第八章-交通地理信息系统GIS-T

《交通地理信息系统》课程教学大纲课程英文名称：Geographic Information System For Traffic课程编号：021030130总学时及其分配：总学时24，授课24学时，实验0学时实践周数：无学分数：1.5适用专业：交通工程专业任课学院、系部：能源科学与工程学院交通工程教研室一、课程简介《交通地理信息系统》是交通工程专业的一门选修专业课。

本课程系统地讲述了交通地理信息系统的基本原理、基本方法及其在交通领域的各种应用。

主要包括第一章绪论，重点介绍地理信息系统及交通地理信息系统的基本概念、组成、功能及其发展与现状；第二章介绍了有关地理空间及空间数据的来源、质量及标准化等问题；第三章阐述了各种空间数据结构、数据模型，以及数据的组织与管理；第四章、第五章分别介绍了空间数据处理与维护，空间信息的查询与分析等内容；第六章介绍基于网络的地理信息系统的基本概念和网络地理信息系统的设计；第七章、第八章分别论述了交通地理信息系统实现的关键技术，以及交通地理信息系统的开发和实现；第九章介绍了交通地理信息系统的应用；第十章对国内外有代表性的成熟GIS 系统软件进行了介绍。

本书全面反映了交通地理信息系统在我国交通领域的研究应用现状和发展趋势。

二、课程教学的目标通过本课程的学习，使学生了解交通地理信息系统的基本原理、基本方法，培养学生运用多学科知识全面分析、解决交通地理信息系统应用的能力。

三、课程教学的基本内容及教学安排第1章绪论（2学时）教学内容：（1）地理信息系统概述（2）地理信息系统的组成及功能（3）地理信息系统与相关学科的关系（4）交通地理信息系统教学要求：熟悉掌握地理信息系统概念、组成及功能；了解地理信息系统与相关学科的关系；掌握交通地理信息系统。

第2章空间数据基础（2学时）教学内容：（1）地理空间与空间数据（2）空间数据来源与输入（3）空间数据质量（4）地理信息系统的标准化教学要求：熟悉掌握地理空间与空间数据概念；掌握空间数据来源于输入及空间数据质量；了解地理信息系统的标准化。

上海理工大学课程(交通地理信息系统)(共12页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-研究生课程（论文类）试卷2015 /2016 学年第二学期课程名称：交通地理信息系统课程代码：论文题目：基于网络的大型超市服务水平分析学生姓名：专业﹑学号：学院：课程（论文）成绩：课程（论文）评分依据（必填）：题目自立，内容为GIS在交通领域的应用。

1、理论方法概述（15分）2、案例背景介绍（15分）3、模型建立、计算（35分）4、结果输出、结论（35分）任课教师签字：日期：年月日课程（论文）题目：基于网络的大型超市服务水平分析内容：摘要：随着GIS技术的不断发展和完善，它的应用越来越广泛，其中在交通中发挥的作用也越显得重要起来。

基于网络的大型超市服务水平分析问题是GIS在区域综合分配功能中的重要部分。

本文重点讲设施服务水平分析问题应用到超市的设施服务水平分析中，提供了区域设施服务水平的现状分析。

关键字：地理信息系统；网络分析；服务水平图1 上海杨浦区示意图通过统计各人员聚集点的人员数目，建筑物的位置以及各路径长度，将地图导入AutoCAD中，按照地图上的道路路径及建筑物位置绘制此区域的路径图及建筑位置点。

图2 路线及大型超市位置绘制图在使用ArcCatalog中在目标文件夹下建立个人数据库（Personal Geodatebase），取名GIS作业.mdb。

然后在此基础之上建立要素集合（featuredateset），取名课程论文。

将上述CAD绘图导入，并对加载之后得到的要素集合输入CAD图中必要的点（point），线（polyline）和面（polygon）要素类，其中由于在CAD中已经将线分不同的同颜色区分过，所以在输入时保留color字段，以便在Arcmap中能显示。

然后对建立的polyline做拓扑检查，是否有不正确的地方，如果出现就要进行修改。

建立网络数据集启用地图文档GIS homework .mxd，建立4个图层：点状图层“supermarket”，线状图层“道路”、线状图层“分区界线”以及面状图层“人口统计区”。

