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        GIS技術在現(xiàn)代交通規(guī)劃設計中的實踐應用

        2022-09-24 09:12:58龍娟
        中國公路 2022年13期
        關鍵詞:分布圖交通規(guī)劃

        龍娟

        (廣東粵路勘察設計有限公司,廣州 廣東 510000)

        現(xiàn)代交通規(guī)劃是城市發(fā)展與交通工程建設的重要基礎環(huán)節(jié),為之后各項工作的開展奠定基礎。為切實提高交通規(guī)劃技術水平,有必要在交通規(guī)劃過程中引入GIS技術,以此為規(guī)劃過程中的信息管理提供幫助,從根本上提高規(guī)劃質量。

        一、基于GIS的交通規(guī)劃未來發(fā)展取向概述

        在交通規(guī)劃中引入GIS有很大優(yōu)勢,很多發(fā)達國家都在交通規(guī)劃過程中充分利用GIS,GIS本身也正不斷向交通規(guī)劃領域邁進,具體表現(xiàn)在下列幾個方面:一是交通規(guī)劃需要用到專業(yè)軟件,首先要在這些軟件當中采用GIS;二是對于GIS軟件,需增加交通分析等與交通規(guī)劃有關的功能;三是在交通規(guī)劃及交通工程中使用GIS構建標準數(shù)據(jù)庫;四是逐步開發(fā)專用于交通領域的GIS系統(tǒng)[1]。

        二、基于GIS的現(xiàn)代交通規(guī)劃實施策略

        在交通規(guī)劃過程中,很多數(shù)據(jù)都和土地資源的使用情況及交通空間具體分布情況有關,GIS正是分析處理這些數(shù)據(jù)的工具,可采用GIS為交通規(guī)劃標準數(shù)據(jù)庫構建及管理提供良好輔助。GIS在交通規(guī)劃的具體應用體現(xiàn)在下列幾個方面。

        1.為交通規(guī)劃數(shù)據(jù)采集及管理提供輔助。GIS可發(fā)揮關系數(shù)據(jù)庫所有功能,借助GIS可存儲與管理交通調查數(shù)據(jù),同時還能對所有基礎數(shù)據(jù)開展統(tǒng)計分析。

        2.為交通規(guī)劃圖形等方面的數(shù)據(jù)信息管理提供輔助。在交通規(guī)劃過程中要用到大量專題圖,包括道路與其它設施的實際分布圖等。借助GIS可直接生成各類專題圖,為規(guī)劃人員準確了解交通現(xiàn)狀提供幫助,以便在規(guī)劃過程中做出正確抉擇[2]?;贕IS的交通規(guī)劃信息系統(tǒng)總體結構如圖1所示。

        圖1 基于GIS的交通規(guī)劃信息系統(tǒng)總體結構

        3.為分析決策提供輔助。交通規(guī)劃與土地資源利用是城市交通規(guī)劃工作的基礎,采用GIS可以為交通及土地資源利用方面的規(guī)劃提供輔助,包括長期、中短期與各類交通設施的實際規(guī)劃。在長期規(guī)劃過程中采用GIS可實現(xiàn)以下功能:確定規(guī)劃區(qū)具體地理范圍及內容;合理布局交通基礎設施;合理布局居住區(qū)及其基礎設施;以土地類型為依據(jù)評價空間相互作用;衡量規(guī)劃區(qū)是否可達。在中短期規(guī)劃中各種采用GIS可實現(xiàn)以下功能:以交通設施為依據(jù)對特定土地資源利用區(qū)開展影響評價,確定具體影響區(qū);分析交通網絡圖,詳細規(guī)劃布局交通設備,明確所有便捷程度較高的集散點,利用模型確定其可達水平;借助模型評價客流與貨流之間的空間聯(lián)系,以各自空間特點為依據(jù)對交通網絡做更深入的規(guī)劃;構建屬性數(shù)據(jù)庫,為規(guī)劃的最終制定提供可靠依據(jù)。在交通設施的規(guī)劃過程中采用GIS可實現(xiàn)以下功能:確定各設施的具體位置,分析設施的分布是否合理與適用[3]。

        4.GIS可提供很多分析工具,如圖形疊加功能、聚集分析功能、地址比較功能、緩沖區(qū)分析功能與網路分析功能,通過對這些工具的合理應用能十分方便地對數(shù)據(jù)開展可視化分析。比如在實際的交通規(guī)劃過程中借助GIS可提供的圖形疊加工具,疊加處理人工分布和各類公共交通設施實際分布圖,由此得出公交服務水平實際分布圖,對該分布圖和勞動力崗位實際分布圖實施疊加,可獲得公眾采用公交方式出行的可能性具體分布圖。另外,利用GIS提供的網絡分析工具還能分析交通網絡當中的很多數(shù)據(jù)信息,如最短路徑分析、范圍與路徑選擇分析及網絡修改,為決策人員提供很大便利[4]。

        5.系統(tǒng)管理交通基礎數(shù)據(jù)信息。采用GIS可以對信息有效組織與管理,在不同信息間建立相互關系,幫助設計人員更好地管理信息,實現(xiàn)可視化管理,進而根據(jù)一種信息得到與其相關的其它信息。

