第八章交通地理信息系統(tǒng)GIST

1、Transportation Information Technologies交通信息技術(shù)交通信息技術(shù) 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T2第八章第八章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T GIS技術(shù) 交通地理信息系統(tǒng)（GIS-T） GIS-T的數(shù)據(jù)模型 參考文獻(xiàn) GIS地理信息系統(tǒng)原理和方法. 邊馥苓 主編. 測(cè)繪出版社. 2004 GIS空間分析原理與方法(第二版) .劉湘南，黃方，王平編著. 科學(xué)出版社. 2008 地理信息系統(tǒng)GIS理論與實(shí)務(wù) .劉明德，林杰斌編著.清華大學(xué)出版社. 2006 交通地理信息系統(tǒng).劉學(xué)

2、軍，徐鵬著.科學(xué)出版社，2006 謝彩香，劉召芹GIS-T中的數(shù)據(jù)模型進(jìn)展研究J測(cè)繪工程，2005，14（3）：54-588第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T38.1 GIS技術(shù)技術(shù)GIS地理信息系統(tǒng)的概念 是在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，對(duì)地理環(huán)境諸要素進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、分析、顯示與應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。GIS地理信息系統(tǒng)在ITS中的主要應(yīng)用 車輛導(dǎo)航定位和車輛監(jiān)控調(diào)度 道路交通管理以及交通信息查詢 電子地圖 數(shù)據(jù)采集與編輯、地理數(shù)據(jù)庫(kù)管理、空間查詢和分析以及地形分析等。8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T48.1.1 GIS的組成的組成 GIS的組成

3、 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中物理裝置的總稱，它是GIS的物理外殼。 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng) 指GIS運(yùn)行所必需的各種程序，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件、地理信息系統(tǒng)軟件（GIS軟件）和應(yīng)用分析軟件組成。 用戶 系統(tǒng)開發(fā)人員和GIS技術(shù)的最終用戶GIS的組成的組成8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T58.1.1 GIS的組成的組成GIS的組成（續(xù)） 地理數(shù)據(jù) 地理數(shù)據(jù)屬于空間數(shù)據(jù)，地理數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行組織和存貯，并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行管理。 空間數(shù)據(jù)是指以地球表面空間位置為參照，描述自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素的數(shù)據(jù)，可以是圖形、圖像、文字、數(shù)字和表格等。 空間數(shù)據(jù)包括： 幾何數(shù)據(jù)，描述地

4、理實(shí)體本身位置和形狀大小等的量度信息。由坐標(biāo)系表達(dá)。 關(guān)系數(shù)據(jù)，描述各個(gè)不同地理實(shí)體之間空間關(guān)系的信息，如接近度、鄰接、關(guān)聯(lián)、包含和連通等。由拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)。 屬性數(shù)據(jù)，指非空間數(shù)據(jù)，是各個(gè)地理單元中的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等專題數(shù)據(jù)。由字符串或統(tǒng)計(jì)觀測(cè)數(shù)值串表達(dá)。 空間數(shù)據(jù)可分為7種不同類型： 類型數(shù)據(jù)，面域數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，樣本數(shù)據(jù)，曲面數(shù)據(jù)，文本數(shù)據(jù)，符號(hào)數(shù)據(jù)8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T68.1.2 GIS的功能的功能數(shù)據(jù)的采集與輸入 概念：是將系統(tǒng)外部的原始數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)內(nèi)部，并將這些數(shù)據(jù)從外部格式轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)便于處理的內(nèi)部格式的過(guò)程 數(shù)據(jù)采集和輸入包括三方面的內(nèi)容：

5、數(shù)字化，是指根據(jù)不同信息類型，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)變換等，形成各種數(shù)據(jù)文件，存入數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。 規(guī)范化，是指對(duì)不同比例尺、不同投影坐標(biāo)系統(tǒng)和不同精度的外來(lái)數(shù)據(jù)，必須統(tǒng)一坐標(biāo)和記錄格式。 數(shù)據(jù)編碼，是指根據(jù)一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和目標(biāo)屬性特怔，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)識(shí)別和管理的代碼或編碼字符。 數(shù)據(jù)輸入方式包括： 手工方式（鍵盤輸入），手扶跟蹤數(shù)字儀，掃描數(shù)字化，影像處理和信息提取方式，數(shù)據(jù)通信方式8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T78.1.2 GIS的功能的功能數(shù)據(jù)編輯與更新 數(shù)據(jù)編輯包括： 圖形編輯主要包括圖形修改、增加和刪除、圖形整飾、圖形變換、圖幅拼接、投影變換、誤差校正和建立拓?fù)潢P(guān)