第一章绪论1、信息的特点1)信息的客观性2)信息的适用性3)信息的传输性4)信息的共享性2、数据处理：即对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。

3、地理信息的特点:1）空间分布性2）具有多维结构的特征3）时序特征十分明显4、地理数据：是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。

5、地理信息系统：它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

6、简述GIS的构成。

它的的基本功能有哪些？硬件系统、软件系统、空间数据库、应用模型、用户基本功：数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析和统计、产品制作与显示、二次开发和编辑。

第二章地理信息系统的数据结构1、矢量表示法：采用一个没有大小的点（坐标）来表达基本点元素。

2、栅格表示法：采用一个有固定大小的点（面元）来表达基本点元素。

3、空间数据的基本特征。

1)属性特征：描述空间对象的特性，即是什么。

如对象的类别、等级、名称、数量等。

2)空间特征：描述空间对象的地理位置以及相互关系，又称几何特征和拓扑特征，前者用经纬度、坐标表示，后者用拓扑关系表示，如交通学院与电力学院相邻等。

3)时间特征：描述空间对象随时间的变化。

4、拓扑关系的类型1）拓扑邻接：相同拓扑元素之间的关系。

2）拓扑关联：不同拓扑元素之间的关系。

3）拓扑包含：同类但不同级元素之间的关系。

5、空间数据拓扑关系意义1）根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系。

2）有利于空间要素的查询。

3）可以利用拓扑关系数据作为工具，重建地理实体。

6、建立如下图所示的拓扑关系的全显式表达。

（方向自己给定）弧段与结点关系表多边形与弧段关系表结点与弧段关系表弧段与多边形7、栅格数据单元值的确定方法有哪些？①中心点法：②面积占优法：③重要性法：④百分比法：8、如何确定合理的网格尺寸？为了逼近原始数据精度，除了采用这几种取值方法外，还可以采用缩小单个栅格单元的面积，增加栅格单元总数的方法。

交通地理信息系统中的时空动态分段模型研究董传胜;郑伟安;凌晓春;张拥军;钟全宝;孟大鹏;张金营【摘要】动态分段技术是交通地理信息系统(GIS-T)中一项重要的线性要素动态显示与分析技术,该文提出了一种时空动态分段模型,使动态分段系统的组成成分融入时态因素,并将属性的时态信息作为属性信息表的字段存储,通过时态地理信息系统技术完成物理段的时态变化.利用统一建模语言(UML)的类图设计方式开发了物理模型,描述了时空动态分段模型中对象之间的关系,并定义了必要的属性和操作;同时基于线性参照系统(LRS)表达空间实体的方法,概括了模型中所涉及到的主要拓扑关系.实验表明,时空动态分段模型弥补其他模型将时空参考分为时间参考和空间参考所产生的不足,而且更明确地将多重属性和物理实体有机结合起来.%Dynamic segmentation is an important technique in the dynamic analysis, displaying of linear features in Geographic Information System for transportation.In this paper, a spatio-temporal dynamic segmentation model has been put forward.Dynamic segmentation system will be merged into temporal factor, and the temporal information in the attribute tables as a field will be restored, and the temporal maintenance of physical arcs by temporal GIS techniques will be reconciled.In the logic model, the relationships between objects in spatio-temporal dynamic segmentation model are provided and the necessary attribute fields and operations are defined according to the class diagram in Unified Modeling Language.The topologic relations related to the spatio-temporal dynamic segmentation model are also introduced based on the one-dimension expression of the linear reference system.Experimental results show that the spatio-temporaldynamic segmentation model make up the other models defects of divided spatio-temporal segmentation mode into time reference and space reference, and combine the multiple attributes with physical entities.【期刊名称】《山东国土资源》【年(卷),期】2017(033)005【总页数】5页(P73-77)【关键词】时空动态分段;交通地理信息系统;统一建模语言;线性参照系统;拓扑关系【作者】董传胜;郑伟安;凌晓春;张拥军;钟全宝;孟大鹏;张金营【作者单位】山东省国土测绘院,山东济南 250102;山东省国土测绘院,山东济南250102;山东省国土测绘院,山东济南 250102;山东省国土测绘院,山东济南250102;山东省国土测绘院,山东济南 250102;山东省第一地质矿产勘查院,山东济南 250013;山东省国土测绘院,山东济南 250102【正文语种】中文【中图分类】P208;U12随着智能交通系统(ITS)研究的不断深入，交通地理信息系统(GIS-T)已成为地理信息系统应用研究的一个热点。

