地理信息系统在城市交通规划中的应用研究

鹿鑫

摘 要：随着我国经济建设与城市化建设进程的不断深入，甘肃省兰州市正面临着前所未有的交通问题。对于城市交通问题来说，城市交通规划是最有效、最可行的手段。在对兰州市进行城市交通规划的过程中，需要大量的交通信息提供支持。在城市交通规划中合理应用地理信息系统，可以实现大量交通信息的有效处理。因此，阐述地理信息系统与城市交通规划的相关概念，简要分析地理信息系统在城市交通规划中的应用，并列举了若干地理信息系统在城市交通规划中的具体应用方向。

关键词：地理信息系统（GIS）;城市交通规划;交通信息

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）25-0101-03

Application of GIS in Urban Traffic Planning

LU Xin

（Lanzhou Urban and Rural Planning and Design Institute， Lanzhou Gansu730030）

Abstract： With the deepening of China's economic construction and urbanization， Lanzhou is facing unprecedented traffic problems. For urban traffic problems， urban traffic planning is the most effective and feasible means. In the process of urban traffic planning in Lanzhou， a large amount of traffic information is needed as support， and the rational application of GIS in urban traffic planning can realize the effective processing of these large amounts of traffic information. This paper first expounds the related concepts of GIS and urban traffic planning， briefly analyzes the application of GIS in urban traffic planning， and finally lists some specific application directions of GIS in urban traffic planning.

Keywords： Geographic Information System（GIS）;urban traffic planning;traffic information

对于城市来说，交通问题是一个被广泛关注的问题。通常情况下，对城市交通作出合理规划是解决城市交通问题的关键。在进行城市交通规划的过程中，需要通过交通调查获取全面的交通信息数据，其中包括各小区位置、现有道路网络布局、各主要建筑的空间分布以及公交线路网络等在内的空间数据，同时包括人口、居民出行情况、各区域经济发展情况、土地利用率以及道路车流量与人流量等在内的属性数据。城市交通规划的基础性工作即对上述空间数据及属性数据的统计、分析、储存与管理。传统意义上，交通信息数据的处理方式是用CAD图纸或纸质图纸描绘空间数据，并将属性数据储存在数据库中。这种处理方式的显著特征是空间数据与属性数据相分离，导致二者的联系不够密切。另外，空间数据與属性数据的处理依靠人工作业，不仅效率低，也会增加相关工作人员的工作压力，无法充分发挥交通信息数据在城市交通规划决策中的重要作用。此外，纸质地图一旦绘制完成，后续的修改极其复杂，且在修改过程中容易出现差错。虽然CAD地图可以在计算机上进行修改，但由于内容繁多，仍然不可避免地会出现差错。通过将地理信息系统与交通信息数据库相结合，将地理信息系统应用于城市交通规划，不仅可以加强空间数据与属性数据之间的有机结合，还可以直观展示各种结果，在减轻相关工作人员工作压力的同时，可为相关部门制定城市交通规划决策提供最真实、准确、全面的交通信息。

1 相关理论概述

1.1 地理信息系统简介

作为决策支持系统，地理信息系统（Geographic Information System，GIS）属于信息系统的一种，具有信息系统的种种特点[1]。与其他信息系统相比，地理信息系统最大的区别在于信息储存与处理的方式不同，即经过地理编码后的信息，其主要组成为地理位置和有关属性信息等。在地理信息系统中，城市被分解为相应的地理特征，包括地理现象与地理要素等。空间位置参数与非空间位置参数两个部分是地理特征的主要组成。通常情况下，地理信息系统具有3个显著特征：第一，具有空间性与动态性，拥有对各类地理信息进行搜集、分析、管理及输出的能力;第二，地理信息管理依靠计算机完成，并通过各类计算机程序、软件等实现地理信息的专业分析，生成相关的结果，从而完成传统依靠人工无法完成的任务;第三，地理信息系统具有对复杂地理信息进行快速、精准、综合空间定位与过程动态分析等操作的能力。

