GIS在ITS中的應用(交通地理信息系統在智能運輸系統中的應用)

近年來，隨著地理信息系統的飛速發展，越來越多的應用領域同GIS技術建立了緊密的聯系。由于交通信息系統具有精度要求高、規則復雜、動態化、離散化等特點，原有的信息技術已經不能完全滿足交通應用的需求，而借助于GIS的強大功能，可以實現交通信息化的時代要求。交通領域中GIS的應用也越來越受到研究者和開發者的重視。

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交通地理信息系統是收集、整理、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和交通信息的計算機軟硬件系統〔2〕，是GIS技術在交通領域的延伸，是GIS與多種交通信息分析和處理技術的集成。GIS－T具有強大的交通信息服務和管理功能，它可以應用在交通管理的各個環節。在交通工程領域采用GIS技術和方法研究交通規劃、交通建設和交通管理及其相關的問題，具有其他傳統方法無可比擬的優點。

20世紀60年代，美國人口統計局建立了DIME以及后來的TIGER數據模型，當時他們就采用了基于點和線的一維線性網絡來表達道路系統。在那些與點線相連的屬性表中，記錄了點線的各種屬性信息。一直以來，這種模式都是道路交通系統表達模型的一個主流。但是隨著社會和經濟的發展，道路交通系統變得日益復雜，對交通地理信息系統的要求越來越高，GIS－T將面臨更多的挑戰。

3GIS－T關鍵技術

GIS－T是改進了的GIS和TIS（交通信息系統）的結合體。目前很多研究人員致力于GIS－T的研究與開發，圍繞著GIS－T產生了較多的研究課題，不同的研究課題涉及到的GIS－T的功能也有所區別。為了進行詳細說明，可以通過定義3個功能組來獲得一個通用的框架，這3個功能組是：數據管理（實現數據存儲和維護）、數據操作（實現原始數據的創新）、數據分析或者建立可分析的模型。它們是相互依賴相互支持的，數據存儲是數據操作的前提，而數據的建模又是在前兩個的基礎上建立起來的。

3．1數據庫管理系統

長期以來，交通部門要使用和維護大量的信息，在很多情況下都是多個交通信息系統共存于同一個部門中，而且每一個交通信息系統只能處理某一類數據信息（如高速公路規劃網、公路管理系統以及事故信息等）。GIS－T的數據管理系統的關鍵技術在于通過建立數據模型和數據交換的框架，把上述不同的數據存儲于一個統一的數據管理系統中，任何部門都能訪問到該系統中符合本部門要求的數據，同時能對這些數據進行分析和建模，然后進行管理和決策。

3．2數據協同

交通數據一般都是由多個機構提供并維護，數據類型、數據標準難以統一。每個數據源可能都有自己的數據模型。數據模型的不同和使用方法的多樣性給數據管理分析造成了很大問題。由于數據位置、拓撲結構、分類、命名和屬性、線性測量的誤差，導致不同來源數據的統一過程比較復雜，結果存在很大的不確定性。要使GIS技術在交通領域取得進展，必須借助數據協同技術，從地圖的匹配算法、交通數據的錯誤模型和錯誤傳播（尤其是一維數據模型）、數據質量標準和數據交換標準三個方面解決數據統一的問題。

隨著地理數據越來越廣泛的應用，協同性主題逐漸成為GIS－T領域中的一個最為緊迫的課題。在詳細的數字街道數據庫、緊急事件的安排和調度系統、車輛導航系統以及ITS（智能交通系統）的各個部分（包括測量使用者和運輸控制中心或者信息服務提供商之間的無線通訊）都必須應用數據協同技術。

3．3實時GIS－T

地理數據的收集是一個持續的過程。近年來，已經開始出現實時基礎上的數據操作。例如，帶有全球定位系統GPS的車輛

提供速度、位置等要素信息到運輸管理中心，管理中心再根據發送的交通信息將預測信息返回給車輛，這樣就組成了地區的阻塞管理系統。由此可見，進行實時數據的存儲、恢復、處理和分析需要更快的數據訪問模式、更強大的空間數據融合技術以及動態路由算法。

