

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<P>韩雪培。。。。。</P>
<P>我老师</P>