6、系等。 屬性編輯通常與數(shù)據(jù)庫(kù)管理結(jié)合在一起完成，主要包括屬性數(shù)據(jù)的修改、刪除和插入等操作。 數(shù)據(jù)更新 是以新的數(shù)據(jù)項(xiàng)或記錄來(lái)替換數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)或記錄，它是通過(guò)修改、刪除和插入等一系列操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T88.1.2 GIS的功能的功能 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理的概念： 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是將數(shù)據(jù)以某種記錄格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部或外部存儲(chǔ)介質(zhì)上。 數(shù)據(jù)管理是處理數(shù)據(jù)存取和數(shù)據(jù)運(yùn)行的各種管理控制。 空間數(shù)據(jù)管理是將各種圖形數(shù)據(jù)或圖像數(shù)據(jù)都以嚴(yán)密的邏輯結(jié)構(gòu)存放在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中。 數(shù)據(jù)管理的方式： 文件管理，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理，文件結(jié)合關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管

7、理，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)（OODBMS）管理集成化的集成化的GIS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)管理管理8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T98.1.2 GIS的功能的功能空間查詢與分析 空間查詢的概念 是按一定條件對(duì)空間目標(biāo)的位置和屬性信息進(jìn)行查詢，以形成一個(gè)新的數(shù)據(jù)子集。 空間查詢的分類 定位查詢用于實(shí)現(xiàn)圖形和屬性數(shù)據(jù)的雙向查詢。 分層查詢用于查詢分層存放的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。 區(qū)域查詢用于在屏幕上開一窗口或指定一任意多邊形區(qū)域，查詢?cè)搮^(qū)域內(nèi)的所有圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。 條件查詢根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)、運(yùn)算符和函數(shù)組成的條件表達(dá)式來(lái)查詢圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。 空間關(guān)系查詢又稱拓?fù)洳樵?。一類是幾何元素之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系

8、，另一類是空間目標(biāo)之間的位置關(guān)系。8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T108.2 交通地理信息系統(tǒng)（交通地理信息系統(tǒng)（GIS-T）GIS-T的組成和結(jié)構(gòu)GIS-T的應(yīng)用舉例8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T118.2.1 GIS-T的組成和結(jié)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T的概念GIS-T就是收集、存儲(chǔ)、管理、綜合分析和處理空間信息和交通信息的信息系統(tǒng)，是GIS技術(shù)在交通領(lǐng)域的延伸，是GIS與多種交通信息分析和處理技術(shù)的集成，它將為交通各部門提供一個(gè)功能強(qiáng)大的空間信息服務(wù)和管理工具。交通地理信息系統(tǒng)GIS-T的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括三個(gè)子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫(kù)子系

9、統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和質(zhì)量控制子系統(tǒng)以及系統(tǒng)功能表征子系統(tǒng)。GIS-T系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)與功能8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T128.2.1 GIS-T的組成和結(jié)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng) GIS-T中主要交通數(shù)據(jù)的類型包括： 空間信息（如交通分區(qū)圖，道路網(wǎng)絡(luò)圖，設(shè)施分布圖等） 屬性信息（交通區(qū)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，路網(wǎng)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)施屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，交通流量、道路等級(jí)、路面狀況、圖像數(shù)據(jù)如航空影像、設(shè)施照片等） 其他有關(guān)信息，如多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)中航空影像、設(shè)施照片、聲音等多媒體信息。 數(shù)據(jù)采集與質(zhì)量控制子系統(tǒng) 采集行政區(qū)域邊界、道路、鐵路、基礎(chǔ)設(shè)施等要素的空間圖形數(shù)據(jù)，這些空間要素按照不

