GIS技术在现代交通规划设计中的实践应用

2022-09-24龙娟

中国公路 2022年13期

龙娟

（广东粤路勘察设计有限公司，广州广东 510000）

现代交通规划是城市发展与交通工程建设的重要基础环节，为之后各项工作的开展奠定基础。为切实提高交通规划技术水平，有必要在交通规划过程中引入GIS技术，以此为规划过程中的信息管理提供帮助，从根本上提高规划质量。

一、基于GIS的交通规划未来发展取向概述

在交通规划中引入GIS有很大优势，很多发达国家都在交通规划过程中充分利用GIS，GIS本身也正不断向交通规划领域迈进，具体表现在下列几个方面：一是交通规划需要用到专业软件，首先要在这些软件当中采用GIS；二是对于GIS软件，需增加交通分析等与交通规划有关的功能；三是在交通规划及交通工程中使用GIS构建标准数据库；四是逐步开发专用于交通领域的GIS系统[1]。

二、基于GIS的现代交通规划实施策略

在交通规划过程中，很多数据都和土地资源的使用情况及交通空间具体分布情况有关，GIS正是分析处理这些数据的工具，可采用GIS为交通规划标准数据库构建及管理提供良好辅助。GIS在交通规划的具体应用体现在下列几个方面。

1.为交通规划数据采集及管理提供辅助。GIS可发挥关系数据库所有功能，借助GIS可存储与管理交通调查数据，同时还能对所有基础数据开展统计分析。

2.为交通规划图形等方面的数据信息管理提供辅助。在交通规划过程中要用到大量专题图，包括道路与其它设施的实际分布图等。借助GIS可直接生成各类专题图，为规划人员准确了解交通现状提供帮助，以便在规划过程中做出正确抉择[2]。基于GIS的交通规划信息系统总体结构如图1所示。

图1 基于GIS的交通规划信息系统总体结构

3.为分析决策提供辅助。交通规划与土地资源利用是城市交通规划工作的基础，采用GIS可以为交通及土地资源利用方面的规划提供辅助，包括长期、中短期与各类交通设施的实际规划。在长期规划过程中采用GIS可实现以下功能：确定规划区具体地理范围及内容；合理布局交通基础设施；合理布局居住区及其基础设施；以土地类型为依据评价空间相互作用；衡量规划区是否可达。在中短期规划中各种采用GIS可实现以下功能：以交通设施为依据对特定土地资源利用区开展影响评价，确定具体影响区；分析交通网络图，详细规划布局交通设备，明确所有便捷程度较高的集散点，利用模型确定其可达水平；借助模型评价客流与货流之间的空间联系，以各自空间特点为依据对交通网络做更深入的规划；构建属性数据库，为规划的最终制定提供可靠依据。在交通设施的规划过程中采用GIS可实现以下功能：确定各设施的具体位置，分析设施的分布是否合理与适用[3]。

4.GIS可提供很多分析工具，如图形叠加功能、聚集分析功能、地址比较功能、缓冲区分析功能与网路分析功能，通过对这些工具的合理应用能十分方便地对数据开展可视化分析。比如在实际的交通规划过程中借助GIS可提供的图形叠加工具，叠加处理人工分布和各类公共交通设施实际分布图，由此得出公交服务水平实际分布图，对该分布图和劳动力岗位实际分布图实施叠加，可获得公众采用公交方式出行的可能性具体分布图。另外，利用GIS提供的网络分析工具还能分析交通网络当中的很多数据信息，如最短路径分析、范围与路径选择分析及网络修改，为决策人员提供很大便利[4]。

5.系统管理交通基础数据信息。采用GIS可以对信息有效组织与管理，在不同信息间建立相互关系，帮助设计人员更好地管理信息，实现可视化管理，进而根据一种信息得到与其相关的其它信息。

6.在道路选线中的应用。GIS所有图形信息都加载有属性信息，需要提取图形信息时，仅需通过操作鼠标即可完成。另外，设计人员能直接通过计算机完成线路绘制，在有需要时可提取线路中各个交点的坐标，生成相应坐标文件。

7.估算拆迁影响。确定线路之后，方可确定道路红线，同时开展拆迁调查，通过统计计算，以相应数据模型为依据，如图2所示，对GIS实施二次开发，即可让GIS以道路中心线及设计宽度为依据，采用缓冲或叠置的方法，确定缓冲区域，对拆迁可能造成的影响实施自动统计与计算[5]。

8.在土方估算中的应用。在交通规划及道路工程设计时，需要在满足基本设计要求同时，实现开挖与填筑平衡。因此，必须做好土方估算工作，这项工作在过去只能采用手工计算，工作量大、效率低，若能采用GIS软件包，则可以根据设计线路，采用三维模型实现开挖和填筑方量的自动计算。

图2 基于GIS的交通规划信息系统数据模型结构

9.管理交通规划数据。要想做好交通规划工作，必须构建完善的数据库，在交通规划过程中涉及到的数据具体可分为两种，即交通调查数据与和交通直接或间接相关的其它数据。由于GIS可实现数据库管理，以上两种数据将在GIS支持下得到很好的管理，便于对这些数据实施统计与处理。另外，在GIS图形处理功能帮助下，还能在交通规划过程中生成不同交通特征对应的分布图，既能明确交通现状，还能掌握交通未来变化，对交通特征开展更深入的分析。交通规划过程中得到的图示大多为示意图和辅助分析图，精度不高，若交通规划人员熟练应用GIS，发挥其数据处理功能，可使分析环节变得极为简单[6]。

10.管理交通规划成果。GIS可以管理图形，支持外部挂接与通信，能管理不同类型的文件，包括图形类文件、图像类文件与文本类文件，使庞杂的信息变成一个整体，为信息的管理、修改与查阅等提供极大便利。

11.在交通分析中的应用。网络结构可对网络当中处于移动状态的目标遵循的通行规律予以描述，采用GIS可组织这些规则和相应信息，在网络分析能力支持下，从根本上解决通行路线问题。比如，在数量不限的起终点之间确定最短与最廉价路线；若交通规划人员规定了交通网络参数与评估模型，则采用GIS可以对网络通行能力予以自动计算；分析市政与交通设施实际配置与服务区域；选择适宜的储运站点，分析分部网络；分析现有集运系统和相关设施实际利用率；分析当前交通需求[7]。

12.在设计方案优化选择中的应用。以交通评估模型为依据，结合各项评价指标，采用GIS可以帮助相关人员评判各设计方案，选出最佳方案。

13.在专题图制作中的应用。交通规划过程用到的专题图都可以利用GIS制作，采用GIS制成的专题图，不仅颜色组合没有限制，还能实现同步缩放，帮助相关人员更好地使用专题图，保证交通规划质量[8]。

14.提取设计线路对应的横纵断面信息，实现仿真模拟。提取研究区范围内的各项地形信息，据此建立高线专题图层，也可制得数字地面模型，此时借助GIS软件包，可将道路的线路及设计宽度作为依据，生成线路对应的横、纵断面图，达到三维仿真的目标。

三、基于GIS的现代交通规划实施挑战

首先是标准化问题，很多城市经过长期发展，已经拥有一套复杂度极高的交通网络，如何借助GIS通过有序且简单的记录表达繁杂交通信息是GIS应用的关键；其次是地理现象的表达，在GIS系统中，不同数据往往代表不同地理现象，如何抽象表达这些地理现象对GIS是一个关键问题；最后是道路立交问题，即如何在一个将一维线性网络作为基础的网络模型中表达立交，这是交通规划过程中信息系统面临的主要问题之一，如何构建立交地理现象描述与表达系统，也是亟待解决的问题。