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摘要：GIS技術(shù)目前在許多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，尤其在公路管理中,它與傳統(tǒng)的交通分析和處理技術(shù)緊密結(jié)合延伸出公路地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)公路規(guī)劃、設(shè)計(jì)和養(yǎng)護(hù)管理等具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù)地理信息系統(tǒng)公路管理

一、前言

地理信息系統(tǒng)(GIS)是集現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)和測(cè)繪科學(xué)為一體的一門新興學(xué)科。它采用數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體等最新技術(shù),對(duì)地理信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地采集、修改和更新地理空間數(shù)據(jù)和屬性信息,為決策者提供可視化的支持。地理信息系統(tǒng)突破了常規(guī)關(guān)系式數(shù)據(jù)庫管理的概念,集圖形管理與數(shù)據(jù)管理于一身,具有很強(qiáng)的空間表現(xiàn)力,它將空間數(shù)據(jù)處理、屬性數(shù)據(jù)處理、空間分析與模型分析與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合,通過數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、系統(tǒng)建立、空間分析與模型分析,產(chǎn)生對(duì)資源環(huán)境、區(qū)域規(guī)劃、管理決策、災(zāi)害防治等有用的信息。目前GIS技術(shù)在很多領(lǐng)域中已被廣泛應(yīng)用，尤其是在公路管理中,GIS與傳統(tǒng)的交通信息分析和處理技術(shù)緊密結(jié)合,延伸出了公路地理信息系統(tǒng),在公路的規(guī)劃與設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)管理等方面具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

二、GIS技術(shù)在公路管理中的應(yīng)用

1．GIS在公路地圖中的應(yīng)用

GIS的制圖方法比傳統(tǒng)的人工或自動(dòng)繪圖方法要靈活得多，公路管理部門可以借助于GIS地圖輔助進(jìn)行公路管理。

（1）基本地圖管理

公路圖除包括行政區(qū)劃、村莊、鐵路及水系等一般信息外,特別包括與公路有關(guān)的信息如:公路編碼、公路名稱、等級(jí)、里程等。GIS電子地圖與普通地圖不同,它將表示不同物理內(nèi)容的地圖分別進(jìn)行存儲(chǔ)、管理。每一部分為一個(gè)圖層,通常一個(gè)圖層只表示單一的內(nèi)容,如水域、行政區(qū)劃、村鎮(zhèn)、公路等。GIS顯示地理數(shù)據(jù)時(shí),采用圖層疊加的方法顯示所需的信息。應(yīng)用GIS獨(dú)具特色的地圖表現(xiàn)能力,可以將公路及公路相關(guān)信息可視化。

基本地圖管理操作包括地圖的數(shù)字化及修改、放大、縮小、漫游(瀏覽)、圖層控制、在地圖上計(jì)算距離、顯示全圖及地圖的輸出等功能。公路信息是變化的信息。各地區(qū)每年都有大量的新建、改建的公路,利用GIS可以方便、迅速地將這些變化及時(shí)地反映到地圖上,形成新的公路圖。

（2）專題地圖管理

專題地圖是在基本地圖上,以不同的方式顯示信息所形成的地圖，包括具有各種公路屬性特點(diǎn)的專題地圖、公共交通圖等。GIS還可以根據(jù)公路管理需要輸出各種專題地圖如行政區(qū)劃圖、地形圖、路面狀況指數(shù)、路面行駛質(zhì)量指數(shù)、路面強(qiáng)度指數(shù)、路面技術(shù)等級(jí)分布、路面等級(jí)、交通量等圖,利用專題地圖可直觀地了解公路的各項(xiàng)基本情況,為各項(xiàng)決策提供輔助性依據(jù)。

2．GIS在公路統(tǒng)計(jì)管理中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)主要保存在數(shù)據(jù)庫中,如果數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)僅以文字的形式表現(xiàn)出來,不僅形式呆板,而且可能將一些重要的信息隱藏在文字背后,在實(shí)際公路管理中,有許多問題需要借助地圖來解決,利用GIS提供的數(shù)據(jù)的地理屬性,就可以將這些數(shù)據(jù)分層、分類疊加在電子地圖上,并且地圖對(duì)象與數(shù)據(jù)庫屬性數(shù)據(jù)建立連接關(guān)系,這樣通過GIS就可以輕松實(shí)現(xiàn)地圖與數(shù)據(jù)庫的雙向查詢。統(tǒng)計(jì)管理人員可以根據(jù)公路地理分布,按公路不同屬性進(jìn)行里程統(tǒng)計(jì)、構(gòu)造物統(tǒng)計(jì)等,將數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀的、可視化的分析和查詢?；旧蠈?shí)現(xiàn)了坐在辦公室里就能看路,這是GIS最具有代表性的數(shù)據(jù)可視化功能。GIS的查詢功能按照使用方法可以分為數(shù)據(jù)查詢、空間查詢兩種：

（1）數(shù)據(jù)查詢

GIS的數(shù)據(jù)查詢功能是公路管理中常用的查詢方法,管理人員可以通過數(shù)據(jù)查詢,了解數(shù)據(jù)所在的空間位置,如選擇縱坡大于7％的路段,GIS就會(huì)顯示出這些路段在路網(wǎng)中的正確位置。

（2）空間查詢

與數(shù)據(jù)查詢相反,空間查詢是通過空間范圍的選定查詢?cè)诖朔秶鷥?nèi)所選相關(guān)信息的屬性數(shù)據(jù)。如確定距離公路處在30km范圍以內(nèi)的涵洞,只要在屏幕上公路某處為圓心畫一個(gè)30km半徑的圓,GIS就會(huì)顯示這一范圍內(nèi)的所有涵洞在地圖上的位置及相關(guān)信息。

