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[摘要] ：本文总结了ＧＩＳ技术的特点，并介绍了ＧＩＳ在交通領域中的应用—ＧＩＳ－Ｔ。通过对ＧＩＳ－Ｔ中关键技术的分析，对其应用中面临的实际问题作了一定研究，并提出了解决问题的方案。[关键词]：ＧＩＳＧＩＳ－Ｔ关键技术
中图分类号：F512.3 文献标识码：A 文章编号：
概述ＧＩＳ最早起源于２０世纪６０年代“要把地图变成数字形式的地图，便于计算机处理分析”的目的。１９６３年，加拿大测量学家Ｒ．ＦＴｏｍｌｉｎｓｏｎ首先提出了ＧＩＳ这一术语，并用于自然资源的管理和规划。后来的几十年中间，伴随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，ＧＩＳ的应用也日趋深化和广泛，在环境、资源、石油、电力、水利、土地、交通、公安、航空、市政管理、城市规划等领域成为常备的工作系统。ＧＩＳ是图形处理技术、可视技术及数据库等技术的有机结合，并以其混合数据结构和强大的地理空间分析功能而独树一帜。它与ＣＡＤ系统和ＤＢＭＳ（数据库管理系统）等有着很大的区别。ＣＡＤ系统虽具有强大的图形处理能力，但其拓扑关系比较简单，管理和分析大型地理数据库的能力也有限；ＤＢＭＳ则侧重于非图形数据的优化存储和查询，而图形查询、显示功能、数据分析功能均相对较弱。众所周知，ＧＩＳ中最基础的也是最重要的部分是地理数据。ＧＩＳ能够实现对大量复杂地理数据的输入、存储、操作和分析、输出等一系列功能。一ＧＩＳ在交通中的发展近年来，随着地理信息系统的飞速发展，越来越多的应用领域同ＧＩＳ技术建立了紧密的联系。由于交通信息系统具有精度要求高、规则复杂、动态化、离散化等特点，原有的信息技术已经不能完全满足交通应用的需求，而借助于ＧＩＳ的强大功能，可以实现交通信息化的时代要求。交通领域中ＧＩＳ的应用也越来越受到研究者和开发者的重视。交通地理信息系统是收集、整理、存储、管理、综合分析和处理空间信息和交通信息的计算机软硬件系统，是ＧＩＳ技术在交通领域的延伸，是ＧＩＳ与多种交通信息分析和处理技术的集成。ＧＩＳ－Ｔ具有强大的交通信息服务和管理功能，它可以应用在交通管理的各个环节。在交通工程领域采用ＧＩＳ技术和方法研究交通规划、交通建设和交通管理及其相关的问题，具有其他传统方法无可比拟的优点。
二ＧＩＳ－Ｔ关键技术ＧＩＳ－Ｔ是改进了的ＧＩＳ和ＴＩＳ（交通信息系统）的结合体。目前很多研究人员致力于ＧＩＳ－Ｔ的研究与开发，围绕着ＧＩＳ－Ｔ产生了较多的研究课题，不同的研究课题涉及到的ＧＩＳ－Ｔ的功能也有所区别。为了进行详细说明，可以通过定义３个功能组来获得一个通用的框架，这３个功能组是：数据管理（实现数据存储和维护）、数据操作（实现原始数据的创新）、数据分析或者建立可分析的模型。它们是相互依赖相互支持的，数据存储是数据操作的前提，而数据的建模又是在前两个的基础上建立起来的。2.１数据库管理系统长期以来，交通部门要使用和维护大量的信息，在很多情况下都是多个交通信息系统共存于同一个部门中，而且每一个交通信息系统只能处理某一类数据信息（如高速公路规划网、公路管理系统以及事故信息等）。ＧＩＳ－Ｔ的数据管理系统的关键技术在于通过建立数据模型和数据交换的框架，把上述不同的数据存储于一个统一的数据管理系统中，任何部门都能访问到该系统中符合本部门要求的数据，同时能对这些数据进行分析和建模，然后进行管理和决策。2．２数据协同交通数据一般都是由多个机构提供并维护，数据类型、数据标准难以统一。每个数据源可能都有自己的数据模型。数据模型的不同和使用方法的多样性给数据管理分析造成了很大问题。由于数据位置、拓扑结构、分类、命名和属性、线性测量的误差，导致不同来源数据的统一过程比较复杂，结果存在很大的不确定性。要使ＧＩＳ技术在交通领域取得进展，必须借助数据协同技术，从地图的匹配算法、交通数据的错误模型和错误传播（尤其是一维数据模型）、数据质量标准和数据交换标准三个方面解决数据统一的问题。2．３实时ＧＩＳ－Ｔ地理数据的收集是一个持续的过程。近年来，已经开始出现实时基础上的数据操作。例如，带有全球定位系统ＧＰＳ的车辆提供速度、位置等要素信息到运输管理中心，管理中心再根据发送的交通信息将预测信息返回给车辆，这样就组成了地区的阻塞管理系统。