3．4龐大的數據集

現實世界的交通問題涉及到龐大的地理數據和復雜的網絡。地理信息科學對地理可視化和數據采集的規則、技術發現和數據獲得的計算方法進行了研究和集成，同時也促進了GIS－T的發展。

由于交通數據集大小的不同，就需要經常更新系統設計，這個系統設計包括了信息顯示的精確性、速度上的優化、算法運行時間與流程中的分析工具以及網絡分析的優化。

3．5分布式計算

互聯網技術提供的可連接性改變了計算機、應用軟件、數據和用戶之間的關系。計算機已經形成了一個可移動的、分布式的、普遍存在的實體。基于互聯網的GIS應用變得越來越普遍（包括在交通領域中）。以通訊網絡技術為基礎的分布式計算技術可以有效地使用本地和遠程的計算資源，借助完善的系統資源，實現適時應用的構想。

4GIS－T中面臨的問題及解決方案

4．1多格式數據源集成問題

GIS中最基礎的部分是數據，在GIS－T中也不例外。但是多年來，一方面由于缺乏權威的專業數據公司制作并出售基礎的地理數據，所需的數據來源沒有保證，導致了大量的人力物力花費在制作基礎數據的工作上；另一方面，對已有的數據沒有充分加以利用，各部門積累下來的基礎數據由于數據格式和規劃不統一，難于共享利用，這樣不僅加大了成本，而且還延長了建設的周期。因此，實現多源數據集成、解決多格式數據源集成是近年來GIS－T系統研制開發的重要課題。目前，方案有以下3種：

（1）據格式轉換模式：把其它的數據格式經專門的數據轉換程序進行格式轉換后，復制到當前系統的數據庫或文件中。

（2）數據互操作模式：這是Open GIS Consortium（OGC）制定的規范，GIS互操作是指在異構數據庫和分布式計算的情況下，GIS用戶在相互理解的基礎上，能夠透明地獲取所需的信息。

（3）直接數據訪問模式：就是在一個GIS軟件中實現對其它軟件數據格式的直接訪問，用戶可以使用單個GIS軟件存儲多種數據格式。

4．2交通地理現象的表達

GIS－T中涉及3類模型：①區域模型，即在跨越空間時代表連續變化的現象；②離散實體模型，也就是離散的實體（點、線或多邊形）及其相關屬性的集合的抽象表達；③網絡模型，代表拓撲連接的嵌于地表的線性網絡變化的抽象表達。由于交通系統自身的特性，應用于交通系統的數據模型幾乎都沒有超出上述的三種模型的范圍。

在對交通模型進行表達的時候，可以用許多具有多種屬性的線段代表道路網，用離散點代表各種道路網中的標志性地物，用線性網絡代數對交通網絡進行分析，這些方法對實現道路交通系統的計算機表示起到了一定的作用。在交通領域中，圍繞以弧和點的概念建立的網絡模型起的作用是最重要的。實際上，在許多交通應用中，只需要單個的表示數據的網絡模型就可以了。這種應用的例子包括：

（1）人行道以及其它設備管理系統；

（2）實時與下線行程安排；

（3）基于網絡的交通信息系統和行程計劃任務；

（4）導航系統；

（5）實時交通堵塞管理和事故發現等。

5結語

在交通領域，GIS－T被公認為21世紀的支柱性產業，是信息產業的重要組成部分。隨著GIS技術研究的進一步深入，目前GIS－T中存在的問題會逐步得到解決，這必定會促進GIS－T的各個方面的應用和發展，大大地改變交通現狀，帶動整個交通行業的突飛猛進，成為促進經濟發展的重要動力。