什么是交通地理信息系统（GIS-T）？GIS-T本为Geographic Information System for Transportation的缩写，国⼈将此舶来品称为交通地理信息系统。

GIS-T的涵义顾名思义本来再清楚不过，即⽤于解决交通问题的地理信息系统。

然⽽坊间虽充斥各种⾼深的解释，对此存疑者却屡见不鲜。

⼀来⼆去，GIS-T有时甚⾄披上了⼀层迷离的⾊彩。

想来也不奇怪，交通问题是随着汽车⼯业的发展才成为⼈们专门研究的对象的，⾄今不过七、⼋⼗年的历史。

国⼈对GIS-T的质疑，很⼤程度上应是惑于究竟有哪些交通问题需依赖GIS技术解决。

和地理信息系统（GIS）相关的交通问题有很多，例如，某君从甲地出发到⼄地有多种出⾏线路，选取哪⼀条才能使出⾏的距离、时间、费⽤最短呢？这就是⼀个典型的最优路径规划问题，该问题的解决在车辆导航系统中有着重要的应⽤价值。

再如，某商⼈从n个城市中的某⼀城市出发，如果不重复地⾛完其余n-1个城市并回到原出发点，在所有可能的路径中哪⼀条路径最短？这就是著名的旅⾏商问题，在物流业蓬勃发展的当今社会，这⼀问题的解决⽆疑具有巨⼤的经济价值。

除此⽽外，在利⽤GIS解决交通问题的过程中还会⽤到很多技术，如动态分段技术、交通分配技术等等。

这些交通问题的解决对GIS有⼀个共同的要求，即电⼦地图的空间数据要包含拓扑关系（Topological connection），也即点、线、⾯等空间实体之间的包含、连接、相邻等关系。

例如，只有知道了空间数据中的点和线之间的连接关系，才有可能计算从A点到B点可能的通达路径，有⼈甚⾄定义GIS-T为在具有拓扑关系的GIS上开发的交通决策⽀持系统。

因此，是否存在拓扑关系是GIS-T的⼀个本质特征。

那么，在普通的GIS中通过开发相应的程序能否解决这些交通问题呢？如果可以，为什么还需要专⽤的GIS-T呢？答案是当然可以，问题是⼀⽅⾯开发这些程序的成本较⾼，另⼀⽅⾯把集成这些专门功能的GIS系统作为通⽤系统会造成较⼤的浪费。

《地理信息系统概论》课程笔记第一章地理信息系统基本概念1.1 数据与信息数据是原始的、未经处理的素材，它是信息的表现形式。

信息是从数据中提取的有意义的内容，它能够帮助人们做出决策。

在地理信息系统中，数据主要指的是空间数据，而信息则是通过对空间数据进行分析和处理得到的结果。

例如，一个地区的土地利用数据是原始数据，而通过分析这些数据得出的土地利用分布情况就是信息。

1.2 地理信息与地理信息系统地理信息指的是与地球表面位置相关的信息，包括自然地理信息（如地形、气候等）和人文地理信息（如人口、交通等）。

地理信息系统（GIS）是一种专门用于获取、存储、管理、分析和展示地理信息的计算机系统。

GIS能够将空间数据与属性数据结合起来，为用户提供强大的空间分析和决策支持功能。

例如，GIS可以用来分析城市交通拥堵情况，帮助规划交通路线。

1.3 地理信息系统的基本构成GIS由硬件、软件、空间数据、应用人员和应用模型五个基本部分组成。

硬件包括计算机、输入输出设备（如扫描仪、打印机等）；软件包括操作系统、数据库管理系统、GIS软件等；空间数据是GIS的核心，包括地图数据、遥感数据等；应用人员是使用GIS进行空间分析和决策的主体；应用模型则是根据实际问题构建的模型，用于解决具体问题。

