交通地理信息系统的发展趋势

1、交通地理信息系统的发展趋势姓名：程静交工1201班学号：12120203039摘要：交通地理信息系统在未来"数字地球"的建设中，将起到十分重要的作用。研究GIS的理论与技术，开发GIS软件产品以及推进和深化GIS各类应用已经成为国内外科技界和产业界的一大热点。GIS的作用十分广泛，可以为各类应用目的服务，例如交通、能源、农林、水利、测绘、地矿、环境、航空、国土资源综合利用等等。本文通过对GIS功能介绍，以及在交通工程中的应用，研究其未来的发展趋势。关键词：交通工程地理信息系统智能交通地理信息系统1 地理信息系统的功能交通地理信息系统(GeographicInformatio

2、nSystemforTransportation)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。交通地理信息系统的主要功能有：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。基本功能用于编辑、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

3、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叠加功能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。动态分段功能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。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

4、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。地形分析功能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。栅格显示功能允许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。最短时间路径分析模型在运输需

5、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。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，它将文字处理软件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。2 地理信息系统在交通工程中的应用交通地理信息系统因具有强大的信

6、息服务和管理功能，所以应用范围广泛。具体体现在三个方面，一是它可以应用在交通管理的各个环节，即从交通规划、设计、施工到运营和养护的所有阶段以及交通科研。二是它可以广泛应用在国家省、市等不同层次的管理。三是可以广泛应用在政府、交通运输管理、运输企业和工程设计施工等各部门。（1）电子地图使交通管理工作变得轻松直观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

7、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。（2）公路网规划手段更加强大公路网规划和路线选择是GIS-T应用发展的重点领域之一。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。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127公里、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，

8、包括野生动物、森林、水、土壤、植被和土地利用等。（3）道路设计和养护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已有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。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。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

9、，养护模块自动生成路段养护报告。（4）运输企业运营管理借助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。3 地理信息系统在智能交通中的运用为了缓解现代城市交通的压力，近年来出现了ITS智能交通系统，它将最新的GSM（全球移动通信系统）、GPS（全球定位系统）、GIS（地理信息系统）系统与计算机网络技术融合在一起。借助于高科技手段，ITS系统可以对机动车辆实施管理、调度、救生、咨询或进行防盗等多种功能，可大幅度提高交

10、通管理质量。此系统可以合理利用和充分发挥现有道路交通的潜力，有效解决城市交通拥挤的现象。3.1电子导航地图在智能交通系统中，车辆定位是首先要实现的功能。车辆定位最常用的方式是通过GPS（全球定位系统）或移动通信网中的定位业务来实现。GPS系统可以提供全球覆盖、全天候、免费的高精度标准授时/导航定位服务，通过车载GPS接收机可以实时地获得车辆的经纬度位置和时间等关键信息。也正因为此，GPS系统成为当前车辆定位的首选方案。车辆定位系统将GPS系统获得的经纬度信息与电子导航地图进行地图匹配，以确定车辆在城市交通道路中的具体位置。GPS车辆定位系统工作原理图如图1所示。在此系统中，需要电子导航地图来描

11、述城市道路交通信息，而电子导航地图即属于GIS地理信息系统的一种应用。对于任何车辆的定位和导航系统，只要涉及与地图有关的功能，地理信息系统数据库是必不可少的。在GIS中，电子导航地图图形的表示方法有两种:一、栅格形式，以象素形式表示整个地图。其主要缺点是:存储量大，对处理器和内部总线要求高，缺乏灵活性，不能附加数据。但因它易于实现、可以直接显示任何图形、显示速度快、程序开发简单等优点，也经常被使用。另外，将栅格图形作为矢量图层的背景，可以提供比矢量图更为细致的图形。二、矢量形式，以矢量图形构成整个地图。具有无级放大、缩小、可分块管理和自由移动等特点。使用灵活，但其制作与程序开发比较复杂。电子导

12、航地图应用系统目前正朝着高精度、高可靠性、高自动化和微型化、智能化、一体化的方向发展。该系统由多个模块组成，要使各个模块有条不紊地工作，并和谐地组合在一个完整的系统内，必须依靠大量的软件支持，软件是电子导航地图应用系统的核心。其基本功能如下：信息源的中断响应和实时处理；各种图像处理、定位；控制、显示、记录、标绘、修改各类信息；系统管理、检测和故障诊断；用户命令的处理等。3.2智能交通监控系统使用GIS监控调度系统平台的智能交通监控系统可以应应用于市区统一的交通管理监控系统，可以对市区内的车辆进行有效的指挥和监控，有助于缓解交通紧张状况、预防事故、合理地分配和调度资源、威慑针对车辆的犯罪等等。集

13、团用户通过GIS监控系统平台监控和调度手下车辆运营，可以充分利用车辆资源提高车辆的营运效率，降低营运成本。对某些特种车辆，如运钞车、急救车、警车、出租车等，进行实时监控和调度。GIS监控调度系统平台可提供如下功能:电子导航地图的无级放大、缩小；电子导航地图的任意平移、切换；显示模式任选；几十种图层任意调用；图形编辑；各种信息（地理目标、车辆信息等）查询；监控车辆信号选择接收；各种数据统计、管理；各种操作的在线帮助；各种应急方案设定与预演；车辆运行轨迹重现；行车路线预先设定；各种行车记录统计与分析；最短路径与最佳路径的选择；接警、处警管理。ITS智能交通系统的发展和建立是21世纪城市交通发展的趋势。现在一些较小的发达国家已经形成了全国智能交通网络，并且在实际应用中取得了明显的经济效率和社会效益。对城市的交通、安全做出了积极的贡献。对我国来说，实现全国的交通网络，不但不实际，而且也没必要，但是对一些大中城市来说，则不仅是可行的，而且对现代城市的发展和人民的生活也是十分必要的。作为实现智能交通的重要环节-GIS地理信息系统的研究也就被提上工作日程。可以说，GIS地理信息系统的研究已形成了一个软件产业，将在越来越多的应用领域得到研究和利用。4总结交通地理信息系统为智能运输系统（ITS）提