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【摘要】：GIS 技术在ITS 中的应用是道路交通运输管理系统阶段性的飞跃, 而且车辆导航定位精度和用户界面都比以前的导航定位与监控管理系统有了很大程度的提高。在GIS 技术的支持下, 依据地理坐标和属性特征进行查询和分析, 利用“基于位置的信息”这一理念，可以有效加强道路、车辆、出行者、交通管理人员等方面的联系，实现道路交通的智能化管理和车辆行驶智能化, 确保道路交通运输的快速、准时、便捷和舒适性, 从而提高交通运输效率和行车安全。本文介绍了交通地理信息系统存在的问题,并进一步探讨了交通地理运输体系的应用。
【关键词】：地理信息交通地理信息运输体系
中图分类号：C913文献标识码： A
交通地理信息系统(G IS -T)是地理信息系统在交通及其相关领域的具体应用与延伸,是公路、铁路、水路、航空、管网和通讯线路等线性空间要素分析和建模的工具, 也是研究地理要素沿线性网络系统运动、变化和发展的有力手段。交通地理信息系统可以应用于交通规划、设计、施工、运营和监护的各个阶段, 也可以广泛应用于国家、省、市等不同等级的综合性交通基础设施的运行、管理和维护。
一、关于交通地理运输体系存在的问题
1.多车道问题，目前, 大部分交通GIS 都采用一维折线来表示道路。但是, 这种表达方法存在着明显的不足。道路并不是简单的一维线段, 而是具有一定宽度的带状三维实体, 路宽从几米至数十米不等,车道的数目也有较大的差别, 若均以一维折线表示就显得很不恰当。例如在比例尺为1 :100000 的地图中, 两条路宽均为100m , 车道数分别为4 和6 的道路, 在该图上的宽度均为1mm ,用一维折线来表示明显不合适。一些专家学者提出将车道数目作为道路网络中的一维线段属性来表示, 但事实上并不是这么简单。例如, 在交叉路口, 只有部分车道允许转弯, 其它车道只能直行。在高速公路上, 有出口车道、进口车道。车道属性表只能记录车道的数目, 根本不可能区分不同的车道和记录它们的特性。对于城市道路和高速公路, 道路的车道属性要比几何属性更有用一些, 基于车道属性的表达更适于人类行为的体现。如何建立更有效的多车道模型是GIS -T 面临的难题之一。
2.道路立交问题，道路交通系统正在从二维平面向三维空间发展, 道路立体化的发展趋势越来越明显。两条道路立体交叉而互不相通的情况也较普遍,基于一维线性网络的网络模型表达道路立交化也是交通信息系统中存在的问题之一。虽然GIS 中三维空间表达技术和虚拟现实技术的发展已经成为可能, 但考虑到三维表达的复杂性和空间分析的难度, 目前大多数GIS -T 仍然采用一维线性网络来表达道路交通的几何模型。这样, 无论是平面相交还是立体交叉, 都会在交叉处生成一个结点, 很难区分同一结点处路线是相遇并相互连通还是空间上的立体交叉。可见, 道路立交模型的建立也是当前交通G IS 中存在的一个问题。
二、关于交通地理运输体系的应用
GIS -T 的基本功能包括编辑、制图、显示、测量, 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。在功能中, 空间分析功能才是地理信息系统软件的核心。GIS -T 系统通过对交通地理信息进行分析处理, 可以为交通规划、交通控制、交通基础设施管理、物流管理、货物运输管理提供操作平台, 为决策者提供可视化的支持, 为现代交通运输行业的发展提供新的解决方案。
1.交通规划，地理信息广泛影响公路交通的规划、设计和管理, 所以在交通主管部门的“交通规划管理信息系统”中引入了GIS -T 。首先要实现图形数据、文档数据相互统一的管理。交通部门积累了大量的图件资料和文档资料, 这些宝贵的数据资料分别以铅稿文件、数据表格、地形图纸、施工图纸等介质储存在各个不同的单位和部门。GIS -T 可以将所有以地形图资料的形式保存的数据,通过数字化或矢量化的方式转化为计算机可识别、处理的形式保存起来, 并将文档资料输入计算机, 然后在数据库中将文档资料的地形数据和属性数据与地形图上的具体位置、方向、长度、面积等信息相结合, 建立一个具有图形、图像、文字、声音、照片、录像等多媒体的与空间地形结构相一致的管理信息库。其次, 实现交通辅助设计功能。在交通规划设计中,用GIS -T 进行静/动态路网规划、选址、最佳路径选择。由于GIS -T 具有计算机辅助设计的功能, 能为工程师提供道路、桥梁等的布局信息, 为路网的优化设计提供方便, 大大提高了交通规划的工作效率,使规划研究人员从繁重的设计工作中解脱出来, 将主要精力投入到路线方案的综合比选分析当中, 并为规划设计进入三维可视及动态模拟提供了方便。