        6.在道路選線中的應用。GIS所有圖形信息都加載有屬性信息,需要提取圖形信息時,僅需通過操作鼠標即可完成。另外,設計人員能直接通過計算機完成線路繪制,在有需要時可提取線路中各個交點的坐標,生成相應坐標文件。

        7.估算拆遷影響。確定線路之后,方可確定道路紅線,同時開展拆遷調查,通過統(tǒng)計計算,以相應數(shù)據(jù)模型為依據(jù),如圖2所示,對GIS實施二次開發(fā),即可讓GIS以道路中心線及設計寬度為依據(jù),采用緩沖或疊置的方法,確定緩沖區(qū)域,對拆遷可能造成的影響實施自動統(tǒng)計與計算[5]。

        8.在土方估算中的應用。在交通規(guī)劃及道路工程設計時,需要在滿足基本設計要求同時,實現(xiàn)開挖與填筑平衡。因此,必須做好土方估算工作,這項工作在過去只能采用手工計算,工作量大、效率低,若能采用GIS軟件包,則可以根據(jù)設計線路,采用三維模型實現(xiàn)開挖和填筑方量的自動計算。

        圖2 基于GIS的交通規(guī)劃信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型結構

        9.管理交通規(guī)劃數(shù)據(jù)。要想做好交通規(guī)劃工作,必須構建完善的數(shù)據(jù)庫,在交通規(guī)劃過程中涉及到的數(shù)據(jù)具體可分為兩種,即交通調查數(shù)據(jù)與和交通直接或間接相關的其它數(shù)據(jù)。由于GIS可實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理,以上兩種數(shù)據(jù)將在GIS支持下得到很好的管理,便于對這些數(shù)據(jù)實施統(tǒng)計與處理。另外,在GIS圖形處理功能幫助下,還能在交通規(guī)劃過程中生成不同交通特征對應的分布圖,既能明確交通現(xiàn)狀,還能掌握交通未來變化,對交通特征開展更深入的分析。交通規(guī)劃過程中得到的圖示大多為示意圖和輔助分析圖,精度不高,若交通規(guī)劃人員熟練應用GIS,發(fā)揮其數(shù)據(jù)處理功能,可使分析環(huán)節(jié)變得極為簡單[6]。

        10.管理交通規(guī)劃成果。GIS可以管理圖形,支持外部掛接與通信,能管理不同類型的文件,包括圖形類文件、圖像類文件與文本類文件,使龐雜的信息變成一個整體,為信息的管理、修改與查閱等提供極大便利。

        11.在交通分析中的應用。網絡結構可對網絡當中處于移動狀態(tài)的目標遵循的通行規(guī)律予以描述,采用GIS可組織這些規(guī)則和相應信息,在網絡分析能力支持下,從根本上解決通行路線問題。比如,在數(shù)量不限的起終點之間確定最短與最廉價路線;若交通規(guī)劃人員規(guī)定了交通網絡參數(shù)與評估模型,則采用GIS可以對網絡通行能力予以自動計算;分析市政與交通設施實際配置與服務區(qū)域;選擇適宜的儲運站點,分析分部網絡;分析現(xiàn)有集運系統(tǒng)和相關設施實際利用率;分析當前交通需求[7]。

        12.在設計方案優(yōu)化選擇中的應用。以交通評估模型為依據(jù),結合各項評價指標,采用GIS可以幫助相關人員評判各設計方案,選出最佳方案。

        13.在專題圖制作中的應用。交通規(guī)劃過程用到的專題圖都可以利用GIS制作,采用GIS制成的專題圖,不僅顏色組合沒有限制,還能實現(xiàn)同步縮放,幫助相關人員更好地使用專題圖,保證交通規(guī)劃質量[8]。

        14.提取設計線路對應的橫縱斷面信息,實現(xiàn)仿真模擬。提取研究區(qū)范圍內的各項地形信息,據(jù)此建立高線專題圖層,也可制得數(shù)字地面模型,此時借助GIS軟件包,可將道路的線路及設計寬度作為依據(jù),生成線路對應的橫、縱斷面圖,達到三維仿真的目標。

        三、基于GIS的現(xiàn)代交通規(guī)劃實施挑戰(zhàn)

        首先是標準化問題,很多城市經過長期發(fā)展,已經擁有一套復雜度極高的交通網絡,如何借助GIS通過有序且簡單的記錄表達繁雜交通信息是GIS應用的關鍵;其次是地理現(xiàn)象的表達,在GIS系統(tǒng)中,不同數(shù)據(jù)往往代表不同地理現(xiàn)象,如何抽象表達這些地理現(xiàn)象對GIS是一個關鍵問題;最后是道路立交問題,即如何在一個將一維線性網絡作為基礎的網絡模型中表達立交,這是交通規(guī)劃過程中信息系統(tǒng)面臨的主要問題之一,如何構建立交地理現(xiàn)象描述與表達系統(tǒng),也是亟待解決的問題。

        四、結語

        綜上所述,在交通規(guī)劃這一復雜且系統(tǒng)的工程中引入GIS技術,可以從根本上改變以往的規(guī)劃工作方式,為信息化規(guī)劃目標的實現(xiàn)創(chuàng)造了良好條件,在保證規(guī)劃質量基礎上,提高規(guī)劃工作效率,充分發(fā)揮規(guī)劃成果應有的功能。

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