GIS技术在公路路线设计中的应用探讨

吕嘉源

摘要：公路路线设计是公路建设的基础工作，非常重要。该文介绍了地理信息系统（GIS）技术，并阐述了GIS技术在公路线路设计不同方面的应用，包括：公路选线、路线平面设计、路线纵断面设计、路线横断面设计及其他方面的应用，GIS能提高设计效率，优化设计方案。

关键词：GIS；公路路线设计；公路选线；平面设计；纵断面设计；横断面设计

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）01-0235-01

在公路建设中，公路路线设计是一项基础性工作，它涉及规划、路网、经济、功能、施工、养护、营运等各个方面，作用十分重要。要求设计人员充分利用地形、地质等自然环境因素，根据公路的使用任务和性质，设计出满足政治、经济、技术等各方面要求的线路方案。因为设计过程，需要大量的调查与资料，为了提高设计的质量和设计效率，利用地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）技术辅助选线的方法应运而生。本文就GIS技术应用于公路路线设计中作初步探讨。

1 GIS技术简介

GIS技术是以地理空间数据库为基础，利用计算机硬件与软件对这些地理空间数据进行处理，并将数据的输入、存储、检索、分析以及结果输出都标准化，能够利用地理模型分析的方法，提供多种空间和地理信息数据。其核心是管理和分析地理位置信息及该位置上属性信息，并以二维或三维电子地图将信息表达出来。

在路线设计过程中，GIS主要用于包括制图功能、数据的操作与处理功能、空间叠置分析，缓冲区分析，网络分析，地形分析，三维分析，路径分析等分析工具，可实现不同资源图与地理数据的叠加计算，系统提供的路径分析可以给出两点间的最优设计线路方案。

2 GIS在公路路线设计中的应用

2.1 GIS应用于公路选线

获取全面、正确的地理信息是公路选线的基础，地理信息包括空间数据和属性数据，将两种数据信息采集、建库，并对数据规范存储和分析才能做好选线设计；GIS技术能够将设计要求与公路功能结合起来，将公路沿线走线的地质图、地形图、水文、气象、周边情况等数据信息收集上来，然后进行全面布局，确定起点和终点，先大致给出线路走向，并选取若干关键点作为主要控制点，再逐段设计，在每段设计中利用GIS技术将路线经过区的具体数据信息调出，从而规划出具体走向，最后对初选方案进行控制点加密，结合道路设计标准与线路条件，确定最终走线方案。

2.2 GIS用于公路平面设计

为保证行车的安全和舒适性，公路平面设计也非常重要，常见的平面线性有直线、圆曲线以及缓和曲线，在平面设计中，受地形、地物等限制条件，传统的设计方法一般需要多次试算。而GIS技术，在计算机运算下，能将公路平面设计的各种曲线要素计算出来，供设计人员参考分析，从而确定最佳的平面线形方案。

2.3 GIS用于公路纵断面设计

公路纵断面主要是确定公路的坡度、坡长、竖曲线半径等数值。要根据不同路段的实际情况，通过GIS技术，计算各個变坡点的纵断面设计要素，计算出来初步设计方案，并对应出土石方累积曲线，而后由设计人员对比分析，确定出最终方案。

2.4 GIS用于公路横断面设计

横断面设计主要是绘出横向地面线后，根据纵断面设计所确定的路基填挖高度、路基宽度、边坡坡度、边沟尺寸绘出路基的外廓线。横断面设计的工作量在整个公路设计量中占很大比例，且重复工作量大。采用GIS辅助设计后，可以大大提高工作效率。

2.5 GIS在公路路线设计其他方面的应用

除了上述这些方面，在公路线路设计中还有很多方面，可以发挥作用。比如在线路的地理坐标与里程桩号的相互转换，利用GIS技术能够保证计算精确，定位准确，又能减少设计人员的工作量；GIS还可以用于计算公路工程施工量、线路长度，处理断链等一系列问题。

3 结束语

通过GIS技术，能够在公路设计的选线、平面设计、纵断面设计、横断面设计以及其他方面发挥作用，在减去设计人员人工计算量的同时，能设计出符合设计要求、线路最优化、工程量最小等，兼顾线路经过区域环境、经济等各方面因素的方案，提高设计工作效率。

参考文献：

[1] 陈易，李满春.GIS在公路路线设计中的应用[J].科技通报，1998（9）.

[2] 陈俊，宫鹏.实用地理信息系统[M].北京：科学出版社，1998.

[3] 陈彭述，鲁学军.周成虎.地理信息系统导论[M].北京：科学出版社，2001.

[4] 宋小东，叶嘉安.地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用[M].北京：科学出版社2001.

[5] 刘晓东，刘玲.数字测绘成套技术在四川绵茂公路勘察设计中的应用[J].公路，2012（5）.

[6] 陈雪冬，杨武年，罗虎.基于栅格数据道路选线模型算法的应用研究[J].测绘技术装备，2015（1）.endprint