GIS在道路初步选线中应用和实现

1、GIS在道路选线中 的应用与实现*讲稿人：*小组成员：1234*指导实验操作、数据收集、建立数据库数据处理、创建选线费用模型*归纳整理资料、撰写报告*成本分析、获取费用最优路径分工目 录4. 操作过程2. 目的3. 实现流程5. 小结1. 选题背景1.选题背景在传统的道路选线中，需要花费大量的时间和经费，同时要求项目工程师要有丰富的勘察设计经验及大量的详细资料。在选线过程中经常要进行参数的计算。在过去这些计算多采用计算器进行，不仅繁琐、工作量大，而且容易出错。当遇到复杂线形时，为了减少工作量，一般仅考虑一两组元素进行组合试算，以致线形设计不够优化。同时，由于地形图表示方法的抽象性和概括性及人的

2、视野的局限性，有时造成设计人员对整个区域的认识不充分，从而直接影响到了路线走向的安排。这些是传统的设计方法本身无法克服的。GIS在分析处理问题中能够方便地接受多种数据来源，同时，使用空间数据和属性数据，重视空间分析模型的设计与集成，具有空间定性、定量、定位综合分析功能。因为，引进GIS技术对于克服传统道路选线技术，优化道路设计方法具有重要意义。2. 目的在实验过程中发现并解决问题，了解自身的不足巩固所学的ArcGIS数据获取，数据库建立、栅格数据距离制图、表面分析、数据重分类、最优路径等空间分析功能运用所学的知识，借助ArcGIS软件，综合考虑道路选线因子，在数据图层内分析AB两点的费用最优路

3、径。3. 实现流程首先利用高程数据提取水系流域数据、坡度数据、起伏数据。再将其进行重分类到相同的等级范围（设定成本）最后执行最短路径函数的提取最佳路径按照上述数据集在路径选择中的影响率来赋权重值，最后合并这些数据即可得到综合成本数据基于成本数据集计算格栅数据中各单元到源点的成本距离与方向数据集。 技术流程电子地图数字高程模型数字起伏度模型数字坡度模型水域分布模型表面分析道路选线数据库道路起止点成本分析坡度成本模型起伏成本模型河流成本模型综合成本模型费用最佳路径4. 操作过程（1） 从“地理空间数据云”下载数字高程数据（img）使用Global mapper裁剪所需区域，以DEM图层输出保存。（

4、global mapper无法实现直接裁剪，需先自定义创建面要素，图层叠加后方可裁剪）。4. 操作过程（2）根据数字高程模型（DEM）分析水系 1）使用ArcMap打开高程图，打开“ArcToolboox”“Spatial Analyst”“水系分析”“填洼”对高程图实现填洼。2）分析河流流向。打开“水系分析”“流向”分析填洼图层河流流向。3）分析河流流量。打开“水系分析”“流量”分析河流流向图层中流量。4）打开“栅格计算器”，设定阀值，按河水流量大小条件分析得到水系分布。4. 操作过程（3） 建立道路选线数据库1）将分析得到的水系分级。点击“Spatial Analyst”“水文分析”“河网

5、分级”，按”STRAHLER“分级方法分级。2）打开ArcCatalog，新建“文件地理数据库”，往其中导入高程数据、水系分布、添加两个点要素设为起点和终点（注意选择相同的坐标系）。4. 操作过程（4） 获取坡度成本数据1）使用ArcMap打开DEM数据层，点击“ArcToolboox”“Spatial Analyst”“表面分析”“坡度”生成坡度陈本数据集。2）将数据集重分类为10级。点击“Spatial Analyst”“重分类”将坡度最小一级赋值为1，最大一级赋值为10。4. 操作过程（5） 获取河流成本数据将河流数据层重分类。点击“Spatial Analyst”“重分类”按照河流等级

6、进行分类：4类为10级，依次为1、4、7、10，生成河流成本图。4. 操作过程（6）获取起伏度成本数据1）使用ArcMap打开DEM数据层，点“ArcToolboox”“SpatialAnalyst”“邻域分析”“交点统计”生成起伏度成本数据集。2）将数据集重分类为10级。点击“Spatial Analyst”“重分类”将坡度最小一级赋值为1，最大一级赋值为10。4. 操作过程（7） 生成成本数据集 点击“栅格计算器”，根据影响因子权重输入成本计算公式，得到成本数据集。颜色越深，代表成本越高4. 操作过程（8）计算成本权重距离函数 点击“Spatial Analyst”“距离分析”“成本距离”设置，保存回溯链接栅格数据。（以起点为基准，根据成本数据集计算距离成本）颜色越深，代表成本越高4. 操作过程（9） 求取最优路径点击“Spatial Analyst”“距离分析”“成本路径”代入图层数据，生成最终的最短参考路径图，其中红色粗线部分。5. 小结在选择最优路径时还可以考虑其他众多的影响因子（如地质、建筑群等），可以得到更加精准的路线。最优路径虽然不是道路设计最终意义的最好的路线，它在道路的坡度、坡长和线路的顺