地理信息系统在交通运输管理中的应用
董苓
交通运输学院1204班
摘要：全社会数字化进程逐步加快，地理信息系统作为人口、资源与环境问题的公共平台，作为国家推动信息化、实现现代化的重要组成部分，在各个领域起着越来越重要的作用。本文首先系统的介绍了地理信息系统以及它与交通运输相结合的产物交通地理信息系统，主要介绍了它的分类、系统功能等。其次重点介绍了交通地理信息系统的数据采集、GIS-T分析模型。其中分析模型主要介绍了最短路分析模型、网络流与设施定位模型以及重力模型等。最后详细分析了地理信息系统在交通运输管理中的应用，并对GIS今后的发展方向进行了展望，指出今后GIS在各领域的应用将更趋智能化。
关键词：地理信息系统；交通运输；交通规划
The Application of Geographic information system in transportation management
Abstract: The process of the whole society’s digitalization gradually speed up, as the population, reso urces and environment problem’s public platform and also as a promote of national’s informationization geographic information system is an important part in the modernization, playing a more and more important role in various fields. This paper systematically introduces the geographic information system and its transportation and the outcome of the combination of geographic information system for transportation, mainly introduces its classification, system function, etc. Secondly, the geographic information system for transportation data acquisition, GIS - T analysis model has been introduced. The analysis model mainly concluded the most short circuit analysis model, the network flow and facility location model and gravity model and so on. The detailed analysis of the geographic information system in transportation management, the application and the future direction of development of GIS is prospected.
Key words:Geographic information system; Transportation; Traffic planning
1 概论
1.1 交通地理信息与交通地理信息系统
交通地理信息是指与交通运输相关的各种地理信息。它表述了各种交通网络的空间分布、运动在其上的人或物质的空间移动以及交通运输网络的管理，所以也属于人类交往的地
域组织及其发展规律的地理信息范畴。交通地理信息不但要描述交通网络及设施的地理位置和属性，还要反映与之相关的交通运输信息和状态，因此交通地理信息包括两类基本信息：一是交通基础地理信息；一是交通运输和管理信息。
交通基础地理信息是指交通网络、附属设施等的位置和空间分布以及相关的属性，如一条公路的几何位置、名称、等级、路面结构等。交通运输管理信息是指运动于交通网络上的人或者物质的空间移动、调度、运输网络管理等信息，是定位于交通网络基础信息上交通网络属性信息的扩展。
解决由人、车、路、环境等因素构成的复杂的动态交通系统问题，显然依靠常规的手段是无法改善的，需要利用各种先进的信息处理技术。为了应对日益复杂的交通规划和管理，与交通相关的各个部门都先后建立了各种信息系统，但这种信息系统是一种管理信息系统，没有与交通的地域特征联系起来，无法满足当今信息时代对各种交通信息的需求和处理。从客观上，人们希望寻求一种有效的数据采集、整合、存储和管理这些信息并作为规划、建设、决策和管理等方面的工具。
地理信息系统（geographic information system，GIS）是20世纪60年代后期发展起来的空间信息处理技术，具有强大的数据管理、地学过程模拟和空间分析能力，能对空间位置信息和非空间信息如自然、社会、人文、经济等属性信息同时进行分析、建模和处理，其应用领域由自动制图、资源管理、土地利用等发展到与地理相关的交通、邮电、军事等领域，同时GIS能对具有空间特征的信息进行可视化表达，能为信息使用者提供直观、全面、清晰、实时的信息表达方式，有利于提高决策和管理的科学性、及时性。而交通现象天然的地域特性，成为GIS应用的主要领域之一。GIS在交通规划、建设和管理中的应用正是在这种供需关系下逐步发展起来的并逐步形成其独特的技术体系和理论内涵：交通地理信息系统（geographic information system for transportation，GIS-T）。
1.2 交通地理信息系统的分类
GIS技术为处理具有地理特征的交通信息提供了新的技术和手段，具有传统方法无可比拟的优点，贯穿于交通规划、交通建设、交通设施管理、车辆运营与调度等各个环节。因此从功能上交通地理信息系统可分为，规划型、设计型、管理型和导航型。按地域尺度，GIS-T 可分为城市路网和区域交通网络两类。
1.3 交通地理信息系统功能
1.3.1 基础GIS平台功能
基础GIS功能包括数据获取方式、数据编辑处理、数据显示、格式转换、几何测量、数据检索、缓冲区分析、叠置分析、地形分析、基本网络分析等。
1.3.2 交通数据建模与分析
交通数据建模与分析是指专门用于交通网络数据的建模和基本分析工具，主要包括：
⑴线性参照与动态分段，如前所述，线性参照是根据沿着道路与某一固定点的距离来确定交通运输分析对象的位置，而动态分段功能可以将交通网络中的连线根据其属性将特征相近的连线分段。分段是动态进行的，因为它与当前连线的属性相对应，如果属性该变了，动态分段将创建一组新的分段。
⑵矩阵管理。显示与编辑，矩阵是许多交通研究中分析的基础，GIS-T应该具备对这类矩阵的增加、删除、编辑以及矩阵的复制、转置、合并等能力，同时还应提供基于矩阵的统计运算功能。
⑶交通运输网络特征数据管理，交通运输网络存储运输和附属设施的重要特征，包括转弯限制与耗时、上下跨路与单行道、多种运输方式的换乘地点和延迟函数、区域中心与交通网的连线、道路分类与性能函数等数据。
⑷路径与路径系统分析，主要解决在网络配送路线问题，并提供交通路径的属性、停站
位置、时刻表等信息。
2 GIS-T数据采集
2.1 数据构成
一般而言，GIS-T的数据类型包括基础地理信息、交通专题信息和社会经济信息三类基本信息。
基础地理信息，是指在科学的参照系下，按标准化的规则，运用测定、采集和表述等测绘方法，获取自然地理要素和地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等数据，整合成的反应地表基本形态的地理信息数据集。基础地理信息的承载形式是多样化的，可以是各种类型的数据、卫星影像、航空影像、各种比例尺地图，甚至声像资料等。
基础地理数据的特点包括，空间定位功能、专题信息负载功能、综合认识空间目标特征、可靠地数据精度和质量。
交通专题信息是附着在交通网络和设施上的各种交通属性信息，全面刻画交通线路的各种质量特征。交通专题信息数据的获取主要是通过资料的收集分析、抽样调查获得。动态交通数据的获取比较复杂，一般不同的数据有不同的数据获取方式。
2.2 GIS-T数据内容及采集方法
在GIS-T中，基础地理数据一般是用作背景地图，这类数据一般包括以下三类：基础地理数据、交通基础设施数据、道路养护专题数据。社会经济数据一般包括区域社会经济数据和交通运输能力数据两类。交通专题数据的内容非常广泛，尤其以公路交通专题数据最为丰富。公路运输在当今交通运输体系中占据着主要的地位。
