地理信息系统在交通规划中的应用研究

地理信息系统在城市规划中的应用

城市规划是指导城市建设，促进社会经济发展的“龙头”，是城市建设和管理的依据，在城市的建设和发展过程中处于十分重要的地位。地理信息系统是地理空间分析技术和计算机信息处理技术交叉的产物。它于20世纪80年代早期最先在欧洲等发达国家的城市规划中获得应用，于20世纪90年代开始在发展中国家规划部门中得到应用。本文着重描述地理信息技术在城市规划中的应用及其未来的发展。

目前，地理信息系统主要与城市规划业务紧密地联系在一起，为城市建设进行辅助性规划工作。根据城市规划业务及地理信息系统中技术手段的不同，其应用主要分为以下几种。

地理信息系统与城市规划报批

按照规定，城市规划区内任何建筑项目施工前都必须履行“一书两证”的程序。而目前由于城市化进程的加快，造成城市规划业务的急剧膨胀，靠以前的技术手段进行城市规划建设已经不能满足要求。

城市规划电子报批是一种全新的规划报批模式，它将传统规划报批图件采用的纸介质转变为电子介质，并通过贯彻一套计算机技术规程和管理规程，使电子文件符合一定的规范标准，可以输入计算机处理，这样，规划审批的一部分工作就可以使用计算机来完成，从而实现计算机辅助审批报批图件。地理信息系统等先进技术应用于城市规划电子报批过程，将给城市规划带来新的气象与变化。它主要具有以下几个特征：规划审批手段电子化、标准化规划结果、提高设计结果入库速度等。 虚拟现实及多媒体网络技术与城市规划

随着虚拟现实及多媒体网络技术使得城市规划中可使用的技术手段更加丰富。虚拟现实技术应用于城市规划中，可为规划决策者提供一个全新的技术平台，直观地提供现实世界中的各种感觉。通过此种技术，规划师与决策者可以在有准确坐标、时间和对象属性的多维虚拟环境中，回溯城市的发展和变迁，交互观察城市建筑的风貌，审视城市规划布局。虚拟现实技术在城市规划中主要用在各种规划方案的比较、构建逼真城市环境、构建时态逼真城市、查询及分析等方面进行使用。重庆市勘测院2006年开发了三维城市地理信息系统平台，该平台具有三维浏览，光照分析，容积率分析，视线分析、空间量算、规划方案比较等功能（如下图所示）。 由于城市规划信息的多元化及信息量非常庞大，给存储、继承和共享这些信息提出了新的挑战。多媒体网络的出现从一定程度上可以解决这些问题，并为城市规划的社会化、大众化提供了必要途径。可以通过网络让用户了解规划审批的进展状况及发布城市规划方案，让用户参与评估，尤其是网络与虚拟现实技术及多媒体的结合，可提供快速、方便、直观的规划方案展示，有利于提高公众参与规划的积极性。

地理信息系统在交通领域中的应用及发展前景评价

由于交通基础设施以及与之相关的交通数据均具有空间地理特性,使得地理信息系统成为交通规划和管理者处理交通数据的有效手段。因此,交通地理信息系统(Geographic

Information System for Transportation,简称GIS-T)是GIS技术在交通领域的延伸,是GIS与多种交通数据分析和处理技术的集成,以采集、存储、管理、综合分析和处理空间数据和交通数据为主要目标的科学技术。GIS技术在交通工程领域的主要应用主要有以下几方面:一、基于GIS的交通设施管理信息系统该类系统将地理图形信息与其相应的附属信息结合在一起,用于对交通基础设施(路网、公交线路、停车场站等设施)数据进行存储、管理及查询,并且在GIS空间分析的支持下,具有路径分析等简单的分析功能。该类系统是比较常见的基本应用,一般面向交通设施的管理部门。二、基于GIS的交通规划辅助支持系统该类系统基于GIS软件,结合交通规划的工作内容,借助于GIS软件的数据处理能力,完成交通规划各阶段基础数据的准备工作,并在交通规划分析模型的支持下,完成交通规划所需空间分析。

