关于城市交通规划和管理中GIS的应用

1、关于城市交通规划和管理中GIS应用文件综述第1页Content1小组分工TEAM WORK2综述内容CONTENT3总结CONCLUSION第2页1小组分工TEAM WORK第3页小组分工组员工作何炜玲文章整理、筛选、PPT制作曾偲最新应用案例搜集整理陈诗奇应用现实状况总结、最新应用案例整理赖俊颖摘要翻译、问题总结李梦竹文件查阅与整理林静婷纸质书查阅黄学敏最新概念搜集、查阅第4页综述内容CONTENT2第5页文章架构一、交通规划与管理1.1城市交通规划与管理中存在问题1.2城市交通规划与管理中技术要求二、GIS技术发展现实状况2.1 GIS技术概述2.2 GIS技术使用情况2.3 GIS技术在

2、交通规划与管理上发展三、GIS中主要技术利用3.1 GIS数据库3.2 GIS空间分析技术3.3 GIS可视化3.4 小结四、GIS在交通规划与管理上新应用4.1 智能运输系统（ITS）4.2 GIS- BIM路网优化4.3交通规划决议支持系统第6页交通规划与管理第7页交通规划与管理存在问题 在我国实际城市交通规划与管理当中，存在着许多突出问题，如道路功效规划不足，道路容量不足、道路网密度偏低、交通管理方法不够科学等等。 而在进行城市规划与管理时，需要很高工作量，在数据搜集和整合分析时需要人力很多，而且工程规划效率很低。过去惯用CAD数据并不能储存属性数据，与空间数据分离，而且CAD数据在交通

3、规划与管理过程中有很多存在问题，需要重复修改，这就显著增大了工作过程中工作量，带来极大不便。第8页城市交通规划与管理中技术要求 城市交通规划管理过程当中，必须具备大量信息，获取这些信息需要大量地走访调查，而这些信息特点是巨大、复杂、面广，还含有空间性和时变性，以及多维特点，因为人们对交通规划以及管理过程中描述，往往离不开它们在地球上位置以及时间。针对地理信息时空性，交通信息获取要求就更高，不但要含有及时性，更需要对数据信息进行预测与分析。 （一）获取数据要能够直观地表现为空间分布形式，含有可读性； （二）一个能够将各类数据透明化伎俩，要求增强数据可透性，在交通规划与管理过程当中，降低数据不透明

4、带来影响效率各种问题； （三）这些技术要能够支持交通规划与管理数据可变性，灵活、及时地更新变更信息； （四）搜集数据应该含有储存综合性，防止每一个项目各成一表，造成数据单独存放，从而影响到数据模型精准度。第9页GIS技术发展现实状况第10页GIS技术概述 GIS技术是综合地理学、地图学等不一样学科技术，经过科学工程信息方式，以计算机为基础，对地表空间数据进行采集、储存、分析、建模及可视化操作，实时反应区域环境现实状况及改变。 GIS与传统了解信息系统最大差异在于其数据搜集是以地理空间为基础，并对信息进行空间分析与解释。 而GIS最主要应用是利用数据管理和展示功效以及空间分析对各种领域前期辅助分

5、析进行直观图形表示，增加项目分析内容，提升项目标合理性和科学性。第11页GIS技术使用情况 近年来，伴随GIS技术发展，GIS已经能够对空间数据按地理坐标和空间位置进行各种处理、对数据进行有效管理。而GIS技术在社会上各个方面都有所利用，比如交通规划与管理、古建筑保护、体育旅游业发展、建筑规划选址、公共设施规划以及灾害感知等等多个方面。 GIS与RS综合利用、三维GIS与虚拟现实结合、GIS技术与社会活结合等，将GIS应用范围快速扩展到人们日常生活和工作环境当中。第12页GIS技术在交通规划与管理上发展 在交通规划与管理领域上，美国在50年代成功开发了第一个交通规划软件UTPS。伴随计算机发展

