刘文茜 14251135
地理信息系统 期末报告
交通运输管理领域中 典型空间分析应用研究综述
姓 名： 刘 文 茜 学 号： 14251135 班 级： 运 输1404 指导老师： 刘 仍 奎
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交通运输管理领域中典型空间分析应用研究综述
刘文茜 14251135
目 录
1.GIS技术概述 ....................................................................................................4
1.1GIS概念 ...........................................................................................................4 1.2研究现状 .........................................................................................................4 1.3发展趋势 .........................................................................................................4 1.4软件应用 .........................................................................................................5
2.GIS空间分析功能 ...........................................................................................5
2.1空间领域分析 .................................................................................................5 2.2空间分析功能 .................................................................................................6 2.3空间技术研究程度 .........................................................................................6 2.4应用模型与实现方法......................................................................................6
3.GIS在交通运输领域应用 ..............................................................................7
3.1应用现状 .........................................................................................................7 3.2城市规划 .........................................................................................................7 3.3铁路运输 .........................................................................................................9 3.4交通规划与管理 ...........................................................................................10 3.5物流运输配置 ...............................................................................................11 3.6交通工程 .......................................................................................................11 3.7设计管理 .......................................................................................................12
4.存在问题 ..........................................................................................................13 5.总结 ...................................................................................................................14
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交通运输管理领域中的典型空间分析应用研究综述
运输1404 刘文茜 14251135
摘 要：作为地理信息系统的核心，空间分析功能的应用领域越来越广泛，要求增强GIS的空间分析能力的呼声越来越高，许多研究工作者都在各个领域探求增强GIS空间分析功能的多种方法。本文主要对GIS空间分析在交通运输管理领域作了介绍。随着空间分析技术的不断发展，地理信息系统必将向着能够提供丰富、全面的空间分析功能的智能型GIS 方向发展。
关键词：地理信息系统；空间分析；交通运输；应用
Research on typical spatial analysis application
in transportation management
liuwenqian（class1404, Transportation institute,Beijing Jiao-tong University）
Abstract: As the core of geographic information system, spatial analysis function is used more and more widely, to enhance spatial analysis ability of GIS is increasing, many researchers have enhanced GIS spatial analysis function of various methods in various fields to explore. This paper mainly introduces the GIS spatial analysis in the field of transportation management. With the continuous development of spatial analysis technology, geographic information system is bound to be able to provide a rich, comprehensive spatial analysis capabilities of the intelligent GIS direction.
Key words: geographic information system; spatial analysis; transportation; application
前言：地理信息系统中的空间分析功能的发展与完善是地理信息系统研究和应用的主要目标。随着地理信息系统在数量、规模、复杂性和应用深度方面的提高，空间分析已成为地理信息系统独立的研究领域，并成为区别于其它类型信息系统的主要标志。早期地理信息系统开发研制的目的是为了解决自然资源管理和土地规划等方面的问题。随着技术的
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发展，地理信息系统的应用已逐步超出地学研究范围，但仍然是地学研究中的强大技术手段之一。对于它的认识，也不再局限于认为GIS仅仅是科学研究的工具和手段，而是逐步认识到地理信息系统的理论概念和方法对人们认识现实世界思维方式改变的积极作用。
1.GIS技术概述
1.1 GIS概念
GIS(地理信息系统)是采集、存储、检索、分析和描述整个或部分地球表面与空间地理分布数据的空间信息系统，是融合计算机图形和数据库于一体，用来存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性 信息准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、企业管理、居民生活等对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。
1.2研究现状
地理信息系统的发展始于20世纪60年代，当时国外从空间数据的地学处理入手，开始了对其技术与方法的研究。世界上第一个GIS是1963年Tomlinson等人建立的加拿大地理信息系统CGIS，用于自然资源的管理与规划；70年代是GIS的巩固阶段，由于计算机处理能力的飞速发展和环境、资源等问题的日益突出，GIS技术开始进入实用阶段，GIS的应用系统也随之出现；而80年代是GIS发展的突破阶段，技术逐渐走向成熟，专业制造商开始出现，商业化的实用系统进入市场，应用领域迅速扩大。
