交通地理信息系統(tǒng)

1、交通地理信息系統(tǒng)第1頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T2第八章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T GIS技術交通地理信息系統(tǒng)（GIS-T）GIS-T的數(shù)據(jù)模型參考文獻GIS地理信息系統(tǒng)原理和方法. 邊馥苓 主編. 測繪出版社. 2004GIS空間分析原理與方法(第二版) .劉湘南，黃方，王平編著. 科學出版社. 2008地理信息系統(tǒng)GIS理論與實務 .劉明德，林杰斌編著.清華大學出版社. 2006交通地理信息系統(tǒng).劉學軍，徐鵬著.科學出版社，2006謝彩香，劉召芹GIS-T中的數(shù)據(jù)模型進展研究J測繪工程，2005，14（3）：54-58第2頁，共

2、26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T38.1 GIS技術GIS地理信息系統(tǒng)的概念是在計算機軟硬件支持下，對地理環(huán)境諸要素進行采集、存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統(tǒng)。GIS地理信息系統(tǒng)在ITS中的主要應用車輛導航定位和車輛監(jiān)控調度道路交通管理以及交通信息查詢電子地圖數(shù)據(jù)采集與編輯、地理數(shù)據(jù)庫管理、空間查詢和分析以及地形分析等。第3頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T48.1.1 GIS的組成GIS的組成計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件是計算機系統(tǒng)中物理裝置的總稱，它是GIS的物理外殼。計算機

3、軟件系統(tǒng)指GIS運行所必需的各種程序，由計算機系統(tǒng)軟件、地理信息系統(tǒng)軟件（GIS軟件）和應用分析軟件組成。用戶系統(tǒng)開發(fā)人員和GIS技術的最終用戶GIS的組成第4頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T58.1.1 GIS的組成GIS的組成（續(xù)）地理數(shù)據(jù)地理數(shù)據(jù)屬于空間數(shù)據(jù)，地理數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫進行組織和存貯，并通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行管理?？臻g數(shù)據(jù)是指以地球表面空間位置為參照，描述自然和社會經(jīng)濟要素的數(shù)據(jù)，可以是圖形、圖像、文字、數(shù)字和表格等?？臻g數(shù)據(jù)包括：幾何數(shù)據(jù)，描述地理實體本身位置和形狀大小等的量度信息。由坐標系表達。關系數(shù)據(jù)，描述各個不同地理實

4、體之間空間關系的信息，如接近度、鄰接、關聯(lián)、包含和連通等。由拓撲關系表達。屬性數(shù)據(jù)，指非空間數(shù)據(jù)，是各個地理單元中的自然、社會、經(jīng)濟等專題數(shù)據(jù)。由字符串或統(tǒng)計觀測數(shù)值串表達?？臻g數(shù)據(jù)可分為7種不同類型：類型數(shù)據(jù)，面域數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，樣本數(shù)據(jù)，曲面數(shù)據(jù)，文本數(shù)據(jù)，符號數(shù)據(jù)第5頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T68.1.2 GIS的功能數(shù)據(jù)的采集與輸入概念：是將系統(tǒng)外部的原始數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)內部，并將這些數(shù)據(jù)從外部格式轉換為系統(tǒng)便于處理的內部格式的過程數(shù)據(jù)采集和輸入包括三方面的內容：數(shù)字化，是指根據(jù)不同信息類型，進行模數(shù)轉換、坐標變換等，形成各種

5、數(shù)據(jù)文件，存入數(shù)據(jù)庫內。規(guī)范化，是指對不同比例尺、不同投影坐標系統(tǒng)和不同精度的外來數(shù)據(jù)，必須統(tǒng)一坐標和記錄格式。數(shù)據(jù)編碼，是指根據(jù)一定的數(shù)據(jù)結構和目標屬性特怔，將數(shù)據(jù)轉換為計算機識別和管理的代碼或編碼字符。數(shù)據(jù)輸入方式包括：手工方式（鍵盤輸入），手扶跟蹤數(shù)字儀，掃描數(shù)字化，影像處理和信息提取方式，數(shù)據(jù)通信方式第6頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T78.1.2 GIS的功能數(shù)據(jù)編輯與更新數(shù)據(jù)編輯包括：圖形編輯主要包括圖形修改、增加和刪除、圖形整飾、圖形變換、圖幅拼接、投影變換、誤差校正和建立拓撲關系等。屬性編輯通常與數(shù)據(jù)庫管理結合在一起完成，