例如，一个GIS系统可能包括一台计算机、GIS软件、地图数据和应用模型，用于分析土地利用变化。

1.4 地理信息系统的功能简介GIS的基本功能包括数据采集、数据管理、空间分析、可视化表达和输出等。

数据采集主要是获取空间数据和属性数据，可以通过遥感、野外调查等方式获取；数据管理主要是对数据进行存储、查询、更新和维护，确保数据的准确性和完整性；空间分析主要包括空间查询、空间叠合、空间邻近度分析等，用于解决实际问题；可视化表达主要是将空间数据以图形或图像的形式展示给用户，增强数据的可读性和可理解性；输出则是将分析结果以报表、地图等形式输出，为决策提供支持。

交通地理信息系统GIS
交通信息专利
交通地理信息系统GIS-T的概念
– GIS-T就是收集、存储、管理、综合分析和处理空间信息和交通信息的信息系统，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，它将为交通各部门提供一个功能强大的空间信息服务和管理工具。

交通地理信息系统GIS-T的系统结构
–包括三个子系统：数据库子系统、数据采集和质量控制子系统以及系统功能表征子系统。

数据库子系统
– GIS-T中主要交通数据的类型包括：
空间信息（如交通分区图，道路网络图，设施分布图等）
属性信息（交通区属性数据库，路网属性数据库，设施属性数据库，
交通流量、道路等级、路面状况、图像数据如航空影像、设施照片
等）
其他有关信息，如多媒体数据库中航空影像、设施照片、声音等多
媒体信息。

数据采集与质量控制子系统
–采集行政区域边界、道路、铁路、基础设施等要素的空间图形数据，这些空间要素按照不同空间数据类型分层，并且能够满足规划与管理应用的数据质量要求。

–系统提供的属性数据库管理子系统，能够完成相应的属性数据，例如如上所述的行政区域，交通分析区域，路线，基础设施等信息的输入、修改、查询和管理等功能，并且建立空间数据与相应属性数据库的关联
系统功能表征子系统
–路网管理
系统提供交通路网的编辑，如路段的修改，增加或删除路段，增加
或删除节点，路段合并或分割等功能。

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 mapinfo1、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。

GIS-T一、填空题1.交通信息属于空间信息，因此它具有空间、属性和时间三大空间数据的基本要素。

2.交通地理信息的特点:线性分布特征，网络分布特征，分段分布特征，时间变化特征。

3.交通地理信息系统特点:线性参照系统、动态分段技术、几何网络拓扑关系4.在各级交通管理部门中，其考虑与研究的对象一般包括三类:交通线路及其附属设施的规划建设和管理，运行于交通网络上的交通工具，交通工具在线路上的运行状况。

5.交通地理信息系统功能:基础GIS平台功能，交通数据建模与分析，交通应用模型。

6.一般而言，GIS-T的数据类型包括基础地理信息，交通专题信息，社会经济信息。

7.根据对道路交叉结点处理方式的不同，交通系统的模型表达可以分为平面数据模型和非平面数据模型。

8.线性参照系统的组成:交通网络模型，线性参照方法，参照基准与控制。

9.主要的线性参照方法有:里程参照，路线参考点偏移参照，分段参照，链结点线性参照。

10.对于最短路径算法，一般而言，求解的过程中必须进行搜索，求解的搜索策略一般分为广度优先，深度优先，启发式搜索。

11.根据要实现的目标不同，通常的位置问题可以分为中值问题，中心问题和需求问题三种类型。

12.交通分配模型有四种:最短路分配模型，容量限制-增量加载分配模型，多路径分配模型，容量限制-多路径分配模型二、名词解释1.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和交通运输网络的管理，包括两类基本信息，交通基础地理信息、交通运输和管理信息。

2.交通地理信息系统:是GIS在交通领域的具体应用和延伸，是在传统GIS基础上，充分考虑交通现象的线性特征和网络特征，并附之专门的交通建模手段而形成的专门化系统。