国外地理信息系统现已进入了产业化阶段，涌现出一大批以GIS为核心的信息技术产业公司．目前具有代表性的较著名的国外GIS软件有：Arc／Info、SPANS、GENAMAP等。
我国GIS方面的研究工作自20世纪80年代初开始，以1980年中国科学院遥感应用研究所成立的全国第一个GIS研究室为标志．随着国内GIS基础研究的发展以及应用领域的不断扩大，基于国 内GIS应用领域的广阔市场和良好发展前景，国内开始独立研制开发适合国情GIS软件产品．自90 年代起，中国GIS步入快速发展阶段．国内有一些GIS软件产品相继问世，较著名的有MAPGIS、 GEOSTAR、SUPERMAP、CITYSTAR等．虽然中国地理信息系统事业起步较晚，但取得了重大的进展。目前地理信息系统正在向产业化方向发展，并已成功地应用于众多领域。
1.3发展趋势
GIS系统是一门综合性的技术，也是一种对空间数据进行采集、存储、更新、分析、输出等处理的工具，而软件是GIS系统的核心．GIS软件体系主要指GIS软件的组织方式，它
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依赖于一定的软件技术基础，并决定了GIS系统软件的应用方式、集成效率等许多方面的特点．从发展历程看，GIS系统应用软 件技术体系可以划分为GIS模块、集成式GIS、模块化GIS、核心式GIS、组件式GIS和万维网GIS系统 6个阶段．随着计算机和互联网技术的发展以及应用领域的扩展，GIS的应用软件系统发展很快，从而构建了各种不同用途和功能的GIS系统．目前以GIS软件发展为特征的系统主要呈现以下几种趋势。
1.4软件应用
地理信息系统的相关软件有很多，但是它的应用主要还是集中在两种情况。首先是利用地理信息系统来处理用户的数据，其次是利用地理信息系统的开发函数库二次开发出用户的专用的地理信息系统软件。同国外一样，这些地理信息系统软件已经在资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等领域广泛的使用。
常用国产GIS软件：
2.GIS空间分析功能
随着对地观测、社会经济调查、计算机网络和格网信息处理能力的迅速提高，空间数据正在以指数级增加。通用和专用的(时)空间数据结构、应用于具体事物的管理信息系统以及对这些海量空间数据进行深加工以获得高附加值信息产品的GIS空间信息分析技术成为空间信息三大领域。
2.1空间领域分析
分析空间相关数据是要有数据分析技术， 根据不同的数据性质可分为一下几点： ①空间数据图像运算分析
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②基于属性空间的操作数据 ③非空间数据和空间数据的操作结合
地理信息系统里面有多种科学新技术； 比如数据管理关系及图形高效的运算、插数值、网络分析和区域化、三维空间分析定位提供了一个准确的信息工具、复杂空间高级的困难分析变成容易的任务。
2.2空间分析功能
地理信息系统中的空间分析功能的发展与完善是地理信息系统研究和应用的主要目标。随着地理信息系统在数量、规模、复杂性和应用深度方面的提高，空间分析已成为地理信息系统独立的研究领域，并成为区别于其它类型信息系统的主要标志。由于地理信息系统的种类很多，因而在功能上特别是空间分析的功能上有差异，但各有所长。有以处理矢量数据为主的，也有处理以栅格数据为主的系统。一般来说，地理信息系统的空间分析功能有以下几个方面：
①空间特征的几何分析功能； ②网络分析功能； ③数字图像的分析功能； ④地形分析与多元分析。
2.3空间技术研究程度
GIS空间在空间数据的管理上研究领域现在都处于落后空间数据裤和空间数据结构及自动绘制技术和数字图形技术研究。在90年代直到现如今，GIS空间分析都是没有技术突破和基本理论问世的。中外文学空间分析理论方式都对于GIS技术的研究数量非常有限。
2.4应用模型与实现方法
应用模型是在对专业应用领域的具体对象与过程进行大量研究的基础上所采用的空间分析方法和操作步骤，并用于解决同类问题或为解决相似问题提供参考。按应用目的，空间应用模型可分为识别、仿真预报和运筹模型。目前实现空间分析技术与各种领域专用模型的结合主要有5种途径：
①GIS环境内二次开发语言的空间分析建模法； ②基于GIS外部松散耦合式的空间分析建模法； ③混合型的空间分析建模法； ④插件技术的空间分析建模法；
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⑤基于面向目标的图形语言建模法。
3.GIS在交通运输领域应用
交通规划中经常要涉及到人口、国民经济数据，各类城市规划的用地与规模，道路长度等级与通行能力，交通量，交通分区等众多内容，用地理信息系统来管理，可以在兼容接口的条件下接收上述大部分现有数据，大幅度减少各部门数据调查和数据输入的时间和工作，从而缩短规划项目的设计周期，提高工作效率。
3.1应用现状
