GIS系統(tǒng)在交通管理的應(yīng)用調(diào)查1

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（2012屆）題目：GIS系統(tǒng)在交通管理的應(yīng)用調(diào)查分院機(jī)電信息分院專業(yè)班級(jí) 09計(jì)算機(jī)應(yīng)用2班學(xué)生姓名 金雪苗 學(xué) 號(hào) 0911010204 導(dǎo)師姓名 方永華講師成 績(jī)2011年12月20日GIS系統(tǒng)在交通管理的應(yīng)用調(diào)查機(jī)電信息分院09計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)2金雪苗

指導(dǎo)教師：方永華摘要：物質(zhì)世界中的任何事物都被牢牢地打上了時(shí)空的烙印，人們的生產(chǎn)和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關(guān)。而地理信息系統(tǒng)（GIS）是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而形成的一門新興技術(shù)，因此需要了解地理信息系統(tǒng)（GIS）的基本操作功能，在此基礎(chǔ)上更深入的了解地理信息系統(tǒng)（GIS）在交通管理方面的應(yīng)用。包括目前主要的應(yīng)用，以及交通規(guī)劃、公路管理和交通設(shè)施管理中的應(yīng)用。最后，對(duì)地理信息系統(tǒng)（GIS）在應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行探討和對(duì)未來(lái)在此方面的應(yīng)用做一個(gè)美好的展望。關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)（GIS）操作功能一、 引言在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，交通的發(fā)展也越加迅速。而地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem,簡(jiǎn)稱GIS）作為獲取、存儲(chǔ)、分析和管理地理空間數(shù)據(jù)的重要工具、技術(shù)和學(xué)科，近年來(lái)得到了廣泛關(guān)注和迅猛發(fā)展。由于信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字時(shí)代的來(lái)臨，理論上來(lái)說(shuō)，GIS可以運(yùn)用于現(xiàn)階段任何行業(yè)。從技術(shù)和應(yīng)用的角度，GIS是解決空間問(wèn)題的工具、方法和技術(shù)。因此，為了解決交通運(yùn)輸中的一系列問(wèn)題，研究人員經(jīng)過(guò)不懈的努力，從系統(tǒng)的觀念出發(fā)，綜合人、車、路等因素，將現(xiàn)代通訊技術(shù)、控制技術(shù)等用于運(yùn)輸系統(tǒng)管理。GIS的智能交通不僅能夠通過(guò)圖形的形式記述道路通行狀況、迅速定位事故點(diǎn)、調(diào)度搶修車輛，以及提供交通疏散的方案等，還能夠?yàn)檫@些信息的深層次挖掘、后續(xù)信息服務(wù)、輔助決策提供空間屬性上的支持，從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.。二、 GIS系統(tǒng)簡(jiǎn)介地理信息系統(tǒng)（GeographicalInformationSystem，GIS）是一種決策支持系統(tǒng)，它具有信息系統(tǒng)的各種特點(diǎn)。地理信息系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于其存儲(chǔ)和處理的信息是經(jīng)過(guò)地理編碼的，地理位置及與該位置有關(guān)的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。在地理信息系統(tǒng)中，現(xiàn)實(shí)世界被表達(dá)成一系列的地理要素和地理現(xiàn)象，這些地理特征至少由空間位置參考信息和非位置信息兩個(gè)組成部分。地理信息系統(tǒng)的定義是由兩個(gè)部分組成的。