试论GIS在道路交通工程中的应用

来源：职称驿站所属分类：电子技术论文发布时间：2012-08-03 15:04:58浏览：次

　　摘要：测绘是利用现代电子和光学手段，加上计算机系统的运算程序对目标进行准确、翔实的测量，并绘制出相应图纸的现代测量手段。本文从地理信息测绘系统（MAPGIS）在交通工程中的应用出发，对地理信息系统在地形地籍测绘中的使用进行简单的介绍，在此基础上对其运用的优缺点进行分析，希望对测绘行业的发展有所帮助。
　　关键词：GIS；交通；应用
　　
　　近几年来,GIS广泛应用于测绘遥感、环境治理、灾害预测、地质填图、城市规划、土地管理、矿产资源评价和地学制图等各个领域,已起到了不可估量的作用。其能够在完成地籍测量的同时可建立地籍数据库，并通过一定的途径建立地籍管理系统。现代地籍测绘主要是采用自动采集地籍要素的方式，利用全站仪、计算机或PDA采集地籍要素，传输到计算机上，运用专用的地籍数据处理软件，对其进行分析、整理、编辑和入库。
　　1、GIS在道路选线中的应用
　　首先利用GIS，进行实地的测量，并绘制出准确清晰的当地地貌、地形图，然后将与路线方案有关的各种信息,如遥感图像、地形图、地质图、土地利用现状图、矿产资源分布图、地区经济发展水平等信息资料理信息存储在GIS系统中,实现资料信息的数字化，便于数据的处理和保存，也使工作量大大减少。同时GIS数据库中存储着大量的地理空间数据,所有的信息都以专题地图的方式进行组织和存储。这些信息可以帮助设计者更加直观的了解沿线地区的地形地貌；综合分析评价各个因素对路线选择的影响程度；根据公路设计技术标准的要求,对控制点进行合理的取舍，选择出最佳适合的路线,并能时时的以三维立体图的形式显示。设计者可以按自己的思维任意布设或修改路线方案。对每个方案,GIS系统可以很快地计算出路线长度、施工量等以及及时生成路线纵横断断面图。
　　因此,可以快速、方便地进行路线方案的比选。例如，针对一个方案利用GIS数据库中的土地利用现状图与所选道路中线的缓冲区进行叠加分析，就可以快速的了解所选方案所占各类用地的面积，以此作为是否选择这一方案的参考。
　　2、GIS在公路规划中的应用
　　为了适应国民经济的高速发展,公路管理部门需要不断地进行公路养护、改建、扩建现有的公路交通运输网。之前，公路的规划主要依靠对现况的定性了解和工程师的经验判断,缺少系统的分析、评价和科学的决策。在规划过程中,常常由于经验所限、缺乏对数据的定量分析,使规划方案不合理,由此造成资源、资金浪费以及公路网的使用效率低下。
　　GIS-T系统不仅可以对数据进行编码、存储、查询,而且在空间数据库和相关知识的基础上能够定义和生成各种预测分析模型。如需求分析预测、新建改建公路投资效益分析等模型。通过模型分析与预测,评价现有路网的使用效率、了解路网状况、预测路网变化趋势,为中长期路网规划及年度养护计划提供科学依据,以确定最佳的规划和养护方案。在公路前期规划中利用GIS可以方便地进行路网的规划、选线、分析与优化线路等决策,同时还可以对公路沿线的环境进行分析，如：噪音影响分析。
　　3、GIS在公路设计中的应用
　　路廓设计是公路设计中的一个重要环节,是定出公路最终走向的一个步骤。在路廓设计中,需要综合分析多种数据,包括大比例尺的土地利用图、地形图、地质图、矿产资源分布图以及现有的道路网络等。从各方面收集来的资料整合到GIS数据库中,构造约束多边形,确定公路必须避开的区域,通常这些多边形可以分为三级:第一级约束是必须要避开；第二级约束是尽量避开；三级约束是可以避开。
