ＧＩＳ在交通中的應用與發(fā)展

摘要：地理信息技術的日臻成熟為ＧＩＳ在交通領域內的廣泛應用創(chuàng)造了一定基礎。本文總結了ＧＩＳ技術的特點，并介紹了ＧＩＳ在交通領域中的應用—ＧＩＳ－Ｔ。通過對ＧＩＳ－Ｔ中關鍵技術的分析，對其應用中面臨的實際問題作了一定研究，并提出了解決問題的方案。
　　關鍵詞：ＧＩＳＧＩＳ－Ｔ關鍵技術
　　
　　解決方案地理信息系統(tǒng)是集現(xiàn)代計算機科學、地理學、信息科學、管理科學和測繪科學為一體的一門新興學科。它采用數(shù)據(jù)庫、計算機圖形學、多媒體等最新技術，對地理信息進行數(shù)據(jù)處理，能夠實時準確地采集、修改和更新地理空間數(shù)據(jù)和屬性信息，為決策者提供可視化的支持〔１〕。目前在很多領域中，ＧＩＳ技術已被廣泛應用。尤其是在交通領域，ＧＩＳ與傳統(tǒng)的交通信息分析和處理技術緊密結合，延伸出了交通地理信息系統(tǒng)（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｆｏｒＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ），簡稱ＧＩＳ－Ｔ。
　　
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　�。牵桑幼钤缙鹪从冢玻笆兰o６０年代“要把地圖變成數(shù)字形式的地圖，便于計算機處理分析”的目的。１９６３年，加拿大測量學家Ｒ．ＦＴｏｍｌｉｎｓｏｎ首先提出了ＧＩＳ這一術語，并用于自然資源的管理和規(guī)劃。后來的幾十年中間，伴隨著計算機技術和網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展，ＧＩ
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ｏ，Ｍａｐｚｎｆｏ公司的ＭａｐＩｎｆｏ，Ｉｎｔｅｒｇｒａｐｈ公司的ＭＧＥ等。
　　
　　２ＧＩＳ在交通中的發(fā)展
　　
　　近年來，隨著地理信息系統(tǒng)的飛速發(fā)展，越來越多的應用領域同ＧＩＳ技術建立了緊密的聯(lián)系。由于交通信息系統(tǒng)具有精度要求高、規(guī)則復雜、動態(tài)化、離散化等特點，原有的信息技術已經(jīng)不能完全滿足交通應用的需求，而借助于ＧＩＳ的強大功能，可以實現(xiàn)交通信息化的時代要求。交通領域中ＧＩＳ的應用也越來越受到研究者和開發(fā)者的重視。
　　交通地理信息系統(tǒng)是收集、整理、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和交通信息的計算機軟硬件系統(tǒng)〔２〕，是ＧＩＳ技術在交通領域的延伸，是ＧＩＳ與多種交通信息分析和處理技術的集成。ＧＩＳ－Ｔ具有強大的交通信息服務和管理功能，它可以應用在交通管理的各個環(huán)節(jié)。在交通工程領域采用ＧＩＳ技術和方法研究交通規(guī)劃、交通建設和交通管理及其相關的問題，具有其他傳統(tǒng)方法無可比擬的優(yōu)點。
　　２０世紀６０年代，美國人口統(tǒng)計局建立了ＤＩＭＥ以及后來的ＴＩＧＥＲ數(shù)據(jù)模型，當時他們就采用了基于點和線的一維線性網(wǎng)絡來表達道路系統(tǒng)。在那些與點線相連的屬性表中，記錄了點線的各種屬性信息。一直以來，這種模式都是道路交通系統(tǒng)表達模型的一個主流。但是隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，道路交通系統(tǒng)變得日益復雜，對交通地理信息系統(tǒng)的要求越來越高，ＧＩＳ－Ｔ將面臨更多的挑戰(zhàn)。
　　
　�。常牵桑樱躁P鍵技術
　　
　　ＧＩＳ－Ｔ是改進了的ＧＩＳ和ＴＩＳ（交通信息系統(tǒng)）的結合體。目前很多研究人員致力于ＧＩＳ－Ｔ的研究與開發(fā)，圍繞著ＧＩＳ－Ｔ產(chǎn)生了較多的研究課題，不同的研究課題涉及到的ＧＩＳ－Ｔ的功能也有所區(qū)別。為了進行詳細說明，可以通過定義３個功能組來獲得一個通用的框架，這３個功能組是：數(shù)據(jù)管理（實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和維護）、數(shù)據(jù)操作（實現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的創(chuàng)新）、數(shù)據(jù)分析或者建立可分析的模型。它們是相互依賴相互支持的，數(shù)據(jù)存儲是數(shù)據(jù)操作的前提，而數(shù)據(jù)的建模又是在前兩個的基礎上建立起來的。