6、主要包括屬性數(shù)據(jù)的修改、刪除和插入等操作。數(shù)據(jù)更新是以新的數(shù)據(jù)項或記錄來替換數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫中相應的數(shù)據(jù)項或記錄，它是通過修改、刪除和插入等一系列操作來實現(xiàn)的。第7頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T88.1.2 GIS的功能數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)存儲與管理的概念：數(shù)據(jù)存儲是將數(shù)據(jù)以某種記錄格式存儲在計算機內部或外部存儲介質上。數(shù)據(jù)管理是處理數(shù)據(jù)存取和數(shù)據(jù)運行的各種管理控制。空間數(shù)據(jù)管理是將各種圖形數(shù)據(jù)或圖像數(shù)據(jù)都以嚴密的邏輯結構存放在空間數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)管理的方式：文件管理，關系數(shù)據(jù)庫管理，文件結合關系數(shù)據(jù)庫管理，面向對象數(shù)據(jù)庫（OODBMS）管

7、理集成化的GIS數(shù)據(jù)管理第8頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T98.1.2 GIS的功能空間查詢與分析空間查詢的概念是按一定條件對空間目標的位置和屬性信息進行查詢，以形成一個新的數(shù)據(jù)子集?？臻g查詢的分類定位查詢用于實現(xiàn)圖形和屬性數(shù)據(jù)的雙向查詢。分層查詢用于查詢分層存放的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。區(qū)域查詢用于在屏幕上開一窗口或指定一任意多邊形區(qū)域，查詢該區(qū)域內的所有圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。條件查詢根據(jù)數(shù)據(jù)項、運算符和函數(shù)組成的條件表達式來查詢圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。 空間關系查詢又稱拓撲查詢。一類是幾何元素之間的結構關系，另一類是空間目標之間的位置關系。第

8、9頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T108.2 交通地理信息系統(tǒng)（GIS-T）GIS-T的組成和結構GIS-T的應用舉例第10頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T118.2.1 GIS-T的組成和結構交通地理信息系統(tǒng)GIS-T的概念GIS-T就是收集、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和交通信息的信息系統(tǒng)，是GIS技術在交通領域的延伸，是GIS與多種交通信息分析和處理技術的集成，它將為交通各部門提供一個功能強大的空間信息服務和管理工具。交通地理信息系統(tǒng)GIS-T的系統(tǒng)結構包括三個子系統(tǒng)：數(shù)

9、據(jù)庫子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和質量控制子系統(tǒng)以及系統(tǒng)功能表征子系統(tǒng)。GIS-T系統(tǒng)結構與功能第11頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T128.2.1 GIS-T的組成和結構數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)GIS-T中主要交通數(shù)據(jù)的類型包括：空間信息（如交通分區(qū)圖，道路網(wǎng)絡圖，設施分布圖等）屬性信息（交通區(qū)屬性數(shù)據(jù)庫，路網(wǎng)屬性數(shù)據(jù)庫，設施屬性數(shù)據(jù)庫，交通流量、道路等級、路面狀況、圖像數(shù)據(jù)如航空影像、設施照片等）其他有關信息，如多媒體數(shù)據(jù)庫中航空影像、設施照片、聲音等多媒體信息。數(shù)據(jù)采集與質量控制子系統(tǒng)采集行政區(qū)域邊界、道路、鐵路、基礎設施等要素的空間圖形數(shù)據(jù)，這些空間要素

10、按照不同空間數(shù)據(jù)類型分層，并且能夠滿足規(guī)劃與管理應用的數(shù)據(jù)質量要求。系統(tǒng)提供的屬性數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)，能夠完成相應的屬性數(shù)據(jù)，例如如上所述的行政區(qū)域，交通分析區(qū)域，路線，基礎設施等信息的輸入、修改、查詢和管理等功能，并且建立空間數(shù)據(jù)與相應屬性數(shù)據(jù)庫的關聯(lián)第12頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T138.2.1 GIS-T的組成和結構系統(tǒng)功能表征子系統(tǒng) 路網(wǎng)管理系統(tǒng)提供交通路網(wǎng)的編輯，如路段的修改，增加或刪除路段，增加或刪除節(jié)點，路段合并或分割等功能。路網(wǎng)管理中采用動態(tài)分段技術，動態(tài)分段功能是將地圖網(wǎng)絡中的連線按特征分段。某系統(tǒng)交通事件和路面質量

11、的動態(tài)分段顯示第13頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T148.2.1 GIS-T的組成和結構系統(tǒng)功能表征子系統(tǒng)（續(xù)）空間查詢子系統(tǒng)提供從圖形查詢屬性和從屬性查詢圖形的圖文交互查詢方式，包括空間位置、屬性、范圍和關系等多種功能。查詢內容包括：交通流量圖、各路段的交通飽和狀態(tài)表、擁擠交叉口的空間、時間分布圖，以及交叉口飽和狀態(tài)表等監(jiān)控路網(wǎng)中的交通流量圖道路網(wǎng)交通飽和狀態(tài)圖第14頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T158.2.1 GIS-T的組成和結構系統(tǒng)功能表征子系統(tǒng)（續(xù)）統(tǒng)計分析 系統(tǒng)將查詢