现在许多大城市 (如北京、上海、广州等)规划，大都采用了美国 MapInfo公司研制的GIS软件平台MapInfo桌面地理信息系统软件将交通规划与GIS相结合，对城市的综合交通网络进行规划，效果良好．图1 表示的是交通规划中利用MapInfo绘制的北京市公路交通数据采集与发布设施布设现状图，对路网上的交调设备，视频监控设备，可变情报板等 基本设施进行了布设、属性标注和管理． 数据真正的价值不在于海量的原始数据而在 于在此基础上的实用分析，GIS系统的决胜之处 就在于它的智能性，能将数据合理地分化、分析， 并能用一些易于观看、简练的表达方式，如一些统 计图表、分区图、专题图等．如北京市交管局从 2000年起开始启动的北京交通治理地理信息系统建设(见图1)，该系统采用的是基于RSRI产品 构架的GIS平台，它以专业化、综合性、可视化的 基础地理信息为基础，综合集成现有系统，将监控 视频、交通控制信号、交通违章监测等的实时动态 信息等各种数据采集起来进行集中治理、分析，以便交通治理人员做出快速响应，从而达到疏导交 通、缓解拥堵的目标，进一步提高北京市交通治理 的现代化水平．
3.2城市规划
空间分析技术方法的应用，为城市规划空间研究提供了有效的技术手段，可以很好地解决以前在这方面存在的不足。
①GIS在市域城镇体系规划中的相关应用。各级城镇人口规模、用地规模、经济规模比较分析； 各级城镇一、二、三产产值， 量与构成比例分析， 产业结构布局， 人均地产均值比较分析； 各城镇主导产业类型和数量分析， 确定优先发展产业和产业的整合与集聚； 各城镇发展优势度分析， 确定优先发展城镇； 人口构成分析， 比较分析各城镇的社会发展水平； 各城镇经济影响区的划分， 确定各级城镇的辐射范围， 进行相应的城镇等级结构调整。
②GIS在市区总体规划中的相关应用。（1）现状用地分析， 用地构成及空间分布， 各
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自比例。（2） 用地适应性评价城市建设用地的发展方向， 可拓展用地分析， 用地潜力分析。（3）现状各类用地布局分析， 指导规划用地布局， 计算服务盲区。(4)人口预测， 用地规模。（5）城区不同年份的空间扩展研究， 分析城市发展的脉络与动力机制及存在问题。（6）交通设施的布局分析。（7）商业设施的布局分析。（8）在交通规划中的应用（各级道路比例、路网密度， 各区的路网密度）等。
③GIS在城市空间扩张研究中的应用。根据多年的城市的建设的现状图地形图和遥感影像生成专题地图不同的年。我们可以做出不同年城市空间扩张。显然这些年来城市土地的变化， 水的绿色空间的变化， 新的建设用地变化的变化和各种各样的变化。这是通过分析我们可以得出一些不变， 什么是转换部分。这是改变的部分。通过分析各部分之间的关系可以发现城市发展的结构和动态机制和存在的问题。
④GIS在城市规划中用地适宜性评价工作的应用。在城市规划和设计的前期研究工作， 如果有任何地形复杂的规划土地， 可以利用GIS的空间分析功能和规划范围内的数字高程模型数据（DEM）边坡， 边坡的分析规划土地、等高线分析、盆地分析、土地适宜性评价等， 作为参考。使用各种空间分析可以确定边坡的范围在一定程度上， 计算区域， 并结合边坡分析、轮廓、盆地分析提供一个依据确定建设用地的范围和布局。[4]
⑤基于GIS的城市人防工程空间分析模型的建立与实现。为提高城市人防工程的管理水平，利用地理信息系统技术(GIS)的空间分析功能，首先在分析城市人防工程的实体一关系模型(E—R模型)的基础上，根据GIS空间分析的特点，提出了基于空间分析的城市人防工程的数据库结构；其次，根据城市人防工程规划、管理和施工的需要。建立了城市人防工程设备的承载力、辐射范围缓冲图、人口疏散隐蔽路线最佳路径、地下人防工程3维分析等几种空间分析模型，并对各种模型的表示内容和实现方法进行了阐述，从而实现了城市人防工程的可视化和动态化管理。[15]
⑥空间分析在数字城市中的应用。通过空间分析，有利于认识空间现象和空间过程的规律机制，实现空间现象和空间过程的预测预报，支持空间过程的调控与决策．例如，通过城市扩张现象的空间分析，了解城市扩张的历史过程与时空规律，预测其未来趋势，研究其调控措施，为城市可持续发展服务．空间分析的主要方法有：(1)基于地图的空间图形分析，如UGIS中缓冲区分析、叠加分析、TIN；(2)空间动力学分析，有城市扩张模型、空间选择行为模型、空间价格竞争模型等；(3)空间信息分析，是指根据数据或统计方法建立的模型，如空间聚类、空间自相关、回归模型等。[16]
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⑦基于GIS的城市地下管线空间分析模型的建立与实现。为提高城市地下管线的管理水平，利用地理信息系统技术(GIS)的空间分析功能，首先在分析地下管线的的实体一关系模型(E—R模型)的基础上，根据GIS空间分析的特点，提出了基于空间分析的城市地下管线的数据库结构；其次，根据城市管线规划、管理和施工的需要，建立了城市地下管线的纵断面、横断面、最佳路径、地下管线三维分析等几种空间分析模型，并对各种模型的表示内容和实现方法进行了阐述．从而实现了城市地下管线的可视化和动态化管理。[17]