10、同空間數(shù)據(jù)類型分層，并且能夠滿足規(guī)劃與管理應(yīng)用的數(shù)據(jù)質(zhì)量要求。 系統(tǒng)提供的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)，能夠完成相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)，例如如上所述的行政區(qū)域，交通分析區(qū)域，路線，基礎(chǔ)設(shè)施等信息的輸入、修改、查詢和管理等功能，并且建立空間數(shù)據(jù)與相應(yīng)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)聯(lián)8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T138.2.1 GIS-T的組成和結(jié)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)功能表征子系統(tǒng) 路網(wǎng)管理 系統(tǒng)提供交通路網(wǎng)的編輯，如路段的修改，增加或刪除路段，增加或刪除節(jié)點(diǎn)，路段合并或分割等功能。 路網(wǎng)管理中采用動(dòng)態(tài)分段技術(shù)，動(dòng)態(tài)分段功能是將地圖網(wǎng)絡(luò)中的連線按特征分段。某系統(tǒng)交通事件和路面質(zhì)量的動(dòng)態(tài)分段顯示某系統(tǒng)交通

11、事件和路面質(zhì)量的動(dòng)態(tài)分段顯示8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T148.2.1 GIS-T的組成和結(jié)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能表征子系統(tǒng)（續(xù)） 空間查詢 子系統(tǒng)提供從圖形查詢屬性和從屬性查詢圖形的圖文交互查詢方式，包括空間位置、屬性、范圍和關(guān)系等多種功能。 查詢內(nèi)容包括：交通流量圖、各路段的交通飽和狀態(tài)表、擁擠交叉口的空間、時(shí)間分布圖，以及交叉口飽和狀態(tài)表等監(jiān)控路網(wǎng)中的交通流量圖監(jiān)控路網(wǎng)中的交通流量圖道路網(wǎng)交通飽和狀態(tài)圖道路網(wǎng)交通飽和狀態(tài)圖8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T158.2.1 GIS-T的組成和結(jié)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能表征子系統(tǒng)（續(xù)） 統(tǒng)計(jì)分析

12、 系統(tǒng)將查詢的數(shù)據(jù)以各種數(shù)據(jù)視圖進(jìn)行表達(dá)，這些數(shù)據(jù)包括規(guī)劃對(duì)象地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人口、交通總量等指標(biāo)歷史變化的統(tǒng)計(jì)圖。某省公路里程統(tǒng)某省公路里程統(tǒng)計(jì)柱狀圖計(jì)柱狀圖8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T168.2.1 GIS-T的組成和結(jié)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能表征子系統(tǒng)（續(xù)） 空間分析 系統(tǒng)提供了空間數(shù)據(jù)的編輯和修改功能，主要包括交通區(qū)域的編輯、交通分區(qū)的合并、分割。 專題制圖 基本功能用于編輯、顯示和測(cè)量圖層，主要包括編輯、綜合制圖和測(cè)量等功能。 柵格顯示 柵格顯示功能使得GIS可以包含圖片和其他影像，并可將對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，對(duì)圖層進(jìn)行更新。 路徑優(yōu)化 設(shè)定起止點(diǎn)，可以

13、選擇最短路徑，同時(shí)可以設(shè)置某個(gè)路口不能通行，某個(gè)路段不能通行；指定通行條件，尋找最佳路徑8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T178.2.2 GIS-T的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例 道路電子地圖在道路交通中的應(yīng)用 靜態(tài)地圖將被動(dòng)態(tài)的數(shù)字地圖和電子地圖所替代 通過(guò)綜合統(tǒng)計(jì)和分析各種交通數(shù)據(jù)以及采用豐富多樣的圖表顯示8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T188.2.2 GIS-T的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例GIS在道路CAD中的應(yīng)用 在規(guī)劃和設(shè)計(jì)中可以利用 GIS 進(jìn)行有效的道路環(huán)境影響評(píng)價(jià)，優(yōu)選對(duì)環(huán)境影響最小的路線設(shè)計(jì)方案。 GIS-T還與路面管理系統(tǒng)、橋梁管理系統(tǒng)等公路養(yǎng)護(hù)

14、管理系統(tǒng)相關(guān)連，借助先進(jìn)的路面和橋梁檢測(cè)設(shè)備和數(shù)據(jù)搜集手段，使道路養(yǎng)護(hù)管理更加科學(xué)合理，經(jīng)濟(jì)高效。8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T198.2.2 GIS-T的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例GIS在公交、機(jī)場(chǎng)等管理中的應(yīng)用 目的在于應(yīng)用GIS技術(shù)收集、利用、共享公共交通數(shù)據(jù)和信息，以利于運(yùn)輸部和公交工業(yè)信息的交換和使用。 從地區(qū)來(lái)看，公交公司可方便地獲得信息以更好地掌握資源并作出科學(xué)的規(guī)劃決策。 從國(guó)家水平來(lái)看，它代表了國(guó)家公共運(yùn)輸信息基礎(chǔ)設(shè)施。上海市基于上海市基于GIS的的公共交通線路查詢公共交通線路查詢系統(tǒng)界面圖系統(tǒng)界面圖8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T2

