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    GIS在城市交通工程中的应用

    2014-10-24 20:48:54来源: 北京交通大学作者
    聊聊

    GIS在城市交通工程中的应用

     

    北京交通大学 交通运输学院

     

    摘要 GIS被公认为21世纪的支柱产业它的应用深入到各行各业本文通过介绍GIS的定义组成部分工作原理以及相关技术分析GIS的特点和工作原理指出GIS的发展趋势和新的合作领域重点描述了GIS在城市交通的应用

    关键词GIS; 电子地图城市交通

     

    The application of GIS to the urban traffic engineering 

     

     (School of traffic and transportation, Beijing University)

     

    Abstract  GIS is recognized as the pillar industry of the 21st centuryits application has extended to all fields. This article analyzes the definition of GIS, components, principle and related technologies, also points out the trend and the new cooperation areas of GIS, and emphasizes to describe the application in the field of urban traffic.

    Keywords:  GIS; electronic map; urban traffic

     

    1963年加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出了地理信息这一术语并于1971年建立了世界上第一个GIS——加拿大地理信息系统(CGIS),用于自然?#35797;?#30340;管理和规划GIS在之后的半个世纪中迅猛发展逐渐运用于各个领域进入上世纪70年代后计算机技术推动了GIS的发展一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信息系统和地理信息系统例如从1970年至1976年美国地质调查局就建成50多个GIS,加拿大联邦德国瑞典和日本等国也相继发展了自己的GIS80年代GIS软件的研制和开发取得了很大成绩涌现出一系列有代表性的GIS软件如Arc/InfoGenamapMGECicadSystem9随着研究的深入GIS理论越来越完善

    1 什?#35789;GIS

    GISGeography  information system地理信息系统是融合计算机图形和数据库于一体用来存储和处理空间信息的高新技术它把地理位置和相关属性有机地结合起来根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实图文并茂地输出给用户满足城市建设企业管理?#29992;?#29983;活对空间信息的要求借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能进行各?#25351;?#21161;决策

    地理信息系统是一种基于计算机的工具它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析如图1 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作例如查询和统计分析等集成在一起这种能力使 GIS与其他信息系统相区别从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件预测结果规划战略等中具有实用价值

    我们当今面临世界的最主要的挑战是——人口过多环境污染森?#21046;?#22351;自然疾病等这些?#21152;?#22320;理因素有关

    不论是从事一?#20013;?#30340;职业还是寻找生长香蕉的最合适的土壤或是为?#28982;?#36710;计算最佳的行?#24503;?#32447;这些问题也?#21152;?#22320;理因素

    地图制作和地理分析已不是新鲜事但GIS执行这些任务比传统的手工方法更好更快而且在GIS技术出现之前只有很少的人具有利用地理信息来帮助做出决定和解决问题的能力 

    今天GIS 已是一个全球拥有数十万的人员和数十亿美元的产业GIS已在全世界的中学学院大学里被讲授在每个领域里的专家不断地意识到按地理的观点来思考和工作所带来的优越性

    2 GIS的组成

    GIS 由五个主要的元素所构成 硬件软件数据人员和方法

    2.1  硬件 

    硬件是GIS所操作的计算机今天GIS软件可以在很多类型的硬件上运行从中央计算机服务器到桌面计算机从单机到网络环境

    2.2  软件

    GIS软件提供所需的存储分析和显示地理信息的功能和工具主要的软件部件有 

    1输入和处理地理信息的工具 

    2数据库管理系统(DBMS) 

    3支持地理查询分析和视觉化的工具 

    4容?#36164;?#29992;这些工具的图形化界面(GUI) 

    2.3  数据

    一个GIS系统中最重要的部件就是数据了地理数据和相关的表格数据可以自己采集或者从商业数据提供者处购买GIS将把空间数据和其他数据源的数据集成在一起而且可以使用那些被大多数公司用来组织和保存数据的数据库管理系?#24120;?#26469;管理空间数据