在空间分析研究的深度方面，由于空间分析方法实现了图形数据和属性数据的一体化处理，因此，不仅能够透过城市空间现象的表面对其内在的空间关系进行深层次的分析研究，而且还能在把握城市空间发展演变机制的基础上，对城市的未来发展进行较为可靠的预测模拟与优化调整，从而改变以往城市规划停留于城市空间问题的表象、就事论事、缺乏预见能力的空间分析研究工作方法，使规划更具深度和说服力，也更能面向未来。
3.3铁路运输
随着近年来我国铁路信息化建设的开展与深入，在铁路列车管理系统、货运站管理系统、集装箱管理信息系统、货运营销计划管理系统、铁路运输统计信息系统、列车跟踪等方面取得了成就，尤其是DMIS、TMIS等大型管理信息系统的开发建设大大提高了铁路运输管理的现代化程度。这些管理信息系统都在不同程度上引入了GIS的概念，用直观的地理图形方式来管理、显示和分析与地理空间相关的各种数据，并建立了各自的GIS子系统。比较成功的如工务部门PWMIS，自动生成工务线路综合图和工务大桥略图，目前已在乌鲁木齐、北京、济南和南昌铁路局得到推广应用。[8]
①在铁路基础设施管理方面的应用
GIS在铁路基础设施管理方面的应用涉及到利用装载GPS的巡道车对铁轨自动检查和检查结果的记录、查询和分析等。如ENSCO公司开发的应用在加拿大铁路的现场数据系统、标尺约束测量系统及应用在美国铁路的高速轨道测量系统和基于视频的检测系统。
②在工务方面的应用
GIS在工务方面的应用涉及到铁路设施的维护信息、故障信息的查询，检修历史的查询及表现设备故障的类型和严重程度等。如ZETA-TECH Associates公司开发的应用在加拿大铁路的道路维护信息系统，可以用不同的颜色在电子地图中显示设备故障及严重程度，可以查询设备维护历史数据，并建有预测模型，可根据当前数据预测铁轨等设备的使用寿命，分析某个设备的故障对铁路的影响
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③在信号和电务方面的应用
GIS在信号和电务方面的应用涉及到联锁逻辑的自动生成，如SafeTran公司开发的应用在加拿大铁路的地理信号系统，将复杂的联锁逻辑设计变成在图形界面下对设备图形符号的简单“拖、拉”设计，然后由系统自动生成逻辑。
④在行车管理方面的应用
GIS在行车管理方面的应用涉及到列车运行图的制定，如荷兰的Incontrol公司开发的应用于荷兰Railned铁路公司的SIMONE系统，可以制定列车运行图，如果发生意外，评估对其他列车运行的影响。
⑤在列车定位方面的应用
美国旧金山市政铁路公司（MUNI公司）与NextBus信息系统公司合作开发了列车定位地理信息系统，这一系统的目标是方便快捷地向管理人员提供列车方位的实时信息用来管理和决策，顺便也向公众提供列车实时方位信息服务，方便公众的出行安排。由德国Daimler Chrysler Rail Systems GmbH公司开发的在瑞士使用的OPTIVIA，可以根据线路状况、列车荷载和运行时刻表自动修正列车速度以达到最节省能量的目的。
⑥在勘测设计方面的应用
Infrasoft开发的应用于意大利都灵T米兰高速铁路设计的用于铁路项目的民用工程设计软件可以进行线路辅助设计，能与AutoCAD无缝连接，设定线路的各种参数，进行铺线设计。
3.4交通规划与管理
①城市道路设计在以往的城市道路设计中，工作量不仅大而且效率低下，现运用地理信息系统技术将使设计者的效率大为提高．如：在城市GIS交通专题信息系统上利用GIS的动态模拟技术、虚拟现实技术对规划方案进行仿真、模拟、然后进行评估，使方案满足于当前的需要，预测出一定的发展空间．此外，还可以利用GIS中的叠置分析、网络分析、缓冲区分析等对道路的宽度、长度、最优路径的选择进行设置．GIS中的三维拓扑生成，还可以使道路立体化，根据不同路段规划哪些地方需要建设立体交叉，哪里该设公交停靠站点等。
②车辆诱导利用GIS技术开发出的车载导航系统，不仅可以使驾驶员在车辆运行中直接查看道路图、停车设施、商业点和旅游景区，而且还可以帮助驾驶员快速找到去往目的地的最佳路径，从而缩短旅行时间．此外，导航系统还兼有对各路段交通现时拥堵状况的分析功能，避免驾驶员驶入交通堵塞区，从而节约行驶时间．
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③城市交通预测在城市交通规划与管理过程中，需要处理的数据量往往很大．采用的数学模型很复杂，规划成果或分析结果的表示也要求多样化．利用GIS强大的数据采集、数据管理、图形显示功能，尤其是空间分析功能，可以很方便地实现交通需求预测、车流路径选择、道路通行能力分析、交通质量评价等．