交通地理信息系统是收集，存储，分析和处理与交通相关信息的地理信息系统，或者说，交通地理信息系统是GIS和交通的有机集成系统。

3.交通分配:交通分配就是已知各个结点之间的出行交换量，具体的确定所选用的路线及把各结点间的交换量分配到各条具体道路上的方法。

GIS-T文献综述交通是GIS的一个重要应用领域．由于其空间特征和应用兴趣的独特性，将GIS在交通中的应用强化为一个专用名词GIS-T。

一般认为，GIS-T是在传统GIS基础上，加入几何空间网络概念、线性参照和动态分段等技术，并配以专门的交通建模手段而组成的专门系统。

简而言之，GIS-T就是将GIS用于交通方面的一种综合技术(李元军，1993；萧世伦，1996；陆锋，1999)。

地理信息系统( Geographic Information System, GIS)出现于20世纪60年代，最初用于土地资源管理和自动制图，经过不断发展现在已广泛应用于城市规划、资源调查、环境评估、交通和公共设施等领域。

伴随着管理信息系统、数据库技术和交通集成分析技术的发展，交通地理信息系统(GIS -T)应运而生，一些具有GIS -T显著特征的概念与算法得到发展，如行程分布、模式分离、交通和网络分配、动态分割等。

Bydler和Nilsson (1977)以及其研究相关人员第一次提出GIS-T开发一个本地参照系统，主张使用平面或非平面图表示法链接ID，以一个建立的节点或一个沿路的非拓扑点按距离确定的线性参照系统。

Nyerges(1989 ) 全面完整地总结了GIS-T的功能，如利用现存的链接属性生存全新的属性，并在交通规划中广泛使用。

目前国外GIS-T技术已逐渐成熟，与此相关的研究很多，多数是采用线性参考系统和动态分段技术来存储、查询和显示交通信息。

国内GIS - T的事业最近几年也得到了快速发展。

在交通系统建设中，利用GIS强大的空间分析和可视化功能，建立公路电子地图系统，必须解决公路系统中，空间对象的位置和属性数据关联存储问题。

传统的公路管理系统中通常采用里程桩号作为公路的参考系统，路段以等长或变长划分，而公路的许多属性具有多重性，如路宽、路基等随里程不同而变化，同时又存在断链、交叉等问题；普通GIS的线性特征采用弧段-结点数据模型，用2维的x, y坐标对来描述，这种方法非常适合点线的位置以及面状地物的边界和位置，但不适合表达公路GIS中的复杂的网络现象。

地理信息系统考点整理题型：一、名词解释5*3'二、选择题15*1'三、作图计算8'+7'/4'+5'+6'四、简单6*5'五、论述与分析10'+15'【第一章绪论】1·数据与信息：数据：是通过数字化或记录下来的可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号和图像等也是数据。

信息：是现实世界在人们头脑中的反映。

它以文字、数字、符号、声音、图象等形式记录下来，进行传递和处理，为人们的生产、建设、管理等提供依据。

信息的特点：客观性、适用性、可传输性、共享性两者关系：①数据是信息的表达，而信息则是数据的内涵；②信息是对数据的解释、运用和解算。

2·地理信息：概念：指与研究对象的空间地理分布有关的信息。

它表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。

特征：定位特征（区别于其它类型信息的最显著标志）、多维结构特征、时序特征3·地理信息系统（GIS）概念：地理信息系统是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的系统。

构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型功能：①数据采集与输入；②数据编辑与更新；③数据存储与管理；④空间查询与分析；⑤数据显示与输出3·GIS1与其他管理信息系统的关系：①GIS是管理信息系统中的一种；②一般的管理信息系统至具有纯属性数据，而GIS是空间数据和属性数据的联合体；③GIS具有空间分析功能，而其他的管理信息系统则不具有。

4·常见的GIS输入输出设备：（输入）数字化仪、扫描仪、解析测图仪、键盘等；（输出）打印机、显示器、绘图仪等5·GIS系统的应用领域：测绘与地图制图、资源管理、区域与城乡规划、灾害监测、环境评估、作战指挥、交通运输、宏观决策、金融通讯及日常生活结合本专业展开论述GIS应用功能（城乡规划）6·了解国内外GIS发展阶段特性GIS起源于人口普查，土地调查和自动制图。