GIS在交通领域中的作用

GIS在交通领域中的作用

北方工业大学

GIS 学期末论文题目：地理信息系统在交通领域的应用

学号11103040228

姓名肖祎

专业城市规划11-2

指导教师张敬宗

论文成绩_______________

2013年12 月16 日1．GIS及其在交通领域中发展

GIS(Geographical Information Systems,地理信息系统)是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用整个或部分地球表面(包括大气在内)与空间地理分布有关的数据信息的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。它由硬件、软件、数据和用户有机结合而成。它的主要功能是对地理数据(位置数据和属性数据)的操作和管理。GIS的发展始于20世纪60年代初,如今的GIS是从当初的一种计算机辅助制图工具迅速发展而成的,它整合了图形处理技术、数据库技术、测绘技术和可视化技术,并以其混合数据结构和强大的地理空间分析功能和查询功能而独树一帜。

对于交通管理部门,其考虑与研究的对象,一是线路:公路、航道、航线及在线路上的各类设施,如:站点、码头、机场及其监管设施等;二是交通工具,如:汽车、轮船、飞机等;三是交通工具在线路上的运行状况,如:流量、运量、堵塞、事故等。这三方面不但涉及的信息量大,而且还具有复杂、面广、线长、动态等特点外,特别是第一与第三方面的信息具有鲜明的地理特征,人们对这些信息的描述或分析总离不开它在地球上的位置,这是交通信息区别于其他领域信息一个最为突出的特征。这种特征就决定了人们在研讨交通信息、利用交通信息时,不仅需要文字与数字描述的信息及对信息的文字与数字的分析,而且需要图形描述的信息及对信息的图形化处理,人们的这种需求不仅仅在于交通信息的地理特征,而且在于人们观察事物、认识事物对“形”的需要。在现代计算机技术中,GIS理论和技术为处理具有地理特征的交通信息提供了新的手段。因此在交通领域采用GIS技术和方法用于研究交通规划、综合运输等相关问题,与其他传统的方法相比具有无可比拟的优点。

2．GIS在交通领域的具体应用

2.1在道路规划与设计中的应用

由于公路网规划与公路设计(包括平面、纵断面和横断面设计)涉及到的空间信息和属性信息繁多,主要包括人口、各类城市规划用地与规模、区域面积、现状路网、规划路网、道路长度等级与通行能力、交通量、交通分区等众多内容,要行之有效地对这些信息进行收集、处理、分析和展示,必须采用全面合理、操作方便、便于扩展的存储形式,从而减少数据调查和数据输入的时间和工作,缩短项目的设计周期、提高工作效率。GIS正是凭借其强大的数据综合、图形处理、地理模拟和空间分析功能,对来自交通领域的不同部门的表格和地理数据进行收集和分析,以满足人们的各种要求。由此可见,GIS正是处理交通规划与设计数据的最有效工具。例如加拿大Crippen Consultants the Reid Collins And Associtates公司采用GIS 完成了道路通道选择和初步设计工作,该公路位于温哥华岛,长127 km,四车道,跨过37条主要河流,与10条公路相连,经过28座建筑物。GIS在该项目中占有重要地位,主要解决信息管理、处理、提供分析工具满足决策的要求,而且GIS很好地解决了项目涉及的环境分析、公路选址等问题,甚至包括渔业、野生动物、森林、水、土壤、植被和土地利用等等。

2.2在交通设施管理中的应用。

GIS由于具有地理图形和空间定位等的空间型数据库管理系统,因此它被用来对交通基础设施信息进行管理更为方便、全面和实用。我们可以采用地图、数字、图形、图象、文字、声音和符号等手段记录空间位置、属性信息等。然后可以通过多种查询方式实现信息可视化显示,如显示高速公路、国道、省道、航道、铁路等信息,并可以将地理信息系统和传统的公路、桥梁、航道养护管理系统融为一体,建立基于GIS的可视化公路桥梁和航道养护管理决策支持系统,为交通主管职能部门、公路、航道养护部门的建养计划及工程实施等管理需要提供及时、准确、全面的信息和决策依据,从而提高公路管养系统化、科学化、现代化水平。如1993年陕西省交通厅信息站与中科院遥感应用研究所合作,完成了地市级公路数据库TRANS-GIS的研制与开发工作。安徽省早在几年以前就开始在公路GIS领域的探索,建立了安徽省公路地理信息系统。此外还有不少省份建立了公路地理信息系统,如吉林省公路管理