从它的内容上看，GIS-T数据具有数据类型多、分布广的特点。然而尽管如此，从数据组成看，GIS-T数据还是由空间数据和属性数据组成的，前者反应公路的地理位置，后者依附于空间位置表现公路的性质。因此，数据采集一般分成空间数据采集和属性数据采集两部分进行。GIS-T空间数据采集的方法与常规的GIS空间数据采集并无二致，可通过地形图图件的手工数字化、扫描数字化、野外实测、航空航天影像解译等实现，也可通过已有的数字化数据导入。路况数据采集方法包括，全球定位系统、航空、航天遥感技术和移动式GPS、GIS和多传感器集成系统。
3 GIS-T分析模型
3.1 最短路径分析模型
随着计算机的普及以及地理信息科学的发展，GIS因其强大的功能得到日益广泛和深入的应用。网络分析作为GIS最重要的功能之一，在电子导航、交通旅游、城市规划以及电力、通信等各种管网、管线的布局设计中发挥了重要的作用，而网络分析中最基本最关键的问题是最短路径问题。
不同的具体情况下，最短路径算法表现出多样性。根据不同的分类依据会得到不同的分类结果。一般的，按照网络特性和求解技术对算法进行分类。最短路径算法的实现方法，Dijkstra算法，其基本思路是：假设每一个点都有一对标号（d j ，p j ），其中d j 是从起源点s到j的最短路径的长度「从顶点到其本身的最短路径是零路（没有弧的路），其长度等于零」；p j 则是从s到j的最短路径中j点的前一点。求解从起源点s到点j的最短路径算法的基本过程如下：
初始化，起源点设置为：①d s =0，p s 为空；②所有其他点：d i =∞，p i =？；③标记起源点s，记k=s，其他所有点设为未标记的。
检验从所标记的点k到其直接连接的未标记的点j的距离，并设置：
D j =min「d j ，d k +l kj」
式中，l kj 为从k到j的直接连接距离。
选取下一个点，从所有未标记的结点中，选取d j 中最小的一个i：
d j =min「d j ，所有未标记的点j」，点i就被选为最短路径中的一点，并设为已标记。找到点i的前一点。从已标记的点中找到直接连接到点i的点j＊，作为前一点，设置：i=j＊。如果所有点已标记，则算法完全推出，否则，记k=i，转为第二步再继续。
例如图3.1表示了一个带权的有向图以及其邻接矩阵。
采用Dijkstra算法的计算结果见表3.2
图3.1带权的有向图
表3.2 用Dijkstra算法计算得结果
3.2 网络流与设施定位模型
网络流问题关注网络中物质和信息如何能够高效的流动和转移，主要讨论在网络的承载能力下流量最大和流量消耗最小两个方面的内容，也就是最大流和最小费用问题。
设施定位和资源配置问题研究在网络中如何合理的对资源和设施进行布局，确定最佳的资源和设施的空间分布形态，其实质利用对象和约束来解决供与求的最佳匹配问题，具有明确的现实意义。例如，市区范围内，响应时间尽可能短、服务范围尽可能大的消防站、救护中心位置的分布问题，公共设施选址等等问题。解决定位和配置问题最常用的两个模型是最小距离模型和最大覆盖率模型。P-中值模型要求所需点到最近的共给点的总行程最小，如食物配给、图书馆等公共设施定位等。最大覆盖模型是在指定的时间或距离内达到需求覆盖的最大化，例如，救护、消防服务机构的位置分布。
在我们的日常生活中有大量的网络，如电网、水管网、交通运输网。通信网、生产管理网等。近年来，网络流理论及其应用起着很大的作用。在实际问题中，人们不仅考虑流量的大小，还要考虑输送这些流量所需的费用、代价等。
设一个网络G（V，E），E中每条边（i，j）对应一个容量c（i，j）（如最大输送能力），
以及一个a （i ，j ）表示输送单位流量所需的费用。如果有一个运输方案（可行流），流量为f （i ，j ），则最小费用最大流问题就是求下面的极值问题。
(,)min ()min (,)(,)f F f F i j E a f a i j f i j ∈∈∈=∑
式中，F 为G 的最大流的集合，即在最大流中寻找一个费用最小的最大流。
确定最小费用流的基本思想是从零流为初始可行流开始，在每次迭代过程中对每条边赋予与c （i ，j ）（容量）、a （i ，j ）（单位流量运输费用）、f （i ，j ）（现有流的流量）有关的权
数w （i ，j ），以形成一个有向的赋权图。再求最短路的方法确定由s 到s 、 的费用最小的非
饱和路，沿着该路增加流量，得到相应的新流。经过多次迭代，直至达到最大流为止（图
3.3）。
图1 初始网络图
Fig.1 Initial network diagram
3.3 空间重力模型
空间重力模型也称之为空间交互模型，用来表达不同地理对象之间的相互作用的程度。例如，乡镇和城市相比，城市由于能够提供更多的就业、购物和娱乐机会，因为能吸引更多的投资商和游客。空间重力模型的建立借助了天文学研究中的天体之间引力的思路，即物体越大，其对周围物体的吸引力就越大。在GIS 中，这些天体就是网络中的结点，结点与结点之间的影响程度可以用以下简单的公式表达：
2i j
ij PP SGM K d =
式中，ij SGM 为结点i 和结点j 之间的相互作用力；i P 为结点i 的大小；j P 为j 的大小，结点大小取决于研究内容，如货物需求量、景区能接纳的游客能力、购物中心的销售量等；d 为两个结点之间的距离；K 为常数，与研究对象的性质（如人口数量，地理位置等）有关。
重力模型的基本假设是：交通区i 到交通区j 的交通分布量与交通区i 的交通产生量、交通区j 的交通引力量成正比，与交通区i 和j 之间的交通阻抗系数，如两区重心间交通的距离、时间或费用等成反比。根据对约束条件的满足情况，重力模型可分为以下几类：无重力约束模型、单约束重力模型和双约束重力模型等。在GIS-T 中，空间重力模型常常用来进行交通分步预测，也就是通过所预测的各个交通区发生、吸引量及交通分担量，通过空间重力模型确定各个交通区之间的公路交通流量、流向，即出行矩阵（OD 矩阵）。当然考虑因素和数学机理的不同，可能导致不同的重力模型，例如增长系数模型、插入机会模型、熵模型等。
3.3.1 无约束重力模型
无约束重力模型，其模型形式为
i j ij T U X k t αβγ= （3-3-1）
式中，ij X 为交通区i 到交通区j 的交通分布量；i T 为交通区i 的交通产生量；j U 为交通区j 的交通吸引量；ij t 为交通区i 与交通区j 之间的交通阻抗参数（时间、距离费用或它们的组合）；其他为待定参数。
无约束重力模型预测未来OD 交通量的步骤是：首先将预测未来交通产生量i T 和交通吸引量j U 以及根据未来交通网络确定的交通阻抗参数带入模型（3-4-1）中计算ij X ，由于其不满足约束条件，还应用增长率法进行迭代计算，使ij X 满足约束条件，例如，可以用平均增长率法进行迭代计算，其公式为：
'1[]2j i ij
ij ij ij j i
U T X X X X =?+∑∑ （3-3-2） 将前一轮计算得'ij X 代替ij X 用式（3-4-2）进行反复计算，直到i ij j T X ∑和j ij
i
U X ∑接近1，此时的'
ij X 即为预测交通分布量。
3.3.2 单约束重力模型
⑴ 伍尔希斯重力模型，模型形式为： ()()j ij ij i j ij j U f t X T U
f t =∑ （3-3-3）
式中，()ij f t 为交通阻抗参数，包括ij t α-、t e β-等形式，其中ij t α
-为最常用的形式；其他为待定系数。待定系数根据现状OD 调查资料拟合确定。
⑵ 美国公路局重力模型，模型形式为：
()()j ij ij ij i j ij ij j U f t k X T U
f t k =∑ （3-3-4）
式中，ij k 为交通调整系数。
与伍尔希斯重力模型相比，此模型引入了交通调整系数ij k 。模型中待定系数及ij k 的确定方法是：先令ij k =1，此时式（3-3-4）即同式（3-3-3），用同上述伍尔希斯重力模型相同的方法试算得出待定系数α，并计算ij X 。再将计算所得ij X 的和调查所得的'
ij X 带入下式中计算ij k ： 11ij ij ij Y k r Y r -=- （3-3-5）
式中，ij r 为调查所得的'ij X 与计算所得的ij X 之比；ij Y 为交通区i 到交通区j 出行量占i 区出行产生总量的比例，''ij ij ij j X Y X
=∑。
4 GIS-T 在交通运输中的应用举例
4.1 交通规划GIS 支持系统
