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GIS在交通運(yùn)輸規(guī)劃中的應(yīng)用探討論文
摘 要：交通運(yùn)輸規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸資源的合理利用與最佳配置的基本保證，其根本任務(wù)是按照社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和趨向，設(shè)計合理的交通系統(tǒng)，以便為以后土地利用與社會經(jīng)濟(jì)活動服務(wù)，滿足社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，本著現(xiàn)有交通運(yùn)輸資源來探索最好的解決方案，通過制定目標(biāo)并設(shè)計達(dá)到目標(biāo)的策略或行動。
1 GIS的定義及其特點(diǎn)
1.1 GIS的定義
GIS技術(shù)也稱為地理信息系統(tǒng)，是一種空間信息管理技術(shù)，其是集中多門學(xué)科的技術(shù)而形成的綜合技術(shù)，其具有覆蓋面廣、應(yīng)用領(lǐng)域多的特點(diǎn)，不僅可以在土地、規(guī)劃、交通等信息系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，而且也可用于空間決策支持系統(tǒng)，所以可以說是空間數(shù)據(jù)的集合。可以對地理數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、檢查、操作、分析和顯示，功能性較強(qiáng)。在上世紀(jì)六十年代GIS才發(fā)展起來，而在近幾年才得到有效的重視，所以其發(fā)展速度也得以不斷的提升。其通過計算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)有效的對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而且在國防、交通、環(huán)境等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用中都取得了非常明顯的效果，不僅促進(jìn)了社會生產(chǎn)的快速發(fā)展，而且也使其自身技術(shù)的發(fā)展速度加快。
1.2 GIS的特點(diǎn)
GIS可以建立地圖式數(shù)據(jù)庫，這與傳統(tǒng)的文本數(shù)據(jù)庫來講具有更為先進(jìn)性，可以實(shí)現(xiàn)將空間信息和地理特征的信息有效的聯(lián)系起來，并建立空間聯(lián)系，這對于僅用文本數(shù)據(jù)庫形式無法將城市道路和地理位置進(jìn)行表達(dá)清楚的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來講，給交通信息系統(tǒng)的建立奠定了良好的基礎(chǔ)，由于其可以更直觀和快捷的將地理位置關(guān)系表達(dá)出來，給使用者提供了清楚的信息，而且更便于操作，所以可以更好的實(shí)現(xiàn)對地圖特征之間的空間聯(lián)系進(jìn)行維護(hù)和管理。
2 GIS在交通運(yùn)輸規(guī)劃中應(yīng)用
2.1 交通運(yùn)輸規(guī)劃問題
隨著社會的發(fā)展速度不斷的加快，這就對交通運(yùn)輸規(guī)劃有了更高的要求，在具體進(jìn)行規(guī)劃時不僅需要滿足當(dāng)前的需求，而且還要能夠滿足未來發(fā)展的需求。所以通過科學(xué)、合理的對交通運(yùn)輸進(jìn)行規(guī)劃，使其不僅要滿足社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，而且還要實(shí)現(xiàn)對土地資源的合理利用，為社會經(jīng)濟(jì)活動的進(jìn)行提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。所以需要根據(jù)現(xiàn)有的交通運(yùn)輸資源，來對具體的目標(biāo)進(jìn)行設(shè)定，從而在設(shè)計過程中能夠更好的達(dá)成目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。一個科學(xué)、合理的交通運(yùn)輸規(guī)劃，其不僅能夠使未來的交通資源得到合理的配置，而且還會確保人和物在位移過程中的安全性和經(jīng)濟(jì)性，同時還達(dá)到有效的保護(hù)環(huán)境的要求。所以需要對現(xiàn)有的交通系統(tǒng)狀況進(jìn)行了解，同時還要清楚土地利用情況，對未來的運(yùn)輸需求進(jìn)行預(yù)測，從而提供具體的改進(jìn)措施，確保規(guī)劃能夠有效的滿足未來的發(fā)展需求。所以一個合理的交通運(yùn)輸規(guī)劃不僅要對現(xiàn)有的交通資源有足夠的了解，而且還要對未來的運(yùn)輸需求進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，二者缺一不可。但這兩個方面不僅具有較強(qiáng)的空間特性，同時還具有較為豐富的社會屬性，這就需要對大量的空間和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，單獨(dú)依靠人工來實(shí)現(xiàn)對海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理不僅效率低，而且也不現(xiàn)實(shí)，而利用GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)綜合處理能力，將大大的簡化工作量，使繁重的工作更為簡化，而且處理的數(shù)據(jù)更為科學(xué)和高效。
2.2 基于GIS技術(shù)的交通運(yùn)輸規(guī)劃
2.2.1 數(shù)據(jù)來源。交通運(yùn)輸資源數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)來源有如下幾種：
基礎(chǔ)制圖數(shù)據(jù)。包括地形數(shù)據(jù)和人文景觀數(shù)據(jù)，主要取自現(xiàn)有地圖條例，其產(chǎn)生有兩種基本格式：即圖形結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
自然資源數(shù)據(jù)。主要是指與現(xiàn)有運(yùn)輸資源相關(guān)的各種自然資源數(shù)據(jù)。
調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)。包括與運(yùn)輸資源有關(guān)的各種統(tǒng)計資料數(shù)據(jù)，研究區(qū)域中的海、陸、空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。包括鐵路、水路、航空、管線和航海線網(wǎng)絡(luò)。其它有關(guān)規(guī)則知識數(shù)據(jù)。
