本科毕业论文---gis在城市道路管理信息系统中的应用论文

GIS在城市道路管理信息系统中的应用

1 绪论

进入21世纪以来，信息技术深刻改变着人类生活与社会面貌人类社会已经全面进入信息时代。建立并健全道路管理信息系统，使道路管理走向信息化、科学化、现代化、智能化，提高道路的运行效率和服务水平，准确的提供管理和决策分析，对以后提高道路规划、设计、建设、养护、和管理水平将有非常重要的意义。

1.1 课题研究背景意义

城市是一个巨大的信息集中和信息交换的场所，根据其巨大、复杂多变的综合特征，可将城市管理信息系统划分为城市道路、交通、人口、土地、房产、公安、消防、环境保护、综合管线等多个子系统；城市道路系统做为城市的骨架系统在其中的地位和作用尤为突出。城市建设突飞猛进，各种城市基础设施建设速度迅猛，各种道路设施的不断新建、修建、改建和扩建现象与日剧增，这对城市道路的规划、设计、建设、管理等方面提出了更高的要求。然而现在我国道路信息管理系统落后，大多数城市的道路管理仍处于传统的人工管理为主的管理模式，缺乏先进的现代化道路管理控制手段和安全管理、事故检测、处理系统，大量的统计数据无法发挥其在动态分析、预测评估、动态调度、实时控制方面的作用。同时，人工管理存在着低效，缺漏多等问题，为了能更好的做好道路管理工作，规范城市道路的规划、设计、建设、经营、养护维修、运行和收费等各种服务，建设一个能够提供道路设施及其环境状况的相应的图形和图像信息，为有关部门的管理和决策人员提供能够进行道路设施的现状分析、资源分配、道路网络规划和计划等的科学化、信息化的管理系统，已经成为道路管理的必然趋向。

近年来，随着地理信息系统技术的快速发展和社会需求的大幅度增加，地理信息系统已经和计算机、通信等技术一样成为信息技术的重要组成部分。GIS具有强大的空间分析能力，具有反应地理空间关系及综合分析、统计各种空间和属性信息能力的特性，为地理资源与环境的开发、规划、建设、管理及决策提供了

极好的先进技术手段。随着计算机技术的迅猛发展，GIS技术已日渐趋于成熟。 地理信息系统（GIS）目前在国内已被应用于公路和铁路的环境保护领域，地质

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灾害的预测和评估，城市规划，交通运输等领域【1】。应用GIS综合开发和实现一套道路管理信息系统，为相关管理和决策人员提供强大的动态指挥平台是很有必要的。

1.2 目前道路管理系统存在的问题

城市道路建设，不仅影响到城市交通，也是城市经济发展的关键因素，随着城市道路网的扩张，与道路相关的各种数据信息量急剧膨胀，道路管理、道路维护以及对相关数据的收集整理、设施质量和数据的检查统计等大量的信息资料，给城市道路管理部门带来繁重的工作负担。传统的仅依靠人工处理和凭经验决策的工作模式已经无法满足现代化道路管理的要求。人工处理信息的滞后与城市道路养护管理的动态性、及时性之间的矛盾越发严重。道路建设的科学性、合理性对城市建设起到关键作用[2]。传统的人工管理系统存在的主要问题有：

（1）城市建设速度过快，难以对城市道路现状信息进行适时动态的掌握，及时针对性地制定相应的道路建设和维修养护计划。

（2）道路及道路相关设施的资料多以纸质图纸为主，道路管理决策部门难以及时了解各个工作区的运作情况和各个部门的工程进展情况，致使决策滞后，缺乏对道路信息的统一化管理，无法满足随机的和突发的查询统计要求。

（3）道路及其附属设施的新建和改建等缺乏科学的依据，严重影响其科学性和合理性。

1.3 道路信息化的研究方向

城市道路信息管理系统是一门多层次的跨学科的复杂的现代化的科学管理技术，其综合应用数据库技术、计算机技术、系统工程、管理学等新技术，对道路信息进行状况管理和决策， 集先进性、实用性于一体。世界上最早的城市道路信息管理系统出现在美国。二十世纪七十年代，美国联邦公路局建立世界上第一个国家道路档案数据库。目前，美国、英国等一些发达国家和地区已经建立了比较成熟的城市道路信息管理系统。这些系统对于道路建设和管理，确保交通安全，合理且有效地利用有限的维护资金起到了非常重要的作用。国内多数新建大型道路项目数据库管理系统相继加入GIS子模块，实现了简单数据的图形及文字

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的相互查询。总的说来，国内的道路管理系统地理信息系统的研究和应用正逐步形成行业，具备了走向产业化的条件。

1.4 研究内容

（1）在GIS平台上建立城市道路信息管理系统。

（2）城市道路信息管理系统中关键技术的实现，包括数据处理、数据管理与数据显示等：

（3）结合道路管理的日常工作需求，实现具体的操作功能，包括报表的输出、图形链接与空间查询等。

2 GIS理论基础

2.1 GIS（地理信息系统）的定义

地理信息系统（geographical information system）简称GIS，它是由计算机软硬软件和不同的各种方法组成的计算机系统，该系统支持对地理数据的采集、输入、存储、管理、处理、检索、操作、显示和分析并输出各种地理数据从而为工程设计、土地利用、资源管理、城市管理、环境监测、管理决策应用服务的计算机系统。

一个实用的地理信息系统，必须要支持对空间数据的采集、管理、处理、分析、检索、操作、建模和显示等功能，其基本构成一般包括五个主要部分：

（1）计算机硬件

主要是数据的输入设备，数据处理设备和数据输出设备。包括运行GIS的计算机和操作系统。数据的输入设备包括数字测量设备、数字化仪和扫描仪。数据输出设备主要有绘图仪、打印机和显示装置等。

（2）系统软件

地理信息系统的软件是整个系统的核心，用于执行地理信息系统功能的各种操作。主要包括用于驱动硬件的程序和用户界面。

（3）空间数据

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地理信息系统的操作对象是地理数据，它具体描述地理现象的空间特征、属性特征和时间特征。地理空间数据包括矢量数据和栅格数据。

（1）应用模型

地理信息系统的应用模型是为某一特定的实际工作而建立的运用地理信息系统的解决方案，也即GIS操作所必须的物质、组织、管理和文化环境。

（2）应用人员

包括开发、管理和使用人员，是GIS功能得以表达的基础。 一个完整的地理信息系统构成如图2-1所示。

2.2 GIS在国内外的发展

地理信息系统发展至今已有近50年历史，归纳起来GIS的发展主要经历了一下几个阶段。

20世纪50年代末，计算机获得广泛的应用后，迅速被应用于地图量算、空间数据的存储和处理当中，因为机助制图快速、灵活、操作简单、便于存储、分类、合并和分析而迅速发展起来。1963年，加拿大人Roger Tomlinson 创建了世界

上第一个地理信信息系统即加拿大地理信息系统（CGIS）。当时由于计算机硬件

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