交通地理信息系统与其应用

交通地理信息系统与其应用

现如今社会，城市发展越来越快，GIS在各行业应用广泛，然而在日益兴盛的GIS领域,交通地理信息系统这一分支也充当着一个非常重要的角色。个人在字面上理解的交通地理信息系统是一个以地理信息系统为基础,处理，分析，规划交通信息的一个综合性的领域.个人认为它与地理信息系统不分家，而且更多的引入了交通领域的认知。在专业的解释中：交通地理信息系统GIS—T(GeographylnformationSystem -Transportation)是GIS在勘测设计、规划、管理等交通领域中的具体应用。GIS的基本思想是将地表信息按其特性进行分类，然后进行分层管理和分析.GIS实质上是一种空间数据库管理系统.它除了具有一般数据库系统的功能之外，如数据输入、存储、查询和显示等，还可进行空间查询和空间分析（百度百科）。

对于交通领域,自小就报以渴望了解的态度，自小喜欢交通领域的东西，对各个城市交通状况、规划等内容都甚是想了解,对这方面内容很是敏感。同样地，我进入了地理信息系统专业，同样的这行业也是在社会中充当着一个不可取代的地位，最重要的，GIS与交通领域是息息相关的.作为一名学GIS的学生，我就来谈谈交通地理信息系统的具体应用吧。

背景与发展

近年来，随着地理信息系统的飞速发展,越来越多的应用领域同ＧＩＳ技术建立了紧密的联系。由于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。

２０世纪６０年代，美国人口统计局建立了ＤＩＭＥ以及后来的ＴＩＧＥＲ数据模型，当时他们就采用了基于点和线的一维线性网络来表达道路系统。在那些与点线相连的属性表中，记录了点线的各种属性信息。一直以来,这种模式都是道路交通系统表达模型的一个主流.但是随着社会和经济的发展,道路交通系统变得日益复杂，对交通地理信息系统的要求越来越高，ＧＩＳ－Ｔ将面临更多的挑战.

GIS技术在交通信息中应用的必要性

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具有强大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。 诸多有关城市地理信息的应用中,城市交通地理信息系统的发展越来越受到城市管理者的关注.交通数据的种类繁多（包括属性数据、空间数据、影像数据等），数据量大，操作复杂,人工管理难度大。交通地理信息系统的出现为交通数据的自动化管理提供了一个可行的途径。随着GIS的产生与发展，为处理交通数据设计提供了科学的方法,它既能管理和处理海量数据,又能减少重复性的工作，方便数据修改与调整，避免人为错误,，GIS技术必将成为交通规划中科学高效的工具。

GIS—T的具体应用

系统功能

系统基本功能包括:地图浏览、数据编辑、数据格式转换、信息查询与显示、动态信息发布功能、显示控制功能、专题图制作、网络分析、地图打印输出等GIS常见功能。

应用

● 交通勤务管理

建立与系统时钟相一致的勤务管理方案，该图层的管理方式是随值勤民警上下岗的时间不同而改变。

交通勤务管理系统的建立，改变传统的勤务管理方法，通过地理信息系统电子地图界面可视化，科学布置警力。

● 交通设备查询及定位

系统提供交通设备查询定位功能，在查询中可以设置查询的多种条件,如：设备类型、设备编码、空间范围。在查询时,可以组合多个查询条件进行交通设备的查询。

● 流量监测功能

系统根据路口流量检测设备监测到的数据，在电子地图上用可视化的方式显示路段车流量的变化。对受监控的路段，根据监测到的汽车流量数据,用不同的颜色来标识该路段的道路状况是流畅还是拥堵等。

● 道路事故预测分析

在电子地图上标注事故发生地，通过点密度即可判断事故多发地,为道路标志等附属设施设立及道路事故分析提供参考。

● 专题图制作

专题地图是指使用各种图形风格（例如颜色或填充模式)图形化的显示地图的基础信息某方面特征的一类地图，要求通过专题图的制作,可以更好地体现出不同图层的特点及本图层在整张地图中的特色。

●电子地图使交通管理工作变得轻松直观

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。

●公路网规划手段更加强大

公路网规划和路线选择是GIS-T应用发展的重点领域之一。

目前基于GIS—T的交通规划模型软件已经开发成功并进入商业化应用阶段，这些软件包括全部的GIS软件功能，其应用模型与GIS集成为一体,它使交通规划的手段更加强大。