GIS在城市規劃方面中的應用？

城市規劃編制是指根據國家的城市發展建設方針以及城市的自然條件和建設條件，合理確定城市發展目標、城市性質、規模和布局，重點強調規劃區域內土地利用空間配置和城市產業及基礎設施的規劃布局。

利用Arc GIS可以在現場踏勘時收集各種相關資料，并錄入數據庫中，以便于實施城市規劃信息的查詢與管理；可以方便的計算經濟技術指標，例如面積、綠地率、容積率、建筑密度、人口密度；可以利用疊加分析功能和地圖運算進行輔助問題分析，以求直觀、快捷的效果。

擴展資料：

一、系統特點

1、公共的地理定位基礎。

2、具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力。

3、系統以分析模型驅動，具有極強的空間綜合分析和動態預測能力，并能產生高層次的地理信息。

4、以地理研究和地理決策為目的，是一個人機交互式的空間決策支持系統。

二、資料操作

GIS可以執行數據重構來把數據轉換成不同的格式。例如，GIS可以通過在具有相同分類的所有單元周圍生成線，同時決定單元的空間關系，如鄰接和包含，來將衛星圖像轉換成向量結構。

由于數字數據以不同的方法收集和存儲，兩種數據源可能會不完全兼容。因此GIS必須能夠將地理數據從一種結構轉換到另一種結構。

參考資料來源：百度百科－地理信息系統

參考資料來源：百度百科－城市規劃編制

GIS技術在測繪,國土,規劃,交通等行業中的具體應用

地理信息系統在最近的30多年內取得了驚人的發展，廣泛應用于資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。

以下地理信息系統的應用領域分別回答了在各自領域內的作用

資源管理(Resource Management)

主要應用于農業和林業領域，解決農業和林業領域各種資源(如土地、森林、草場) 分布、分級、統計、制圖等問題。主要回答“定位”和“模式”兩類問題。

資源配置(Resource Configuration)

在城市中各種公用設施、救災減災中物資的分配、全國范圍內能源保障、糧食供 應等到機構的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應用中的目標是保證 資源的最合理配置和發揮最大效益。

城市規劃和管理(Urban Planning and Management)

空間規劃是GIS的一個重要應用領域，城市規劃和管理是其中的主要內容。例如， 在大規模城市基礎設施建設中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學校、 公共設施、運動場所、服務設施等能夠有最大的服務面(城市資源配置問題)等。

土地信息系統和地籍管理(Land Information System and Cadastral Applicaiton)

土地和地籍管理涉及土地使用性質變化、地塊輪廓變化、地籍權屬關系變化等許 多內容，借助GIS技術可以高效、高質量地完成這些工作。

生態、環境管理與模擬(Environmental Management and Modeling)

區域生態規劃、環境現狀評價、環境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環 境與區域可持續發展的決策支持、環保設施的管理、環境規劃等。

應急響應(Emergency Response)

解決在發生洪水、戰爭、核事故等重大自然或人為災害時，如何安排最佳的人員 撤離路線、并配備相應的運輸和保障設施的問題。

地學研究與應用(Application in GeoScience)

地形分析、流域分析、土地利用研究、經濟地理研究、空間決策支持、空間統計 分析、制圖等都可以借助地理信息系統工具完成。ArcInfo系統就是一個很好的 地學分析應用軟件系統。

商業與市場(Business and Marketing)

商業設施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場 的分布、待建區周圍居民區的分布和人數，建成之后就可能無法達到預期的市場 和服務面。有時甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區的人口結構(年 齡構成、性別構成、文化水平)、消費水平等結合起來考慮。地理信息系統的空 間分析和數據庫功能可以解決這些問題。 房地產開發和銷售過程中也可以利用GIS功能進行決策和分析。

基礎設施管理(Facilities Management)

城市的地上地下基礎設施(電信、自來水、道路交通、天然氣管線、排污設施、 電力設施等)廣泛分布于城市的各個角落、且這些設施明顯具有地理參照特征的。 它們的管理、統計、匯總都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。

