ＧＩＳ在交通中的應(yīng)用與發(fā)展

摘要：地理信息技術(shù)的日臻成熟為ＧＩＳ在交通領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了一定基礎(chǔ)。本文總結(jié)了ＧＩＳ技術(shù)的特點，并介紹了ＧＩＳ在交通領(lǐng)域中的應(yīng)用—ＧＩＳ－Ｔ。通過對ＧＩＳ－Ｔ中關(guān)鍵技術(shù)的分析，對其應(yīng)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(guān)鍵詞：ＧＩＳＧＩＳ－Ｔ關(guān)鍵技術(shù)
　　
　　解決方案地理信息系統(tǒng)是集現(xiàn)代計算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)和測繪科學(xué)為一體的一門新興學(xué)科。它采用數(shù)據(jù)庫、計算機(jī)圖形學(xué)、多媒體等最新技術(shù)，對地理信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，能夠?qū)崟r準(zhǔn)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(lǐng)域中，ＧＩＳ技術(shù)已被廣泛應(yīng)用。尤其是在交通領(lǐng)域，ＧＩＳ與傳統(tǒng)的交通信息分析和處理技術(shù)緊密結(jié)合，延伸出了交通地理信息系統(tǒng)（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｆｏｒＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ），簡稱ＧＩＳ－Ｔ。
　　
　�。保牵桑痈攀�
　　
　　ＧＩＳ最早起源于２０世紀(jì)６０年代“要把地圖變成數(shù)字形式的地圖，便于計算機(jī)處理分析”的目的。１９６３年，加拿大測量學(xué)家Ｒ．ＦＴｏｍｌｉｎｓｏｎ首先提出了ＧＩＳ這一術(shù)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(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(yīng)用領(lǐng)域同ＧＩＳ技術(shù)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(fù)雜、動態(tài)化、離散化等特點，原有的信息技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足交通應(yīng)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(lǐng)域中ＧＩＳ的應(yīng)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(jī)軟硬件系統(tǒng)〔２〕，是ＧＩＳ技術(shù)在交通領(lǐng)域的延伸，是ＧＩＳ與多種交通信息分析和處理技術(shù)的集成。ＧＩＳ－Ｔ具有強大的交通信息服務(wù)和管理功能，它可以應(yīng)用在交通管理的各個環(huán)節(jié)。在交通工程領(lǐng)域采用ＧＩＳ技術(shù)和方法研究交通規(guī)劃、交通建設(shè)和交通管理及其相關(guān)的問題，具有其他傳統(tǒng)方法無可比擬的優(yōu)點。
　�。玻笆兰o(jì)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(dāng)時他們就采用了基于點和線的一維線性網(wǎng)絡(luò)來表達(dá)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(dá)模型的一個主流。但是隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路交通系統(tǒng)變得日益復(fù)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(guān)鍵技術(shù)
　　
　�。牵桑樱允歉倪M(jìn)了的ＧＩＳ和ＴＩＳ（交通信息系統(tǒng)）的結(jié)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(jìn)行詳細(xì)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(hù)）、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(chǔ)上建立起來的。
　�。常睌�(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
　　長期以來，交通部門要使用和維護(hù)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(guān)鍵技術(shù)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(jìn)行分析和建模，然后進(jìn)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(jī)構(gòu)提供并維護(hù)，數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)、分類、命名和屬性、線性測量的誤差，導(dǎo)致不同來源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一過程比較復(fù)雜，結(jié)果存在很大的不確定性。要使ＧＩＳ技術(shù)在交通領(lǐng)域取得進(jìn)展，必須借助數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)，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(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用，協(xié)同性主題逐漸成為ＧＩＳ－Ｔ領(lǐng)域中的一個最為緊迫的課題。在詳細(xì)的數(shù)字街道數(shù)據(jù)庫、緊急事件的安排和調(diào)度系統(tǒng)、車輛導(dǎo)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(wù)提供商之間的無線通訊）都必須應(yīng)用數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)。
　�。常硨崟rＧＩＳ－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(chǔ)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(yù)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(jìn)行實時數(shù)據(jù)的存儲、恢復(fù)、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(shù)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(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。地理信息科學(xué)對地理可視化和數(shù)據(jù)采集的規(guī)則、技術(shù)發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)獲得的計算方法進(jìn)行了研究和集成，同時也促進(jìn)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(shè)計，這個系統(tǒng)設(shè)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(luò)分析的優(yōu)化。
　　３．５分布式計算
　　互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供的可連接性改變了計算機(jī)、應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)和用戶之間的關(guān)系。計算機(jī)已 ……（未完，全文共4793字，當(dāng)前僅顯示2421字，請閱讀下面提示信息。收藏《ＧＩＳ在交通中的應(yīng)用與發(fā)展》）