随着国民经济的持续高速发展及城市化进程的加快，城市交通日趋紧张，城市交通拥挤与阻塞现象日趋严重，乘车难、行车难、停车难成了大中城市普遍存在的社会问题。为了缓解城市交通问题，不少城市不惜巨资进行了大规模的交通调查研究及初步的城市交通规划工作。所谓城市交通规划，是通过对城市交通需求量发展的预测，为较长时期内城市的各项交通用地、交通设施、交通项目的建设与发展提供综合布局与统筹规划，并进行综合评价。它是解决城市交通问题的最有效措施之一。
地理信息系统（GIS ）能为规划人员提供强大的工具，对城市交通规划中具有空间特征的信息进行可视化表达，提高规划的工作效率。系统开发目的是利用GIS 将城市交通规划中具有空间特征的信息进行可视化表达，为信息利用者提供直观、清晰、全面的信息表达方式，提高决策判断的效率。开发城市交通规划信息系统为规划方案的制定、交通分析评价等提供强有力的工具，以利于提高城市交通规划决策的科学性和合理性。
4.1.1 系统设计
整个系统实现的是一个GIS 平台程序承载的由各种交通预测模型参与的交通预测模块，在交通规划决策过程中交通预测模块提取路段、交叉口、交通区的几何信息参与模型运算，并将预测结果显示与GIS 平台上，从而可以直观方便的进行交通规划工作。从功能上分为6个子模块：数据调用模块、数据处理模块、查询统计模块、分析预测模块、交通评价模块、成果输出模块。
数据调用模块根据规划工作需要调用不同的规划数据，这种规划数据既包含规划需要用到的图件，也包含相关的属性数据。如进行某一年份的规划，需要用到的数据包括现状图层、规划年份的交通区、路网、交叉口图层等，还包括原始的调查资料等。在系统中，针对某一目的而需要调用的图件已经以图集的方式集成在一起，只要通过相关接口，就能将所有需要的数据信息载入系统，以便于规划人员的操作。
数据处理模块包含对图形的处理和属性数据的编辑。图形处理可以通过对图形对象编辑、图形修饰及标注修饰为规划人员提供直观的规划界面。属性数据的编辑方便用户对规划目标的相关属性进行调整修改，最终得到满意的规划方案。
查询统计模块提供用户对需求信息的反馈，分为基于GIS 的空间分析查询和对属性数据的专题查询以及图-属的互查。空间分析查询统计包含拓扑邻接、缓冲、包含等一系列接口，用户可以充分利用GIS 的特点进行分析工作。属性数据查询提供对交通量、OD 数据、原始资料、预测结果的专题查询，查询结果也可以通过图-属互查表现在GIS 图形界面上。系统还支持自由组合的SQL 自定义查询，在约束规则许可下，返回用户想要的结果集。
分析预测模块为系统的关键部分，交通规划的主要工作由它完成，其中牵涉到众多规划方面的业务逻辑，考虑由独立的系统模块构成。数据流的传递以文本输入输出为主。
运用预测模型计算
生成文本格式预测结果
转换结果存入数据库
提取路段信息参
与计算
图2 交通量预测执行过程
Fig.2 Traffic volume forecast implementation process
交通评价模块是对规划网络方案的评价，本系统分别从结构性能和交通质量两个方面对规划道路网络进行分析评价，交通评价子系统直接从电子地图上读取数据用于交通分析评价。交通预测结果可以通过数据表、汇报文本、专题的形式输出。
4.1.2 数据库设计
GIS 条件下的城市交通规划数据库包括：空间数据库和属性数据库，分别储存与城市交通有关的空间信息和属性信息。GIS 具有规范的数据结构和变长结构数据的组织、管理能力。空间数据存储、管理和分析是GIS 与一般的商用数据库管理系统相区别的主要特征，采用RDBMS 属性表方式对大量属性数据进行管理是GIS 与一般制图系统的主要区别。
GIS 空间数据既有地理基础数据，又有描述城市交通地理要素空间分布位置的数据，并且这种数据与交通属性数据之间具有不可分割的联系；交通调查原始资料数据是用于交通规划工作的最初依据，需要在此基础上进行交通预测；OD 数据是进行交通分析预测的重要依据，主要是以O/D/L 的方式进行；公交数据用于城市的公交线网规划；预测结果数据保存预测成果，包括OD 、路网、交叉口预测结果。
⑴ GIS 空间数据，城市交通规划空间数据库记载的是与城市交通规划有关的图形信息及他们的特征码。城市交通规划数据库中的电子地图以分层形式存储、管理、分析交通规划信息。电子地图的交通信息按不同属性分为不同层，具体分布情况见表4.2 。
表1 城市交通规划空间数据表
Tab.1 Urban traffic planning space data sheet 图层名
图形数据 属性数据 交叉口
点 交叉口名称、相交道路、控制方式 主要道路
线 道路名称、道路等级、长度、红线宽度、宽度 城市用地
面 用地性质、面积 交通区
面 交通区编码、人口、面积、中心区单位、用地性质 主要单位 点 单位名称、单位性质
⑵交通调查原始数据，原始数据是进行交通分析的基础，是交通规划的基本依据之一，因此交通规划数据库的重要数据组成部分，本系统中选择了与交通规划密切相关的机动车、
非机动车调查数据、居民以及流动人口的出现情况等存入数据库，此处仅以非机动车调查表和非城市机动车调查表为例展示（表4.3至表4.4）。
表2 非机动车调查表
Tab.2 The motor vehicle questionnaire
字段名类型（长度）来源取值范围备注
编号数值型（6,0）NOT NULL 当日是否进出数值型（6,0）NULL 车型数值型（8,0）NULL
车辆性质数值型 (6,0) NULL
客车座位数值型 (6,0) NULL
实际载客数值型（8,0）NULL
表3 非城市机动车调查表
Tab.3 The city motor vehicle questionnaire
字段名类型（长度）来源取值范围备注
编号数值型（6,0）NOT NULL
车型数值型（6,0）NULL 车辆所有者数值型（6,0）NULL 起点数值型 (6,0) NULL
终点数值型 (6,0) NULL 客车额定课数值型（6,0）NULL
客车实载人数值型（6,0）NULL
货车额定吨数值型（6,0）NULL
货车实载吨数值型（6,0）NULL
货物价值数值型 (6,0) NULL 其他调查数据还包括：OD资料数据、公交资料数据、预测结果数据等。
4.1.3 系统功能实现
城市交通规划GIS支测。持系统要求针对城市交通规划工作，以地理信息系统技术为辅助，将城市交通规划中具有空间特征的信息进行可视化表达，为信息利用者提供直观、清晰、全面的信息表达方式。为道路网交通分析预测、规划方案的制定、交通评价等提供强有力的工具。
4.2 GIS在交通运输中的其他应用简介及应用展望
GIS在交通运输系统中的其他应用还包括，例如：公路工程建设项目管理信息系统、公路养护信息系统、公路路政GIS、公路图文档案资料管理系统、道路交通指挥与调度管理系统等。大量研究表明，在交通运输部门日常处理的事物中，大部分信息与空间位置有关。交通建设、规划和管理中需要的信息具有面广、量大、复杂等特点，且绝大多数信息具有空间特征。GIS在交通规划、建设和管理中的应用正是在这种供需关系下发展起来，并将在以后的发展过程中继续渗透到交通运输系统的各个领域，未来GIS的发展方向应与科技的进步相统一，更具智能化，更加方便各个领域的研究和应用。
致谢
首先要感谢我的指导老师王福田教授在论文选题和审稿方面的独具匠心。导师敏锐的洞察力、开阔的思路使我受益匪浅，尤其是导师严谨求实、勤于思考的治学态度和工作作风，是我终生难忘。其次要感谢我的同学，在学习和生活中给予我的热心帮助。
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地理信息系统的应用与发展前景 从20世纪60年代以来，随着网络信息技术等先进技术的不断发展，地理信息系统有了很广泛的应用，并逐渐趋于社会化应用，已成为人们各种活动中不可缺少的系统。本文简要阐述了地理信息系统的相关概念，简单介绍其几项基本的功能，从地理信息系统的发展出发，对地理信息系统的应用以及发展前景进行分析。 所谓地理信息系统主要通过地理空间数据，建立地理模型并进行分析，实现对地理的研究的一种计算机技术系统。其包含的学科比较广泛，涉及了计算机科学、信息科学、地理学等为一体的新兴学科。其功能的全面与系统性，从多维度的地理信息为人们研究与解决地理、环境、灾害、规划等重大问题提供所需的信息资源。地理信息系统作为计算机程序与地理数据组成的地理空间模型，它将客观世界模型化的空间数据，用户可在模型中对空间数据进行分析与预测，方便管理与决策。另外，地理信息系统通过硬软件的结合，使得该系统功能比较多，并有了很广泛的应用。 地理信息系统的相关概念 地理信息系统又被称为GIS，该系统主要通过地理空间数据对地理信息进行收集、储存并分析处理。地理信息系统