    2.4  人员 

    GIS技术如果没有人来管理系统和制定计划应用于实际问题将没有什么价值GIS的用户范围包括从设计和维护系统的技术专家到那些使用该系统并完成他们每天工作的人员

    2.5  方法

    成功的GIS系?#24120;?#20855;有好的设计计划和自己的事务规律这些是规范而且对每一个公司来说具体的操作实践?#36136;?#29420;特的

    3 GIS如何工作

    GIS就是用来存储有关世界的信息这些信息是可以通过地理关系连接在一起的所有主题层集合这个简单却非常有力和通用的概念对于解决许多真实世界的问题具有无价的作用这些问题包括跟踪传输工具记?#25216;?#21010;的详细资料模拟全球的大气循环等

    图表 4 GIS建模过程

    3.1  地理参考系统 

    地理信息包含有明确的地理参照系?#24120;?#20363;如经度和纬度坐标或者是国家网格坐标?#37096;?#20197;包含间接的地理参照系?#24120;?#20363;如地址邮政编码人口普查区名森林位置识别?#35775;?#31561;一种叫做地理编码的自动处理系统用来从间接的参照系?#24120;?#22914;地?#35775;?#36848;转变成明确的地理参照系?#24120;?#22914;多重定位这些地理参考系统可以使你定位一些特征例如商业活动森林位置?#37096;?#20197;定位一些事件例如地震用于做地表分析

    3.2  矢量和栅格模式 

    地理信息系统工作于两种不同的基本地理模式——矢量模式和栅格模式

    在矢量模式中关于点线和多边形的信息被编码并以xy坐标形式储存一个点特征的定位例如一个钻孔可以被一个单一的xy坐标所描述线特征例如公路和河流可以被存储于一系列的点坐标多边形特征例如销售地域或河流聚集区域可以被存储于一个闭合循环的坐标系矢量模式非常有利于描述一些离散特征但对连续变化的特征例如土壤类型或赶往医院的开销等就不太有用

    栅格模式发展为连续特征的模式栅格图象包含有网格单元有点像扫描的地图或照片不管是矢量模?#20132;?#26159;栅格模式用来存储地理数据?#21152;?#20248;点和缺陷现代的GIS都可?#28304;?#29702;这两种模式

    4 GIS在城市交通工程中的应用

    4.1  进行地理信息查询和分析 

    GIS搜索数据库并进行地理信息查询的能力节约了许多公司数以百万计的美元GIS有以?#24405;?#20010;功能 

    1缩短回答客户请求的时间 

    2?#19994;?#36866;合于开发的土地 

    3在粮食土壤和天气之间找寻相关关系 

    4电气线路故障定位 

    房地产经纪人可以用GIS在一定的区域内寻找满足下列条件的所有房屋?#21644;?#30422;的屋顶 五个?#32771;?#24182;可列出它们的所有特点

    图表 5 GIS操作界面1

    查询可以通过增加准则来进一步细化?#32771;?#24517;须每平方英尺少于100美元还可以列出这些房屋离学校在一定的距离之内

    图表 6 GIS操作界面2

    4.2  改进机构集成 

    许多采用了GIS的机构发?#21046;?#20027;要效益之一是改进了它们自己的机构和?#35797;?#30340;管理由于GIS具有将数据集合和地理信息链接起来的能力促使它们之间共享和交流局部信息通过产生可共享的数据库一个部门可从另一个部门的工作中得到好处这是由于数据只需采集一次但应用多次

    由于个人和部门之间的通讯在增加冗余被减少生产力提高整体组织效?#30690;?#36827;因此在一个?#34892;?#30340;公司里用户和基本建设数据库可以集成在一起这样当需要进行维护?#20445;?#21463;影响的用户会得到计算机发出的信件