④城市交通设施管理利用地理信息系统软件(如ArcGIS、Mapinfo)本身所具有的功能，首先建立综合信息数据库，需要对一个城市交通路网结构的实现，这种路网结构包含路网内的统计概念上交通流分布，即需要历史数据或大量的实时交通流数据作为路网构架的基础；其次交通流覆盖的路网结构上，实现各种交通控制方式，在路网上的道路交叉口应用图层建立交通信号控制对象，控制相关的数据存储在控制数据数据库中；最后建立交通设施静态信息数据库，对路网中的各类静态交通设施(各种路标、指示牌、红绿灯设备、检测线圈等等)的所属信息进行统计与查询，并将路网实体数据和属性数据以分路段的方式与地理坐标联系起来，从而对各种交通设施进行维护与管理．[5]
3.5物流运输配置
一直以来，物流运输配送都是企业重点关注的环节，因为这个阶段会消耗的大量企业资源，而目前的人工决策模式效率不高，严重制约了企业的发展。GIS 技术能解决大量空间和非空间信息的查询、分析和处理问题，为企业车辆调度和配送路线的优化提供可行的解决方案，为企业科学决策提供强有力的技术支持，大大降低了企业的运输配送成本，提升了企业 服务效率。基于GIS 技术的物流运输配送问题一直是广大专家学者研究的热点、重点，同时也是GIS 技术应用于物流领域最为活跃的部分。
Derekenaris（2001）等描述了一个集成了基于3G 技术，即GIS 技术、GPS 技术(全球定位系统)和GSM(全球移动通信系统)技术的急救车辆导航管理信息系统，系统能够通过使用有效的数据结构实施的曲线图表示道路网，求得到达最近的医院的最短路径，极大地提升了应急事故处理的效率。Perpina（2009）等基于GIS 技术开发并运用了一种专注于物流运输策略的方法，可以用来定位网络在该地区的生物能源，它提供了生物质残留物的空间分布信息，通过潜在的站点确定并绘制生物能源的最佳地点，以评估通过网络分析所涉及的生物量的道路运输时间、距离和运输成本。[1]
3.6交通工程
①道路交通管理中的应用
GIS具有制图及空间查询和分析的功能，并能有效地管理与地理位置有关的各种信息，
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所以我们利用GIS与相应的城市交通地图相结合，将城市交通地理图及其有关数据数字化，建立规定比例的可视数字地图和相应的地理信息数据库，支持并协助交通专家和交通控制专家作出最有利的也是最有效的决策。
②交通设施管理中的应用
GIS是在计算机技术和空间技术高度发展的基础上建立的，具有地理图形和空间定位等空间型数据库管理系统，因此它被用来对交通基础设施信息进行管理更为方便、全面和实用。我们采用地图、数字数据、照片、文本、录相、声音等数据记录手段记录信息的空间位置、时间分布和属性特征等。然后可以根据用户的需要显示铁路、公路、水运等线路及站 点基础设施现状信息等，输出所要的各种信息。
③交通运营管理中的应用
由于GIS具有地理、地形等数据的查询、分析统计功能，所以在运输企业的运营管理当中，可以利用建立的交通地理信息系统数据库，为管理部门或用户提供各种查询要求和分析方法。例如：浏览、区段、路局、站点、车次等的查询；直通图、管内图、站间交流图、客流密度等专题地图，以及统计图的分析方法等；为铁路、公路等的客运主管部门分析客流情 况、制定行车计划等业务服务。
④交通项目管理
国家对交通基础设施的建设力度逐年加大，每年有数目甚多的交通工程项目(包括新建项目及改造项目)投入建设，而每一个项目都要投入大量的建设资金，主管部门需要对每一个工程甚至每一个工程段都有一个全面的了解，包括施工单位、建设资金数量、施工进度、工程质量等，GIS为有效管理上述信息提供了有效手段，通过相应的GIs集成系统，可对每一个项目甚至于每一个工程段进行可视化管理，主管部门能及时地了解到各工程或工程段的分布及其相关信息。[6]
3.7设计管理
①GIS空间分析与铁路线路评价指标的量化
GIS系统的空间分析方法非常适用于处理铁路线路设计所需地形、地质、地物、水文等各种数据。利用基于地理信息系统的铁路工程勘测设计空间数据库和地理信息系统强大的空间分析能力，量化影响选线设计的各种因素，比如地质条件、与其他设施配合程度，环境影响程度等。从铁路选线的实际需要出发，只需进行3种空间分析即可满足要求，即缓冲区分析、空间叠置分析、距离求算。在交互式铁路选线设计时，是以铁路线路中心线表示的线性
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模型作为研究对象，在进行铁路选线影响分析前，首先需要进行铁路线路带状缓冲区分析。铁路线路由多个顶点的多义线表示，简单的方法是对组成多义线的每条直线段进行缓冲区分析，然后通过叠置分析的合并操作获取整条线路的缓冲区。把铁路带状缓冲区分别与不良地质地段面积、各种耕地占用面积、各类建筑设施拆迁面积进行空间叠置分析，由各自叠加面积的加权和得到相应指标值，来分别体现地质条件、占用耕地情况、拆迁情况等技术指标对线路的影响。[12]
②空间分析方法在航线设计和航路监视中的应用
