李 慶

（鄭州市交通規(guī)劃勘察設計研究院， 河南 鄭州 450000）

0 引言

隨著公路建設的快速發(fā)展，交通運輸業(yè)也發(fā)展迅速。公路作為我國主要交通體現(xiàn)，有著公路運輸?shù)某杀颈容^低，能夠滿足人們對時間、速度的要求等好處，所以現(xiàn)階段對其的應用還是非常廣泛的。公路路線設計在公路施工技術中作為最基礎性的工作，它涉及到方方面面，如規(guī)劃、路網(wǎng)、經(jīng)濟、功能、施工、養(yǎng)護、營運等，它的作用可想而知非常重要。根據(jù)自然環(huán)境因素，如地質，地形，地貌等，需要設計師來設計符合根據(jù)需求和道路的要求性質，還要包括要其滿足政治，經(jīng)濟和技術的需求。因而在設計過程中，需要大量的調查和數(shù)據(jù)。為了提高設計和設計效率的質量，已經(jīng)出現(xiàn)了使用地理信息系統(tǒng)來輔助線路選擇方法（GIS）。本文初步探討了GIS技術在公路路線設計中的應用。

1 對GIS技術的簡單介紹

在物質世界的任何功能已被牢牢打上時間和空間。在人們的生產(chǎn)和生活的信息和地理空間位置的80%以上是相關的。地理信息系統(tǒng)（GIS）作為地理空間數(shù)據(jù)技術和學科獲取，處理，管理和分析的重要工具，受到了先鋒隊的廣泛關注和快速發(fā)展。

從技術和應用的角度來看，GIS是一個工具，方法和技術解決空間問題。從學科的角度來看，GIS是一門基于地理學，制圖學，測量學和計算機科學的學科。獨立的學科體系;GIS具有功能，具有獲取，存儲，顯示，編輯，處理，分析，輸出和應用空間數(shù)據(jù)的功能;從系統(tǒng)科學的角度看，GIS具有一定的結構和功能，是一個完整的系統(tǒng)。總之，地理信息系統(tǒng)是用于根據(jù)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）管理空間對象的信息系統(tǒng)。地理空間數(shù)據(jù)的運行是GIS與其他信息系統(tǒng)之間的根本區(qū)別。從應用的角度，地 GIS由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法五部分組成。硬件和軟件為地理信息系統(tǒng)建設提供環(huán)境；數(shù)據(jù)是GIS的重要內容；方法為GIS建設提供解決方案；人員是系統(tǒng)建設中的關鍵和能動性因素，直接影響和協(xié)調其它幾個組成部分。

2 GIS在公路路線設計的應用與分析

2.1 GIS在公路選線中的應用

合理使用 GIS與計算機數(shù)據(jù)的計算和分析是分不開的。通過計算機的科學分析，能夠獲得諸如用于施工所需要的空間的特定數(shù)據(jù)。計算結果可為設計技術人員提供理論依據(jù)和合理化。建議提供決策信息。在一方面，GIS可以進行圖書管理。另一個重要功能是，進行有限元分析，并通過建立的圖形和數(shù)據(jù)庫，以建立空間和分析的分析，并分析設計人員獲取設計所需數(shù)據(jù)所需的空間和距離。設計師和業(yè)主進行直觀的分析和研究，并道航的整體布局，并作出合理的建設計劃。

GIS需要設計行進路線時，下列信息：每個設計路線的方向，沿著路線地圖，地理環(huán)境，氣象變化，城市規(guī)劃，經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略等，這些基本信息是設計路線的基礎。有了這些基礎，GIS可以建立一個模型，表達對視覺圖像的設計理念，并分析影響道路路線的所有因素。同時，它可以根據(jù)要求和相關標準設計最佳。此路線還可以匯總影響道路路線的關鍵點，然后將其顯示在DTM上。

2.2 GIS在公路路線平面設計的應用

合理使用 GIS與計算機數(shù)據(jù)的計算和分析是分不開的。通過計算機的科學分析，能夠獲得諸如用于施工所需要的空間的特定數(shù)據(jù)。計算結果可為設計技術人員提供理論依據(jù)和合理化。建議提供決策信息。在一方面，GIS可以進行圖書管理。另一個重要功能是，進行有限元分析，并通過建立的圖形和數(shù)據(jù)庫，以建立空間和分析的分析，并分析設計人員獲取設計所需數(shù)據(jù)所需的空間和距離。設計師和業(yè)主進行直觀的分析和研究，并道航的整體布局，并作出合理的建設計劃。

