GIS技术在公路交通环境设计中的应用现状及展望

摘要：地理信息系统（Geographical Information System，GIS）是一个发展数十年，近年被普及应用的科学。将地理信息系统应用到交通土建工程上，需要专业技术人员了解其发展史，应用状况，进而掌握其原理，才能在公路建设、交通管理、环境保护等方面发挥其效力。

关键词：GIS技术 公路交通环境设计应用现状

中图分类号： D035.37 文献标识码： A 文章编号：

一、地理信息系统的特点和优缺点

地理信息系统是运用计算机硬件、软件及网络技术，实现对各种空间信息和空间数据的输入、存储、查询、检索、处理、分析、显示、更新和提供应用的技术系统。它由数据、软硬件及网络、标准、人员、管理等五部分组成，是创建、管理和运用地理知识以及编辑、制图、空间分析和可视化的信息系统平台。

地理信息系统有三个基本特点，同时也是它的主要优点：

1. 空间可视化。对客观世界空间的模拟，使人们对于各事物的状态和空间关系有非常直观的感受。

2. 空间导向。利用地理信息系统不仅可以纵览全局研究区域，还可以利用GIS所提供的缩放和漫游等基本功能深入到更感兴趣的局部区域去研究。

3. 空间联结。地理信息系统的空间数据库在存储各地物空间描述信息的同时，还存储了地物之间的空间关系，这一特点是进行空间分析的基础。

地理信息系统因其特点而得到推广应用，并不断扩大其应用范筹，各信息的关系也越趋明晰。然而建立健全的地理信息系统是一个漫长的过程，数据的采集、整理、储存等工作量大。信息系统的维护、更新又是一系列繁琐的工作，人力、物力须大量地、长期地投入。信息系统的创建、维护、更新，须由专业人员操作，目前还不能全民参与，其收录的信息也必然有限。这是地理信息系统尚待改进的方面。

二、我国研究状况

2000年以来，在政府主导下大力发展信息产业。大量政府部门开始应用GIS，并在数字城市和城市信息化建设方面做了大量的工作。这期间，有120多个城市建设了城市规划管理信息系统，400多个城市建设了房产管理信息系统，100多个城市建设了综合或专业管网管理系统，100多个城市正在建设空间基础信息系统。目前已有近40个城市提出了建设数字城市的目标。2007年是数字化城市管理试点工作阶段的最后一年，2008年——2010年为数字化城市管理全面推广的阶段。深圳市已于2006年率先通过建设部“数字化城市管理系统”验收。

三、地理信息系统的应用

在资源的调查、评价与规划的各个阶段，环境的监测、评价与规划的各个阶段，城市与区域规划，辅助决策等管理中，地理信息系统技术成为不可或缺的工具。

公路与城市道路的建设、维护、管理，往往与国土、城市规划、环境等信息密切相关，地理信息系统的应用起着重要的作用。

1. 应用于土地信息

通过GIS，结合土地信息进行道路设计，能减少多次无效的选线定线工作，提高设计效率，同时能很好地协调道路与周边用地的关系。

2. 应用于城市规划

通过GIS，结合城市规划进行道路设计，能很好地衔接相交、相接道路（包括现状道路、待建道路）的空间关系，满足控规划要求。

3. 应用于交通运输

通过GIS分析交通运输状况，能获得更合理的设计资料、数据，制定适合使用要求的设计指标。

4. 应用于环境资源

通过GIS，结合环境资源，能有效减少环境破坏，拟定道路建设材料的采集、运输方案。

四、应用难题与解决方案

综上所述，地理信息系统的应用给道路设计带来若干便利，但其应用、普及、效果存在一定问题。

1.建库困难

我国国土广阔，南北跨度大，地形复杂，地理信息收集难度高。地区经济差异大，引起人力、技术资料分布不均，发达地区完成数字化城市的同时很多偏远地域仍处于信息盲点。改革开放以来，沿海城市和内地发达城市发展迅速，土地开发加快，引起地形地貌日新月异，地理信息更新赶不上变化的步伐。“城镇化”发展加速，而公共用地，如道路、广场、公园等管理部门多，国土、城建、水利、农业、林业等部门存档的地理信息难以综合，给地理信息系统收录带来极大的阻力。因此须加大信息收集的投入，完善的数据库，是GIS应用的首要条件。新研制的运算速度达每秒10亿亿次的天河二号计算机，用于GIS信息处理也将提高GIS建库效率。

2.普及困难

应用GIS技术进行道路设计和交通管理是发展趋势，但GIS由地理信息管理部门存储，大部分信息须高价购买。在设计收费标准11年不调整的背景，GIS应用将加大设计成本，因此GIS还不能普及应用。再者，大多数项目也不因GIS的应用而节约太多成本，因此也不优先考虑GIS的投入。随GIS的逐步完善，信息收录技术提高，收录工作减少，相应收录成本已降低，地理信息应适度下调收费标准，使之得到更进一步普及，惠及于民。

3.预期难达

我国环保意识薄弱，土地开发、项目建设造成环境、生态平衡破环严重，环保部自称四大尴尬部门之一，执法力度不足，虽然受益于GIS技术，但是远不能实现引入GIS技术预期的效果。而道路建设常将经济放第一，环保置后，即使使用了GIS，也仅仅只能满足于工程设计需要，达不到环保的目的。多年不变或空白的法律法规须作适当调整，促使GIS应用效果的实现。

五、结论与展望

地理信息系统是人类科技发展的成果，是人类智慧的结晶，它在军事、工业、交通等的普及是时代的趋势，提高各行各业的工作质量和效率，是值得持续发展的一门科技。道路交通作为最早、最大的获益专业之一，将地理信息系统纳入其专业领域，有机地结合起来能促使其质的飞跃。展望地理信息系统日趁完善，造福于民。

参考文献：

《地理信息系统教程》许捍卫、马文波、赵相伟、徐艳杰、贺巧宁编著，2010年。

《城市地理信息系统——原理、应用与项目管理》上海市信息化委员会张超主编，2008年。

《地理信息系统与管理和决策》高湋编著，2009年。

《空间信息导论》边馥苓，2002年。

《地理系统科学》毕思文、许强，2002年。

《实用地理信息系统——成功地理信息系的建设与管理》陈俊、这宫鹏，1998年。

《GIS地理信息系统原理和方法》边馥苓，1996年。