GIS在道路交通中的应用

GIS在道路交通中的应用设想1．GIS在道路交通中的应用概述道路交通作为我国的基础产业之一，在国民经济和社会的发展中有着举足轻重地位。

新中国成立后，尤其是改革开放以来，我国的经济实力和综合国力得到了迅猛发展，以交通运输为首的基础产业实现了前所未有的进步和发展，道路交通的建设必将更加严格、管理必将更加复杂。

与此同时，随着居民生活水平的提高，汽车保有量也在以惊人的速度迅速攀升，到目前为止，我国的汽车保有量已经达到，如此庞大的数量与发展速度，在证明我国道路交通、汽车工业蓬勃发展的同时，也带来了如交通拥堵、城市用地紧张、环境污染、交通事故发生频繁等诸多问题。

现如今，人们迫切需要一种利用现代化科技手段、能够方便快捷地应用于道路交通的管理工具，而GIS的出现，让这种设想成为可能。

自1971年世界上第一个GIS系统在加拿大问世以来，GIS立即在全世界得到迅速发展。

近几年，GIS发展尤其迅速，各种GIS软件包层出不穷，一代比一代功能更强、应用更方便。

今天的GIS集成了计算机数据库技术和计算机图形处理技术，它不同于以往只处理统计的数据库系统和处理非地球坐标的计算机图形辅助设计软件。

在对象处理上比上述两类软件更加全面，即GIS所处理的事务对象具有空间地理特征，也具有统计信息特征。

GIS是一种空间性数据库管理系统，然而它除了具备一般数据管理系统的数据输入、存储、查询和显示输出等基本功能外，它更能够进行空间查询和空间分析，用户可以根据需要建立一个应用分析模型，通过动态分析为评价、管理和决策服务。

当前，GIS已从单纯传统的资源管理、土地利用快速向交通、商业、卫生保险等领域扩展。

因此，着眼于最新科技，运用先进的计算机技术和GIS技术，建立新型的道路交通信息管理系统，具有十分重要的意义。

目前，交通GIS的研究和应用正逐步形成行业，对于应用GIS来实现对道路交通的规划与管理已经不再是天方夜谭。

GIS凭其强大的数据综合、地理模拟和空间分析功能，近年来已在交通规划、综合运输、公共交通等方面有了广泛的应用，有的已取得显著的经济效益和社会效益，越来越得到交通部门各级领导的重视和认同。

2．实现基于GIS的道路交通信息系统的技术内涵目前GIS的发展尚未完全，还有许多方面需要完善和改进，因此用于建立交通GIS 信息系统还有一定的技术限制。

如想将GIS更好地应用于道路交通中，则有几方面是必需进行改进和创新的。

2.1 GIS的数据结构与数据模型目前GIS将图形和属性数据分开管理，这种方法不利于空间数据的整体管理，GIS的开放性和互操作性也受到限制，而且数据共享和并行处理无保证。

面向对象技术与数据库技术的结合产生了面向对象数据库及面向对象数据模型(OODB)，利用这种技术构造的数据模型比传统的数据模型要丰富得多，更适于定义复杂的地理实体和对复杂对象的直接操作，因此面向对象数据模型成为较理想的统一管理GIS空间数据的有效模型。

2.2 GIS的信息处理模式GIS的信息处理模式已由集中式向Client/Server模式转变。

以往的GIS信息处理模式主要采用集中式，这种处理模式对主机的容量、速度都有较高要求，而且一次性投资较大，系统缺乏灵活性，不易扩展。

但随着计算机网络技术和Client/Server技术的发展，一些大型的数据库系统均支持Client/Server结构。

这种模式具有对计算机硬件要求较低，数据安全性好，易于扩充和资源共享等优点，因此受到普遍关注和采纳，GIS软件商已逐渐将Client/Server模式引入GIS软件中，如ARC/1NFO SYSTEM9、ArcView等均提供Client/Server模式。