    4.3  做出好的决定 

    一个古老的格言“好的信息导致好的决定”对于GIS和其他信息系统来说都是正确的然而一个地理信息系?#24120;?/font>GIS并不是一个自动决策系?#24120;?#32780;是一个查询分析和支持作出决策处理的图件数据工具GIS技术已经被用于帮助完成一些任务例如为计划调查提供信息帮助解决领土争端以最小化视觉干扰为原则设置路标

    GIS可以用于帮助一个新房址的选定以使其受环境影响最小在低风险区域离人口聚集地近可以以地图和附加报告的方式简洁而清晰的提供这个信息使决策者集中精力于实际的问题而不是花时间去理解数据由于GIS结果能够很快地获得多个假想的结果可以被高效地评价

    4.4  制图 

    图件在GIS中?#21152;?#37325;要的一席之地GIS的制图方法比传统的人工或自动绘图方法要灵活得多她开?#21152;?#25968;据库的创建已经存在的纸张图件可以进行数字化并可以把计算机兼容的信息转换到GIS中以GIS为基础的图形数据库是可以?#26377;?#30340;比例尺也不受限制图件可以以任何地点为中?#27169;?#27604;例尺?#25105;?#20351;用突出效果的特殊?#22336;行?#22320;显示所选择的信息

    图表 8 绘图操作流程图

    地?#25216;?#21644;地图丛书的特征可以用计算机程序编码并与最终的数据库产品相比较在其他GIS中使用的数字化产品还可以来自数据库的简单拷?#30784;?#22312;一个大的组织机构中地形数据库可以被其他部门用作参考构架

    5 GIS的相关技术

    GIS与其他几?#20013;?#24687;系统密切相关但由于其处理和分析地理数据的能力使其与它们相区别尽管没有什?#20174;?#24615;的和快速的规则来给这些信息系统分类但下面的讨论可以帮助区分GIS和桌面制图计算机辅助设计CAD遥?#23567;?/font>DBMS以及GPS技术

    5.1  桌面制图

    桌面制图系统用地图来组织数据和用户交互这种系统的主要目的是产生地图地图就是数据库大多数桌面制图系统只有及其有限的数据管理空间分析以?#26696;?#24615;化能力桌面制图系统在桌面计算机上进行操作例如PCMacintosh以及小型UNIX工作?#23613;?/font>

    5.2  计算机辅助设计CAD

    计算机辅助设计(CAD)系统促进了产生建筑物和基本建设的设计和规划这种设计需要装配固有特征的组件来产生整个结构这些系统需要一些规则来指明如何装配这些部件并具有非常有限的分析能力CAD系统已经扩展可以支持地图设计但管理和分析大型的地理数据库的工具很有限

    5.3  遥感和GPS

    遥感是一门使用传感器对地球进行测量的科学和技术例如飞机上的照相机全球定位系?#24120;?font face="Calibri">GPS接收器或其他设备这些传感器以图像的格式收集数据并为利用分析和可视化这些图像提供专门的功能由于它缺乏强大的地理数据管理和分析作用所以不能叫做真正的GIS

    5.4  DBMS数据库管理系统

    数据库管理系统专门研究如何存储和管理所有类型的数据其中包括地理数据DBMS使存储和查找数据最优化许多GIS为此而依靠它相对于GIS而言它们没有分析和可视化的工具

    6 GIS在城市交通工程中应用的发展趋势

    Internet改变?#23435;?#20204;的世界当前Internet已不仅仅是一种单纯的技术手段了它已演变成为一种经济方式——网络经济人们的生活也离不开Internet大量的应用正由传统的Client/server客户机4/服务器方式向Brover/server浏览器/ 服务器方式转移GIS技术和Internet技术的融合正逐渐形成一?#20013;?#30340;技术我们称之为WebGIS和传统的基于Client/serverGIS相比WebGIS有如下特点

    1 更广泛的访问范围

    客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据而这一Internet/intranet所特有的优势方便了GIS的数据管理使分?#38469;?#30340;多数据源的数据管理和合成更?#23376;?#23454;现

