GIS在公路路线设计中的应用

徐祖生

摘要：高速公路结构的质量的高低关乎整个干线的交通效率的高低，影响着高速公路的安全性、稳定性和机动性。在我国，深入研究GIS技术是解决干线公路设计问题的主要手段。我们开始使用GIS进行高速公路路线设计，重点关注路线选择、布局、纵断面、横断面等设计。提高工作人员对GIS程序相关知识的理解，优化工作原理和设计质量。

关键词：GIS;公路;路线设计;应用

引言

在城市现代化进程中，随着高速交通的发展，公路建设规划的有效性直接取决于公路建设规划的推进、公路建设的质量和综合优势以及公路交通安全工程。因此，全社会都非常重视高速公路的设计，GIS的科学技术应用可以准确地确定路况，收集相关数据，为高速公路设计提供可靠的数据[1]。在此背景下，研究GIS在高速公路设计中的应用技术具有重要意义。

一、GIS技术的简要说明

通过对中国地理学的深入研究，GIS作为中国资源和环境数据处理的信息系统，在地理学领域的拓展中发挥着越来越重要的作用。GIS技术的核心是利用计算机硬件和数据采集软件覆盖整个数据空间，由计算机进行解释和处理，方便相关专业人员借用和后续处理。GIS技术的应用对提高我国地理信息分析和管理的水平和能力具有重要意义。GIS又称地理信息系统，包括五大区域使用地理信息系统的程序、计算机硬件和软件、数据和数据处理。GIS开发人员可以说他们是GIS技术应用的核心。它用于处理在不同地点收集的数据，操作计算机，并将GIS的综合特性优化集成到分析统一数据库中[2]。计算机硬件和软件的功能是绘制和存储数据空间。在GIS技术的应用中，可以对地理信息进行汇总，提高所应用领域的应用效率。

二、公路路线设计遵循原则

道路路线是各种道路车辆的依存载体。其优良的结构、质量保证和合理的路径设计直接影响到道路车辆的行驶安全。设计高速公路时，设计人员应充分考虑并遵循以下原则：

（一）定线以曲线为主原则。当在高速公路上行驶时，我发现卡车结构的质量和有效性直接关系到道路车辆的安全性和便利性。现代高速公路的快速发展也表明高速公路设计需要更高的发展水平。从根本上说，高速公路的设计基本上简单明了，提高了驾驶员的安全意识。在轨道设计中，一般应注意直线线路长度的调整，根据设计速度和实际行驶速度，线路长度不低于15km/h，一般不超出20km/h，对于山区公路的设计来说，山路设计必须遵循曲线为主原则，保持山体条件和山路高度，来减少山区道路安全风险。

（二）节约和保护耕地资源原则。由于道路建设方便了人们的生产和生活，人们往往住得很近，许多农田被占用[1]。相关技术人员应合理设计，避免浪费耕地，尤其是以种植业为主的农民居多，耕地的减少直接影响国民收入，为确保国家管理科学化、现代化，就应从人民实际出发，不破坏人们赖以生存的土地。

（三）重视平均纵坡的安全性原则。平均纵坡是高速公路设计的重要组成部分，该工程直接关系到山区公路的整体安全。由其是山区地区，如果地势起伏比较大就设计存在一个长而陡的斜坡，它可能会造成行车安全隐患。因此，从安全的角度出发，在高速公路设计中注意平均纵坡设计的安全性，明确高速公路沿线位置，全面把握具体的轨道设计目标，在设计中进行综合分析，有效管理高速公路建设资源的安全隐患，减少不必要的费用，创造良好的道路安全环境。

（四）遵循保护沿线自然环境的原则。公路建设要结合当前建设“美丽中国”的要求，更加注重环境保护。在设计过程中，设计师必须对道路结构进行必要的研究，以了解当地的生态条件和现有地形的特征。此外，根据自然保护的原则，尊重自然规律，充分利用现有景观进行道路建设，不仅可以节约道路建设成本，还可以减少道路损坏。重要的是促进不受阻碍的后续行动。同时，设计师还必须努力避免当地的象征性建筑和相对有价值的植物类型。通过合理循环创造有利于道路设计的条件，提高美学水平，促进建筑的合理发展，是道路最终设计的吸引力所在。