2、交通基础设施管理，由于GIS -T 具有地理、地形数据的查询、分析和处理功能,交通运输基础设施管理部门，通过利用桥梁、路面、隧道等基础设施实时检测技术，实现交通基础设施智能监测及预警。交通基础设施监测及预警系统利用需要地理信息系统作为载体，显示每处交通基础设施的监测数据和基础设施预警结果。地理信息系统使交通基础设施的监测及预警系统在使用中更加具有直观性，方便管理用户通过在地理信息系统中查询交通基础设施的各项数据。通过建立交通基础设施统一的空间定位参考系和设施编码 ,可以实现 GIS空间数据与设施属性数据的连接 ,形成一个完整的相互关联的交通基础设施集成数据库。同时 , GIS 提供了统一的显示、操作平台,通过电子地图界面 ,用户可以调用系统的大部分业务功能。而且 GIS 具有强大的空间分析功能 ,可以进行区域分析、 网络分析、 趋势分析等 ,为用户提供有力的辅助决策工具。
3、智能交通系统(ITS)，ITS 是综合利用交通信息系统、通讯网络、定位系统、射频识别技术和智能化分析与选线的交通管理系统。它将和城市交通地理信息系统(UTGIS)、全球定位系统(GPS)、浮动车系统、射频识别技术（或ETC）一道成为未来交通领域快速发展的新技术。在ITS 中, 交通地理信息系统作为整个智能交通管理系统的中枢，主要实现信息采集与汇总、信息分析与清洗、信息展示与发布。通过GPS、浮动车技术、RFID（射频识别）技术、电子眼技术等交通信息采集技术，建立基于GIS系统交通信息采集模块，利用数据分析、挖掘等技术手段，对采集到的交通状况原始数据进行分析、挖掘，实现交通趋势预测、交通高峰预测、行车最佳路线诱导等功能。ITS系统可以将交通数据资源与GIS系统地理空间数据库进行融合，通过调用相关数据资源，实现“基于位置的交通信息”显示，查询某一地理位置可显示出本地理位置所包含的各类交通信息资源。 地理信息系统迅速发展的信息技术(IT –Information Technology)的重要组成部分，它的应用已经从早期的环境保护和矿产资源管理拓展到与空间地理相关联的各个领域。特别是在交通领域,原有的多种交通信息处理技术正在与地理信息系统融合,逐渐形成具有强大功能并具有交通特征的地理信息管理系统,即交通地理信息系统。随着GIS 技术研究的进一步深入,目前GIS -T 中存在的问题将逐步得到解决, 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, 带动整个交通产业结构的迅猛发展, 成为促进经济发展的重要动力。
参考文献：
[1] 史其信.陆化普.中国IT S发展戰略构想[ J] .公路交通科技, 1998, 15(3):13—16。
[2] 赵会平.汽车导航系统与交通信息通信系统[ J] .公路交通科技, 1998, 15(3):45—48。
[3] 陈俊.宫鹏.实用地理信息系统[ M] .北京:科学出版社,1998。
[4] 王炼.等.计算机在公路运输中的应用[M] .北京:人民交通出版社, 1998。
【关键词】：地理信息交通地理信息运输体系
中图分类号：C913文献标识码： A
交通地理信息系统(G IS -T)是地理信息系统在交通及其相关领域的具体应用与延伸,是公路、铁路、水路、航空、管网和通讯线路等线性空间要素分析和建模的工具, 也是研究地理要素沿线性网络系统运动、变化和发展的有力手段。交通地理信息系统可以应用于交通规划、设计、施工、运营和监护的各个阶段, 也可以广泛应用于国家、省、市等不同等级的综合性交通基础设施的运行、管理和维护。
一、关于交通地理运输体系存在的问题
1.多车道问题，目前, 大部分交通GIS 都采用一维折线来表示道路。但是, 这种表达方法存在着明显的不足。道路并不是简单的一维线段, 而是具有一定宽度的带状三维实体, 路宽从几米至数十米不等,车道的数目也有较大的差别, 若均以一维折线表示就显得很不恰当。例如在比例尺为1 :100000 的地图中, 两条路宽均为100m , 车道数分别为4 和6 的道路, 在该图上的宽度均为1mm ,用一维折线来表示明显不合适。一些专家学者提出将车道数目作为道路网络中的一维线段属性来表示, 但事实上并不是这么简单。例如, 在交叉路口, 只有部分车道允许转弯, 其它车道只能直行。在高速公路上, 有出口车道、进口车道。车道属性表只能记录车道的数目, 根本不可能区分不同的车道和记录它们的特性。对于城市道路和高速公路, 道路的车道属性要比几何属性更有用一些, 基于车道属性的表达更适于人类行为的体现。如何建立更有效的多车道模型是GIS -T 面临的难题之一。
2.道路立交问题，道路交通系统正在从二维平面向三维空间发展, 道路立体化的发展趋势越来越明显。两条道路立体交叉而互不相通的情况也较普遍,基于一维线性网络的网络模型表达道路立交化也是交通信息系统中存在的问题之一。虽然GIS 中三维空间表达技术和虚拟现实技术的发展已经成为可能, 但考虑到三维表达的复杂性和空间分析的难度, 目前大多数GIS -T 仍然采用一维线性网络来表达道路交通的几何模型。这样, 无论是平面相交还是立体交叉, 都会在交叉处生成一个结点, 很难区分同一结点处路线是相遇并相互连通还是空间上的立体交叉。可见, 道路立交模型的建立也是当前交通G IS 中存在的一个问题。