15、08.2.2 GIS-T的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例3S集成在交通中的應(yīng)用 GPS，GIS，RS（遙感）三種新技術(shù)的有機(jī)集成，將實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和管理，能夠有效地應(yīng)用在交通運(yùn)輸領(lǐng)域。8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T218.2.2 GIS-T的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例GIS在交通規(guī)劃中的應(yīng)用 交通規(guī)劃過(guò)程或稱交通建模系統(tǒng)通常分為預(yù)分析、分析和后分析等階段，包括七個(gè)步驟： 數(shù)據(jù)調(diào)查，包括土地使用、人口、交通設(shè)施分布等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立； 土地使用預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)未來(lái)與城市發(fā)展相適應(yīng)的交通系統(tǒng)的增長(zhǎng)水平 出行生成，預(yù)測(cè)各小區(qū)的總的出行數(shù)； 出行分布，預(yù)測(cè) OD 流量（起終點(diǎn)流量）； 方式

16、劃分，預(yù)測(cè)各種可行的交通方式中的出行數(shù)； 網(wǎng)絡(luò)分配，將預(yù)測(cè)的 OD 流量分配到網(wǎng)絡(luò)的各條邊上； 評(píng)價(jià)，從系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)及環(huán)境影響等方面對(duì)路網(wǎng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T228.2.2 GIS-T的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例GIS在交通規(guī)劃中的應(yīng)用（續(xù)） GIS能夠較好地用于交通需求預(yù)測(cè)，其優(yōu)勢(shì)包括： 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理功能、數(shù)據(jù)更新和處理功能； GIS-T中拓?fù)浠臄?shù)據(jù)模型適應(yīng)于交通網(wǎng)絡(luò)分析，與交通規(guī)劃分析模型有著較好的結(jié)合可能； GIS的圖形顯示和表達(dá)能力，能夠極大地輔助規(guī)劃和管理。上海市公路網(wǎng)交上海市公路網(wǎng)交通擁擠度分布圖通擁擠度分布圖8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通

17、地理信息系統(tǒng)GIS-T238.2.2 GIS-T的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例 支持交通事故分析的應(yīng)用 確定事故的空間位置和分布 采用動(dòng)態(tài)分段算法實(shí)現(xiàn)事故的自動(dòng)定位，將事故數(shù)據(jù)與道路空間位置相結(jié)合事故動(dòng)態(tài)顯事故動(dòng)態(tài)顯示與查詢示與查詢8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T24本章小結(jié)本章小結(jié)GIS技術(shù) GIS的組成 GIS的功能交通地理信息系統(tǒng)（GIS-T） GIS-T的組成和結(jié)構(gòu) GIS-T的應(yīng)用舉例8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T25作業(yè)作業(yè)問(wèn)答題 什么是GIS？GIS由哪幾部分組成？每一部分的具體含義是什么？ 什么是GIS數(shù)據(jù)的采集和輸入？GIS數(shù)據(jù)采集和輸入的方法有哪些？它們的具體內(nèi)容是什么？ 什么是GIS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)？什么是空間數(shù)據(jù)管理？GIS管理數(shù)據(jù)的具體方案有哪些？ 簡(jiǎn)述GIS空間查詢與分析的主要內(nèi)容。 什么是GIS-T？GIS-T主要包括那些子系統(tǒng)？每一種子系統(tǒng)的主要作用是什么？ 簡(jiǎn)述GIS-T的系統(tǒng)功能。8第第8章章 交通地理信息系統(tǒng)交通地理信息系統(tǒng)GIS-T26作業(yè)作業(yè)思考題 結(jié)合自己平時(shí)的使用經(jīng)驗(yàn)，舉出GIS實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)例子，包括系統(tǒng)功能、系統(tǒng)構(gòu)成、怎樣應(yīng)用系統(tǒng)等。 簡(jiǎn)述GIS-T的數(shù)據(jù)模型。作業(yè)提交 通過(guò)電子郵