由此可见，进行实时数据的存储、恢复、处理和分析需要更快的数据访问模式、更强大的空间数据融合技术以及动态路由算法。2．４庞大的数据集现实世界的交通问题涉及到庞大的地理数据和复杂的网络。由于交通数据集大小的不同，就需要经常更新系统设计，这个系统设计包括了信息显示的精确性、速度上的优化、算法运行时间与流程中的分析工具以及网络分析的优化。2．５分布式计算互联网技术提供的可连接性改变了计算机、应用软件、数据和用户之间的关系。计算机已经形成了一个可移动的、分布式的、普遍存在的实体。基于互联网的ＧＩＳ应用变得越来越普遍（包括在交通领域中）。以通讯网络技术为基础的分布式计算技术可以有效地使用本地和远程的计算资源，借助完善的系统资源，实现适时应用的构想。
三ＧＩＳ－Ｔ中面临的问题及解决方案3．１多格式数据源集成问题ＧＩＳ中最基础的部分是数据，在ＧＩＳ－Ｔ中也不例外。但是多年来，一方面由于缺乏权威的专业数据公司制作并出售基础的地理数据，所需的数据来源没有保证，导致了大量的人力物力花费在制作基础数据的工作上；另一方面，对已有的数据没有充分加以利用，各部门积累下来的基础数据由于数据格式和规划不统一，难于共享利用，这样不仅加大了成本，而且还延长了建设的周期。因此，实现多源数据集成、解决多格式数据源集成是近年来ＧＩＳ－Ｔ系统研制开发的重要课题。目前，方案有以下３种：（１）据格式转换模式；（２）数据互操作模式；（３）直接数据访问模式。3．２交通地理现象的表达ＧＩＳ－Ｔ中涉及３类模型：①区域模型，即在跨越空间时代表连续变化的现象；②离散实体模型，也就是离散的实体（点、线或多边形）及其相关属性的集合的抽象表达；③网络模型，代表拓扑连接的嵌于地表的线性网络变化的抽象表达。由于交通系统自身的特性，应用于交通系统的数据模型几乎都没有超出上述的三种模型的范围。
四结语在交通领域，ＧＩＳ－Ｔ被公认为２１世纪的支柱性产业，是信息产业的重要组成部分。随着ＧＩＳ技术研究的进一步深入，目前ＧＩＳ－Ｔ中存在的问题会逐步得到解决，这必定会促进ＧＩＳ－Ｔ的各个方面的应用和发展，大大地改变交通现状，带动整个交通行业的突飞猛进，成为促进经济发展的重要动力。参考文献〔１〕邬伦.地理信息系统——原理、方法和应用.北京：科学出版社，2001.2〔２〕李跃军.ＧＩＳ在交通领域中的应用，湖南交通科技，2001.12〔３〕徐建刚、韩雪培.城市规划信息技术开发及应用.南京：东南大学出版社，2000.9
中图分类号：F512.3 文献标识码：A 文章编号：
概述ＧＩＳ最早起源于２０世纪６０年代“要把地图变成数字形式的地图，便于计算机处理分析”的目的。１９６３年，加拿大测量学家Ｒ．ＦＴｏｍｌｉｎｓｏｎ首先提出了ＧＩＳ这一术语，并用于自然资源的管理和规划。后来的几十年中间，伴随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，ＧＩＳ的应用也日趋深化和广泛，在环境、资源、石油、电力、水利、土地、交通、公安、航空、市政管理、城市规划等领域成为常备的工作系统。ＧＩＳ是图形处理技术、可视技术及数据库等技术的有机结合，并以其混合数据结构和强大的地理空间分析功能而独树一帜。它与ＣＡＤ系统和ＤＢＭＳ（数据库管理系统）等有着很大的区别。ＣＡＤ系统虽具有强大的图形处理能力，但其拓扑关系比较简单，管理和分析大型地理数据库的能力也有限；ＤＢＭＳ则侧重于非图形数据的优化存储和查询，而图形查询、显示功能、数据分析功能均相对较弱。众所周知，ＧＩＳ中最基础的也是最重要的部分是地理数据。ＧＩＳ能够实现对大量复杂地理数据的输入、存储、操作和分析、输出等一系列功能。一ＧＩＳ在交通中的发展近年来，随着地理信息系统的飞速发展，越来越多的应用领域同ＧＩＳ技术建立了紧密的联系。由于交通信息系统具有精度要求高、规则复杂、动态化、离散化等特点，原有的信息技术已经不能完全满足交通应用的需求，而借助于ＧＩＳ的强大功能，可以实现交通信息化的时代要求。交通领域中ＧＩＳ的应用也越来越受到研究者和开发者的重视。交通地理信息系统是收集、整理、存储、管理、综合分析和处理空间信息和交通信息的计算机软硬件系统，是ＧＩＳ技术在交通领域的延伸，是ＧＩＳ与多种交通信息分析和处理技术的集成。ＧＩＳ－Ｔ具有强大的交通信息服务和管理功能，它可以应用在交通管理的各个环节。在交通工程领域采用ＧＩＳ技术和方法研究交通规划、交通建设和交通管理及其相关的问题，具有其他传统方法无可比拟的优点。