GIS-T的基本功能包括编辑、制图和显示及测量图层等功能，主要用于对空间和属性数据的输入、存储、编辑，以及制图和空间分析等。编辑功能使用户可以添加和删除点、线、面或改变它们的属性；制图和显示功能可以制作和显示地图，分层输出专题地图，如交通规划图、国道图等，显示地理要素、技术数据，并可放大缩小以显示不同的细节层次。测量功能用于测定地图上线段的长度或指定区域的面积。GIS-T的其他功能包括迭加、动态分段、地形分析、栅格显示和路径优化等。在GIS-T的上述功能中，空间分析功能是地理信息系统软件的核心，迭加分析、地形分析和最短路径优化分析等功能是为空间分析服务的。交通设计部门可以利用GIS-T的等高线、坡度坡向、断面图的数字地形模型的分析功能进行公路测设。

1.地理信息系统(GIS)在高速公路中的应用

主要应用方面包括：设施管理，养护管理，工程建设管理和应急管理。

高速公路信息化建设需求：数据资源整合需求，设备资产管理需求，工程建设管理，应急指挥与调度需求。其中工程建设管理包括建设进度管理和施工信息管理。

高速公路管理系统存在的问题：数据来源广、信息量大，如何综合应用于分析？如何直观而便捷地呈现系统功能？如何编辑系统和数据资源的重复建设？道路拥挤如何快速响应分析？

GIS的优势：地理信息系统（GIS）是手机、存储、管理、综合分析与处理一切与空间相关的信息的信息系统，可与多种信息分析和处理技术进行集成，通过图形、动画、图标等方式在多种终端上直观展现业务功能。

具体应用：

（1）公路资产设施管理

GIS提供图形化的设备资产管理界面，通过各种设备与地理位置的关系，实现所见即所得的设备资产管理。何种与设备相关的数据与分析都可以在地图上直观表达。足不出户，了解各种设备与资产的所在位置和运行状况。使用三维仿真技术，地上地下、室内室外信息全面掌握。为工程进度管理、施工信息管理和应急调度指挥提供基础。

（2）公路养护管理

公路养护管理包括养护计划，病害管理和病害跟踪。其中病害信息采集包括路面病害信息、路面检测、升缩缝检测和重大病害采集。

（3）工程建设管理

建设项目全场景浏览，工程进度管理、工程专题图管理和施工管理。

使用GIS来管理工程进度，可以为我们提供以下便利：

①全面查看和浏览所有工程建设信息； ②利用地图变化直观表达工程建设进度变化；

③根据工程建设进度制作专题图；

④收集整理高速公路建设沿线土壤地质情况；

⑥接入施工现场监控摄像头，实时监察现场施工状况；

⑦施工车辆管理；

⑧通过图表和图形相结合的方式进行施工情况上报。

（4）应急管理

①公路实时交通状况；

②拥堵路段报警与定位；

③拥堵事故分析；

④应急处置；

⑤事故评价。

分析地理信息在城市规划建设中的应用

地理信息应用于城市规划和建设领域，在提高城市管理的科学化、信息化水平，优化城市规划，提高经济效益等方面发挥着重要作用。下面针对一些具体的应用场景，进行分析。

一、城市规划

城市规划是城市建设的蓝图，为城市发展方向和未来布局进行设计和规划。地理信息在城市规划中的应用十分重要。例如，通过GIS技术对人口特征、交通流量、建筑分布情况等数据进行分析，能够为规划者提供更加客观、准确的信息，有效地提高规划的实用性和科学性。

二、城市交通管理

城市交通拥堵、路况堵塞等问题一直是城市管理的热点问题之一。地理信息系统能够实时监控道路交通情况，提供交通路况信息及时发布，减少交通拥堵，提高交通运行效率，为城市交通管理提供有力支持。

三、城市基础设施建设

城市基础设施的建设涉及到许多方面，如电力、水利、交通等。通过GIS技术，可以对基础设施的分布情况进行科学的分析和规划，为城市基础设施建设提供科学支持。例如，在城市水利系统的规划和设计中，GIS技术可实现对城市自来水、排水系统进行科学的监控和管理；在城市电力系统建设中，GIS技术能够在电网运行监测、电网规划及优化等方面发挥作用。

四、城市土地利用和管理

城市土地利用和管理是城市管理的重点之一。在城市土地利用和管理中，GIS技术可以对城市中的空间用地分布情况进行高效的管理和规划，避免随意开发和浪费土地资源。例如，GIS技术可以对城市中的违法占地、乱搭乱建等现象进行及时识别，为城市土地管理提供科学可靠的数据。

总之，地理信息技术在城市规划和建设中的应用，为城市发展提供了科学、可靠的数据支持和技术保障，实现了城市建设的信息化、智能化、高效化和科学化。