经空间的逻辑可扩展至形象思维，而随着人们对地理信息系统的理解逐渐加深，其内涵在不断的丰富，从不同的角度来看其内涵所包含的内容也是各不相同的。第一，从技术上来说，地理信息系统是通过计算机软件与硬件的支持，并进行管理、分析与显示空间数据的信息技术系统。第二，从学科上说，地理信息系统作为一门新兴的交叉学科，主要以测绘学、地理学以及统计学为基础，又通过计算机硬件与软件技术、遥感技术等先进技术支持。第三，从用途上来说，地理信息系统作为一个工具箱，主要包括了采集、存储、管理、处理分析以及现实空间数据等。 我国地理信息系统的发展概况 我国的地理信息系统起步比较晚，但发展速度却非常快，在经过40多年的研究开发与使用，我国的地理信息系统逐渐趋于成熟。在我国对其发展的概况来看，可将其分为三个阶段：一是起步阶段，20世纪70年代初，我国开始将电子计算机应用到测量、绘图等领域中。而在这阶段，国家测绘机研究出了地形测量与航空摄影城图等，为地理信息系系统的发展奠定了基础。且在这一阶段，确立了地理信息系统概念，并逐渐开展了对地理系信息系统的研究与人才培养。二是科研试验阶段。从20世纪80年代开始，我国重视对遥感技术的发展与应用，地理信息系统进入科研?验的阶段。此阶段遥感应用研究所成立，成为专门研究地理信息系
三、名词解释： 1.空间叠合分析:在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进 行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系? 2.最佳路径： 3.空间索引：按空间位置（坐标）在空间数据库中存储和存取空间对象的技术方法，空 间位置通常是二维的平面位置。 4.仿射变换：可以对坐标数据在x和y方向进行不同比例的缩放，同时进行扭曲、旋转 和平移。 5.泰森多边形：将所有相邻气象站连成三角形，作这些三角形各边的垂直平分线于是 每个气象站周围的若干垂直平分线便围直平分线，于是每个气象站周围的若干垂直平分线便围成一个多边形。用这个多边形内所包含的一个唯一气象站的降度来表这个多边域内的降度并站的降雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度 6.游程编码结构：是逐行将相邻同值的栅格合并，并记录合并后栅格的值及合并栅格的 长度的一种压缩编码 7.拓扑关系：满足拓扑几何学原理的各空间数据间的互相关系。 8.空间分析:对分析空间数据有关技术的统称 9.空间数据库：指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与空间应用相联系 的地理空间数据的总和。一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质（硬盘、磁带、光盘等）之上。
10.数据压缩：是数据精炼的过程，其目的是删除冗余数据，节省存储空间，以利于后续 处理 11.S DE：一种能将空间图形数据也存放到大型关系数据库中管理的产品 12.地表粗糙度：反映某面积单元内地势起伏变化的复杂程度是地表面积反映某一面积单 元内地势起伏变化的复杂程度，是地表面积与投影面积之比 13.概括：交通地理数据的概括性一般是交通路线的化简综合和必要的取舍，是在抽样基 础上的进一步的数据综合。概括性并不是因为比例尺的限制使然，而是取决于研究对象的范围、环境和任务要求 14.圆锥投影：投影面为圆锥面 15.地图投影：将地球表面的地理坐标转换为平面坐标的过程 16.拓扑邻接：同类元素之间的拓扑关系 17.函数依赖：设R(U)是属性集合U上的关系模式,X与Y是U的子集，若对于R（U）的 任意一个当前值r,如果对r中的任意两个元组t和s，总有t[X] ≡s[X],就必有t[Y]≡s[Y],则称X函数决定Y,或Y函数依赖于X。记作X→Y。 18.概念模型：对现实世界的第一层简化和抽象 19.主成分分析：将多个变量通过线性变换以选出较少个数重要变量的一种多元统计分析 方法。 四、简答题 1.地理信息的主要特征：
地理信息系统及其应用 节 教学目的： 了解GIS的基本构成。 了解GIS的基本功能，理解GIS在城市管理中的作用。 会使用常见的GIS产品，能使用电子地图查询所需信息。 重点与难点： GIS基本原理；了解GIS在城市管理中的应用。 教学过程： 导入：探索活动：问题：GIS是如何做到预防犯罪的？其操作过程是什么？ 数据采集——数据处理、分析——分析犯罪频率与犯罪模式——据分析信息，分配警力 问题：GIS具有哪些功能？空间分析，模式分析，趋势分析，决策应用 一、GIS 概念：依靠计算机实现地理信息的收集、处理、存储、分析和应用的系统。 功能： 制作电子地图数据采集 空间查询数据分析
空间分析决策应用 模拟空间规律和发展趋势 工作流程：如P96图 构成：硬件软件数据人员 GIS与其它系统的区别 GIS有别于DBS。GIS具有以某种方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这GIS是能对空间数据进行分析的DBS,GIS必须包含DBS。 GIS有别于IS。GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用。IS则只有属性数据库的管理。 GIS有别于地图数据库。地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析和提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。 GIS有别于cAD系统。二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但cAD系统只处理规则的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。 GIS：突出空间数据，反映的信息为地理信息。 二、GIS应用： 与分布、位置有关的基本问题 显示了GIS对信息空间表达的功能，它实际是回答了以下两个问题：
交通地理信息系统 1广西基础地理信息系统的构成 一个省级的基础地理信息系统不是简单的计算机软硬件系统，而是基础测绘管理工作的重要内容，必须有相应的行政管理体系与技术标准体系与之配套。因此，广西基础地理信息系统主要由计算机硬件及网络环境、软件环境、技术标准体系、管理体系、数据库等构成。 1.1计算机硬件及网络环境 广西基础地理信息系统将以广西基础地理信息中心作为网络中心，其它各测绘院、机关、测绘管理处、质量检查站等为网络节点，构成一个C/S网络结构。硬件以微机为主，网络中心使用部分服务器及工作站，外围设备包括绘图仪、扫描仪、打印机、光盘机、磁带机、数字化仪等。 1.2软件环境 系统软件采用技术成熟、应用广泛的软件，如UNIX、WINDOS95、WINDOWSNT及数据库管理软件。基础软件平台应选择国产软件，这对于将来的应用开发、数据安全及促进我国地理信息产业的发展均具有重要意义;在目前国产软件暂时不能满足要求的情况下，可先使用成熟的商业软件(如ARC/INFO,GENAMAP等)，但需要保证数据将来能移植到国产软件平台。应用软件(数据采集、数据处理软件、图形图像处理等)宜采用成熟的国产化软件，如武汉测绘科技大学的
数字摄影测量系统Virtuozo及测量平差软件包、中国测绘科学研究院的微机数字摄影测量系统、国产矢量化软件GEOSCAN、MAPVECTOR等;部分应用软件自己开发，但要避免低水平的重复开发现象。 1.3技术标准体系 系统应具有统一完整的技术体系，如数据采集标准、数据交换标准、数据建库标准、数据质量检查与控制标准、数据更新标准、数据使用标准等。技术标准应采用相应的国家标准和行业标准，当没有国标和行标时，可按国标和行标的建标指导原则建立自己的标准。此外，还应有一批训练有素的技术干部作为系统的支撑。 1.4管理体系 严格地说，广西基础地理信息系统是为满足现代基础测绘管理需要而建立的一套现代化的测绘管理系统，因此必须根据现代计算机网络及办公自动化的特点，建立一套新的管理体系，包括测绘行业管理、生产管理、质量管理、技术管理、成果管理、数据安全管理、数据版权管理等。 1.5数据库 数据库是系统的核心。广西基础地理信息系统的数据库部分包括： 管理数据库：行政办公、人事档案管理、财务管理、测绘行业管理、质量监督管理、测绘生产管理、技术管理等数据。
资源环境学院毕业实习论文(小组) 论文题目：地理信息系统在人文地理学中的应用 专业班级：资源环境与城乡规划管理11级 小组成员：秦晓龙刘娇娇周俊希王飞牛桂东王培鑫指导老师：汪潇老师 2014年 12 月