航线设计的内容是要能够判别航线附近有无低于安全水深点、有无孤立危险物、有否穿越安全等深线、有否穿过某些危险区，除此以外还应判驯有否穿越陆地，以防止用户的误操作；航路监视的主要内容有判断船舶是否偏航、是否到达转向点、是者结合的方法来实现。在航线设计时充分考虑偏航极限范围内有无不适合的点(包括水深点、孤立危险物等)，线(包括等深线)，面(包括危险区、禁航区、陆地等)。而在航路监视时，则可以判断表示本船的点是否包含在偏航极限的范围内，这样就能及时地对偏离航线的船舶给出预警；同时还可以进行在以本船为中心，一定距离(如2 n mile～3 n mile)为半径的圆形区域内，实时地(或周期性地)监控有无危险点、线、面进入的判断和报警。穿越安全等深线、是否穿越危险区等。[13]
③交通地理信息空间分析
交通地理信息空间分析是对交通网及其地理背景要素的位置、图形和分布等的分析 ，目的在于提取、挖掘在交通设施的规划、开发、经营管理及灾害防治中所需的信息和知识．信息传统的人工分析方法，存在资料数据散乱，其分析应用繁琐、费时、费力和获取信息非常有限等弊端．与传统的人工方法相比，计算机及在其基础上发展起来的GIS和GIS．T(交通地理信息系统)等新技术、新方法为交通地理信息的实时采集、一体化存储、深层次知识挖掘和分析应用等提供了先进、适用、有效的方法和技术条件．GIS．T在功能层次上可分为交通信息的存储与查询系统(数据库系统)、具有空间分析功能的交通管理系统和具有空间分析及决策支持功能的交通决策支持系统3类 ．从GIS-T的分类可以看出：交通地理信息的空间分析功能是高层次GIS-T应具备的功能．[14]
4.存在问题
空间分析是地理信息分析的重要方面,相对属性数据分析来说更加复杂,学术界对此也倾注了更多的重视。但是,关于GIS空间分析的几个基础理论问题,如空间数据概念的完整
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性,空间数据量,GIS的基础空间尺度等,以往的研究还有所欠缺。因此,使得GIS的发展在目前遇到了一些困惑,或者说难以解决的瓶颈问题。
①数据质量问题
空间数据的质量问题已经引起了国内外的重视,其具体体现就是空间数据的不确定性问题,目前国内外学者对此问题进行了大量的研究并取得了丰富的成果[3],但还存在如下的问题需要大力研究。
1)空间数据质量问题在GIS软件中没有专门的模块。现在对GIS的不确定性的研究还停留在理论上,GIS产品中得不到体现。
2)空间数据的不确定性的表示还没有得到圆满解决。目前对于空间数据的不确定性主要是研究位置的不确定性,主要是在/E)带0的基础上进行大量的研究,对于属性数据的不确定性的研究还较少,且如何表示还很少涉及。
3)空间数据的模糊不确定性的研究还处在初步阶段。目前对于空间数据的模糊不确定性已经引起人们的重视,但对模糊不确定性的处理、表示、控制等方面还需要进一步研究。
4)空间数据的不确定性的处理方法问题。目前对于不确定性提出了很多方法,但没有一种方法得到通用,每种方法都有局限性。
②数据更新问题
空间数据是地理信息系统的血液,空间数据的质量是GIS发展的关键,没有高质量的数据的GIS只不过是一堆完美的垃圾。由于经济的高速发展,社会日新月异,因此空间数据的变化很快。GIS要得到真正的应用必须对空间数据及时更新。
目前,GIS的数据更新主要存在如下几个问题:1)GIS的更新数据的获取还比较困难。对于GIS数据的及时更新靠常规的测量技术是不行的,主要是依靠遥感图像。目前遥感技术虽然有了很大的发展,遥感图像的分辨率也提高了不少,但是想获取分辨率很高的遥感图像是非常困难的,主要的原因是经济的问题,目前1m分辨率的遥感图像是比较昂贵的。
2)GIS的数据更新目前还存在许多技术的问题。如:数据格式的问题,现在GIS中的数据很多是矢量数据,而更新数据是栅格数据,虽然矢量和栅格数据可以转换,但对于大量的数据更新存在不少问题;数据的配准问题、数据更新位置的确定等。
5.总结
空间分析是地理信息系统的主要特征，也是评价一个地理信息系统功能的主要指标之一，因此地理信息系统如果向着丰富、全面的空间分析的智能型GIS的方向发展，就必须具有空
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间建模功能，提供若干综合性、集成性的地学分析模型，实现空间决策支持。由空间分析向时空分析领域拓展，在GIS环境下建立时空一体化的时空过程模拟分析引擎和时空决策集成平台。在理论方面，扫描探测、局域回归和多空间尺度转换、混合模型、统计与机理结合的空间分析理论是值得重视的研究方向。
GIS作为一门新兴的边缘学科，在交通运输领域中有着很广泛的应用。这里所涉及到的仅是GIS在交通运输领域中应用的几个主要方面。综上所述，GIS以其优良的特性和卓越的性能，正越来越多地被应用于交通运输领域的各个方面。目前交通界的领导、工程管理人员、研究人员、技术人员已将GIS运用到交通行业的许多方面，甚至将其作为预测、规划和设计时的重要参考依据和手段。由于GIS的成功应用，越来越多的业内人士开始接受并运用这一先进的、科学的研究手段，可以相信，随着GIS及其周边技术的日益成熟，GIS在交通运输中的应用将更为广阔。
致谢
感谢刘仍奎老师
参考文献：
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