2.3 GIS与专家系统（ES）、神经网络结合(NN)GIS与Es的结合称为专家GIS或基于知识的GIS或智能GIS。

GIS经过近30年的发展已逐渐走向成熟，但它的应用还主要停留在建立数据库、数据库查询、空间叠加分析缓冲区分析和成果输出与显示上，还无法为解决空间复杂问题如交通、城市规划与管理、生态环境管理等提供足够的决策支持，因为这些问题的解决过程需要大量的人为经验即专家知识。

GIS与ES、NN的结合是解决一些复杂空间问题的重要途径。

目前，这方面的研究已得到广泛重视，如Cemert M.A.开发了一种原型网络专家GIS，用于土地资源管理。

该系统从各种文献资源中提取有关规则组成知识库建立专家系统，由GIS完成位置分析工作，由专家系统来评价。

Lain David等将专家系统、神经网络与GIS相结合建立了用于环境管理的决策支持系统。

Sarasus，Wayne 等人讨论了基于知识的GIS用于高速公路交叉口的安全管理与分析问题。

此外，ES-GIS在城市交通、地下水管理等领域的应用研究也正在进行中.2.4 开放式GIS(Open GIS)空间数据共享是当前GIS用户面临的一个主要问题，因为GIS的多种数据源、多种类型的数据格式之间有许多方面不统一。

此外，大多数GIS应用系统由于各自采用不同的应用软件、不同的数据模型和数据结构，从而造成各个系统彼此封闭，系统问的数据交换困难。

随着GIS应用范围的进一步扩大及网络技术的发展，在当今大力发展资源共享的信息时代，建立面向用户的、资源共享的开放式GIS 已势在必行。

所谓开放式GIS，是指在国家和世界范围内的分布环境下实现空间数据和地理信息处理资源的共享。

它是随着计算机网络技术、GIS技术等的不断发展与成熟而产生的。

它它允许用户通过网络实时获取不同系统中的地理信息，避免了冗余数据存储，是实现空间数据共享的一次深刻的技术革命。

3. 结合现状对 GIS在道路交通中应用的几点分析说明(1)传统的交通管理模式信息分散，程序繁琐、复杂，效率低下，已经越来越无法适应现代交通规划、建设与管理的需要。

因此，有必要应用GIS对交通基础信息进行权威管理。

交通规划、交通管理等模块只是该系统的子系统，各子系统之问必须能够协调工作，信息共享、互通。

(2)就目前全国已建成的交通方面的信息系统而言，几乎都是各自为阵，各取所需，投有统一的数据格式，由此下去势必给今后的信息交流埋下障碍，造成重大的经济损失。

这应该引起交通主管部门和后继开发者的注意。

(3)现有交通信息管理系统的建设流于形式和简单化，没有充分应用现代计算机技术，特别是网络技术以及ES和NN技术。

网络技术、Es技术和NN技术是解决开放系统和复杂问题的先进手段，应该充分吸收利用，这样，系统的建设才具有超前性和实用价值。

(4) GIS、全球定位系统(GPS)以及遥感(RS)技术在道路交通中的集成应用研究还几乎为零，研制开发符合我国实际需要的集成系统尚属起步。

是将先进的信息技术、数据通讯传输技术电子控制技术以及计算机处理技术等有效综合运用于整个交通管理体系，而建立起来的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统。

它是现代交通规划、建设与运营管理系统今后的发展方向。

GIS必须在应用中求发展，以发展促应用，互为补充，并以此带动计算机及其它高新技术的发展。

4. GIS在道路交通领域的应用前景GIs作为一门由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，不仅具有支持空间数据的获取、管理、处理、分析、建模和显示的功能，而且还可解决复杂的规划和管理问题。