三、公路路线设计中GIS技术的应用

（一）GIS在公路选线中的应用

地理信息系统的合理使用有赖于计算机数据的分析。通过计算机科学分析，可以获得建筑所需的空间等具体数据。计算可为设计人员和工程师提供理论依据和合理化[2]。建议提供决策信息。另一个重要功能是建立空间分析和基于有限元分析的分析，并绘制图形地图和数据库。分析设计师所需的空间和距离，以获得设计所需的数据。设计师和业主进行了生动的分析研究，规划了道路的总体设计，提出了合理的施工方案。

如果GIS需要设计移动路径，以下信息将包括有关设计路线的方向和地图、地理条件、气候变化、城市规划、经济发展战略等信息。在此基础上，通过分析影响路径的各种因素，GIS可以建立一个模型来展示视觉图像的概念。也可以根据要求和标准设计项目。

（二）横断面的设置与分析

自动设置路堤宽度和坡度，并设置区域中心线，以确保中心线的尺寸满足基本要求[1]。在采矿过程中，平衡设计需要保证元素含量的最大平衡深度。正式开挖后，在设置这些值时，如果达到叠加效果，精度必须控制在0.1M以内。相关数据和设计结果都需要立即保存。

（三）纵断面设计。道路轮廓设计用于确定坡度、坡长和曲线的等效半径。GIS技术的应用有效地降低了等高线设计的水平和过程。特别是根据不同路段的情况，计算出边坡点的具体等高线值，确定准备结构，并在设计最大最终设计方案前进行表达，进行曲线分析，解释本工程的累积曲线。并根据数据比较和修改设计方案。

（四）地形分析

地形分析的目的是了解地形。根据地形分析的复杂性，可分为两类：一类是主要地形要素的计算。二是复杂地形分析，包括与地形模型直接相关的可视化分析、地貌特征提取、水系功能参数提取等。在不同地形模型中，往往采用不同的分析方法。

（五）其他方面。

GIS在路网建设的早期阶段具有重要意义。除了上述问题之外，还有其他相关方面。例如，GIS技术可以快速改变道路的旋转和地理坐标，准确定位道路。确保准确检查土地，并与项目经理和建筑工人有效合作，提高工作效率[2]。GIS技術可以有效地解决拦截问题，准确定位和记录站公里数，计算道路长度，执行任务。GIS的另一个重要功能是轻松计算建筑工程量。在道路选择过程中土石方的使用会有很大的影响。如果在设计中采用GIS技术，可以准确计算施工用地[1]。

四、实例应用

施工现场工作面积约10.6km2，满足基本生产需要。根据已确定的路线对公路进行选择，并计划措施，以确保所有活动区域的内容和效率良好。一般来说，公路的纵坡一般不会大于12%。特别是在挖方边坡和填方边坡之间的比例是1：1。堤防和沟渠的长度一般为6m，轨道必须与GIS技术相结合，以支持系统的运行。确定该内容的优先选择方案，选择最合适的施工方案。选择合适的道路方案，整体控制558m，控制施工场地的长度和宽度，确保在9-15m范围内实现最大范围效果。

从占地面积的角度，选择整个系统的总开挖量，根据坐标分析高度和长度，并整理相关内容，另外，通过分析直线平面，根据不同侧面对桩体的具体要求，得到不同截面聚合的综合效果，结合高度和底部，根据采空区大小进行分段[2]。

结语：鉴于上述情况以及GIS技术在国家公路建设和设计中的广泛应用，公路建设取得了重大进展。道路建设工作的核心内容是道路设计，其质量直接影响到整个道路的效率提高。因此，在道路设计中，必须使用GIS技术设计道路的横断面和平面。在设计阶段计算各部分的设计数据，建立路线模型，科学控制成本从而简化道路规划，并保证工程设计的合理性。

参考文献

[1]李庆.GIS技术在公路路线设计中的实际应用与分析[J].四川水泥，2019（02）：111.

[2]徐瑞.公路路线设计中GIS的有效应用[J].四川水泥，2017（10）：81.