信息系统、四川省公路地理信息系统、辽宁省公路管理系统、江苏省国省道网上地理信息系统,北京市公路局的公路管理信息系统也已研建。上海市公路处1999年开始建立公路设施GIS系统。

2.3在交通安全中的应用

“以人为本,重点开展交通技术的研究”是21世纪公路交通科技发展的三大趋势之一。尽管世界各国越来越重视交通安全问题,交通事故率和死亡率有所下降,但随着车辆的迅速增加,因交通事故而死亡的人数仍在不断增加。因此,如何有效地解决交通安全问题已是亟待解决的问题。交通安全是一个系统而复杂的问题,它牵涉到道路条件、设施配置、交通状况、交通管理水平、驾驶员身体、心理状况、地理环境、人的行为等因素。交通安全因素反应出来的是海量的空间信息和属性信息。传统的交通安全分析工具已不能满足现在的需要,需要将GIS作为交通安全管理的辅助工具。它不仅能为各级管理部门和事故处理部门提供宏观管理、微观分析及决策服务,而且还能为工程技术人员提供宏事故分析的工具。随着计算机技术和GIS技术的普及与应用,利用它们对交通安全进行定量分析及制定决策已成为现实。从以上分析可知,公路交通安全管理GIS技术必会带来交通安全管理技术的进步。

2.4在公路环境中的应用

由于经济的发展,生活水平的提高,人们越来越注意生态变化、环境等问题。由于公路环境涉及点多、线长、面广,因此需要一种强有力的工具来解决环境评价、环境管理、环境工程设计等工作。就目前而言,GIS为此提供了强有力的技术手段,可为公路环境保护和管理提供及时有用的科学信息。GIS在公路环境保护和管理中的应用主要有两大作用:一是利用GIS本身的空间数据库提供应用和管理所需的关于社会、经济、环境等方面精确的、海量的数据信息;二是对应用模型的计算结果进行空间配位及绘图。

3.GIS的发展展望

GIS每一次在各个领域的应用发展都离不开GIS本身及其相关学科的发展,现今的大多数GIS都是静态的,不能很好地处理时间性。静态GIS只是截取时间发展进程中的某一个断面进行处理。近几年来,人们的注意力开始倾向于动作时态GIS的研究,时态GIS不但要具备传统静态GIS所有的一切功能,更重要的是能够跟踪和分析空间信息的变化,可以预测未来。这样智能GIS便成了必然的发展趋势,当前,3S结合技术为GIS的广泛应用提供了良好的条件。李德仁院士1994年提出了5S结合技术,即GPS、DPS(数字摄影测量系统)、RS(Re-mote System 遥感)、GIS与ES(Expert System专家系统)的结合,这将是未来全新的GIS的发展方向。其中GPS、DPS、RS为GIS提供所需的数据,使时态数据库的建立成为可能。而智能GIS的建立关键还在于GIS与ES的结合,又叫做GIS-ES技术或方法,智能型GIS、基于知识的GIS、地理专家系统皆属这一范畴。GIS智能化的另一个影响因素是计算机技术的革命,目前通用的计算机运算方式是单向、顺序的,并运行算能力不足。被称为第六代计算机的神经网络计算机,将对高速大容量遥感与地理信息系统数据数理系统建设提供强有力的支持,与传统计算机相比,具有大规模的并行分布处理功能;具有适应、自学习能力和思维联想能力;是一种连续

时间呈集团性的非性性动力系统,它尽可能模推拟人脑的思维过程,解决现在计算机无法解决的很多难题。很显然,GIS在交通领域中的应用还不只这些,本文所涉及到的仅是GIS在交通领域中应用的几个主要方面。我们有理由相信智能化GIS的实现以及将以其优良的特性和卓越的性能,服务于于交通领域的各个方面。

参考文献:

[1]郭云开,蒋东波GIS在交通领域的应用及其发展趋势

(长沙理工大学,湖南长沙410076)

[2]李跃军. GIS及其在交通领域中的应用[J].湖南交通

[3]方红根,陆怀民,李牧,郭秀荣GIS在交通领域的应用和发展趋势(东北林业大学)

[4]吕北岳，吴江GIS技术在我国交通规划中的应用研究深圳市城市交通规划研究中心