地理信息系统在人文地理学中的应用 秦晓龙刘娇娇周俊希王飞牛桂东王培鑫 摘要：随着人文地理学研究的不断深入，旧式的研究技术与方法逐渐不能满足研究的需要，而地理信息系统技术的不断完善与发展为人文地理学的研究提供了一条崭新的渠道。本文简要的描述了地理信息系统技术与人文地理学的概况，以及地理信息系统在人文地理学中的几大应用，并较为详细的进行了美国密尔沃基（Milwaukee）市城市建设日常管理以及中国河南省主体功能区规划研究的案例分析。 关键词：地理信息系统；人文地理学；规划与研究；应用与发展 Application of geographic information system and in human geography Abstract：With the deepening of human geography research, technology and method of the old style gradually can not meet the research needs, and geographic information systems technology provides a new channel for thestudy of human geography. This paper briefly describes the general situation ofthe geographic information system technology and humanistic geography, and describes several applications of geographic information system in human geography.A detailed analysis of city construction and daily management of Milwaukee and main functiongs regionalization of henan province, china. Key words：Geographic information system ;human geography ;p rogramming and research ; a pplication and development 人文地理学的研究急需走定量与定性、静态与动态、微观与宏观相结合的发展道路。强调其研究方法的动态性、社会性和反馈性。地理信息系统技术为人文地理的研究开辟了崭新的信息渠道，而且利用地理信息系统的空间分析功能，结合人文地理的专家知识，还可建立各种类型的辅助决策模型，帮助决策者作出最佳的决策，大大提高决策的效率和科学性，增强了人文地理学解决实际问题的能力。此外，人文地理的研究也为地理信息系统的发展提供了理论依据。 1 绪论 1.1 地理信息系统的概述及发展状况 地理信息系统(Geographic Information System)是近十年来发展起来的一门综合应用系统，它能把各种信息向地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学计算机科学及各种应用对象、CAD技术、遥感、GPS技术、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、编辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据。这样，便可根据用户需要将这些信息图文并茂地输送给用户，便于分析及决策使用。
第一章：绪论 1，阐述GIS定义： 地理信息系统（GIS）是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。 2、GIS在信息系统中的地位与分类。 由于地球是人类赖以生存的基础，所以GIS是与人类的生存、发展和进步密切关联的一门信息学科与技术，受到人们越来越广泛的重视。 GIS按其范围大小可以分为全球的、区域的和局部的三种。 3、简述GIS与相关学科的关系。 1）GIS与CAD,CAM之间的关系： ◆坐标参考系统； ◆处理图形、非图形数据； ◆空间对象空间相关关系的建立和处理； ◆CAD不能建立地理坐标统和完成地理坐标 ◆变换； ◆CAD处理多为规则图形，而GIS为非几何图形； ◆CAD图形功能强而属性处理能力若，而GIS图形与属性的操作比较频繁，且 专业化特征比较强； ◆GIS的数据量比CAD大得多，数据结构、数据类型复杂，数据之间联系紧密； ◆CAD不具备地理意义上的查询和分析能力。 2）GIS与管理信息系统的关系：υ对属性数据进行管理和处理； ?对图形数据进行存储； ?GIS对图形和属性数据共同管理、分析和应用； ?MIS一般只处理属性数据，对图形数据以文件形式进行管理，图形要素不能分解、查询，图形与数据之间没有联系； ?管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。3）GIS与遥感信息处理系统的关系： ●遥感强调信息提取，是GIS的重要信息源，； ●反之，GIS可以为遥感数据的分类等处理提供参考依据； ●遥感图象信息处理系统是专门用于对遥感数据进行处理的软件，主要强调 对遥感数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取，具有较强的制图功能，可设计丰富的符号和注记，虽有空间叠置分析空能，但由于缺少实体空间关系的描述，难以进行空间实体的空间关系查询、属性查询及网络分析等；?面向位置的特征?遥感图象处理系统不能看作是GIS。 4） GIS与机助制图，地图数据库的关系： ?CAC是GIS的主要技术基础；λ强调空间数据的处理、显示与表达；
交通指挥中心大数据信息化GIS地理信息系统及信息化服务系统 设 计 方 案 北京XX科技有限公司 2019年X月
目录 第1章前言 (5) 第2章可行性分析 (7) 2.1 目的及意义 (7) 2.2 指导思想 (7) 2.3 社会经济效益 (8) 第3章XX市道路交通管理的现状、分析及对策 (10) 3.1 XX市道路交通基本状况及存在的问题 (10) 3.2 基本对策 (11) 第4章交通交警指挥中心的构成 (13) 第5章设计依据 (15) 第6章设计方案 (17) 6.1 交通地理信息系统 (17) 6.1.1 系统概述 (17) 6.1.2 系统特点 (17) 6.1.3 框架结构 (18) 6.1.4 地图基础服务 (21) 6.1.5 GIS应用分析 (23) 6.1.6 数据采集要求 (25) 6.1.7 基础地图地理信息 (26) 6.1.8 地图图层数据采集 (26) 6.1.9 数据录入建库 (35) 6.1.10 电子地图开发内容 (38) 6.1.11 平台接口 (40) 6.1.12 性能设计 (41) 6.2 110/122/119接处警系统 (42) 6.2.1 概述 (42) 6.2.2 系统总体介绍 (45) 6.2.3 系统开通前期准备及环境要求 (53) 6.2.4 售后服务及承诺 (56) 6.3 交通信号控制系统 (58) 6.3.1 前言 (58) 6.3.2 系统原理简述 (59) 6.3.3 系统基本构成 (60) 6.3.4 控制系统软件主要特点 (66) 6.3.5 交通信号控制的方式 (69) 6.4 网络监控系统 (79) 6.4.1 系统构成 (80) 6.4.2 系统原理简述 (80) 6.4.3 设备选型说明 (81) 第1章打印 (199)
第一节地理信息系统及其应用 [学习目标定位] 1.了解地理信息系统的概念及其发展。2.掌握地理信息系统的基本组成，理解地理信息系统在城市管理中的作用。 一、地理信息系统 自主预习 1．地理信息系统 77 合作探究 读“某地理信息系统分析流程图”，回答下列问题。
(1)此图为________信息系统分析流程图。与一般的信息系统相比，该信息系统具有哪些优点？ (2)图中①②③④分别代表该地理信息系统的哪些工作环节？ (3)GIS的数据源是多种多样的，图形数据输入的常用方法和数据存储采用的技术分别是什么？ 答案(1)地貌GIS除了一般的信息系统的功能外，还具有显示数据的空间分布，强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能优势。 (2)①信息获取、②地理数据的存储、③地理数据的操作与分析、④地理信息输出。 (3)扫描纸质地图后进行数字化处理；“分层”技术，即将地图中的不同地理要素，存储在不同的“图层”中。 反思归纳地理信息系统的工作过程 练习巩固阅读材料，完成下列各题。 健康地图，由谷歌创建，在加拿大健康研究所等的支持下，向全球跟踪地图上添加实时的消 息警告、医疗信息和其他的数据。