（3）GIS在公路規(guī)劃中的應(yīng)用

為了適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,公路管理部門需要不斷地進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、改建、擴(kuò)建現(xiàn)有的公路運(yùn)輸網(wǎng)。以前,GIS沒有應(yīng)用在公路規(guī)劃中，公路的規(guī)劃主要依靠對(duì)現(xiàn)況的定性了解和工程師的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行,缺少系統(tǒng)的檢測(cè)、評(píng)價(jià)和科學(xué)的決策。在規(guī)劃過程中,常常由于經(jīng)驗(yàn)限制及缺乏對(duì)數(shù)據(jù)的定量分析,使規(guī)劃方案不盡合理,由此造成資金浪費(fèi),路網(wǎng)的使用效率下降。而GIS公路地理信息系統(tǒng)不僅可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)、查詢,而且可以在數(shù)據(jù)庫和相關(guān)知識(shí)庫的基礎(chǔ)上能夠定義和生成各種專用預(yù)測(cè)分析模型。如需求分析模型、新建改建公路投資效益分析等模型,通過模型經(jīng)濟(jì)分析與預(yù)測(cè),評(píng)估現(xiàn)有路網(wǎng)的使用性能,了解路網(wǎng)狀況,預(yù)測(cè)路網(wǎng)性能變化趨勢(shì),為編制中長期路網(wǎng)規(guī)劃及年度養(yǎng)護(hù)計(jì)劃提供依據(jù),以確定最佳的大中修養(yǎng)護(hù)方案。在公路前期規(guī)劃中通過GIS可以方便地進(jìn)行路網(wǎng)的規(guī)劃、選址、分析與最佳路線的決策,同時(shí)還可以對(duì)公路沿線的環(huán)境進(jìn)行分析。

4．GIS在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

最近幾年，一些省市已經(jīng)開始著手嘗試把GIS技術(shù)引入到初設(shè)和施工圖設(shè)計(jì)中去,并已取得了良好的效果。首先在選線設(shè)計(jì)中,可以通過鼠標(biāo)在數(shù)字化地形圖選取控制點(diǎn),控制點(diǎn)連線后,路線的大致走向就基本確定下來了。在縱斷面設(shè)計(jì)中,利用GIS可以很方便地采用各種方法(如格網(wǎng)、TIN)建立數(shù)字高程模型（DEM），由于數(shù)字高程模型(DEM)的存在,在平面選線完成后,公路軟件就能自動(dòng)沿平面選線生成地形縱剖面圖。通過繪圖儀拉出拉坡圖,設(shè)計(jì)好縱斷面設(shè)計(jì)線,也可以在屏幕上交互完成縱斷面設(shè)計(jì)。在橫斷面設(shè)計(jì)上,在完成平面設(shè)計(jì)和縱斷面設(shè)計(jì)后,公路軟件就可以自動(dòng)生成橫斷面圖。并同時(shí)利用DEM數(shù)據(jù)對(duì)工程土石量和填挖范圍進(jìn)行計(jì)算，最后自動(dòng)完成土石方數(shù)量表，計(jì)算出占地而積，估算出占地線范圍內(nèi)各項(xiàng)工程的分項(xiàng)拆遷工作量。超級(jí)秘書網(wǎng)

5．GIS在公路運(yùn)輸管理中的應(yīng)用

隨著運(yùn)輸市場(chǎng)的開發(fā)，運(yùn)力、運(yùn)量迅猛增加，營業(yè)運(yùn)輸車輛、客貨集散地、中轉(zhuǎn)換裝、裝卸儲(chǔ)存量也日益增加，傳統(tǒng)的管理方式已滿足不了當(dāng)前運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，為此迫切需要采用現(xiàn)代化的管理手段。GIS具有豐富的空間分析工具，可以為公路運(yùn)輸管理提供形象直觀的查詢手段。由于地理信息系統(tǒng)具有地理、地形等數(shù)據(jù)的查詢、分析統(tǒng)計(jì)功能，所以在運(yùn)輸企業(yè)的運(yùn)營管理當(dāng)中，可以利用建立交通地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，為管理部門或用戶提供各種查詢和分析方法。例如:區(qū)段、站點(diǎn)、車次等的查詢。提供直通圖、管內(nèi)圖、站間交流圖、客流密度圖等專題地圖，以及統(tǒng)計(jì)圖的分析方法等，為公路客運(yùn)主管部門分析客流情況、制定行車計(jì)劃等。同時(shí)，利用現(xiàn)有圖形上的交通線路結(jié)點(diǎn)信息，任意輸人兩點(diǎn)的地址，便可查詢出兩點(diǎn)之間所經(jīng)過的交通線路、公里數(shù)、各站站點(diǎn)及名稱。當(dāng)改變線路時(shí)，可在圖上實(shí)時(shí)進(jìn)行修改，并輸人新的站名，這些信息也可上載到中央數(shù)據(jù)庫中

三、結(jié)束語

隨著GIS技術(shù)普及和應(yīng)用的深入，GIS在公路領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛，進(jìn)一步開發(fā)和推廣GIS技術(shù)在公路勘測(cè)設(shè)計(jì)、公路管理等方而的創(chuàng)新和應(yīng)用，將大幅度提高公路建設(shè)和管理的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，推進(jìn)公路建設(shè)和管理模式的全而發(fā)展。

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