基于GIS加油站选址的研究.doc

基于GIS的加油站选址研究摘要：随着社会经济的快速发展，城市需要越来越多的加油站来更好的满足客户需求，这样就要求如何合理的为加油站选址。加油站选址是社会经济可持续发展和城市规划管理的一项重要工作，在一定程度上，加油站选址的好坏关系着城市形象、人民的生活质量等方面的好坏，所以对加油站选址的研究具有重要的社会和经济意义。本文主要基于GIS对于加油站选址的重大意义，首先，对加油站选址的内容作一下简要的说明，另外介绍当前对加油站选址的研究现状；然后，从加油站选址的原则和要求，影响选址的因素两个方面来研究加油站选址面临的挑战；最后，建立加油站选址模型，理论联系实际，用实例来验证其可行性。关键字:加油站选址；GIS；原则；因素；模型；Abstract: With the rapid development of social economy, the city needs more and more gas station to meet customer needs, this requires more reasonable for gas station location. Gas station location is an important work for the sustainable development of social economy and city planning and management, to a certain extent, gas station location is good or bad relationship with the quality of life, the image of the city, peoples life quality. So it has important social and economic significance to the location of the gas station. This paper is mainly based on the GIS for the great significance. Firstly, I make a brief description to gas station location , and introduces the current research status of location of the gas station. Secondly, from the principles and requirements of the location of the gas station, two factors influence the surface location of gas station location in order to study the challenges. Finally, the paper builds a gas station location model, linking theory with practice, an example is used to verify its feasibility.Keywords: gas station location; GIS; principle; factors; model;引言：社会的发展带动了各行各业的发展，其中包括加油站的发展。现在社会上加油站的数量日益增多，但由于地址的选择不合理造成不景气、经济损失严重的现象屡见不鲜。加油站的本质是零售业，而影响零售业竞争力的因素多种多样，有规模效应、信息化的物流体系、地理位置、市场占有率等，在众多影响因素中，零售店铺的地理位置和市场范围可以说是关键因素。加油站作为经营易燃、易爆成品油的特殊零售行业，主要提供汽油、轻柴油和汽车用品销售以及便利店经营，它直接隶属于各石油销售公司。既是不可或缺的社会基础设施，又是石油企业经营效益的基础。它的选址科学与否直接关系到石油企业自身经营、交通运输业的顺利运营及消费者的利益。本文着重把GIS技术应用于加油站的选址中，基于GIS技术加油站选址应遵循地原则和影响因素，从理论中分析加油站的模型，从实践中检验其合理性。1.加油站选址叙述1.1研究内容地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是一门综合性学科，结 合地理学与地图学，已经在很多的领域得到广泛的应用。GIS技术能够应用于科学调查、资源管理、财产管理、发展规划、绘图和路线规划。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。本文结合国内加油站选址时存在的问题，从加油站选址时应该遵循地原则和影响因素出发，进而从容量、区位特征、作用范围等方面分析影响空间选址的因素，进一步提出了建立三大因素影响模型（容量因素影响模型、区位特征因素影响模型和作用范围因素影响模型）和空间选址的评估模型等模型，保证选址布局结果最优化，从而形成了适用于加油站选址的理论方法。