12、的數(shù)據(jù)以各種數(shù)據(jù)視圖進行表達，這些數(shù)據(jù)包括規(guī)劃對象地區(qū)社會經(jīng)濟、人口、交通總量等指標歷史變化的統(tǒng)計圖。某省公路里程統(tǒng)計柱狀圖第15頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T168.2.1 GIS-T的組成和結構系統(tǒng)功能表征子系統(tǒng)（續(xù)）空間分析系統(tǒng)提供了空間數(shù)據(jù)的編輯和修改功能，主要包括交通區(qū)域的編輯、交通分區(qū)的合并、分割。專題制圖基本功能用于編輯、顯示和測量圖層，主要包括編輯、綜合制圖和測量等功能。柵格顯示柵格顯示功能使得GIS可以包含圖片和其他影像，并可將對應的屬性數(shù)據(jù)進行疊加分析，對圖層進行更新。路徑優(yōu)化設定起止點，可以選擇最短路徑，同時可以設

13、置某個路口不能通行，某個路段不能通行；指定通行條件，尋找最佳路徑第16頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T178.2.2 GIS-T的應用舉例道路電子地圖在道路交通中的應用靜態(tài)地圖將被動態(tài)的數(shù)字地圖和電子地圖所替代通過綜合統(tǒng)計和分析各種交通數(shù)據(jù)以及采用豐富多樣的圖表顯示第17頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T188.2.2 GIS-T的應用舉例GIS在道路CAD中的應用在規(guī)劃和設計中可以利用 GIS 進行有效的道路環(huán)境影響評價，優(yōu)選對環(huán)境影響最小的路線設計方案。GIS-T還與路面管理系統(tǒng)、

14、橋梁管理系統(tǒng)等公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)相關連，借助先進的路面和橋梁檢測設備和數(shù)據(jù)搜集手段，使道路養(yǎng)護管理更加科學合理，經(jīng)濟高效。第18頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T198.2.2 GIS-T的應用舉例GIS在公交、機場等管理中的應用目的在于應用GIS技術收集、利用、共享公共交通數(shù)據(jù)和信息，以利于運輸部和公交工業(yè)信息的交換和使用。從地區(qū)來看，公交公司可方便地獲得信息以更好地掌握資源并作出科學的規(guī)劃決策。從國家水平來看，它代表了國家公共運輸信息基礎設施。上海市基于GIS的公共交通線路查詢系統(tǒng)界面圖第19頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分

15、，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T208.2.2 GIS-T的應用舉例3S集成在交通中的應用 GPS，GIS，RS（遙感）三種新技術的有機集成，將實時、動態(tài)地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和管理，能夠有效地應用在交通運輸領域。第20頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T218.2.2 GIS-T的應用舉例GIS在交通規(guī)劃中的應用交通規(guī)劃過程或稱交通建模系統(tǒng)通常分為預分析、分析和后分析等階段，包括七個步驟：數(shù)據(jù)調查，包括土地使用、人口、交通設施分布等基礎數(shù)據(jù)庫的建立；土地使用預測，預測未來與城市發(fā)展相適應的交通系統(tǒng)的增長水平出行生成，預測各小區(qū)的總的出行

16、數(shù)；出行分布，預測 OD 流量（起終點流量）；方式劃分，預測各種可行的交通方式中的出行數(shù)；網(wǎng)絡分配，將預測的 OD 流量分配到網(wǎng)絡的各條邊上；評價，從系統(tǒng)運營及環(huán)境影響等方面對路網(wǎng)進行評價。第21頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T228.2.2 GIS-T的應用舉例GIS在交通規(guī)劃中的應用（續(xù)） GIS能夠較好地用于交通需求預測，其優(yōu)勢包括：強大的數(shù)據(jù)管理功能、數(shù)據(jù)更新和處理功能；GIS-T中拓撲化的數(shù)據(jù)模型適應于交通網(wǎng)絡分析，與交通規(guī)劃分析模型有著較好的結合可能；GIS的圖形顯示和表達能力，能夠極大地輔助規(guī)劃和管理。上海市公路網(wǎng)交通擁擠度

17、分布圖第22頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T238.2.2 GIS-T的應用舉例支持交通事故分析的應用確定事故的空間位置和分布采用動態(tài)分段算法實現(xiàn)事故的自動定位，將事故數(shù)據(jù)與道路空間位置相結合事故動態(tài)顯示與查詢第23頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T24本章小結GIS技術GIS的組成GIS的功能交通地理信息系統(tǒng)（GIS-T）GIS-T的組成和結構GIS-T的應用舉例第24頁，共26頁，2022年，5月20日，9點9分，星期日第8章 交通地理信息系統(tǒng)GIS-T25作業(yè)問答題什么是GIS？GIS由哪幾部分組成？每一部分的具體含義是什么？什么是GIS數(shù)據(jù)的采集和輸入？GIS數(shù)據(jù)采集和輸入的方法有哪些？它們的具體內容是什么？什么是GIS的數(shù)據(jù)存儲？什么是空間數(shù)據(jù)管理？GIS管理數(shù)據(jù)的具