1.2 城市交通规划

作为一种近年来新兴的学科，城市交通规划结合了多种传统学科，并处于不断发展完善的过程中。目前，我国较为广泛的城市交通规划模式为四阶段模式。第一阶段将城市分为各个规划区域;第二阶段通过展开交通调查，摸清各个区域内的人口情况、土地利用情况、经济发展情况与交通情况;第三阶段预测城市活动区位，从而对各规划区域的交通生成量与交通吸引量作出进一步预测;第四阶段将各个规划区域内的具体主流交通方式所产生的实际交通量分配到相邻的两个规划区域内的每条道路中，并对其交通运行质量进行评估。如果交通运行质量达到服务标准，则可以制定相应可行的城市交通规划方案;如果未达到标准，则需要重新调整分配[2]。

1.3 地理信息系统在城市交通规划中应用的重要性

在解决城市交通规划所面临的问题时，地理信息系统所具有的编辑、查询、显示、分析与交通数据储存等功能可以发挥至关重要的作用。城市交通规划中所涉及的各项交通信息数据量巨大且复杂程度较高，如城市各分区面积、道路网络现状、阶段性路网规划以及阶段性交通量等空间信息数据与属性信息数据。如果想实现对众多数据的精准分析和科学处理，必须借助大数据技术等信息技术手段，通过全面、可操作以及可延伸的储存方式进行储存，从而提高数据储存与数据查询的效率[3]。城市交通规划中所涉及的信息可以大致分为基础信息、中间信息与方案信息3类。从几何角度，可以将其看作点、线、面的结合;从交通规划的角度，可以将其看作不同的管理模块，如区域、小区、网络、道路以及交叉口等。

地理信息系统的空间数据分析与处理能力可以有效提高城市交通规划数据的处理效率。在以往的城市交通规划中，数据储存一般采用普通的数据库，依靠人工进行表格的编制与相关数据的提取、分析。这种传统方式所储存的数据不仅缺乏灵活性与延展性，不利于数据的后期修改，也会造成人力成本与时间成本的大幅度增加。在城市交通规划中应用地理信息系统是未来城市交通发展与城市化建设的必然趋势。通过信息化技术手段与地理信息库的应用不仅可以实现交通信息数据之间的互动，而且可以提高交通规划数据库中数据编辑、数据查询、数据显示以及数据管理等工作的便捷程度，提高交通规划数据库的灵活性[4]。

2 基于地理信息系统的城市交通规划数据库构建

2.1 空间数据库构建

与城市交通规划相关的图形信息是城市交通规划空间数据库的主要记载内容。空间数据库与地理信息系统结合所形成的电子地图，可以实现图形与属性的相互查询。城市交通规划空间数据库可以将交通规划信息以分层形式进行分析、储存与管理。以兰州市主城区为例，将其分为城关中心区、东岗片区、雁滩片区、盐场片区、九州片区、七里河片区、两坪片区、晏家坪片区、彭家坪片区、两滩片区、安宁片区以及西固片区共12个交通规划区域。交通规划区域的编号由中心区域开始向四周依次编号，并采用CAD格式文件转入的方式对交通规划区域的图形进行输入。先以DXF格式文件的形式将CAD交通规划区域文件另存，并利用Mapinfo地理信息系统软件将其转化为TAB格式文件，从而实现与地理信息系统的兼容。由于交通规划区域在原始的CAD文件中并不是封闭的图形，而是由一个个线段交叉形成的图形，因此在以TAB格式文件将交通规划区域CAD图进行转化后，许多交通规划区域图变成了一系列线段。此时，必须以TAB格式文件为基础进行规划区域的跟踪，从而得到所需的交通规划区域图。

2.2 属性数据库构建

与地理实体、空间位置信息等无直接联系的城市交通信息，是城市交通规划属性数据库的主要储存内容。可以充分利用与城市交通有关的历史资料等进行城市交通规划属性数据库的建立，这样不仅可以实现属性数据的重复利用，也可以实现城市交通规划方案的实施调整。