因此，结合道路交通工作的实际，运用GIS和现代计算机技术，建立交通地理信息系统对促进道路交通的管理、规划与建设，无疑具有重要的现实意义。

4.1 GIS在道路交通规划与设计中的应用交通规划在整个国民经济中具有重要意义，它是建立完善的交通体系的重要手段，解决道路交通问题的根本措施以及获得交通运输最佳效益的有效方法。

交通规划的进步离不开信息技术的推动，近年来GIS技术正逐渐应用到交通规划中来，并发挥出日益重要的作用。

对于交通规划而言, 经常要涉及到人口、国民经济数据、各类城市规划的用地与规模、道路长度等级与通行能力、交通量、交通环境等众多内容，如果单靠人力进行比较分析则会是一项非常庞大的工程。

GIS 是处理交通网络空间数据(几何属性) 和属性数据(非几何属性) 的较为有效的工具之一，用GIS 来管理上述大部分现有数据, 能减少数据调查和数据输入的时间和工作, 从而缩短规划项目的设计周期, 提高工作效率。

通过引入地理信息系统,还可以改变以往手工作业的方式, 从而使路网的调整、修改和更新实现了图上作业, 亦可方便地进行新旧方案比较、论证,提高交通规划的工作效率。

4.2 GIS在道路运输组织中的应用智能运输系统（ITS）是新近发展起来的交通管理系统，它将和交通地理信息系统、全球定位系统一道成为未来十年交通领域快速发展的新技术。

基于GIS-T、GPS的ITS，将能够为道路用户提供实时动态交通信息服务，改善出行方式；也能够为道路管理者提供控制信息，大大提高现有道路的通行能力和安全性。

这三种技术如何有效的集成还处在研究之中，但无疑这将是GIS的又一重大应用领域，一但研究成功并得到应用，它必会给道路交通的管理带来历史性的改变。

借助GIS的运行路径选择功能，运输企业还可以对公司的运营线路进行优化，并根据专题地图的统计分析功能，分析客货流量的变化情况，制定行车计划。

此外还可以帮助运输管理部门对特种货物（如长大件货物、危险货物或贵重货物）运输进行线路选择和监控。

4.3 GIS在道路交通设备管理中的应用由于采用空间数据和数据库挂接，改变了传统的信息管理方法，地图由传统的静态纪录变为信息丰富多样的动态的电子地图，实现了数据可视化。

它使交通主管部门对公路等基础设施的管理变得直观、简单和轻松。

如通过直接对地图实体进行查询，可以获得公路线路的空间位置和走向，技术标准，交通流量等多方位的信息。

通过综合统计和分析各种交通数据以及采用丰富多样的图表显示，可以为决策提供科学快捷的支持。

现如今，各国正在对将GIS应用于道路交通设备管理进行探索，并取得了一定的成绩。

例如，天津市将GIS成功应用于道路的排水设施管理中，而国外的一些大城市也将GIS融于对道路照明设施的管理中。

GIS在交通设备管理中的初步应用研究，给我们在建立道路交通设备的GIS综合管理系统方面提供了许多宝贵的可取经验，也让我们相信，随着科技的进步和社会的发展，GIS的这一应用必将会在不久的将来实现。

4.4GIS在道路交通安全管理中的应用随着我国道路交通的发展,在为百姓生活带来方便的同时，也给道路交通带来了极大的挑战。

我国每年的交通事故发生率十余年里高居世界榜首，不仅造成人员伤害，也附带着大量财产损失，给道路交通带来极大的压力。

基于GIS的道路交通安全系统应为一个精心设计开发的交通安全管理辅助工具，它能为各级领导部门和事故处理部门的分析及决策提供全面服务。

系统在完善事故统计、汇总及报表能力的基础上，增添了地点危险度识别、事故多发点鉴定、事故预测预报等多种模块，大力扩充系统对事故的分析能力此系统能方便地提供大量经过整合的地理信息，以及更好地解决管理员与计算机交流问题，输入、输出直观性好，对用户要求少，学习、使用方便简单，人机之间能够轻松交流，管理人员可以把自己对事故的分析、思考融进软件系统中，动态的、交互式的去探讨各种事故规律，这一改过去那种“人只是被动的从计算机里检取数据”的状况。