文档介绍：东北林业大学
硕士学位论文
GIS技术在公路路线方案比选中的应用
姓名:曹健
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:何东坡
20060601
摘要统,它在近四十年的时间内取得了惊人的发展,并广泛应用于资源调查、环境评估、交通安全、公共设施管理等领域。道路选线是一个影响因素多、技术复杂的重要环节,它涉及到政治、经济、国防、技术、环境等诸多因素的影响。在各种因素综合作用下要选出一条最佳路线,技术上是非常复杂且困难的。但是,路线方案又直接影响到建设项目的质量、投资及运营效益,影响到道路本身路基、路面、桥涵等组成实体功能的正常发挥和安全使用,因此,选线的发展,利用最优化理论的数学方法,由计算机自动寻找最优设计方案。本文系统研究了地理信息系统的基础理论,对地理信息系统的功能做了深入的分路线方案比选过程中,本文拓宽了路线方案比选的评价指标的范围,除了考虑工程造价和技术标准外,还把生态效益和社会效益融入到评价体系当中。同时基于层次分析法的型,并应用层次分析法实现公路选线多因素的综合分析及多方案的综合比选。最后,通过对试验路段进行路线方案比选,验证了该法的可行性和实用性。关键词公路选线、地理信息系统、数字地面模型、层次分析法、方案比选地理信息系统是处理地理数据的输入、输出、查询、分析和辅助决策的计算机系是非常重要的环节。选线工作的进步依赖于新技术的发展,随着计算机技术和应用数学析,并以际跷F教ǎ宰远崛」费∠叻桨傅钠兰壑副晷畔⒔邢低逞芯俊T基本原理,结合公路选线所涉及的各个影响因素,提出了公路选线多方案综合评价模,~:·
..,,籊籄东北林业大学硕二貉宦畚琩琿·.瓽,.,瑃甀瓸,,琲瑃甌,瓽瑄.,瓸琽,甀琫,甀;籶..●
【属性数据谒蜉萝慷晦匪蚵空间数据谌禽孪芈髀地理信息系统简介ㄒ萏氐地理信息系统伊,简称是计算机科学、地理学、测量学和地图学等多门学科的交叉,它是以地理空间数据库为基础,采用地理模型分析方法适时提供多种空间的和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务的计算机技术系从表现形式来看,硐治<扑慊碛布低常浜诵氖枪芾怼⒓扑恪⒎治龅乩种二维或三维电子地图。因此,部杉虻ザㄒ逦!坝糜诓杉⒛D狻⒋怼⒓焖鳌地理信息系统区别于其他管理信息系统的最主要特征,是它具有管理地理空间数据,并能按照其在实际空间的相对位置关系对之进行处理分析的能力。它对地理空间数据的这种处理分析功能,组成了地理信息系统实际应用的主要方面。在计算机中,怯檬掷疵枋龅乩硎堤或称为“地理对象”摹5乩硎堤逶类型等信息的数据,被称为“属性数据R话憷唇玻罢哂懈丛拥氖萁峁梗笳目前,表示地理对象空间特征的数据,主要有两种数据模型——【。坐标位置信息及相关位置上属性信息的数据库系统。它表达的是空间位置及所有与位置相关的信息,所以,质堑厍蚩占涫堤宓脑傧趾妥酆希湫畔⒌幕颈泶镄问绞歉分析和表达地理空间数据的计算机信息系统”【羽。械恼庵质肿橹氡泶镄问剑碐的数据模型。在校糜诒硎镜乩矶韵笪恢谩⒎植肌⑿巫础⒖占湎嗷ス叵档刃畔⒛谌莸氖据,被称为“空间数据”;而表示与空间位置无关的其他信息,如颜色、质量、等级、有丰富的数据形式。栅格数据模型,而地理对象属性数据的表示,则随其对应的空间数据模型的不同而有所不同,详见图卜械牡乩硎图菽P·
矢量数据模型是饕5氖菽P椭弧@嗨朴谑噶康赝迹珿的矢量数据模型对象的。由于面啾咝是线所围成的区域,线又是点的有向序列,所以,坐标点是矢量数据模型最基本的数据元素。氖噶渴菽P停褪且宰甑愕姆绞剑记录抽象的点、线、面地理实体。位置,又可以通过点、线、面三种基本图元之间的联系,构筑地理实体及其图形表示的邻接、连通、包含等拓扑关系,从而有利于地理信息的查询、网络路径优化、空间相互氖噶渴菽P涂梢杂孟喽越仙俚氖萘浚锹即罅康牡乩硇畔ⅲ揖ǘ高,制图效果好。在地理信息系统发展早期,受计算机存储能力及计算速度的限制,它じ袷菽P空间,而数字矩阵本身则描述了实体的属性或属性编码。栅格数据是计算机和其他信息输入输出设备广泛使用的一种数据模型,如电视机、显示器、打印机等的空间寻址,甚至专门用于矢量图形的输入输出设备,如数字化仪、矢量绘图仪及扫描仪等,其内部结构实质上也是栅格的。栅格数据最显著的特点就是存在着最小的、不能再分的栅格单元,在形式上通常表现为整齐的数字矩阵,且便于计算机进行处理,特别是存储和显示。此外,栅格数据存在着的“最小数据单元”,非常适宜于地理信息的“模型化R为无论怎样复杂的模型算法,在一个栅格单元内就成了纯粹的属性运算。随着计算机硬、软件技术的发展与突破,栅格数据占用存储空间大、图形数据精度差等缺点对一个实际运行的应用系统来说己不是很重要,利用它可以解决许多复杂的实际应用问题近年来,许多研究者在探索一种矢量一栅格一体化的数据模