(1)“健康地图”中的交通数据属于________数据；图中的数据采取________技术存储。 (2)在“健康地图”的制作过程中，需要用________法将纸质地图转化为数字地图。 (3)某人利用健康地图查询甲型H1N1病例的分布状况，属于GIS系统工作过程中的 __________________环节。 (4)与纸质地图相比，“健康地图”具有哪些不同？ 答案(1)专题分层(2)扫描(3)操作与分析(4)①储存信息的形式不同；②查询的方式不同；③地理信息系统将不同来源、不同比例尺、不同投影的地图进行数据综合，并进行空间分析，而纸质地图没有这些功能。 解析根据材料可知“健康地图”是GIS的一种应用，GIS数据可分为基础数据和专题数据两种，确定GIS工作环节时需要关注应用的“过程”。第(1)题，基础数据指地质、地貌、地形数据等；规划、交通等属于专题数据；“健康地图”包含多个图层，这些数据采取“分层”技术存储。第(2)题，将纸质地图转化为数字地图的过程需要利用扫描法。第(3)题，“查询”属于操作与分析过程。第(4)题，纸质地图与GIS系统的不同，可根据教材的相关内容归纳。二、地理信息系统与城市管理 自主预习 24城市规划、邮电通信、1．应用领域：○21资源调查、○22环境评估、○23灾害预测、国土管理、○ 25交通运输、公安、○26水利、公共设施、商业金融等。 ○ 2．在城市建设和管理中的典型应用：城市规划和管理、○27基础设施管理、○28土地利用与管理、生态环境管理。 3．思考教材P85活动提出的问题。 合作探究 读“某城区公共卫生地理信息系统部分显示”，思考并回答下列问题。 (1)在图中所示的地理信息系统中，可能用到哪些方面的数据？ (2)地理信息系统在城市管理中具有哪些优势？ (3)GIS和地图、电子地图有何区别？ 答案(1)在该系统中用到了卫生资源点和传染病分布等信息。 (2)在城市管理中，可以对相关信息进行综合分析。发生应急事件时，输入应急路线的起点和终点，系统会分析出两点间的最优路径，并计算出路径的长度以及经过的路线名称，从而为
2012年4月内蒙古科技与经济A pril2012 第8期总第258期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.8T o tal N o.258浅谈地理信息系统及应用 张桂英,张桂利,张 鹏 (内蒙古自治区测绘院,内蒙古呼和浩特 010050) 摘 要:通过对地理信息系统的解释与分析,总结出地理信息系统与其他系统的区别,并指出其在人们生活与工作中的重要作用。 关键词:地理信息系统;空间数据;数据管理 中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)08—0086—02 地理信息系统是计算机科学、空间科学、信息科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘科学,是对整个或部分地球表层空间中有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算分析、现实和描述的技术系统,它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理,包括对数据的管理,研究空间实体及相互关系;通过对多因素的综合分析,它可以迅速地获取满足应用需要的信息,并能以地理图形和数据形式表示处理结果,目前成为多学科集成并应用于各领域的基础平台,成为地理空间信息的基本手段与工具,并且成为一个新兴的产业,在测绘、地质、矿产、农林、水利、气象、海洋、环境、城市规划、土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。 1 地理信息系统与其他系统的区别与联系 从地理信息系统的发展过程可以看出,地理信息系统的产生、发展与制图系统存在着密切的联系,两者相同之处是基于空间数据的表达、显示和处理,从系统构成和功能上看,一个地理信息系统具有机制制图系统所有组成和功能,并且地理信息系统还具有数据处理功能。 地理信息系统和数据库管理系统的区别就在于地理信息系统具有对空间数据进行解释、判断和分析的能力,而不是简单的数据管理,数据中的信息也能被广泛地利用,它的核心就是具有独特的数据管理,因此,地理信息系统是能对空间数据进行分析的数据库管理系统,地理信息系统必须包含数据库管理系统。 地理信息系统对图形数据和属性数据库进行分析和应用,是以文件管理的形式储存图形,并且图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系等。它与地图数据库以及地理数据库的区别是地理信息系统仅仅是将数字地图有组织地存放起来、不注重分析和查询,不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析,提供辅助决策的分析,它是地理信息系统的数据源。 地理信息系统和CAD系统的区别是,二者虽然都有参考系统,都能描述图形,但CAD系统只处理规则的几何图形,它在属性方面弱,更缺乏分析和判断能力。 计算机制图是地理信息系统采集、储存、处理空间数据的有力工具和手段。严格地讲,计算机地图制图是以传统的地图制图原理为基础,并且利用电子计算机及其连接的输入、输出装置作为主要工具,采用数据库技术和图形数字处理的方法来实现地图信息的获取、变换、传输、识别、储存、处理、显示和绘图输出等。计算机地图制图又称机助制图。地理信息系统的数据源通过不同的地图制图表现出来。例如:在测绘制图中,点的坐标,水系,道路,房屋以及植被面的属性等,利用不同的软件绘制和表现出来等等。2 地理信息系统具有的特征 地理信息系统是传统科学与现代技术相结合而产生的边缘科学,它具有多学科交叉的特征,地理信息系统又是计算机化的信息系统,需要得到计算机硬件和软件系统的支持。 地理信息系统处理的对象为地理空间信息,地理信息系统用于处理自然界特定空间内各种地理现象的信息,地理信息系统的核心组成是地理数据库和空间数据库,包括属性数据库、图形数据库和遥感影像数据库等,地理信息系统能够在同一的平台内综合处理这些信息,这是地理信息系统不同于其他信息系统的重要一点,并且包含的内容是丰富的和广泛的。 地理信息系统可以根据实际需要设计生产各种地图,它通过图表、文字、色彩等信息形象的表现出来,地理信息系统具有强大的制图功能,完全可以代替传统制图和一般意义上的机助制图技术。 地理信息系统具有空间分析功能,从而使地理信息系统区别于机助制图系统,也正是空间分析功能赋予地理信息系统以强大的生命力。空间模拟地 ? 86 ? 收稿日期:2012-02-21
地理信息系统名词解释 1地理信息系统: 地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划管和管理问题。 2地理信息地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。地理数据是与地理要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称；它属于空间信息，具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。 3.地理信息科学（南大98、南师99）与地理信息系统相比，它更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时，还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。（邬伦，《地理信息系统原理、方法和应用》） 4地理数据地理数据是与地理要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称；它属于空间信息，具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。 5数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。 6网络（中科院04）是一个由点、线的二元关系构成的系统，通常用来描述某种资源或物质在空间上的运动。 7四叉树数据结构是将空间区域按照四个象限进行递归分割n次，每次分割形成2n*2n个象限，直到子象限的属性值相同为止，该子象限就不再分割。凡数值都相同的子象限，不论大小，均作为最后的存储单元。 8拓扑关系凡具有网状结构特征的地理要素都存在节点、弧段和多边形之间的拓扑关系，拓扑关系就是明确定义这种空间关系的数学方法。类型：拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。 9 栅格数据结构（基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构，是指将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。 10矢量数据结构矢量数据是用欧式空间的点、线、面等几何元素来来表达地理实体几何特征的数据。 11非空间属性数据：非空间属性数据是关于空间实体自身的名称、种类、数量等特征的数据。