由于FoxPro软件具有强大的统计查询功能，可以实现对属性数据原始资料的分析，因此利用FoxPro软件建立城市交通规划属性数据库。鉴于属性数据库中调查的交通项目过多，本文仅以兰州市城关中心区居民出行调查为例进行详细阐述。对居民出行情况的调查包括：居民出行时间分布、居民出行方式构成、居民出行目的构成以及居民出行所耗费时间等信息数据;不同出行方式、不同出行目的以及不同出行时间的平均时耗等信息数据;对不同年龄出行方式、不同年龄出行目的、不同年龄出行时耗等信息数据。居民在途时间分布以分钟为单位，统计每分钟居民在途的分布情况，将统计结果以Excel表格的形式导入属性数据库，并绘制居民在途时间分布图，如图1所示，同时将其储存到属性数据库，从而为日后相关部门制定城市交通规范方案提供全面、准确、真实的居民出行调查数据。

3 地理信息系统在城市交通规划中的具体应用方向

3.1 道路规划

《兰州市中心城区道路微循环规划》中明确提出了“提升路网密度与道路通达性”的具体要求，因此兰州市可以通过地理信息系统对道路进行拓宽处理。根据需要拓宽的道路的具体情况，设置相应的道路缓冲区半径，从而实现道路的拓宽。首先，将需要拓宽的道路及周边建筑通过新建线、面数据集进行数字化处理，在其中添加城市交通规划所需的各类建筑名称、施工材料以及楼层等建筑参数信息。在制定道路拓宽距离时，综合考量交通量、地理環境条件等相关因素，然后决定一侧拓宽或双侧拓宽或设置两侧不同的拓宽宽度。道路拓宽的目的是缓解当前紧张的交通压力，但如果进行道路拓宽，不可避免会对周边建筑产生影响，因此应利用地理信息系统分析道路情况，选择合适的拓宽路段与拓宽宽度，从而达到缓解交通紧张的城市交通规划的预期效果。此外，可以通过地理信息系统标注与道路规划产生冲突的建筑物，利用字段统计功能，计算冲突建筑物的建筑面积与拆迁费用，必要时对产生冲突的建筑设施进行拆迁处理。

3.2 交通枢纽规划

对于城市交通规划来说，合理的交通枢纽规划是充分发挥交通网络作用的关键。交通站点的位置设计合理与否，直接影响交通资源的利用效率与人们出行的便利程度。合理设置交通站点的位置能够进一步加强兰州市各规划区域之间的联系，促进各区域之间的协调发展。但是，在规划交通枢纽时，如果两个站点的位置相距较近且具有相同的辐射半径，会导致两个站点的部分区域发生重叠，造成城市交通资源的严重浪费。反之，如果两个站点相距较远，则会造成两个站点之间出现“断档”，导致交通资源出现分配不均衡现象，影响规划区域内居民的日常出行[5]。因此，在规划交通枢纽时，应合理选择设置各个交通站点，包括站点的预期位置、各站点的辐射范围等。在地理信息系统中可对各个交通站点的位置进行仿真模拟，从而保证各交通站点可以覆盖所在规划区域的各个位置，且各交通站点之间不发生重叠。在考量交通站点服务范围时，可以根据地理信息系统属性数据库中的各区域人口数量、出行时间等属性数据合理规划交通站点的等级。

4 结语

城市交通规划是城市化建设进程中的重要工作内容之一。随着国民经济水平的持续提高，城市交通紧张问题愈发明显，使得城市交通规划逐渐受到各地政府的高度重视。将地理信息系统应用于城市交通规划，可以提高交通数据的分析处理效率，并为相关领导部门制定交通规范方案提供更加精准、全面的交通数据，从而更好地解决城市交通系统中存在的问题，提高城市交通规划的科学性与合理性。

参考文献：

[1]王楚维，刘喆.地理信息系统在城市交通规划中的应用研究[J].工程与管理科学，2021（6）：41-42.

[2]李琦.地理信息系统在城市交通规划中的应用[J].交通世界，2020（33）：8-9.

[3]李泉秀.地理信息系统（GIS）在城市规划中的应用探究[J].环球市场，2020（4）：346.

[4]张纯，代成，夏海山.基于数据融合的城市轨道交通规划理论研究：BIM与GIS一体化研究综述[J].都市快轨交通，2020（4）：13-15.

[5]刘甜甜.三维地理信息系统在城市规划中的新应用[J].福建质量管理，2020（10）：290.

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