二ＧＩＳ－Ｔ关键技术ＧＩＳ－Ｔ是改进了的ＧＩＳ和ＴＩＳ（交通信息系统）的结合体。目前很多研究人员致力于ＧＩＳ－Ｔ的研究与开发，围绕着ＧＩＳ－Ｔ产生了较多的研究课题，不同的研究课题涉及到的ＧＩＳ－Ｔ的功能也有所区别。为了进行详细说明，可以通过定义３个功能组来获得一个通用的框架，这３个功能组是：数据管理（实现数据存储和维护）、数据操作（实现原始数据的创新）、数据分析或者建立可分析的模型。它们是相互依赖相互支持的，数据存储是数据操作的前提，而数据的建模又是在前两个的基础上建立起来的。2.１数据库管理系统长期以来，交通部门要使用和维护大量的信息，在很多情况下都是多个交通信息系统共存于同一个部门中，而且每一个交通信息系统只能处理某一类数据信息（如高速公路规划网、公路管理系统以及事故信息等）。ＧＩＳ－Ｔ的数据管理系统的关键技术在于通过建立数据模型和数据交换的框架，把上述不同的数据存储于一个统一的数据管理系统中，任何部门都能访问到该系统中符合本部门要求的数据，同时能对这些数据进行分析和建模，然后进行管理和决策。2．２数据协同交通数据一般都是由多个机构提供并维护，数据类型、数据标准难以统一。每个数据源可能都有自己的数据模型。数据模型的不同和使用方法的多样性给数据管理分析造成了很大问题。由于数据位置、拓扑结构、分类、命名和属性、线性测量的误差，导致不同来源数据的统一过程比较复杂，结果存在很大的不确定性。要使ＧＩＳ技术在交通领域取得进展，必须借助数据协同技术，从地图的匹配算法、交通数据的错误模型和错误传播（尤其是一维数据模型）、数据质量标准和数据交换标准三个方面解决数据统一的问题。2．３实时ＧＩＳ－Ｔ地理数据的收集是一个持续的过程。近年来，已经开始出现实时基础上的数据操作。例如，带有全球定位系统ＧＰＳ的车辆提供速度、位置等要素信息到运输管理中心，管理中心再根据发送的交通信息将预测信息返回给车辆，这样就组成了地区的阻塞管理系统。由此可见，进行实时数据的存储、恢复、处理和分析需要更快的数据访问模式、更强大的空间数据融合技术以及动态路由算法。2．４庞大的数据集现实世界的交通问题涉及到庞大的地理数据和复杂的网络。由于交通数据集大小的不同，就需要经常更新系统设计，这个系统设计包括了信息显示的精确性、速度上的优化、算法运行时间与流程中的分析工具以及网络分析的优化。2．５分布式计算互联网技术提供的可连接性改变了计算机、应用软件、数据和用户之间的关系。计算机已经形成了一个可移动的、分布式的、普遍存在的实体。基于互联网的ＧＩＳ应用变得越来越普遍（包括在交通领域中）。以通讯网络技术为基础的分布式计算技术可以有效地使用本地和远程的计算资源，借助完善的系统资源，实现适时应用的构想。
三ＧＩＳ－Ｔ中面临的问题及解决方案3．１多格式数据源集成问题ＧＩＳ中最基础的部分是数据，在ＧＩＳ－Ｔ中也不例外。但是多年来，一方面由于缺乏权威的专业数据公司制作并出售基础的地理数据，所需的数据来源没有保证，导致了大量的人力物力花费在制作基础数据的工作上；另一方面，对已有的数据没有充分加以利用，各部门积累下来的基础数据由于数据格式和规划不统一，难于共享利用，这样不仅加大了成本，而且还延长了建设的周期。因此，实现多源数据集成、解决多格式数据源集成是近年来ＧＩＳ－Ｔ系统研制开发的重要课题。目前，方案有以下３种：（１）据格式转换模式；（２）数据互操作模式；（３）直接数据访问模式。3．２交通地理现象的表达ＧＩＳ－Ｔ中涉及３类模型：①区域模型，即在跨越空间时代表连续变化的现象；②离散实体模型，也就是离散的实体（点、线或多边形）及其相关属性的集合的抽象表达；③网络模型，代表拓扑连接的嵌于地表的线性网络变化的抽象表达。由于交通系统自身的特性，应用于交通系统的数据模型几乎都没有超出上述的三种模型的范围。
四结语在交通领域，ＧＩＳ－Ｔ被公认为２１世纪的支柱性产业，是信息产业的重要组成部分。随着ＧＩＳ技术研究的进一步深入，目前ＧＩＳ－Ｔ中存在的问题会逐步得到解决，这必定会促进ＧＩＳ－Ｔ的各个方面的应用和发展，大大地改变交通现状，带动整个交通行业的突飞猛进，成为促进经济发展的重要动力。参考文献〔１〕邬伦.地理信息系统——原理、方法和应用.北京：科学出版社，2001.2〔２〕李跃军.ＧＩＳ在交通领域中的应用，湖南交通科技，2001.12〔３〕徐建刚、韩雪培.城市规划信息技术开发及应用.南京：东南大学出版社，2000.9