6、，各种规划软件不停被开发，其中部分软件如TransCAD和CUBE/Trips软件都尝试与GIS技术相结合，利用GIS技术来存放、显示、管理和分析交通数据。交通信息与GIS技术相结合，延伸出一个新概念GIS-T（交通地理信息系统），即搜集、存放、管理、综合分析和表示空间信息和交通信息计算机软硬件系统。 将GIS技术与城市交通规划与管理结合起来，能够大幅度地降低工作量，提升工作效率。同时，GIS具备三维拓扑生成技术，依照不一样道路规划需求，能够将道路立体化，便于进行细致规划。第13页GIS中主要技术利用第14页GIS数据库 数据库技术是数据管理最新技术，其主要目标是处理数据管理中数据存放、访问、

7、处理等问题，但数据库技术缺乏处理空间数据、分析空间数据、空间数据图形展示、辅助决议结果图形表现等方面能力，所以，GIS与数据库技术融合，组成完整规划信息数据库。 GIS数据库技术在交通规划和管理当中得到了广泛使用，如用GIS数据库技术生产公路网适应性分析图，辅助交通规划方案制订等。GIS数据库技术引入交通规划领域，能够改进规划结果准确性和合理性，以及比较重点数据问题、模型问题、规划信息展现问题等。第15页GIS空间分析技术 空间分析主要是经过对分析对象所处位置及其周围空间环境等参数信息全方面采集和综合分析来整理有效数据信息，并为相关部门提供科学参考。 GIS空间分析内涵极为丰富，按数据类型能够

8、分为矢量数据和栅格数据空间分析，按照分析数学方法能够分为空间查询、缓冲区分析、叠置分析、网络分析、表面分析、统计分析等。 空间分析过程，是经过已经有数据模型，经过一系列操作序列，求得一个新模型。这个新模型能够展现出数据内部或者数据之间新关系，从而回答用户问题。空间分析过程基本步骤如图: 第16页以高速公路路网评价中GIS应用为例 （1）空间查询：在GIS中，凡是含有网状结构特征地理要素，比如高速公路网，就存在节点、弧段和多边形之间拓扑结构，利用这种稳定拓扑结构进行查询，含有主要实际意义。 （2）缓冲区分析：在高速公路网评价指标计算中，需要利用缓冲区分析进行高速公路网互通服务覆盖范围计算及在高速

9、公路网环境评价中计算高速公路网对周围环境影响范围。 （3）叠置分析：在高速公路网技术评价求算综合密度指标时，比如将省高速公路网图层与县级市行政区划图层进行叠置，经过将相关同一主题不一样图层数据进行叠置产生一个新图层，新图层会综合原来各个图层各自属性。 （4）网络分析：网络分析中依据应用功效不一样，主要划分为路径分析、资源分配、最正确选址和地址匹配。高速公路网评价过程中主要包括是路径分析，路径分析核也是对最正确路径求解，最正确路径不但可指通常地理意义上距离最短，而且可表示费用最低、时间最短、线路利用率最高等等标准，最正确路径就是处理在指定网络中两个节点之间寻找阻抗最小一条路径。高速公路网评价过程

10、中可达性和连通度指标计算均需要利用网络分析中路径分析。第17页GIS可视化 基于GIS 可视化交通管理系统以交通地理信息系统(GIS- T) 为集成平台, 经过交换式以太网将交通信号控制系统、交通电视监视系统、交通信息诱导系统、GPS 警车定位系统、投影拼接大屏幕显示系统和已经有通信系统、122 交通事故报警系统等有机地结合为一个整体, 实现信息资源共享, 充分发挥系统整体效益, 形成含有数据采集、处理能力、决议能力、组织协调以及指挥能力科学、高效交通指挥运行机制。 第18页以居民出行轨迹信息分析为例 以居民出行轨迹信息分析为例，传统居民出行信息分析方法普通经过家访调查、电话问询等人工调查方法

