基于GIS的城市道路项目库建设与空间决策支持分析

汝绪伟，丁华，孙灵文，王化田

(1.山东省科技发展战略研究所，山东济南 250014； 2.山东科技大学测绘学院，山东青岛 266510；3.山东省科学院科学决策支持重点实验室，山东济南 250014； 4.青岛大学国际商学院，山东青岛 266071)

基于GIS的城市道路项目库建设与空间决策支持分析

汝绪伟1，2，3∗，丁华1，3，孙灵文1，3，王化田4

(1.山东省科技发展战略研究所，山东济南 250014； 2.山东科技大学测绘学院，山东青岛 266510；3.山东省科学院科学决策支持重点实验室，山东济南 250014； 4.青岛大学国际商学院，山东青岛 266071)

随着城市化进程的加快，城市道路交通建设在城市发展中的地位越来越重要，为避免道路基础设施建设的盲目性，本文提出了建立道路基础设施项目库的基本流程与方法，并结合地理信息系统技术，建立了道路空间数据库，实现了包括道路常规指标统计分析以及拆迁量自动计算等方面的空间分析功能，为城市道路基础设施项目的科学决策提供了有效技术支撑。

GIS；道路项目库；空间；决策支持

1 引 言

城市的一切物质生产和人民生活都是建立在市政基础设施这一载体之上，没有这一基本条件，也就没有城市的存在和发展。城市道路网络建设作为市政基础设施的重要组成部分，服务于城市物质生产和人民生活，为城市居民生活和城市的正常运转提供基本的公共保障和支持，是城市赖以生存的基础。城市道路不仅满足人们的日常生活与交通需求，在很大程度上，体现着一个城市的品位与风格，是衡量一个城市是否有序发展的重要标志。道路交通网络是城市间交流的物质基础，城市的道路交通网络代表了它与外在经济体系连接的形式和程度。连接着城市的道路交通不仅可以重组城市间的物质和信息流动，促进新的城市增长，提高城市综合效益；同时，城市经济的发展又进一步推动新的道路交通基础设施投资，两者相辅相成[1，3]。同时，现代城市发展尤其是现阶段随着我国城市化进程的飞速发展和城市生活、技术、信息等关键要素的不断改进，道路基础设施建设由被动适应向主动引导转变，以土地规划与开发为先导，配套完备的道路基础设施建设，引导城市人口、资本等社会经济要素出现新的聚集和整合，有利于城市功能的调节和城市经济、社会资源的优化，使城市在合理的调控范围内有序增长，引导城市可持续和谐发展。

在城市发展实践中，道路基础设施建设与管理呈现出空间和时间的分散特征，其规划和建设往往存在缺乏统一与协调，各自为政、不成体系的现象，城市道路规划建设是一个动态的过程，随着规划的逐步实施，规划观念的更新和环境的变化，规划的目标应不断调整和不断修改，在此过程中规划也不断趋于完善。在规划的完善过程中，只有充分地进行规划实践，以实践的反馈信息代替人们的直观判断，加强道路建设项目前期的分析、研究、决策，使政府的决策在最大限度上实现科学合理的目标，将决策的风险降至最低，所带来的损失尽可能减少。因此，建立道路建设项目库，加强项目的前期规划研究与储备，提高项目建设的决策科学性，避免城市道路建设盲目性，将市政建设项目统一储存起来，做好项目前期研究，通过计算机、空间信息技术等的综合集成借助现代化、信息化管理手段辅助分析决策，合理安排建设时序，使决策过程更加科学快捷，是城市未来道路建设规划管理的重要趋势。

2 道路项目库建设

2.1 道路项目库内容及来源

道路项目库内容主要包括:①快速路、主干路、次干路、支路；②轨道网络、BRT网络、公交场站、枢纽、车辆；③过街天桥、地道、自行车道、行人专用道；④停车场；⑤交通管理设施。项目来源主要包括:市政基础设施发展规划项目、中央、省政府确定的重大建设项目、人大、政协提案等途径涉及的道路建设项目、公众集中反映意见涉及的建设项目。

2.2 建库基本流程

项目源→储备库:根据项目来源反映的项目，按照是否符合城市总体规划、国民经济和城市发展规划及市政基础设施建设规划的原则，筛选进入储备库项目，采用现状分析、需求分析、技术经济分析等方法和手段筛选后纳入道路储备库。

储备库→预备库:进入储备库的项目经筛选深化研究后确定入预备库项目，采用专家打分法打分，道路项目专家打分评价指标设计如表1所示。综合考虑项目得分、近三年道路项目投资结构以及项目投资预算进行筛选，分析建设时序，选出近2年～3年要进行前期工作或启动的储备库项目纳入预备库。每年年底前，根据城市近期建设需求和投资规模的分析，从预备库输出项目，形成近期建设计划，供政府确定年度建设计划时参考，实现项目库为政府决策提供依据的功能。项目库管理平台界面如图1所示。

道路项目专家打分赋分表 表1

图1 道路项目库管理界面

3 道路空间决策支持分析

3.1 道路空间数据库建设

以济南市区1∶1 000基础地理数据为基础，结合道路交通建设项目分布的各类已有成果资料，通过对数据的编辑与加工，整合部分1∶1 000的矢量地图数据，在Arcgis 9.3软件平台上完成道路交通项目空间数据库的建设[5，6]，空间数据图层包括行政区、居民地、道路、道路项目等。道路空间图层显示如图2所示，道路基本信息包括:项目编号，项目名称，项目来源，项目位置，项目内容，项目性质、项目类别、投资估算、建设时间、工程概况、功能定位、解决问题、建设方案等基本信息，显示效果如图3所示。