地理信息系统在交通运输中的应用 地理信息系统结课论文 姓名：张泽英 13281150 班级：运输1305班 指导老师：王福田 目录 摘要 (1) 关键词 (1) 1地理信息系统（GIS）概述 (3) 1.1 GIS简介 (3) 1.2 GIS发展现状 (3) 2交通运输概述 (3) 2.1交通运输发展趋势 (3) 2.2将GIS运用到交通运输已势在必行 (4) 2.2.1必要性 (4) 2.2.2可行性 (4) 3 GIS在交通运输中的应用 (4) 3.1 GIS在道路运输中的应用 (4) 3.1 GIS在轨道交通中的应用 (5) 3.3 GIS在交通港站方面的应用 (6) 3.4 GIS在运输管理领域的应用 (6) 4未来发展趋势 (7) 5结语 (7) 参考文献 (7) 地理信息系统在交通运输中的应用 张泽英13281150 北京交通大学运输1305班 摘要：本文简述了地理信息系统与交通运输的发展概况，并阐述了将GIS技术运用于交通运输中的必要性与可能性。接着，文章多方位的展示了地理信息系统在道路运输、轨道交通、港站选址设计以及运输管理方面的应用。最后对未来交通运输的发展做出了预测与展望。 关键词：地理信息系统（GIS）；交通运输；应用；前景 The Application of Geographic Information System in Traffic and Transportation System Zeying Zhang 13281150 Beijing Jiaotong University Abstract: This article describes the development of GIS as well as traffic and transportation system. It proves the necessity and possibility about the application of geographic information system in traffic and transportation system. What’s more, it shows us the application of GIS in road traffic, rail transportation, and station
地理信息系统及其应用论文|《地理信息系统及其应用》教案 教学目的： 1、了解gis的基本构成。 2、了解gis的基本功能，理解gis在城市管理中的作用。 3、会使用常见的gis产品，能使用电子地图查询所需信息。 重点与难点： gis基本原理；了解gis在城市管理中的应用 教学过程： 导入：探索活动：问题：gis是如何做到预防犯罪的？（学生答）其操作过程是什么？（犯罪地点）数据采集——数据处理、分析（空间分析）——分析犯罪频率与犯罪模式 （哪些地方易发生哪些案件）——据分析信息，分配警力 问题：gis具有哪些功能？空间分析（犯罪的空间分布），模式分析（犯罪案件与其 它因素的相关性），趋势分析（分析哪些地方可能发生案件），决策应用（分配警力） 一、gis 1、概念：依靠计算机实现地理信息的收集、处理、存储、分析和应用的系统。 2、功能： 制作电子地图数据采集 空间查询数据分析 空间分析决策应用 模拟空间规律和发展趋势 3、工作流程：如p96图 4、构成：硬件软件数据人员（其中软件是核心） gis与其它系统的区别 gis有别于dbms数据库管理系统。gis具有以某种方式对空间数据进行解释和判断的 能力，而不是简单的数据管理，这gis是能对空间数据进行分析的dbms,gis必须包含dbms。gis有别于mis管理信息系统。gis要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和 应用。mis则只有属性数据库的管理。
gis：突出空间数据，反映的信息为地理信息。 二、gis应用：（可以解决的四类基本问题） 1、与分布、位置有关的基本问题 显示了gis对信息空间表达的功能，它实际是回答了以下两个问题： （1）对象（地物）在哪里？ （2）哪些地方符合特定的条件？ 2、趋势分析： 传统地图：某个时间的空间特征与属性特征。 gis：可以表示空间特征与属性特征随时间变化的过程 因此：可以分析该地物的发展趋势，即回答：从何时起发生了哪些变化？ 3、模式问题： 对象的分布存在何种空间模式？即揭示各种地物之间的空间关系。 gis由许多图层组成，每图层都表示不同的地理因素，它们之间的空间关系的融合表示了各因素之间的相互关系。 例：三层数据：交通、人口密度、商业网点分布。 通过图层的融合可以看出三者之间的关系，其用途：决策商业网点的布局。 4、模拟问题：利用数据及已掌握的规律建立模型，就可以模拟某个地方如具备某种条件时将出现的结果。 即回答：如果……将如何？ 高程与被淹没地区的关系温室效应与海平面上涨的关系。 感谢您的阅读，祝您生活愉快。
地理信息系统应用实例 第十四章地理信息系统应用实例 导读：本章介绍了地理信息系统在一些具体领域的应用。 由于GIS是用来管理、分析空间数据的信息系统，所以几乎所有的使用空间数据和空间信息的部门都可以应用GIS。由于各个部门的不同，GIS在具体业务系统中所占的比重、应用方式也各异，结合比较紧密的如城市规划、环境领域等，相对松散的有商业、医疗卫生领域。 本章简单介绍了一些GIS应用实例，针对不同实例，介绍方法也不同，有的概述一个具体区域的应用，有的叙述工作流程，有的介绍了工作原理和分析方法，可以对相关领域的GIS建设提供借鉴，也可以作为其它领域建设GIS的参考。 本章也引入了一些新的概念，如AM/FM、GIS/T以及一些具体的分析方法，如动态分段模型，它们处于GIS与具体领域的交叉部分，同时也是GIS理论和技术的有益补充。
1．城市规划、建设管理 城市是人类活动高度集中的区域，同时也是信息、物质高度集中的区域。随着科技的进步和经济的发展，城市系统越来越复杂，数据和信息越来越多，服务要求越来越高。城市管理面临着新的挑战，为了城市的现代化、生态平衡和持续发展，城市需要全面的规划，而地理信息系统给城市的规划和管理带来了新的工具。在城市管理中，可以应用GIS的方面非常多，如土地、道路、管网、环境、人口等等诸多要素都可以通过地理信息系统进行管理*，并且形成了应用于专门领域的GIS工具，如土地信息系统（LIS-Land Information System）和AM/FM（自动制图/设施管理，Automatic Mapping/Facility Management），前者侧重于管理地块的位置、面积、权属以及地籍的动态变化；后者则主要对电力、通讯等设施的管理和分析、制图。 城市建设规划涉及的因素非常多，开发新城要征用土地，改建旧城要拆迁安置，同时需要基础设施、公共服务设施的配套。在开发建设活动中，如果不注意各工程项目之间的协调，就可能造成混乱，而采用GIS对各种信息进行管理，并基于此进行分析和辅助决策，可以有效地防止这种混乱局面的出现。由于城市在不断地建设发展，所以需要随时更新城市基础数据库，这就要求应用GIS管理日常城市建设活动，以保证信息的时效性。下面介绍GIS在密尔沃基（Milwaukee）市城市建设日常管理方面的应用。
前言
前
言