選址分析(Site Selecting Analysis)

根據區域地理環境的特點，綜合考慮資源配置、市場潛力、交通條件、地形特征、 環境影響等因素，在區域范圍內選擇最佳位置，是GIS的一個典型應用領域，充 分體現了GIS的空間分析功能。

網絡分析(Newwork System Analysis)

建立交通網絡、地下管線網絡等的計算機模型，研究交通流量、進行交通規則、 處理地下管線突發事件(爆管、斷路)等應急處理。 警務和醫療救護的路徑優選、車輛導航等也是GIS網絡分析應用的實例。

可視化應用(Visualization Application)

以數字地形模型為基礎，建立城市、區域、或大型建筑工程、著名風景名勝區的 三維可視化模型，實現多角度瀏覽，可廣泛應用于宣傳、城市和區域規劃、大型 工程管理和仿真、旅游等領域。

分布式地理信息應用(Distributed Geographic Information Application)

隨著網絡和Internet技術的發展，運行于Intranet或Internet環境下的地理信息 系統應用類型，其目標是實現地理信息的分布式存儲和信息共享，以及遠程空間 導航等。

交通地理信息系統的交通地理信息系統的具體應用

交通地理信息系統因具有強大的信息服務和管理功能，所以應用范圍廣泛。具體體現在三個方面，一是它可以應用在交通管理的各個環節，即從交通規劃、設計、施工到運營和養護的所有階段以及交通科研。二是它可以廣泛應用在國家、省、市等不同層次的管理。三是可以廣泛應用在政府、交通運輸管理、運輸企業和工程設計施工等各部門。下面簡單介紹一下它的具體應用。 當前交通決策要求GIS-T提供的數據范圍在不斷擴大，可喜的是數據采集的技術也有了長足發展，這些技術包括GPS、視頻技術、數碼攝像技術、高清晰衛星圖像、高清晰度掃描技術以及實時系統和傳感器。這些實時系統和傳感器眾多：氣象雷達、車輛身份證條碼、交通量計數器、路面溫度傳感器、ITS中的車輛導航系統。ITS不僅需求大量的空間及其相關數據，同時也成為其它諸多用途的數據源，這無疑又激勵更新數據采集技術的開發，所有這些技術均對GIS-T的設計實施產生影響。

開展研究的重點包括：

·對各種數據采集技術現狀和特性的評估，了解它們相互作用和集成的可能性

·從運輸部門的需求來設計技術上可行的數據采集方案

·在GIS-T的發展規劃中制定策略來研究比選使用這些新技術。 可以預計未來十年內GIS-T、GPS和ITS這三種快速發展的技術將有效地集成起來，發揮良好的社會經濟效益，大大提高現有道路的通行能力和安全性。

當前這些技術間合適的切入點還沒有很好地研究清楚，要作的研究有：

·分析和評估這三類技術的發展現狀和方向

·研究如何將這三種技術有效集成，并分析這種聯合發展的可行性

·開發適應全球不同地區需求的技術集成模式

·建造示范中心以便觀測和測試技術集成的效果

·制定上述模式所需空間數據的標準

·調查并修正這些數據標準以最終滿足ITS的需要 隨著GIS-T的發展和推廣，數據庫的維護對許多用戶來說還頗顯陌生，開展的相關研究有：

·新的數據采集技術如GPS將對數據庫維護產生怎樣的影響？采用什么技術來合并和統一新的采集技術采集的數據和原有數據庫存有的空間數據？

·存放在不同圖層的數據在不同比例尺下使用時最佳的連接方式是什么？

·CAD與GIS-T之間數據模型的連接如何發展？

·遙感數據如何才能得到有效地利用？

網站欄目：交通規劃gis技術應用的簡單介紹
文章URL：http://newbst.com/article46/doippeg.html

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