基于GIS的道路选线辅助系统的建立.pdf

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1、第5 卷第4 集V 0 1 5，N o 4缝生!Q 旦熬主型绘皇鱼堡蕉盔应旦班过銮匹金途塞塞Q 竺：兰塑!基于G I S 的道路选线辅助系统的建立徐永敏1 刘鹏1 李玉群2(1 北京市测绘设计研究院，北京1 0 0 0 3 8，2 四维公司，北京1 0 0 0 3 6)摘要：针对公路选线的要求，在地理信息系统(G I s)的理论基础上利用A 托G I S 软件研制开发了基于G I s 的道路选线辅助系统。对基于G I s 的道路选线辅助系统从系统设计原则和选线的技术方法等方面进行分析，说明系统如何从各个方面来对公路选线进行辅助分析来减轻工作强度和提高工作效率。关键词：G I S；数字费用模型；

2、道路选线；空间分析1 引言道路的选线在线路设计中有着举足轻重的地位，它不仅关系到道路本身的工程投资，更重要的是它会影响该道路今后的运输效率以及在整个交通网中发挥的作用。面对当今交通系统的飞速发展，传统的纸上定线、实地踏勘的方法显然已经不能满足选线的需要。地理信息系统(G I s)是融计算机图形学和数据库以及信息系统于一体，是存储和处理空间信息的高新技术。建立基于G I S 的道路选线辅助系统可以把地理位置和相关属性信息有机的结合起来，并可以利用其独有的空间分析功能和可视化表达为用户提供决策支持。2 基于G l S 的道路选线方法地理信息系统(G I s)的本质就是空间可视化的辅助决策系统。G

3、I s 在分析和处理问题是能够方便的使用多种数据源，重视空间分析模型的设计和集成，具有空间定性、定量和定位的综合分析功能，这些特征使得基于G I S 的道路选线成为可能。地理信息系统即为选线提供了可视化的选线环境、多种类型的空间数据结构(矢量、栅格、，I I N)及其互相转化功能、准确地空间与属性数据(地形、地貌、地质构造、土地利用等)和数据操作方法，并在此基础上集成越来越丰富的选线模型。基于G I S 的道路选线方法灵活多样，模型不一而足。从空间分析的角度可将它们分为基于数字高程模型的道路选线方法、基于叠置分析的道路选线方法、基于空间分析与模拟的道路选线方法。3 基于数字费用模型最短路径算法

4、模型的道路选线基于数字费用模型道路选线的基本思想是以数字地形模型为基础，把影响选线的各种因素，如塔杆费、线路布设费、施工费、社会和环境效益等转化为选线因素基本地图，对基本星基堡壅墼芰；墨王盟盟道墅蠡璺控墅垂缠照堕：望!：地图内每个栅格中各个因素对路径布线的适宜性作出评价，然后将评价值赋予栅格地图栅格单元的属性值，表示在该栅格单元内布线的费用的高低，建立教字费用模型，并同最短路径分析技术相结合，选出较优路线方案8 0。数字费用模型以矩阵形式储存于计算机内，G I s 最短路径程序调用存在数字费用模型中的数据计算最小累积成本，最小累积成本经过的轨迹就是较优路径。几种因素图层经过加权叠加后(反映多个

5、因素的综合后费用模型)建立综合模型进行选鲥“1。最好的路线在模型上应该是沿最凹处走(即费用最低处)，因而可得最低的总费用，梧着其它的凹处以及穿过高价区域之间的路线乃不适宜的路线。这样能很快得到若干个较优的方案，然后经过评价选出比较优的路线M。图l 表示该模型的选线方法示意图。亘五 一 至口_+臣巫口镕目l*镕目镕t 女月筷g簟r塞_ F#模_ 褙F筹h 霜露努u匿强#刹壶区巫圆图1 效字费用模型最优路径算法选线方法4 试验数据是构成和反映空间信息的血液。选线区域数据的来源可通过航测、遥感、纸质地图扫描矢量化以及野外数字化采集等方法得到的电子地图数据。经分析比较，确定系统的开发环境为：以删公司的

6、A m G I s 为系统运行平台，以A r c o b j t 8 组件为系统开发工具，以v B A(v i 哪l B 帕记h 洲曲6 0 n 8)为程序设计工具。为了能在A 托c 玛软件下实现公路选线，必须把“g 文件导入A G I s 中。这项工作的完成：!鲤：塾主型丝墨!堡堇查星旦型过至匹金迨皇垒蔓j 鲞可利用A”c 删拘格式转换工具“c A D1 0G e o d a 诅b 孵e”。先按照c e o D a t a h 衄e 的数据组织原则，建立系统数据库框架。其中系统要素集的投影是w C s-1 9 8 4 _ 们M _ z o n L l 0 N，地理坐标系统是G c s-w G

7、 s-1 9 8 4。图2 交互确定道路选线的操作界面图3 确定道路的选线路径箜堡塞筮壅堑簦；墨王盟墨的壅堕堡垡熊墅丕丝塑建童：堑!：5 结论地理信息系统(G I s)作为一项实用性技术，应用是它的灵魂。利用G I s 技术进行道路选线不但变繁重的外业工作为轻松的内业设计工作，而且反映了应用高科技手段改进道路勘测和设计传统方法的最新研究成果，是多学科交叉的产物。通过G I s 技术，可以进行路线的纵横剖面分析、坡度分析，并且可根据线路在地面模型上的分布估算出路线的填挖方量和总方量，用以综合分析、评价设计线路的合理性。这对于道路建设产业部门提高设计质量、加快设计进度，将发挥很大的作用。参考文献【

8、l】郭仁忠空间分析 M】武汉测绘科技大学出版社1 9 9 7【2】蒋波涛等A r c O b j e c t s 开发基础与技巧【M 武汉大学出版社2 0 0 6 4【3】乐阳龚建雅蹦出a 最短路径算法的一种高效率实现叨武汉测绘科技大学学报1 9 9 9 9：2 0 9-2 1 3【4】王丰元潘福全张丽霞邹旭东基于交通限制的路网最优路径算法【J 交通运输工程学报2 0 0 5 3：9 2 9 5作者简介徐永敏(1 9 8 1 一)女，汉族，工学硕士，河北邢台人，北京市地理信息中心从事G I S 项目研发工作。基于GIS的道路选线辅助系统的建立基于GIS的道路选线辅助系统的建立作者：徐永敏，刘鹏，李玉群作者单位：徐永敏,刘鹏(北京市测绘设计研究院,北京 100038)，李玉群(四维公司,北京 100036)本文链接：http:/