交通运输评职论文浅谈地理信息系统在道路与交通工程中的应用

　　摘要：引入地理信息系统(GIS)概念，以GIS为平台，介绍国际上流行或成熟的GIS-T、数字道路地图(DRM)等系统技术，清晰明了的分析了GIS在道路与交通工程各个相关环节的应用以及发展前景。

　　关键词：交通运输评职论文,期刊杂志发表,交通地理信息系统(GIS-T),3S(GPS、GIS、RS)集成,智能交通系统

　　地理信息系统(Geographical Information System，简称GIS)是技术科学与边缘科学蓬勃发展的一个产物。它是用来采集、存贮、管理、分析和传播空间数据和信息的基础平台。自从1963年加拿大人Tomlison提出地理信息系统这一概念并建立世界上第一个GIS系统以来，GIS的研究与应用都取得了较大的发展。

　　交通运输系统具有天生的地理特性，这也是GIS在这一领域具有的独特优势。因此，应用与开发GIS 在这一领域的潜力，能够提高传统交通运输的生产率，增强有效性、快速响应能力，提高操作质量，降低费用消耗，并且有可能为以前认为不可能的应用提供新的机遇和思路。GIS-T(Geographical Information System-Transportation)是GIS应用于交通目的的应用，也是GIS在空间应用的一个延伸和扩展。GIS-T的基本功能可以归纳为：1)交通网络的拓扑结构功能;2)地理结构数据采集与编辑;3)空间数据与属性数据的联结;4)交通空间分析功能;5)地理信息显示与表达。

　　从上世纪70-80年代，美国便已将GIS技术应用于道路交通工程，FHWA(美国联邦公路局)用地理信息系统建立了全国公路数据库。ASSHTO (美国各州公路和交通工作者协会)和FHWA率先开展GIS-T研究开发与应用工作，确定了GIS在路面管理、规划研究、桥梁管理和野外测设等领域中的应用等。

　　1在道路交通管理中的应用

　　传统的静态地图将被动态的数字地图和电子所替代，实现数据可视化。如通过对地图实体直接进行查询，可以获得线路的空间位置与具体走向，以及现阶段的交通流量等多方位的信息。经过通过综合统计，细致分析各项交通数据，采用更为丰富的图表显示，能够在决策过程中提供科学快捷的支持。三维可视化技术和虚拟现实技术作为电子地图的辅助表达，促进了道路电子地图通过全球信息网实现信息共享。

　　为适应GIS-T的应用，韩国、日本等国家相继建立了数字道路地图。自1988日本道路地图协会确定建立DRM(Digital Road Map)的基本目标以来，日本国DRM数据库的标准，生产和更新发布新的DRM数据库，不断开发出更为详尽、精确的DRM，并将上述DRM与动态交通信息联结，用于规划和管理、车辆定位和导航控制，灾害反应和医疗急救系统等。在韩国，来自不同专业的各种比例尺的地图成为数字道路地图源图。然而，由于各个专业地图的管理对象有所差异，专业内所管理的地图要素也不相同，造成各种地图内容的取舍、精度等都不一致等问题。为解决这一问题，韩国国家地理信息系统统一建立了地图数据标准，包括DRM的位置精度、数据格式、编码、生产工艺等，同时还建立了以1：3000的DRM为基础的、覆盖汉城以及临近地区的道路网络在GIS辅助下，采用先进的管理系统鉴别实时交通状况以及控制交通信号等。

　　2在道路CAD中的应用

　　在道路工程的计算机辅助设计中，GIS-T同样能够提供强大的数字化地理平台。在《公路、水运交通信息化“九五”规划和2010年发展纲要》中，明确提出了GIS作为公路设计、运输管理和环境保护信息化的基本数据源。随着科学技术的不断进步，三维GIS的研究和应用也得到了同样迅猛的发展。在不远的将来，CAD很有可能从平面二维设计跨入三维设计的可视化设计时代。

　　在道路规划和设计中，设计人员可以充分利用GIS进行有效道路环境影响评估。在设计过程中，GIS-T与路面管理系统、桥梁管理系统等系统相关连，借助先进检测设备和数据采集手段，使道路养护和路管理工作更加科学、合理、经济、高效。

　　3 在公交、机场等管理中的应用

　　从1994年开始，FTA(美国联邦公交管理局)便开始着手建立国家公交地理信息系统。从地区的角度来看，公交公司借助所获得信息，从而作出较科学的规划决策。从国家角度来看，该技术的应用属于国家公共运输信息基础设施。FTA将“提供全新的管理工具供FTA总部以及各州部门，增强决策和分析能力”“以高新技术为依托为公交规划人员提供数据和信息”“开发公交数据库，满足各部门信息需求”“适应DoTs以及《冰茶法案》的规定，建立基于GIS的国家公交路线系统”作为公交GIS的四个基本目标。此外，FTA还明确了公交GIS的数据标准，定义了公交GIS中公交要素数据类型。

　　1992年，美国纽约的肯尼迪国际机场建立了基于GIS的机场交通管理系统。该系统的建立是 GIS在交通工程中应用的成功范例。

　　4 在交通中的应用

　　3S(GPS、GIS、RS)技术的有机集成，可以实现实时、动态的数据采集和管理工作，该技术同样可以有效应用在交通运输领域。美国俄亥俄州立大学和加拿大的卡尔加里大学采用CCD摄像机、GPS、GIS和惯性导航系统(INS)集成技术，研发了一种移动式城市GIS数据采集系统，可以快速、准确地采集城市道路信息。该系统随着汽车的行驶，可实现同一个时间脉冲下实时工作。该系统可以用于快速、准确的采集城市道路的几何线形，并快速发现道路上各类设施是否处于正常状态。车辆自动定位与导航系统则将GPS空间定位技术与GIS数字地图数据库系统相结合，实现汽车自主导航、调度管理，运用实时信息有效地避免交通问题。

　　5 在交通规划中的应用

　　交通规划工作是交通工程中的一个主要的工作内容，是城市规划和区域规划的一个关键的组成部分。在交通规划中涉及大量的信息，为了提高对信息管理的效率和水平，国内外有一些关于采用GIS作为交通规划信息管理数据库或基于GIS进行交通规划的研究，但都只是停留在将GIS引用到交通规划中，并未得到进一步地深入。

　　此外，有研究将交通规划的结果查询、统计、评价分析等部分融入到基于GIS的交通规划信息管理系统中，运用几种计算机软件共同研发、完善了系统的功能。此研究能够有效利用交通基础资料，加强交通规划的信息管理，建立科学化、现代化的交通规划结构体系，更加形象地将交通规划信息进行总结和展示，达到图文并茂的效果，便于管理工作人员查找规划信息及对规划的局部调整，避免翻阅大量文字报告和图册的繁琐。

　　6在ITS中的应用

　　智能交通系统是新近发展起来的交通管理系统，其中的所有信息都与地理信息密切相关。地理信息系统提供了ITS基础的数字化平台，GIS也将会在智能交通系统中扮演着十分重要的角色。基于GIS-T和GPS技术的ITS，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，但无疑将是GIS-T的又一重大应用领域。

　　参考文献：

　　[1]姚祖康.路面管理系统.人民交通出版社,1993.12

　　[2]孙立军.智能型路面管理系统的建立.同济大学博士论文,1989.12

　　[3]上海市市政工程管理局.上海市高速公路养护质量检评细则.2003.5

　　[4]萨师煊,王珊.数据库系统概论(第三版).高等教育出版社,2000.2