由于应用GIS—T能够更好的考虑和评估公路对环境的影响，因此在公路路线的选择和初步设计中GIS-T将得到广泛应用。加拿大已经成功地应用GIS完成了在温哥华岛的一条127公里、4车道的公路通道选择和初步设计。在此项目中GIS很好地解决了项目涉及的环境分析、公路选址等问题，包括野生动物、森林、水、土壤、植被和土地利用等。

●道路设计和养护

GIS—T为道路工程的计算机辅助设计CAD提供了强大的数字化地理平台，正是基于此，CAD已有早期的平面二维设计跨入了三维设计，进入了可视化设计时代，这是CAD领域的突破性发展。

GIS—T还与路面管理系统、桥梁管理系统等公路养护管理系统相关连,借助先进的路面和桥梁检测设备和数据搜集手段，使道路养护管理更加科学合理，经济高效。

如加拿大的Alberta省建立了公路维护地理信息系统,该系统使用专用检测车辆，定期检测路面的平整度和损坏程度等；这些指标由车载全球定位仪（GPS）定位装置准确确定道路的位置，检测数据传输到公路养护地理信息系统，养护模块自动生成路段养护报告。

●运输企业运营管理

借助GIS的运行路径选择功能，运输企业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。

●为智能运输系统（ITS）提供数字化平台

智能运输系统是新近发展起来的交通管理系统，它将和GIS—T、全球地位系统GPS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—T的又一重大应用领域。

ＧＩＳ－Ｔ中面临的问题及解决方案

●多格式数据源集成问题

ＧＩＳ中最基础的部分是数据,在ＧＩＳ－Ｔ中也不例外。但是多年来，一方面由于缺乏权威的专业数据公司制作并出售基础的地理数据，所需的数据来源没有保证，导致了大量的人力物力花费在制作基础数据的工作上；另一方面,对已有的数据没有充分加以利用,各部门积累下来的基础数据由于数据格式和规划不统一,难于共享利用，这样不仅加大了成本,而且还延长了建设的周期.因此，实现多源数据集成、解决多格式数据源集成是近年来ＧＩＳ－Ｔ系统研制开发的重要课题.目前，方案有以下３种:

（１)据格式转换模式：把其它的数据格式经专门的数据转换程序进行格式转换后，复制到当前系统的数据库或文件中。

（２）数据互操作模式：这是Ｏｐｅｎ ＧＩＳ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ（ＯＧＣ）制定的规范，ＧＩＳ互操作是指在异构数据库和分布式计算的情况下，ＧＩＳ用户在相互理解的基础上,能够透明地获取所需的信息。

（３）直接数据访问模式:就是在一个ＧＩＳ软件中实现对其它软件数据格式的直接访问，用户可以使用单个ＧＩＳ软件存储多种数据格式。

● 交通地理现象的表达

ＧＩＳ－Ｔ中涉及３类模型:①区域模型，即在跨越空间时代表连续变化的现象；②离散实体模型，也就是离散的实体（点、线或多边形)及其相关属性的集合的抽象表达；③网络模型,代表拓扑连接的嵌于地表的线性网络变化的抽象表达。由于交通系统自身的特性，应用于交通系统的数据模型几乎都没有超出上述的三种模型的范围.

在对交通模型进行表达的时候，可以用许多具有多种属性的线段代表道路网,用离散点代表各种道路网中的标志性地物,用线性网络代数对交通网络进行分析，这些方法对实现道路交通系统的计算机表示起到了一定的作用。在交通领域中，围绕以弧和点的概念建立的网络模型起的作用是最重要的。实际上,在许多交通应用中,只需要单个的表示数据的网络模型就可以了。这种应用的例子包括：

（１）人行道以及其它设备管理系统；

(２）实时与下线行程安排;

（３)基于网络的交通信息系统和行程计划任务；

（４)导航系统；

（５）实时交通堵塞管理和事故发现等。

结语

在交通领域，ＧＩＳ－Ｔ被公认为２１世纪的支柱性产业,是信息产业的重要组成部分。随着ＧＩＳ技术研究的进一步深入，目前ＧＩＳ－Ｔ中存在的问题会逐步得到解决，这必定会促进ＧＩＳ－Ｔ的各个方面的应用和发展，大大地改变交通现状，带动整个交通行业的突飞猛进，成为促进经济发展的重要动力。