11、获取居民出行信息。即使经过改进数学模型和统计方法能够提升分析结果质量，但这些调查分析方法仍存在不足，如：面对海量数据极难挖掘其内在规律；分析过程中极少考虑时间属性，没有在统一时空体系下研究居民出行活动；没有结合GIS 进行多维可视化图形展示，无法直观反应动态改变规律。 传统出行分析系统极难对这些大量数据进行有效存放和分析，而三维GIS 以及时空数据模型为分析出行信息提供了新思绪，先从GIS 数据模型建立入手，研究建立一个管理和分析居民出行位置信息时空数据模型。在此基础上进行分析系统结构和功效设计，并使用居民调查数据和定位数据进行出行分析。 可视化分析方法，不但改进出行信息和分析结果表现形式，还

12、能够提升分析结果准确性。第19页GIS在交通规划与管理上新应用第20页智能运输系统（ITS）第21页智能运输系统（ITS） 智能运输系统（Intelligent Transportation Systems）是新近发展起来交通管理系统，所谓智能运输系统，就是集信息处理、通讯、控制、以及高科技电子技术等最新科研结果，应用于交通运输网络中，是GIS与各种交通信息分析和处理技术集成。 它与普通GIS差异在于，GIS-ITS更多地包括与交通相关城市基础地理信息、基础交通设施以及显示动态交通流信息、交通拥堵信息、警车定位信息、交通违章和事故信息等。而这些信息处理将会为城市交通规划和管带来很大帮助，如增强

13、数据可读性，提升规划设计合理性和科学性等。 GIS-ITS功效是基础性和功效性集成综合表达。从这个角度看，GIS-ITS设计为四个模块：数据采集模块、数据管理模块、空间分析模块和系统维护与更新模块。 第22页智能运输系统（ITS） GIS、GPS 理论和技术将一道融入这个系统中，为 ITS 提供数字化平台。基于 GIS、GPS ITS，能够为道路用户提供实时动态交通信息服务，改进出行方式；能够为道路管理者提供控制信息，大大提升现有道路通行能力和安全性。 智能公交调度主要为提升车辆利用效率而开发智能型运行管理技术。与运输相关企业设置车辆调度中心，经过卫星定位、道路实时监控及车辆自动定位、红外线识

14、别等设备，对运行车辆进行调度管理，该系统利用互联网能够控制国家交通网管辖范围内全部车辆。在调度指挥中心屏幕上能够实时监视交通网各条线路上公交运行车辆动态位置情况，如若发生车辆抛锚、交通事故、车辆拥堵等交通变故，则依据实时通信，区域调度中心工作人员在智能调度系统帮助下，能对运行车辆实时优化调度，巧妙应对各种交通变故，尽能降低变故对人们生活影响。第23页GIS- BIM路网优化第24页GIS- BIM路网优化 BIM 诞生于1975年，其全拼为 Building Information Modeling，行业内普通将其译为建筑信息模型。 利用 GIS 和 BIM，我们能够建立一个区域完整交通系统模

15、型，模型中附着路详细信息，如:设计单位、施工单位、建设时间、通车时间、使用年限、道路现实状况、建造材料、断面形式、服务车型、与哪些道路相连接等。当道路出现损坏时，我们能够快速从模型中找这条路信息，联络施工单位、材料供给商、相连通道路，方便合理疏导交通流、尽快修好损坏路段，恢复交通。在规划设计交通时，能够给设计好道路建立模型，置入现实状况交通系统模型中，模拟车流、客流情景，检测道路设计合理性，依据模拟结果优化道路设计。 GIS和BIM整合不是一件简单事。最直观表现是，二者对图形表示数据结构完全不一样，二者对信息储存也完全不一样，而且交通项目基于BIM+GIS管理是个非常庞大工程，所以实现GIS-