    2 平台独立性

    无论服务器/ 客户机是何种机器无论WebGIS服务器端使用何种GIS软件由于使用了通用的Web浏览器用户就可以?#35813;?#22320;访问WebGIS数据在本机或某个服务器上进行分?#38469;?#37096;件的动态组合和空间数据的协同处理与分析实现远程异构数据的共享降低系统成本传统GIS在每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件而用户使用的经常只是一些最基本的功能这实际上造成了极大的浪费WebGIS 在客户端通常只需使用Web浏览器有?#34987;?#35201;加一些插件其软件成本与全套专业GIS相比明显要节省得多另外由于客户端的简单性而节省的维护费用也不容忽视更简单的操作要广?#21644;?#24191;GIS使GIS系统为广大的普通用户所接受而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户就要降低对系统操作的要求通过的Web 浏览器无疑是降低操作?#19995;?#24230;的最好选择

    3 GIS协助海量数据管理

    GIS 技术的瓶颈之一就是如何解决海量空间数据管理问题因为对于一个城市级的GIS系?#24120;?#20854;数据?#32771;?#20854;巨大一般可达到GB的数据?#32771;?#20363;如沈阳市11500的基础地图就有2.4GB传统的基于文件的管理方式显然不能处理这些问题而利用面向对象的大型数据库技术则能够?#34892;?#22320;解决这一问题

    4 高分辨率遥感与GIS结合

    现在高分辨率的遥感影像已逐渐应用到商业领域当中其最高精度可?#28304;?#21040;1m 左右高分辨率遥感影像意味着什么它意味着人们在数据采集和数据更新上的一场革命在传统的地图数据采集过程中人们是采用手工作业方式这要耗费大量的人力和物力而且数据更新的周期很长但是利用卫星拍摄的高分辨率的遥感影像人们可以迅速得到几周前甚至几天前最新更新数据使得数据更加真实准确成本还可以降低十几倍高分辨率的遥感影像在商业领域有很多应用如国土?#35797;?#32479;计灾害评估自然环境监测以及城建规划等各个领域

    5 三维GIS与虚拟?#36136;?/span>

    三维GIS是许多应用领域对GIS的基本要求三维GIS 和二维GIS 相比可以帮助人们更加准确真实地认识我们的客观世界以前的三维显?#23616;?#33021;应用在大型的主机和图形工作站上且只在极少数的部门如地震预测石油勘探航空视景模拟器中得到应用成本动辄上百万美元随着计算机技术的发展硬件成本不断地降低一台普通的2PC机就可?#38498;?#36731;松地进行真三维显示和分析以前的GIS大多提供了一些较为单位的三维显示和操作功能但这与真三维表示和分析还有很大差距现在三维GIS 可以支持真三维的矢量和栅格数据模型及?#28304;宋?#22522;础的三维空间数据库解决了三维空间操作和分析问题

    综上所述GIS已深入到各行各业据抽样调查我国43 个省市05 个行业中不同程度地使用了GISGIS的应用日趋广泛已成为城市规划设施管理和工程建设的重要工具同?#34987;?#36827;入到军事战略分析商业策划移动通信文化教育乃至人们的日常生活当中其社会地位发生了明显的变化GIS已被公认为21世纪的支柱产业

     

     

    参考文献

    [1]李福斌等.GIS简介及前瞻[J].黑?#28044;?#25216;200302.

    [2]王远志等.组件式GIS简介[J].地理空间信息200304.

    [3]李志伟等.地理信息系统及其应用[J].计算机工程与应用199506.

    [4]符生禹等.GIS简介及在工程勘测设计中的探讨[J].山西水利科技199604.

    [5]?#33267;?#30427;等.遥?#26657;RS和地理信息系?#24120;GIS简介[J].江西地质科技199602

    [6]张铁艳.简介面向GIS数字测图的方法[J].水道港口2006S1

     

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