以彭州市加油站布局存在的问题，应用GIS技术辅助研究。主要内容包括：研究加油站设施规划理论和方法，包括研究的现状、选址的原则和影响因素；探讨加油站选址的具体过程，包括拟定加油站选址的技术路线、建立三大因素影响模型和空间选址的评估模型。1.2现状研究加油站是城市建设不可缺少的服务性市政配备设施，国外学者结合GIS技术的具有的空间决策能力和市政设施选址布局要求，进行了大量的研究。法国学者费马提出了区位配置模型的中值算法，即存在一个三角形，求任意一点使其到三角形三个顶点的距离最小；运用于加油站的选址中，可描述为存在多个成品油需求点，求一个设施点到所有需求点的路程总和最短，中值算法一般用于服务性设施的选址。Jong在1996年利用GIS的空间分析能力，模拟设施布局完成后，对其可达性进行了分析。研究国外加油站发展历史，明显得出西方发达国家的加油站选址已经形成了科学的理论体系和系统的管理方法。加油站的选址问题也引起了国内学者的浓厚兴趣，研究主要体现在以下三个方面：规划选址理论研究，提出加油站选址的规划原则、目标和影响因素。甘勇华针对国内加油站理论研究存在的针对性不强，提出了城市加油站规划技术要求，从空间布局、选址定点要求和内部平面布置角度提出了具体的规划指标；加油站选址模型建立和具体实现，提出了设施选址模型的算法。毛剑敏在城市型石油公司选址简析中提出了加油站选址时应该充分考虑市场、空间和竞争三方面的因素；加油站选址合理性的评价指标。崔静在城市加油站布局研究中提出了从需求者加油需求量、加油费用和安全环保方面，评价城市加油站布局是否合理。 综观国内的研究发现，加油站选址还没有形成自己的标准体系，没有很好的借鉴国外的理论，在基于服务区分析的理论和以服务对象为背景的研究还是很有限。1.3方法对比分析 过去的加油站的选址主要依靠CAD图形显示和简单的距离估计方法。传统的工程选址方法是选址人员通过搜集和分析加油站区域内有关技术经济资料,在大比例尺地形图上选出几个可能的方案。纸上定位后,进行实地勘测,一个比较合理经济方案的拟定需要反复比较、反复推敲。传统的机助选址设计方法是设计人员在填绘有勘测信息的地图上,参考其它文字、图形形式的勘测数据,通过人机交互方式拟定工程的位置,根据自身对勘测信息的判别和理解以及对设计方案的技术、经济指标的评价,经反复修改、比选,最后确定一个最佳方案。简单的说，传统选址模型是基于统计的静态模型，其选址方法一般是先建立一个模型，然后经过一系列的计算得出选址点的位置。这种数学模型常常不考虑地形地貌，运输条件等因素，这样会造成选址结果在实际应用中往往造成不必要的浪费，这种选址方法在很大程度上取决与选址人员的实际经验和技术水平,费时费力。 随着社会的发展，传统的选址方法很难能满足社会的需求，就将GIS技术应用到加油站的选址中,比起传统的选址方法,GIS 独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、空间模拟和空间决策支持强大的图形处理和表达等功能,可以产生常规方法难以获得的重要信息,将更加直观地挖掘与加油站相关的社会经济数据,并且以空间数据生成报告和社会经济生成相关的专题地图。2.基于GIS的加油站选址实现2.1加油站选址的技术路线 加油站选址的技术路线主要就是分析将GIS应用于加油站自动化选址的可行性，主要依赖地就是GIS在空间分析的强大功能。 GIS空间分析能力是GIS的主要功能，也是GIS与计算机制图软件相区别的主要特征。空间分析是从空间物体的空间位置、联系等方面去研究空间事物，以及对空间事物做出定量的描述。空间分析需要复杂的数学工具，其中最主要的是空间统计学、图论、拓扑学、计算几何等，其主要的任务就是描述和分析空间的构成，以达到获取、描述和认知空间数据，理解和解释地理图案的背景过程，空间过程的模拟和预测，调控地理空间上发生的事件等目的。GIS在空间分析的功能可以很好的弥补传统方法选址的不足，又能充分利用传统方法选址的优点，集众多优点于一身，因此，把GIS应用于加油站自动化选址具有可行性。2.2加油站选址模型的确立 以上从成品油供给因素、道路交通因素、地形因素、市场因素等方面分析了影响加油站选址的因素，分析了这些影响空间选址的因素，将其归纳为容量、区位特征和作用范围等类别。拟对空间选址进行建模研究，建立三大因素影响模型（容量因素影响模型、区位特征因素影响模型和作用范围因素影响模型）和空间选址的评估模型等模型。（1）容量因素影响模型容量因素包括客流量的大小、成品油的供给量等方面，都可以用成品油的销售量直接或间接反映，影响加油站成品油销售的因素很多，可以用4个变量总车流量、有效车流量率、人站率和单车加油量来做一下概括。可以用公式来表示，即：有效车流量=总车流量有效车流量率；进入加油站的车辆=有效车流量入站率；总的加油量=进入加油站的车辆单车加油量。不同车辆的人站率和单车加油量往往是不同的，找到一个统一的人站率和单车加油量几乎是不可能的，因此要应用上述公式只能取平均值，这就显得不太严谨。所以更为严谨的加油量评价模型是：TV=F(TC,ER,IR,PV) (1)式(1)中的变量都是在同一时间条件下，其中TV代表总的加油量，TC代表总车流量，ER代表有效车流量率，IR代表人站率，PV代表单车加油量。