在設計道路時，GIS需要以下信息：每條設計路線的方向，沿線的地圖，地理環(huán)境，氣象變化，城市規(guī)劃，經(jīng)濟策略等。這些基本信息是設計路線的基礎。通過這些基礎，GIS可以構建模型，用可視圖像表達設計概念，并分析影響道路路線的所有因素。同時，它可以根據(jù)要求和相關標準進行設計。該路線還可以總結影響道路路線的關鍵點，然后將其顯示在DTM中。圖1顯示了GIS支持的道路選擇過程。

2.3 GIS在公路路線縱斷面設計的應用

路線剖面設計的含義是分析整個路線的縱向，以確定曲線半徑，坡長和坡度。在斜率變化的區(qū)域中，必要時使用垂直曲線。二次拋物線是一種常用的方法。在對兩個斜坡的傾斜角w和垂直曲線半徑R進行建模之后，可以分析垂直曲線的關鍵元素。，即：外部距離E，切線長度T和曲線長度L.

當使用 GIS技術來分析公路輪廓的數(shù)據(jù)，在平面曲線的每個鍵點的坐標可以被設計，然后這些關鍵點用于高程插值以獲得線性輪廓數(shù)據(jù)。設計人員可以在設備的斜坡頂部進行設計，并通過設備屏幕將其設計為實際的時間和路線。并實時調整設計思路，直到選擇最合適的線條。同時，設計者也可以用計算機來計算在此配置文件，為設計人員提供最可靠的設計依據(jù)的土石方累計曲線的變化。在設計過程中，如果你想改變斜率點，當你移動一個斜坡點，你會同時增加斜率點取消等坡面點。當某些斜率變更時，斜率長度將發(fā)生變化。如果發(fā)生這種情況，由ARC / INFO GIS提供的數(shù)據(jù)可用于設計變更。

2.4 GIS在公路路線橫斷面設計的應用

高速公路的橫截面設計是映射橫向路的橫截面，然后用實際的數(shù)據(jù)來設計的部分的結構，以便進一步確定側槽的輪廓，所述斜坡的長度，高度和路基的深度。在整個道路設計過程中，橫截面設計非常耗費人力并且經(jīng)常重復幾次。如果 GIS技術在設計公路的橫截面的過程中使用，工作效率將得到極大改善。精度。

主要工作步驟是：以數(shù)字形式輸入橫截面相關數(shù)據(jù)或通過 GIS技術自動計算所需的數(shù)據(jù)模型。設計人員可以根據(jù)每個路段的具體情況和設計要求對每個路段進行分析和計算，并通過計算機自動生成所需的設計數(shù)據(jù);一旦自動生成，就會顯示計算機屏幕的橫截面，設計人員可以對每個橫截面進行詳細檢查，以改變不合理或錯誤的位置。

2.5 GIS在公路路線設計中其他方面的應用

GIS在公路路線的初始階段具有非凡的意義。除了上述問題之外，還涉及其他方面。例如， GIS技術可以快速轉換里程站和地理坐標，從而可以準確定位道路的具體位置，從而保證土地的準確計算，有效地幫助項目管理人員和施工人員提高工作效率。其次，GIS技術可以有效地解決鏈條斷裂問題，準確定位和記錄里程站，計算道路長度，使原有的復雜任務變得極為簡單。

GIS的另一個重要功能是輕松計算建筑工程量。在選擇道路的過程中，土石方的使用有很大的影響。如果在設計中使用 GIS技術，則可以非常準確地計算項目中使用的土方工程數(shù)量。

3 結束語

公路線路的設計通常包括水平和垂直設計的設計以及線路的選擇。具體設計必須根據(jù)具體情況確定，結合既定方案和相關標準，并根據(jù)地面建筑物，地形和地形進行及時調整，從整體考慮設計和注重設計細節(jié)選擇最多合適的設計路線。隨著 GIS技術的不斷發(fā)展和進步，這項技術已經(jīng)與公路線路的設計密不可分。但就發(fā)展來說，我們對于新技術的運用還有很長路要走，我們差的不是一點，這不單單是技術的問題，還有根本上的理論。先進是因為對理論研究的透徹，對實踐了解的深入，做精做細就是做強。目前，中國正處于高速公路快速發(fā)展的時期，GIS技術必將得到廣泛推廣。