一方面，地理信息系統(tǒng)是一門學(xué)科，是描述、存儲(chǔ)、分析和輸出空間信息的理論和方法的一門新興的交叉學(xué)科；另一方面，地理信息系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)(GeospatialDatabase)為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間的和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)具有以下三個(gè)方面的特征：第一，具有采集、管理、分析和輸出多種地理信息的能力，具有空間性和動(dòng)態(tài)性；第二，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持進(jìn)行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計(jì)算機(jī)程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，完成人類難以完成的任務(wù)；第三，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持是地理信息系統(tǒng)的重要特征，因而使得地理信息系統(tǒng)能以快速、精確、綜合地對(duì)復(fù)雜的地理系統(tǒng)進(jìn)行空間定位和過(guò)程動(dòng)態(tài)分析。地理信息系統(tǒng)的外觀，表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)；其內(nèi)涵卻是由計(jì)算機(jī)程序和地理數(shù)據(jù)組織而成的地理空間信息模型。當(dāng)具有一定地學(xué)知識(shí)的用戶使用地理信息系統(tǒng)時(shí)，他所面對(duì)的數(shù)據(jù)不再是毫無(wú)意義的，而是把客觀世界抽象為模型化的空間數(shù)據(jù)，用戶可以按應(yīng)用的目的觀測(cè)這個(gè)現(xiàn)實(shí)世界模型的各個(gè)方面的內(nèi)容，取得自然過(guò)程的分析和預(yù)測(cè)的信息，用于管理和決策，這就是地理信息系統(tǒng)的意義。三、地理信息系統(tǒng)(GIS)的組成及功能.數(shù)據(jù)的操作與處理功能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和編輯是GIS最最基本的功能了，比如對(duì)地圖進(jìn)行矢量化，將采集的地物點(diǎn)展點(diǎn)到地圖上，修改以往的數(shù)據(jù)等等。數(shù)據(jù)處理的任務(wù)和操作內(nèi)容有：數(shù)據(jù)變換(如不同投影、不同坐標(biāo)系的變換)、數(shù)據(jù)重構(gòu)、數(shù)據(jù)抽取等。

圖2.1數(shù)據(jù)的操作與處理.空間查詢與分析功能空間的查詢是在數(shù)據(jù)庫(kù)中找出滿足條件的內(nèi)容，有屬性查詢和圖像查詢兩種基本的查詢類型?？臻g分析功能是GIS區(qū)別其他繪圖軟件如CAD的一個(gè)特有的功能，主要包括空間測(cè)量、幾何分析（如疊加分析、緩沖區(qū)分析）、地形分析（如坡度坡向）、網(wǎng)絡(luò)分析（如優(yōu)化路徑）、空間統(tǒng)計(jì)分析（如空間插值）等等。.制圖功能圖2.2GIS的制圖功能GIS的核心是一個(gè)地理數(shù)據(jù)庫(kù)。建立GIS首先是將地面上的實(shí)體圖形數(shù)據(jù)和描述它的屬性數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)庫(kù)中并能編制用戶所需要的各種圖件。因?yàn)榇蠖鄶?shù)用戶目前最關(guān)心的是制圖。從測(cè)繪角度來(lái)看，GIS是一個(gè)功能極強(qiáng)的數(shù)字化制圖系統(tǒng)。然而計(jì)算機(jī)制圖需要涉及計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備，各種繪圖儀的接口軟件和繪圖指令不盡相同，所以GIS中計(jì)算機(jī)繪圖的功能軟件并不簡(jiǎn)單，ARC/INFO的制圖軟件包具有上百條命令，它需要設(shè)置繪圖儀的種類，繪圖比例尺，確定繪圖原點(diǎn)和繪圖大小等。一個(gè)功能強(qiáng)的制圖軟件包還具有地圖綜合，分色排版的功能。根據(jù)GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及繪圖儀的類型，用戶可獲得矢量地圖或柵格地圖。地理信息系統(tǒng)不僅可以為用戶輸出全要素地圖，而且可以根據(jù)用戶需要分層輸出各種專題地圖，如行政區(qū)劃圖、土壤利用圖、道路交通圖、等高線圖等等.還可以通過(guò)空間分析得到一些特殊的地學(xué)分析用圖，如坡度圖、坡向圖剖面圖等等。