二、关于交通地理运输体系的应用
GIS -T 的基本功能包括编辑、制图、显示、测量, 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。在功能中, 空间分析功能才是地理信息系统软件的核心。GIS -T 系统通过对交通地理信息进行分析处理, 可以为交通规划、交通控制、交通基础设施管理、物流管理、货物运输管理提供操作平台, 为决策者提供可视化的支持, 为现代交通运输行业的发展提供新的解决方案。
1.交通规划，地理信息广泛影响公路交通的规划、设计和管理, 所以在交通主管部门的“交通规划管理信息系统”中引入了GIS -T 。首先要实现图形数据、文档数据相互统一的管理。交通部门积累了大量的图件资料和文档资料, 这些宝贵的数据资料分别以铅稿文件、数据表格、地形图纸、施工图纸等介质储存在各个不同的单位和部门。GIS -T 可以将所有以地形图资料的形式保存的数据,通过数字化或矢量化的方式转化为计算机可识别、处理的形式保存起来, 并将文档资料输入计算机, 然后在数据库中将文档资料的地形数据和属性数据与地形图上的具体位置、方向、长度、面积等信息相结合, 建立一个具有图形、图像、文字、声音、照片、录像等多媒体的与空间地形结构相一致的管理信息库。其次, 实现交通辅助设计功能。在交通规划设计中,用GIS -T 进行静/动态路网规划、选址、最佳路径选择。由于GIS -T 具有计算机辅助设计的功能, 能为工程师提供道路、桥梁等的布局信息, 为路网的优化设计提供方便, 大大提高了交通规划的工作效率,使规划研究人员从繁重的设计工作中解脱出来, 将主要精力投入到路线方案的综合比选分析当中, 并为规划设计进入三维可视及动态模拟提供了方便。
2、交通基础设施管理，由于GIS -T 具有地理、地形数据的查询、分析和处理功能,交通运输基础设施管理部门，通过利用桥梁、路面、隧道等基础设施实时检测技术，实现交通基础设施智能监测及预警。交通基础设施监测及预警系统利用需要地理信息系统作为载体，显示每处交通基础设施的监测数据和基础设施预警结果。地理信息系统使交通基础设施的监测及预警系统在使用中更加具有直观性，方便管理用户通过在地理信息系统中查询交通基础设施的各项数据。通过建立交通基础设施统一的空间定位参考系和设施编码 ,可以实现 GIS空间数据与设施属性数据的连接 ,形成一个完整的相互关联的交通基础设施集成数据库。同时 , GIS 提供了统一的显示、操作平台,通过电子地图界面 ,用户可以调用系统的大部分业务功能。而且 GIS 具有强大的空间分析功能 ,可以进行区域分析、 网络分析、 趋势分析等 ,为用户提供有力的辅助决策工具。
3、智能交通系统(ITS)，ITS 是综合利用交通信息系统、通讯网络、定位系统、射频识别技术和智能化分析与选线的交通管理系统。它将和城市交通地理信息系统(UTGIS)、全球定位系统(GPS)、浮动车系统、射频识别技术（或ETC）一道成为未来交通领域快速发展的新技术。在ITS 中, 交通地理信息系统作为整个智能交通管理系统的中枢，主要实现信息采集与汇总、信息分析与清洗、信息展示与发布。通过GPS、浮动车技术、RFID（射频识别）技术、电子眼技术等交通信息采集技术，建立基于GIS系统交通信息采集模块，利用数据分析、挖掘等技术手段，对采集到的交通状况原始数据进行分析、挖掘，实现交通趋势预测、交通高峰预测、行车最佳路线诱导等功能。ITS系统可以将交通数据资源与GIS系统地理空间数据库进行融合，通过调用相关数据资源，实现“基于位置的交通信息”显示，查询某一地理位置可显示出本地理位置所包含的各类交通信息资源。 地理信息系统迅速发展的信息技术(IT –Information Technology)的重要组成部分，它的应用已经从早期的环境保护和矿产资源管理拓展到与空间地理相关联的各个领域。特别是在交通领域,原有的多种交通信息处理技术正在与地理信息系统融合,逐渐形成具有强大功能并具有交通特征的地理信息管理系统,即交通地理信息系统。随着GIS 技术研究的进一步深入,目前GIS -T 中存在的问题将逐步得到解决, 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, 带动整个交通产业结构的迅猛发展, 成为促进经济发展的重要动力。
参考文献：
[1] 史其信.陆化普.中国IT S发展戰略构想[ J] .公路交通科技, 1998, 15(3):13—16。
[2] 赵会平.汽车导航系统与交通信息通信系统[ J] .公路交通科技, 1998, 15(3):45—48。
[3] 陈俊.宫鹏.实用地理信息系统[ M] .北京:科学出版社,1998。
[4] 王炼.等.计算机在公路运输中的应用[M] .北京:人民交通出版社, 1998。