（2）区位特征因素影响模型区位特征是指一定区域范围内事物之间的空间位置关系及其相互作用表现出的特性，包括自然、社会及经济等因素。每个选址对象对区位特征都有一定的要求。自然区位因素:影响选址的自然区位因素包括地形、地质、水文、气候，具体内容；涉及的GIs处理方法：空间方位分析、通视分析、可视域分析、距离量算(空间距离，时间距离，费用距离等)等。 社会综合因素:影响选址的社会综合因素涉及许多方面，包括地区的经济状况、道路交通状况、经济政策和法律法规等；涉及的GIS处理方法：叠加分析、缓冲区分析、邻域分析、再分类、多边形裁剪等。 用一个简明的区位特征模型来建立多方面影响因素的关系：T=k(TA,TB,TC) (2)式(2)中的变量都是在同一时间条件下，其中T代表选址的好坏，TA代表经济发展状况，TB代表道路交通便利程度，TC地形的好坏程度。(3)作用范围因素影响模型作用范围：当问题为多选址对象选址时，首先要考虑对象本身的作用范围。对象的作用范围是指选址对象的影响范围，例如对于零售业的商圈分析，随着距离的增加，零售店对顾客的吸引力逐渐减弱，而当某一区域存在多家零售店时，各零售店的商圈必然存在重合的部分，由于多家零售店的相互影响，各零售店的辐射范围比之单独存在时要小得多。考虑对象本身的作用范围时，涉及的处理方法和模型有：缓冲区分析、网络分析、叠加分析、邻域分析、Voronoi图、最短路径算法、最优路径算法、数学法、模拟法、启发法、空间相互作用模型等。作用范围因素影响模型的建立就是要求在建加油站时必须要充分考虑它的市场状况，一个好的市场情况才能有利于加油站的长期发展。2.3 GIS数据的组织与计算 GIS与其他一些处理日常事务的信息系统如图书检索系统不同，地理数据必须包括地物的特征、可能的拓扑关系、位置等，数据相当的复杂，因此，人们对GIS的数据结构进行了大量的研究，发展了一系列的空间数据处理算法。 GIS主要有两种类型的数据结构：基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构。 矢量的数据结构直接以取样点坐标为基础，尽可能将目标表示得精确无误，对于一个数字制图系统而言，按照这种简单的记录方式，再适当增加目标的注记名称，输出的线型和符号等，在矢量输出设备上就可以得到精美的地图。在GIS中，同一类型的地物一般具有相同的属性项目，所以属性数据通常以表格的方式存储。如果仅是点状地物，可以将空间目标的几何数据和属性数据结合在一起，将点的坐标直接作为目标的两个属性项与点状地物的属性信息一起使用表的结构。但对于线状地物和面状地物，就不可能将坐标作为属性。因为它们的坐标点个数是变化的，要设法建立结构一直的表。矢量的数据结构突出优点就是能够完全显示地表达结点、弧段、面块之间所有关联关系。 栅格的数据结构：因为来自遥感、数字摄影测量和扫描的数据是栅格形式，格网数字地面模型是栅格形式，矢量数据结构不能直接与栅格数据交互使用，此外，栅格数据结构简单，空间叠置和空间分析易于进行，而且速度快。在GIS中，有许多基于栅格的数据结构，有些节省存储空间，有些则操作效率高。GIS中的主要算法：基于矢量结构的算法（1） 点在多边形内的判别（2） 多边形叠置（3） 多边形拓扑关系的自动建立基于栅格数据结构的算法（1） 矢量与栅格数据的相互转换矢量格式向栅格格式转换的边界代数法、栅格格式向矢量格式的转换方法（2） 基于线性四叉树的空间分析（3） 缓冲区分析上面所介绍的GIS数据结构、算法未必很全面、很完整，只是简要的介绍了一些存在的形式，未做具体的说明，它只是给读者一些基本的认识和概念。2.4实例验证本文以彭州市牡丹新区-旧城区作为验证对象，根据加油站选址规划要求，找出加油站选址布局存在的问题，通过把GIS技术强大的空间分析能力很好的应用到加油站的选址当中，建立简单的容量因素影响模型、区位特征因素影响模型和作用范围因素影响模型，分析加油站空间布局的合理性。首先，调查彭州市牡丹新区-旧城区的道路交通状况、各类车型的保有量、收集基础图形资料等，建立数据库。其次，对入库的数据进行拓扑关系检查，建立网络数据集，便于后面进行网络分析。最后，根据加油站选址的原则和影响因素，建立模型，形成初步的选址站点。按照这样的路线，从容量因素、区位特征因素、作用范围因素等方面很好的做好了彭州市牡丹新区-旧城区加油站选址工作。结论 近年来，加油站的数量迅速增多，相关的社会经济信息种类繁多，信息量大，站点区域的分布范围广。传统的商业信息模式已经不能为加油站的选址提供强有力的支持，在计算机的协助下,借助GIS强大的空间分析能力,将更加直观地挖掘与加油站相关的社会经济数据。GIS为空间选址问题提供了新的技术手段，将其应用于空间选址克服了以往一些模型的不足之处，显示了巨大的优势。随着GIS不断发展，其在空间选址中应用的广度和深度也将进一步加强。但是，目前GIS应用于空间选址领域还不很成熟，主要表现在：所需资料种类不全详细程度不够，大多数的研究工作主要针对的是特定的应用模型和具体问题的分析，模型的用性差，模型建立困难