4.地形分析功能■GIS..提供了構(gòu)造數(shù)字高程模型及有關(guān)地形分析的功能模塊，包括坡度、坡向、地表粗糙度、山谷線、山脊線、日照強(qiáng)度、庫(kù)容量、表面積、立體圖、剖面圖和通視分析等，為地學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)和輔助決策提供重要的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。四、GIS在交通管理系統(tǒng)中的應(yīng)用1.目前主要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（GIS）在最近的30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)估、災(zāi)害預(yù)測(cè)、國(guó)土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運(yùn)輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計(jì)、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域。（加測(cè)繪、應(yīng)急、石油石化等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。）.近年出現(xiàn)新的應(yīng)用GIS、GPS、RS（3S）均屬于地理信息技術(shù)的范疇，應(yīng)用上往往融為一體，是智能交通發(fā)展的核心技術(shù)，基于GIS的智能交通系統(tǒng)的研發(fā)和GIS本身技術(shù)的發(fā)展，使GIS在交通規(guī)劃方面出現(xiàn)了一些新的應(yīng)用，一是在交通規(guī)劃的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查方面。傳統(tǒng)的調(diào)查方法，由于受到面廣、人力和財(cái)力消耗較大的制約，工作效率較低，數(shù)據(jù)輸入和轉(zhuǎn)換困難。隨著WebGIS的技術(shù)進(jìn)步，近年來(lái)在居民出行調(diào)查、居民意愿問(wèn)詢調(diào)查、貨物源流調(diào)查應(yīng)用較多。利用WebGIS和Internet

可將調(diào)查對(duì)象的反饋數(shù)據(jù)直接與空間位置和屬性數(shù)據(jù)相互交換，使交通調(diào)查、數(shù)據(jù)輸入、分析統(tǒng)計(jì)等工作一體化，大大提高了工作效率。此外，基于GIS的交通規(guī)劃方案的虛擬實(shí)驗(yàn)是GIS的又一新應(yīng)用，如基于GIS與Multi-Agent的行走模擬系統(tǒng)開發(fā)，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)人的空間移動(dòng)行為進(jìn)行模擬，方便地掌握某一時(shí)刻或者某一段某一區(qū)域的人流量、個(gè)體行走距離與行走軌跡、個(gè)體在某一區(qū)域的速度等基本數(shù)據(jù)。.在交通規(guī)劃管理中的應(yīng)用目前，GIS技術(shù)在交通規(guī)劃管理工作中常見的應(yīng)用在于交通設(shè)施數(shù)據(jù)的存貯、管理、查詢以及簡(jiǎn)單的分析。這些系統(tǒng)將地理圖形信息與相應(yīng)的附屬用戶信息結(jié)合在一起，用于對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施、公交路線、停車場(chǎng)站等信息進(jìn)行管理。交通規(guī)劃管理中的空間分析是早期GIS應(yīng)用的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，這主要是由于傳統(tǒng)的GIS只能提供有限的空間分析功能并且缺乏解決實(shí)際交通規(guī)劃問(wèn)題的專業(yè)模塊。近幾年，隨著GIS技術(shù)的進(jìn)步，其空間分析核心功能的擴(kuò)展，使其在交通規(guī)劃管理中交通發(fā)生預(yù)測(cè)、道路選線設(shè)計(jì)、交通影響評(píng)價(jià)等方面的應(yīng)用日益完善。.