　　根据需要可以对不同的约束等级赋予不同的权重值,并在地图上以不同的颜色或属性字段进行标识,以便设计人员在设计路线时尽量避让这些区域。然后将选择的不同线路输入到GIS系统中,根据某一方案路线的走向设定某一宽度进行缓冲区分析得到路廓多边形,然后与约束多边形进行叠加,统计道路缓冲区与每个约束多边形相交的面积,并乘以权重,得到该方案线路受约束影响的加权总面积(TotalImpactWeightedArea，TIWA)，依次计算每个实验性线路进行综合比选。在得到TIWA之后,可以根据DEM进行线向的详细设计,然后具体确定道路断面位置、计算路面结构、道路红线、建筑红线、地下管线属性，显示道路断面结构图、绘制道路断面图以及进行填挖方的优化,最终形成路线的路廓设计图形。
　　4、GIS在道路改建中的应用
　　城市道路常常遇到十年或二十年的中长期规划，然而三五年就过时了或进行规划调整,以北京市为例,修建三环时交通专家就预言北京的道路再也不会堵了,可现六环都早已建设完成,然而北京市的交通依然拥堵严重,这在全国其它城市也是时有发生的。以道路拓宽为例，根据确定的人流、物流的基本情况,预测规划目标年的城市发展规模,确定是拓宽已有道路面积，还是进行交通量的分流。假如进行道路面积的拓宽,可对拓宽道路进行缓冲区分析，分析缓冲区内道路现状面积查询、统计，道路拓宽改造的总面积、拆迁面积，各单位改造面积、拆迁面积、拆迁建筑面积，各单位损失预估、总损失估算、道路总投资估算，各类专题数据和图纸的输出。
　　5、在交通管理中的应用
　　5.1在道路交通管理中的应用
　　交通勤务管理：建立与系统时钟相一致的勤务管理方案，该图层的管理方式是随值勤民警上下岗的时间不同而改变。交通勤务管理系统的建立，改变传统的勤务管理方法，通过地理信息系统电子地图界面可视化，科学布置警力。
　　流量监测功能：系统根据路口流量检测设备监测到的数据，在电子地图上用可视化的方式显示路段车流量的变化。
　　特勤方案：在特殊勤务管理中，可根据电子地图的可视化，合理布置警力。
　　道路事故预测分析：在电子地图上标注事故发生地，通过点密度即可判断事故多发地，为道路标志等附属设施设立及道路事故分析提供参考。
　　专题图制作：专题地图是指使用各种图形风格（例如颜色或填充模式）图形化地显示地图的基础信息某方面特征的一类地图，要求通过专题图的制作，可以更好地体现出不同图层的特点及本图层在整张地图中的特色。
　　远程访问功能：实现GIS数据信息与多媒体属性信息的层次化远程管理。实现远程数据库管理系统的数据浏览、数据添加、数据编辑等管理功能。
　　利用多媒体技术、通讯技术与GIS相结合实现对交通路段的实时监控，以及进行合理的车辆调配实现资源的最优化配置，从而使交通事故处理的效率大大提高，保证交通系统的正常运行。
　　5.2在交通运营管理中的应用
　　由于GIS是一个动态的系统能够进行时时查询、分析、统计,所以在运输企业的运营管理当中,可以利用建立的GIS-T数据库,为管理部门或用户提供各种查询要求。例如:浏览路段和站点、车次的查询；站间交流图、客流密度等专题图；为铁路、公路等客运主管部门分析客流情况、进行车辆的调配、工作人员的组织安排、制定行车计划等服务。
　　6结语
　　当今世界是一个信息化的时代。地理信息系已经不是局限在某个领域，而是渗透于人们的是日常生活中。GIS作为一种工具成为公路交通行业不可或缺的一部分。面对国内外信息化发展的迅猛形势，公路交通行业应抓住机遇、统一规划、积极借鉴应用GIS、GPS、RS等当代信息技术领域的先进手段，作为公路交通信息化建设数据收集的重要工具，加快推进交通建设规划、项目可行性研究的公路养护管理等工作的信息化水平，推进我国公路交通事业的进一步发展。
　　参考文献
　　[1]秦红艳，郑州大学.GIS在公路设计中的应用[J].地理空间信息，2002，2.
　　[2]顾世斌.GIS在道路设计中的应用[J].黑龙江交通科技，2006，(4).
　　[3]伍剑奇.3S在道路勘察设计中的应用[J].山西建筑，2008，8.