2.2.2 數(shù)據(jù)的加工整理。在建立數(shù)據(jù)庫過程中，其中一個重要的環(huán)節(jié)即是對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工整理工作，這就需要確保數(shù)據(jù)要具有統(tǒng)一的格式和標(biāo)準(zhǔn)，同時還要確保方法的合理性，這樣有利于數(shù)據(jù)的順利加工，否則，則導(dǎo)致困難的產(chǎn)生，無法順利完成數(shù)據(jù)的加工整理過程。
2.2.3 數(shù)據(jù)的輸入與輸出。上述數(shù)據(jù)源中的所有數(shù)據(jù)可分為兩大類：空間數(shù)據(jù)和與之相聯(lián)系的屬性數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)輸入方法有：鍵盤輸入、坐標(biāo)幾何、手工數(shù)字化、掃描和現(xiàn)有的數(shù)據(jù)文件輸入。
輸出方式有硬拷貝、軟拷貝和電子輸出。這就需要對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，所以對于輸入進(jìn)計算機(jī)的數(shù)據(jù)，需要逐一的對其進(jìn)行檢查，及時發(fā)生誤差并改正，而對于輸出來的結(jié)果，也需要與原始材料進(jìn)行逐行比較，避免出現(xiàn)誤差，當(dāng)數(shù)據(jù)沒有出入和誤差時，則再向介質(zhì)內(nèi)進(jìn)行存貯，同時還要確保介質(zhì)的安全性和可靠性。
2.2.4 數(shù)據(jù)的組織。
在進(jìn)行數(shù)據(jù)組織管理過程中，需要嚴(yán)格按照空間數(shù)據(jù)組織和數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)方式來進(jìn)行，然后才能進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的建立。目前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可分為矢量結(jié)構(gòu)和柵格結(jié)構(gòu)兩類，而對于數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模式的建立其可選類型有三種，即層次數(shù)據(jù)庫模型、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫模型和關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型。當(dāng)交通運(yùn)輸資源數(shù)據(jù)庫建好后，則可以對其進(jìn)行相關(guān)的操作，如查詢、檢索、統(tǒng)計、分析等，這樣就可以有效的了解清楚現(xiàn)有運(yùn)輸資源和土地的使用情況，從而為具體的規(guī)劃工作奠定良好的基礎(chǔ)。
2.3 模型庫的建立與交通運(yùn)輸規(guī)劃
運(yùn)輸問題可以大致歸并為運(yùn)輸需求與供給，運(yùn)輸需求具有如下特性：需求的高度數(shù)量化和分散化、特定的空間分布及強(qiáng)烈的動態(tài)特性。運(yùn)輸供給主要具有服務(wù)性與路網(wǎng)設(shè)施的空間分布的網(wǎng)絡(luò)特性，運(yùn)輸問題的解決（比如進(jìn)行運(yùn)輸規(guī)劃）同樣需要借助于模型。根據(jù)交通運(yùn)輸規(guī)劃的需要，我們可以建立如下模型：運(yùn)輸需求預(yù)測模型、網(wǎng)絡(luò)分析與評價模型、路徑選擇和物流模型、分區(qū)定位模型。模型可按下面步驟建立：提出問題并進(jìn)行適當(dāng)簡化處理，提出恰當(dāng)?shù)募僭O(shè)，并利用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具，刻劃變量之間的關(guān)系，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，并求得相應(yīng)的解。模型庫建好以后，就可以同資源數(shù)據(jù)庫集成，最后形成交通運(yùn)輸規(guī)劃的系統(tǒng)。
2.3.1 模型標(biāo)定。一般常用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)按最小二乘原理求解模型參數(shù)與系數(shù)的方法，得到模型的參數(shù)與系數(shù)后，應(yīng)先檢查一下用模型計算的數(shù)據(jù)是否與現(xiàn)狀觀測的數(shù)據(jù)相一致。
2.3.2 運(yùn)輸需求預(yù)測。利用中的運(yùn)輸需求預(yù)測模型，結(jié)合現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)對該區(qū)域的運(yùn)輸需求進(jìn)行預(yù)測。具體有交通量的產(chǎn)生、交通量的分布、交通方式的劃分和交通量的分配。
2.3.3 路網(wǎng)規(guī)劃。利用中的網(wǎng)絡(luò)分析與評價模型，可以對現(xiàn)有路網(wǎng)進(jìn)行總體規(guī)劃，并可以動態(tài)模擬車流量的變化情況，測試路網(wǎng)效率，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸資源的最佳配置。
2.3.4 路徑選擇、運(yùn)輸方式選擇。利用中的路徑選擇和物流模型，按給定的限制條件（時間最省、路徑最短、運(yùn)輸費(fèi)用最低）進(jìn)行自動、快速地選擇行駛路徑。
2.3.5 道路建設(shè)與維護(hù)。利用上述系統(tǒng)還可以進(jìn)行新線的自動化選線與設(shè)計，方便道路建設(shè)，還可以利用交通路網(wǎng)的屬性數(shù)據(jù)庫，對路網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行管理與維護(hù)。
3 結(jié)束語
交通規(guī)劃如果單純的從空間角度或是地理角度對其進(jìn)行理解和認(rèn)識都是片面的，不科學(xué)的，所以只有充分的利用GIS，從而使其能夠更好的對交通流數(shù)據(jù)和交通設(shè)施數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)采集、存貯、管理和分析，從而更為簡化、清晰的抓住問題的實(shí)質(zhì)，確保使用者更為便捷，同時也可為決策者提供科學(xué)的參考數(shù)據(jù)，所以在今后和未來的發(fā)展過程中，GIS交通運(yùn)輸規(guī)劃具有廣泛的發(fā)展空間。
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