图2 道路空间图层显示

图3 道路基本信息显示

3.2 道路图属互查

实现道路的空间位置查询和属性信息查询，在电子地图上点击项目所在的空间位置，可以查看该条道路的基本信息情况；输入查询条件，可以查询符合查询条件的道路的空间地理位置，实现道路的图属互查。支持模糊查询和按关键字查询，支持各种条件查询如:按项目来源(规划、政协人大提案、公众反映等)、按项目性质(新建、改建、扩建等)、按项目投资额、按项目建设时间(开工、完工时间)、按行政区域查询等。

3.3 道路常规指标统计

基于地统计学分析方法中的叠加分析原理，实现地理空间上按行政区道路长度、面积、道路密度、道路面积率等常规统计指标的自动统计，道路密度指在一定区域内，道路网的总里程与该区域面积的比值，它是反映城市道路建设数量与水平的重要指标之一[2，4]；道路面积率是指城市道路用地面积与城市建设用地面积的百分比，它是衡量城市建成区道路拥有量的重要经济指标，反映了城市的道路建设情况及交通设施的发达程度，是道路间距与道路宽度的综合指标。图4和图5分别为项目库中道路长度和道路面积统计的结果。3.4 道路专题图渲染

图4 道路预备库长度统计

图5 道路预备库面积统计

道路专题图的制作与生成不仅可以在地图上实现项目专题信息的直观展示，而且可以实现打印输出，为我们全面了解道路项目库中的项目现状，制定道路建设规划提供辅助决策与科学参考。比如:道路投资额渲染专题图(见图6)可以以柱状图的形式在道路项目处显示各自的投资额度；道路类别专题图，实现以不同颜色区分道路不同的类别，道路宽度专题图(见图7)，实现按照不同颜色区分道路的不同宽度等级。

图6 道路投资额渲染专题图

图7 道路宽度渲染专题图

4 道路改扩建拆迁量计算

道路项目建设的拆迁量计算与评估是当前城市道路建设中不可回避的重要问题，本文借助GIS技术，在道路图层与居民地图层数据支持下，综合采用地图叠加分析与缓冲区分析方法，实现道路拆迁量的自动计算与统计分析，辅助道路拆迁量及拆迁成本评估以及道路规划决策。其中居民地图层数据要求包含单位名称、楼层数等基本数据，图8中所示为道路左右各扩建10 m情况下，所涉及的道路两侧的需要拆迁的单位及分布情况以及整个拆迁工程的总拆迁量的评估结果。

图8 道路拆迁量评估与计算示例

5 小 结

由于城市特有的道路密集的特征，道路自然最能够反映一个城市的空间布局结构，城市道路是城市空间基础设施中最为基本的内容。而在规划部门，城市道路数据的一个重要来源就是道路规划设计成果。道路规划是城市发展规划的重要组成部分，通过建立道路项目库，加强项目的储备工作，可以避免项目建设的盲目性，提高道路规划的科学性与合理性，实现合理安排建设时序。另外，在城市规划领域，评价城市发展状况经常要用到城市道路的一些指标，如道路长度、道路面积、道路密度、道路分布等。为了快速获取这些信息，采用信息化的管理方式来管理规划设计道路成果，采用空间信息系统的数据库管理模式进行管理，构建道路空间数据库[7，8]，不仅可以实现空间意义上的道路项目库管理，而且可以为道路项目建设的规划与科学决策提供重要参考，在城市未来发展规划中具有很好的应用前景。

[1] 陈明辉，王文杰.面向GIS的道路规划成果信息化管理的实现[J].地理空间信息，2007，5(2):14～16.

[2] 任慧，周振红，周鑫鑫.基于RS与GIS的城市道路网密度计算[J].计算机辅助工程，2009，18(2):85～87.

[3] 何兴燕.基于ArcEngine的福州市道路交通地理信息系统设计与实现[D].福州:福建师范大学，2008.

[4] 范科红，李阳兵，冯永丽.基于GIS的重庆市道路密度的空间分异[J].地理科学，2011，31(3):365～371.

[5] 池建.精通ArcGIS地理信息系统[M].北京:清华大学出版社，2011.

[6] 吴静，何必，李海涛.ArcGIS 9.3 Desktop地理信息系统应用教程[M].北京:清华大学出版社，2011.

[7] 杨忠振，贾鹏，于滨.基于GIS的城市道路交通管理信息及交通资源分析系统[J].大连理工大学学报，2006，46 (4):550～555.

[8] 沈雨，李益进，秦志涯等.测绘数据在拆迁统计中的应用[J].城市勘测，2007(6):38～39.

Research on Project Library Construction of City Road and Spatial Decision Support Based on GIS

Ru Xuwei1，2，3，Ding Hua1，3，Sun Lingwen1，3，Wang Huatian4
(1.Shandong Institute for Development Strategy of Science and Technology，Jinan 250014，China；2.Geomatics College，Shandong University of Science and Technology，Qingdao 266510，China；3.Scientific Decision Support Laboratory of Shandong Academy of Sciences，Jinan 250014，China；4.International Business College of Qingdao University，Qingdao 266071，China)

Along with the accelerating of city process，traffic construction is in the increasingly important position in the development of city，in order to avoid the blindness of road infrastructure construction.In this paper we put forward basic process and methods for building the road infrastructure project library.Combined with the geographic information system technology，we established the spatial database of roads，and realized the functions including statistical analysis on conventional indexes of roads and the automatic calculation of removal，and other functions of spatial analysis，provide effective technical support for the scientific decision-making on road infrastructure projects of city.

GIS；road project library；space；decision support

1672-8262(2013)04-17-04

P208.2

A

2013—03—04

汝绪伟(1980—)，男，博士，研究方向:GIS、遥感与资源环境。

山东省信息产业发展基金项目(2008X00032)