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　　長期以來，交通部門要使用和維護大量的信息，在很多情況下都是多個交通信息系統(tǒng)共存于同一個部門中，而且每一個交通信息系統(tǒng)只能處理某一類數(shù)據(jù)信息（如高速公路規(guī)劃網(wǎng)、公路管理系統(tǒng)以及事故信息等）。ＧＩＳ－Ｔ的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的關鍵技術在于通過建立數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)交換的框架，把上述不同的數(shù)據(jù)存儲于一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，任何部門都能訪問到該系統(tǒng)中符合本部門要求的數(shù)據(jù)，同時能對這些數(shù)據(jù)進行分析和建模，然后進行管理和決策。
　�。常矓�(shù)據(jù)協(xié)同
　　交通數(shù)據(jù)一般都是由多個機構提供并維護，數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)標準難以統(tǒng)一。每個數(shù)據(jù)源可能都有自己的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型的不同和使用方法的多樣性給數(shù)據(jù)管理分析造成了很大問題。由于數(shù)據(jù)位置、拓撲結構、分類、命名和屬性、線性測量的誤差，導致不同來源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一過程比較復雜，結果存在很大的不確定性。要使ＧＩＳ技術在交通領域取得進展，必須借助數(shù)據(jù)協(xié)同技術，從地圖的匹配算法、交通數(shù)據(jù)的錯誤模型和錯誤傳播（尤其是一維數(shù)據(jù)模型）、數(shù)據(jù)質量標準和數(shù)據(jù)交換標準三個方面解決數(shù)據(jù)統(tǒng)一的問題。
　　隨著地理數(shù)據(jù)越來越廣泛的應用，協(xié)同性主題逐漸成為ＧＩＳ－Ｔ領域中的一個最為緊迫的課題。在詳細的數(shù)字街道數(shù)據(jù)庫、緊急事件的安排和調度系統(tǒng)、車輛導航系統(tǒng)以及ＩＴＳ（智能交通系統(tǒng)）的各個部分（包括測量使用者和運輸控制中心或者信息服務提供商之間的無線通訊）都必須應用數(shù)據(jù)協(xié)同技術。
　　３．３實時ＧＩＳ－Ｔ
　　地理數(shù)據(jù)的收集是一個持續(xù)的過程。近年來，已經(jīng)開始出現(xiàn)實時基礎上的數(shù)據(jù)操作。例如，帶有全球定位系統(tǒng)ＧＰＳ的車輛提供速度、位置等要素信息到運輸管理中心，管理中心再根據(jù)發(fā)送的交通信息將預測信息返回給車輛，這樣就組成了地區(qū)的阻塞管理系統(tǒng)。由此可見，進行實時數(shù)據(jù)的存儲、恢復、處理和分析需要更快的數(shù)據(jù)訪問模式、更強大的空間數(shù)據(jù)融合技術以及動態(tài)路由算法。
　�。常待嫶蟮臄�(shù)據(jù)集
　　現(xiàn)實世界的交通問題涉及到龐大的地理數(shù)據(jù)和復雜的網(wǎng)絡。地理信息科學對地理可視化和數(shù)據(jù)采集的規(guī)則、技術發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)獲得的計算方法進行了研究和集成，同時也促進了ＧＩＳ－Ｔ的發(fā)展。
　　由于交通數(shù)據(jù)集大小的不同，就需要經(jīng)常更新系統(tǒng)設計，這個系統(tǒng)設計包括了信息顯示的精確性、速度上的優(yōu)化、算法運行時間與流程中的分析工具以及網(wǎng)絡分析的優(yōu)化。
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　　互聯(lián)網(wǎng)技術提供的可連接性改變了計算機、應用軟件、數(shù)據(jù)和用戶之間的關系。計算機已 ……（未完，全文共4793字，當前僅顯示2421字，請閱讀下面提示信息。收藏《ＧＩＳ在交通中的應用與發(fā)展》）