在公路管理中的應(yīng)用f ■ —一1 1數(shù)―采柴梆燒陣沱i二廠茹履遍n-起埠集盛廠赤羸贏1自地源*沒密麻機(jī)分析數(shù)琨挖魂用辨理帽輔勤挾篥支持模塊情威蛙鳥哪「緣合京波布與采集棋裝匚榜蜒隧道數(shù)據(jù)庫(kù)工其他敗據(jù)草一工交域量敬據(jù)自地源*沒密麻機(jī)分析數(shù)琨挖魂用辨理帽輔勤挾篥支持模塊情威蛙鳥哪「緣合京波布與采集棋裝匚榜蜒隧道數(shù)據(jù)庫(kù)工其他敗據(jù)草一工交域量敬據(jù)礦設(shè)施歌據(jù)庫(kù)電手■務(wù)圖3.1GIS的公路MIS系統(tǒng)的總體框架圖它是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、GIS技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、遠(yuǎn)距離控制技術(shù)等高科技手段，在一定范圍內(nèi)（如一個(gè)城市、一個(gè)省，甚至一個(gè)國(guó)家）建立起來(lái)的一體化的公路信息綜合管理系統(tǒng)。.交通管理設(shè)施分析與評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的應(yīng)用基于GIS的交通管理設(shè)施分析與評(píng)價(jià)系統(tǒng)是將道路、環(huán)境、交通管理設(shè)施等多種信息與地圖結(jié)合在一起的交通地理信息系統(tǒng)，它不但能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)交通管理設(shè)施信息的管理、查詢、分析、評(píng)價(jià)等功能還可以對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的分析，為管理者提供直觀的分析結(jié)果及所需的信息，進(jìn)而為制定決策提供相關(guān)依據(jù)。系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)可通過(guò)MapInfo與SQLsever相結(jié)合實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)空間-屬性一體化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)利用OCX控件MapinfoMapX5.0,在基于VB6.0的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)。五、應(yīng)用研究熱點(diǎn)與問(wèn)題1.研究熱點(diǎn)目前GIS的空間分析模塊的應(yīng)用和擴(kuò)展在交通規(guī)劃管理中的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)，多源數(shù)據(jù)集成、解決多格式數(shù)據(jù)源集成是近年來(lái)各交通規(guī)劃支持系統(tǒng)開發(fā)的重要課題。以GIS-T（GeographylnformationSystem-Transportation）為核心，將3S集成技術(shù)（GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)和RS遙感系統(tǒng)）運(yùn)用到交通領(lǐng)域，成為當(dāng)前智能交通系統(tǒng)建設(shè)中不可或缺的核心子系列之一，基于 GIS-T（GeographylnformationSystem-Transportation）系統(tǒng)開發(fā)各種交通規(guī)劃支持。.技術(shù)方法GIS在交通規(guī)劃管理設(shè)計(jì)中的研究應(yīng)用，主要是基于GIS開發(fā)的各種交通規(guī)劃支持系統(tǒng)為基礎(chǔ)，是交通規(guī)劃的一個(gè)工具。在對(duì)交通規(guī)劃理論基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，將地理信息技術(shù)、交通理論和各種技術(shù)分析手段緊密結(jié)合，著重利用其空間分析功能，通過(guò)理論分析，模型建立與影響因子選定、數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)等步驟，建立一個(gè)基于GIS的問(wèn)題決策支持系統(tǒng)，在系統(tǒng)功能上達(dá)到能為道路規(guī)劃可行性研究規(guī)劃方案選定提供有效的決策支持。.基于GIS的交通信息系統(tǒng)開發(fā)目前基于GIS的交通信息系統(tǒng)開發(fā)主要有：（1）基于GIS的交通設(shè)施管理信息系統(tǒng)，典型的有澳門地面交通地理信息系統(tǒng)、福建省公路信息管理系統(tǒng)。