16、BIM广泛使用还需要很长一段发展。第25页以重庆港城工业园区为市级特色工业园区路网优化设计为例 重庆港城工业园区为市级特色工业园区位于江北区境内，南以渝长高速为界，北至江北区区界，东以渝邻高速、黑石子立交为界，西至双溪河。B 区项目所在区域总占地面积约 200 公顷，其中绿地面积约67公顷，市政及建设用地约133公顷。第26页以重庆港城工业园区为市级特色工业园区路网优化设计为例地形地貌： 地貌以结构剥蚀丘陵、冲沟地貌为主。整体呈东高西低，整个区域高差达 250m。项目区域范围内有 5 条铁路线路和33条高压线，分布凌乱，对地块分割严重，极大影响了地块开发。项目所在区域西侧有双溪河自北向南流过，

17、按照规划要求，该水系给予保留。基于GIS技术三维实景地图地形地貌第27页以重庆港城工业园区为市级特色工业园区路网优化设计为例 传统路网规划设计方法在面对山地城市复杂情况时，因为缺乏准确数据支撑与可视化三维动态分析，造成规划方案不符合现实状况条件，可实施性较差。主要表现在以下几个方面：路网结构布局不合理，不能充分发挥服务该区域交通功效；城市重塑建设与现实状况结合较差，大填大挖现象严重，不但增大了工程投资，也对环境造城较大破坏；道路线位与建构筑物存在冲突，道路与铁路及高压线路矛盾较大。第28页以重庆港城工业园区为市级特色工业园区路网优化设计为例。 使用 GIS-BIM 技术对现实状况地形进行分析，

18、确定整个地形自西向东逐步升高特征。结合机场高速路选线，将城市设计区场地进行重塑，确定出 3 个主要建设台地确定出 3 个主要台地。 重塑后3个台地构建了3 个不一样功效片区：左侧为产业服务基地；中间为商业用地，因中间地势相对平坦，又位于设计区中心，可达性较高；右侧为居住用地，因东侧为山地，依山就势形成山城特色居住景观。综合考虑，优化区域内外交通，打造顺畅之城。对外，使设计区接入周围城市路网从而打通整个片区交通联络。对内，经过海尔路复线与南侧东西向道路加强整个区域东西向联络。基于GIS-BIM技术现实状况地形第29页以重庆港城工业园区为市级特色工业园区路网优化设计为例 经过整合三维地理信息环境，

19、集成工程设计、 GIS 与 BIM 技术，大大提升了在复杂环境下山地路网规划设计科学性与可实施性，为道路设计方案提供科学依据，为道路规划设计工作提供了全新思绪和技术伎俩，为路网工程节约3.46 亿元。 把微观领域BIM信息和宏观领域GIS信息进行交换和相互操作，有利于进行更为合理城市交通规划，还能够对建筑设计提供技术上支持和设计上帮助。在未来发展，BIM-GIS技术会利用地更，广泛更成熟，成为我们智慧交通规划得力助手。我们能够预见在未来经过对GIS、BIM系统集成不停地完善能够帮我们构建出一个真正智能交通体系。第30页交通规划决议支持系统第31页交通规划决议支持系统 交通规划决议支持系统是一个

20、充分利用计算机技术、管理信息系统( MIS) 、地理信息系统( GIS) 、决议支持系统( DSS) 、数据库技术、数学模型和算法、交通建设技术规范等一系列高新技术规模庞大、包括面广大型软件工程。该系统面向交通规划业务人员和交通厅工作人员，提供了交通规划专业信息查询、编辑、统计、分析、预测等功效。 针对现行交通规划目标众多，利用数据库管理系统、计算机网络、地理信息系统( GIS) 相关理论、方法和技术，建立多尺度、多时态交通空间数据库，着重利用时空数据查询、时空分析、空间统计、空间推理等功效，经过理论分析、模型建立与影响因子选定、数据库开发、应用程序设计等步骤，建立一个能为交通规划决议者提供有效支持、以 GIS 为基础交通规划决议支持系统。结合交通规划