作为城市功能中最活跃的因素，交通已成为城市可持续发展的关键性问题。从全国 大城市来看，交通阻塞、行车速度缓慢已成为城市的顽疾。大力发展轨道交通已然成为 城市交通和经济可持续发展的方向和必然要求，这已经在国外大城市交通设施发展实践 中得到证实。中国作为世界第一人口大国，轨道交通设施的数量和信息化管理技术，已 经严重滞后于经济和社会飞速发展的需求。 近年来，中国的城市轨道交通和铁路系统进入了高速发展阶段，截至2010年底，中 国己有北京、上海、广州等12座城市，先后建成并开通运营了48条城市轨道交通线，共 计1395公里，此外全国铁路营业里程也达到了9万公里以上。根据国家的发展计划，到 2020年，中国城市轨道交通总里程预计将达到6100公里，全国铁路营业里程也将达到12 万公里以上。 轨道交通建设是一项投资巨大，工程极其复杂的项目，轨道交通线路网络的运营、 服务和管理更是一个纷繁浩大的系统工程。面对如此庞大的建设规模和运营线路，如何 保障轨道交通建设、管理、运营能够高效、有序的运转，如何满足乘客对轨道交通高 速、安全、舒适、便捷、经济等特性不断提高的服务需求，已经成为轨道交通发展中面 临的主要课题。 轨道交通信息化发展已经成为国家相关政府部门、企业、科研教学机构及社会公众 现实的迫切需求。 地理信息系统(GeographicInformationSystem，简为GIS)是20世纪60年代开始迅速发 展起来的地理学研究技术，是多种学科交叉的产物。近年来，地理信息系统在全球得到 空前迅速的发展，成为实现现代化科学管理的高新技术。它被广泛地应用到城市规划、 城市地下管网管理、城市交通、社会服务等方面。 GIS具有处理海量数据的存储、进行复杂的逻辑运算和数据挖掘的功能，同时也是 实现空间图形显示与空间信息查询、分析的有效工具。利用GIS的数据输入、存贮、检 索、显示和综合分析应用等功能，将轨道交通基础数据的空间信息与其相关的属性信息 结合，能够通过直观的表达方式进行线路规划、工程设计、指挥调度、安全保障、设备 管理和故障跟踪等。 ArcGIS作为全球领先的GIS平台软件，是美国Esri公司集近40年GIS研发经验，奉献给 用户的一套全面的、完善的、可伸缩的GIS软件平台，以具有强大的空间分析功能和海 量空间数据处理能力著称，使得基于ArcGIS构建的应用系统为相关部门和领导提供了科 学的计算结果和有力的决策依据。ArcGIS产品是目前世界上最为领先的GIS产品，全球有 100多个国家在使用各个级别的ArcGIS产品，全球用户已经超过百万，为各行各业的用 户提供了全面的解决方案。
轨道交通地理信息系统解决方案
地理信息系统应用领域 地理信息系统作为一门交叉性极强、运用及其灵活的学科，其在功能上十分强大，其应用领域更是覆盖面及其广泛。由于地理信息系统的综合性以及运筹帷幄优势，其也已经成为国家宏观决策和区域目标开发的重要工具，也成为与空间信息相关各行各业的基本工具。以下，简要介绍下地理信息系统的一些主要应用。 一、测绘与地图制图。地理信息系统技术源于机助地图制图。而地理信息系统（GIS） 技术和遥感技术（RS）、全球定位系统（GPS）在测绘领域的广泛应用，为测绘和地图制图领域带来了一场革命性的变革。地图数据获取和成图的技术流程、地图成图周期、地图图幅精度以及地图的种类都发生了巨大的变化，不仅为广大用户带来便利，也促使测绘和地图制图进入一个崭新的时代。 二、资源管理。资源清查本就是地理信息系统最基本职能，GIS会将各类数据已经资源 集合在一起，通过系统分析和处理，按照不同属性和条件进行再划分，实现资源和数据快速再现。例如在土地利用领域，可以输出不同类型的分布和变化，根据不同的搞成划分土地利用类型，不同坡度利用状况以及不同时期土地利用变化等。 三、规划设计。地理信息系统可以有效将城市与区域规划中所涉及的资源、环境、人口、 交通、教育、经济、教育、文化以及金融等多个地理变量和大量数据进行管理并统一规划，并对城市建设交通规划、环境质量、以及公共设施配置等进行良好评测。这些功能的实现，主要以地理信息系统的空间搜索方法、多种信息的叠加处理和一系列分析软件作为支撑的。 四、灾害监测。利用地理信息系统和遥感数据的结合，可以有效的对森林火灾、洪水灾 情等进行监测、预防以及损失估算，为灾害抢救和防洪决策机试提供准确信息。我国08年汶川地震时，地理信息系统准确的勾画出堰塞湖的位置，以及对地形的分析对当时的营救工作起到了巨大作用。 五、环境保护。利用GIS技术建设城市环境监测、分析预报系统，为实现环境监测与管 理科学化、自动化提供最基本条件，在区域华宁质量现状评价过程中，利用GIS技术，实现对整个地区的客官、全面的监控和评价，用以反映该地区受污染程度以及雨季分布等信息；在野生动物保护中，GIS会帮助统计世界所有动物的生存状况包括生存地状况，对于保护濒危动物，有很大的作用。 六、国防。现代战争的一个基本特点就是“3S”技术被广泛利用从战略构思到战术安排 各个环节。这往往决定一场战争的成败。例如海湾战争期间，美国国防部就利用GIS 和遥感成像集成系统，自动搜索识别战区地图，通过卫星及时将战况传回五角大楼，为军事决策提供有力的保障。 GIS和现代各类行业的结合使得其已经跻身于世界高新技术行列。而其他行业的发展和需求必然推动GIS的进步、完善、进而形成独立的科学系统。GIS理应好好应用发展，人们应当利用其强大的功能为人类造福。
1.1.1 交通地理信息系统 交通地理信息系统以互联网公司城市路网底图和基础道路数据为依托，搭建XX市全市域（以城区路网为重点，兼顾城郊路网）路网完整、更新及时的可视化地图服务，作为整个智能交通系统的可视化地图支撑，构建集道路交通基础信息、业务专用图层管理、数据可视化分析服务为一体的交通管理专用可视化地图系统。 1.1.1.1 系统概述 本项目建设的交通地理信息系统地图服务功能应至少实现地图基础服务（包括：地图展示服务、地图查询服务、地理编码服务、路径规划服务、交管专用图层叠加服务、信息标注服务及轨迹纠偏服务等功能模块）和GIS应用分析等功能。 系统采用与互联网公司共建的方式建设，充分利用互联网公司现有的地图资源，完善地图底图数据，将交通地理信息系统做大做强，贴合XX市交警需求。 1.1.1.2 系统特点 交通地理信息平台是针对交管平台专门打造的地理信息平台，以公安网为基础，以电子地图为核心，以地理信息技术为支撑，对空间地理数据进行可视化展现及空间数据分析，为核心业务平台提供基础支撑。 1．集成不同栅格地图服务，对外提供统一接口 可聚合PGIS服务、其他互联网公司地图等地图服务的能力，同时容易扩展聚合其他地图服务。 2．兼容不同空间数据库引擎，对外提供统一接口 支持ArcSDE 空间数据库引擎、支持SuperMap SDX+空间数据库引擎、支持OracleSpatial空间数据库引擎，同时容易扩展兼容其他矢量数据引擎。 3．对外提供多元的二次开发接口 平台提供JavaScript 的二次开发接口。 4．对外提供丰富的业务图层样式 平台提供丰富的点、线、面业务图层样式。点图层样式包括选中、高亮、正常图标；线图层样式包括选中、高亮、正常的线颜色、线宽；面图层样式包括选中、高亮、正常的线颜
地理信息系统在交通行业中的运用 卓旺建200529033 道桥05-1 摘要：本文介绍了我在这学期在地理信息系统课中通过所学的知识对地理信息系统的理解， 并结合我的专业（道路桥梁工程）在这个领域中的运用及其重要性做了介绍，之后提出了基 于GIS的高速公路路面管理系统框架原理做为实例，并通过这学期所学软件mapinfo建立地 理信息库。最后总结了这一学期所学的知识在我专业中的前景。 关键字：地理信息系统交通地理信息系统 mapinfo 1、地理信息系统的概念 GIS是英文名称（Geographic Information System (地理信息系统)的简称，是集计算机科学、地理学、信息科学和管理科学等相关学科为一体的新兴学科。自1963年世界上第一个GIS——加拿大地理信息系统（CGIS）开发以来， GIS的理论与技术历经三十多年的发展，取得了巨大的成就。其应用已渗透到社会生活的各个领域，引起世界各国的广泛重视。GIS借助计算机，可将具有空间特征的信息可视化，为信息的使用者提供更为直观的、清晰的表达形式，并具有很强的空间分析能力。成为政府、企业进行现代化科学管理及快速决策的强有力的工具。公路信息由于具有空间特征，GIS特别适宜于对公路信息的分析处理，是公路建设管理现代化的重要手段之一。 2、GIs在交通中的发展 2.1交通信息系统具有精度要求高、规则复杂、动态化、离散化等特点，原有的信息技术已经不能完全满足交通应用的需求，而借助于GIs的强大功能，可以实现交通信息化的时代要求，交通领域中GIs的应用也越来越受到研究者和开发者的重视。交通地理信息系统是收集、整理、存储、管理、综合分析和处理空间信息和交通信息的计算机软硬件系统，是GIs技术在交通领域的延伸，是GIs与多种交通信息分析和处理技术的集成。GIS T具有较强的交通信息服务和管理功能，它可以应用在交通管理的各个环节。在交通工程领域采用GIs技术和方法研究交通规划、交通建设和交通管理及其相关的问题，具有其他传统方法无可比拟的优点。 3 、交通地理信息系统 交通地理信息系统（Geographic Information System for Transportation），英文缩写为GIS-T，是综合处理空间信息和交通信息的计算机软、硬件系统。它是GIS技术在交通领域的发展，是GIS与多种交通信息分析和处理技术的集成。