（2）基于GIS的路網(wǎng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。（3）基于GIS的交通規(guī)劃系統(tǒng)。TransCAD軟件是目前世界上唯一包含地理信息系統(tǒng)（GIS）和交通運(yùn)輸規(guī)劃的模型（UTMS），具有強(qiáng)大的空間分析功能（GIS-T）和開發(fā)工具（GISDK），目前在國(guó)內(nèi)逐漸得到重視，并在某些城市的交通戰(zhàn)略規(guī)劃和交通總體規(guī)劃中得到應(yīng)用。（4）智能交通系統(tǒng)，典型的有北京市交通管理地理信息系統(tǒng)、深圳市智能公共交通系統(tǒng)等。.應(yīng)用研究中存在的問(wèn)題目前對(duì)于基于GIS的交通規(guī)劃管理系統(tǒng)，主要集中在GIS對(duì)數(shù)據(jù)的管理、分析以及分析結(jié)果的表達(dá)。從目前的研究狀態(tài)與研究現(xiàn)狀來(lái)看，由于城市交通復(fù)雜性及GIS技術(shù)本身所存在的不足，目前還存在不少技術(shù)瓶頸。GIS系統(tǒng)自身的限制如不宜掌握提供的專業(yè)模塊有限、數(shù)據(jù)問(wèn)題組織應(yīng)用問(wèn)題等；在交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)方面，雖然目前可以通過(guò)GPS來(lái)收集數(shù)據(jù)，但是大量的交通數(shù)據(jù)庫(kù)仍需人工收集、建立和維護(hù)，而且投資大；在數(shù)據(jù)協(xié)同方面，交通數(shù)據(jù)一般都是由多個(gè)機(jī)構(gòu)提供并維護(hù)，數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一。在一些交通模型中是根據(jù)所能獲得的數(shù)據(jù)決定而非根據(jù)解決實(shí)際問(wèn)題的需要來(lái)定。已開發(fā)的一些基于GIS的交通規(guī)劃管理支持系統(tǒng)，缺乏友好的用戶界面，普通人不易掌握，某些功能的社會(huì)應(yīng)用程度不高，不能夠滿足大眾化的社會(huì)需求。GIS技術(shù)在交通規(guī)劃管理中的實(shí)際應(yīng)用還較為有限。六、 GIS技術(shù)在交通規(guī)劃管理中的應(yīng)用展望隨著GIS技術(shù)的發(fā)展，將加快交通信息化和智能交通的發(fā)展，GIS在交通規(guī)劃管理中的應(yīng)用將更為廣泛。隨著WebGIS技術(shù)的發(fā)展，一些新的服務(wù)將被提供，如借助GIS的查詢/檢索等功能，為居民出行提供了極為方便的條件。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，交通地理信息系統(tǒng)將以空間地理數(shù)據(jù)和交通設(shè)施屬性數(shù)據(jù)、交通參數(shù)等數(shù)據(jù)為支撐，以GIS軟件、交通模型軟件為平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)道路工程設(shè)計(jì)、道路表面及斷面二維或者三維顯示、交通事故分析、宏觀交通模型分析、局部微觀模型分析以及局部交通流仿真狀況模擬以及發(fā)展預(yù)測(cè)。目前，雖然GIS的應(yīng)用是以政府為主體，但是在未來(lái)，面向企業(yè)和大眾的信息服務(wù)將成為GIS應(yīng)用新的增長(zhǎng)點(diǎn)。七、 結(jié)語(yǔ)在高度信息化社會(huì)下的城市交通矛盾，要求提高城市交通的現(xiàn)代化管理手段。因此，GIS在交通規(guī)劃中的成功應(yīng)用仍需要規(guī)劃師，交通、GIS專業(yè)人才，政府等各方面的大力協(xié)作，提供更多適用的規(guī)范化的專業(yè)應(yīng)用模塊，盡快解決困擾交通GIS應(yīng)用的組織問(wèn)題、數(shù)據(jù)共享等問(wèn)題，使GIS工具更好的為交通規(guī)劃服務(wù)，改變交通現(xiàn)狀，帶動(dòng)整個(gè)交通行業(yè)的進(jìn)步，成為促經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。參考文獻(xiàn)[1]張冬.基于DEM的地形分析與實(shí)現(xiàn)[D].南京理工大學(xué),2003.高俊.進(jìn)入21世紀(jì)的地圖學(xué)[J].鄭州測(cè)繪學(xué)院學(xué)報(bào)（建院50周年?？?1997.宋關(guān)福，鐘耳順.王爾琪.WebGIS——基于Internet的地理信息系