地理信息系統在城市交通規劃中的應用研究

鹿鑫

摘 要：隨著我國經濟建設與城市化建設進程的不斷深入，甘肅省蘭州市正面臨著前所未有的交通問題。對于城市交通問題來說，城市交通規劃是最有效、最可行的手段。在對蘭州市進行城市交通規劃的過程中，需要大量的交通信息提供支持。在城市交通規劃中合理應用地理信息系統，可以實現大量交通信息的有效處理。因此，闡述地理信息系統與城市交通規劃的相關概念，簡要分析地理信息系統在城市交通規劃中的應用，并列舉了若干地理信息系統在城市交通規劃中的具體應用方向。

關鍵詞：地理信息系統（GIS）;城市交通規劃;交通信息

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：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

對于城市來說，交通問題是一個被廣泛關注的問題。通常情況下，對城市交通作出合理規劃是解決城市交通問題的關鍵。在進行城市交通規劃的過程中，需要通過交通調查獲取全面的交通信息數據，其中包括各小區位置、現有道路網絡布局、各主要建筑的空間分布以及公交線路網絡等在內的空間數據，同時包括人口、居民出行情況、各區域經濟發展情況、土地利用率以及道路車流量與人流量等在內的屬性數據。城市交通規劃的基礎性工作即對上述空間數據及屬性數據的統計、分析、儲存與管理。傳統意義上，交通信息數據的處理方式是用CAD圖紙或紙質圖紙描繪空間數據，并將屬性數據儲存在數據庫中。這種處理方式的顯著特征是空間數據與屬性數據相分離，導致二者的聯系不夠密切。另外，空間數據與屬性數據的處理依靠人工作業，不僅效率低，也會增加相關工作人員的工作壓力，無法充分發揮交通信息數據在城市交通規劃決策中的重要作用。此外，紙質地圖一旦繪制完成，后續的修改極其復雜，且在修改過程中容易出現差錯。雖然CAD地圖可以在計算機上進行修改，但由于內容繁多，仍然不可避免地會出現差錯。通過將地理信息系統與交通信息數據庫相結合，將地理信息系統應用于城市交通規劃，不僅可以加強空間數據與屬性數據之間的有機結合，還可以直觀展示各種結果，在減輕相關工作人員工作壓力的同時，可為相關部門制定城市交通規劃決策提供最真實、準確、全面的交通信息。

1 相關理論概述

1.1 地理信息系統簡介

作為決策支持系統，地理信息系統（Geographic Information System，GIS）屬于信息系統的一種，具有信息系統的種種特點[1]。與其他信息系統相比，地理信息系統最大的區別在于信息儲存與處理的方式不同，即經過地理編碼后的信息，其主要組成為地理位置和有關屬性信息等。在地理信息系統中，城市被分解為相應的地理特征，包括地理現象與地理要素等。空間位置參數與非空間位置參數兩個部分是地理特征的主要組成。通常情況下，地理信息系統具有3個顯著特征：第一，具有空間性與動態性，擁有對各類地理信息進行搜集、分析、管理及輸出的能力;第二，地理信息管理依靠計算機完成，并通過各類計算機程序、軟件等實現地理信息的專業分析，生成相關的結果，從而完成傳統依靠人工無法完成的任務;第三，地理信息系統具有對復雜地理信息進行快速、精準、綜合空間定位與過程動態分析等操作的能力。

1.2 城市交通規劃

作為一種近年來新興的學科，城市交通規劃結合了多種傳統學科，并處于不斷發展完善的過程中。目前，我國較為廣泛的城市交通規劃模式為四階段模式。第一階段將城市分為各個規劃區域;第二階段通過展開交通調查，摸清各個區域內的人口情況、土地利用情況、經濟發展情況與交通情況;第三階段預測城市活動區位，從而對各規劃區域的交通生成量與交通吸引量作出進一步預測;第四階段將各個規劃區域內的具體主流交通方式所產生的實際交通量分配到相鄰的兩個規劃區域內的每條道路中，并對其交通運行質量進行評估。如果交通運行質量達到服務標準，則可以制定相應可行的城市交通規劃方案;如果未達到標準，則需要重新調整分配[2]。

1.3 地理信息系統在城市交通規劃中應用的重要性

在解決城市交通規劃所面臨的問題時，地理信息系統所具有的編輯、查詢、顯示、分析與交通數據儲存等功能可以發揮至關重要的作用。城市交通規劃中所涉及的各項交通信息數據量巨大且復雜程度較高，如城市各分區面積、道路網絡現狀、階段性路網規劃以及階段性交通量等空間信息數據與屬性信息數據。如果想實現對眾多數據的精準分析和科學處理，必須借助大數據技術等信息技術手段，通過全面、可操作以及可延伸的儲存方式進行儲存，從而提高數據儲存與數據查詢的效率[3]。城市交通規劃中所涉及的信息可以大致分為基礎信息、中間信息與方案信息3類。從幾何角度，可以將其看作點、線、面的結合;從交通規劃的角度，可以將其看作不同的管理模塊，如區域、小區、網絡、道路以及交叉口等。

地理信息系統的空間數據分析與處理能力可以有效提高城市交通規劃數據的處理效率。在以往的城市交通規劃中，數據儲存一般采用普通的數據庫，依靠人工進行表格的編制與相關數據的提取、分析。這種傳統方式所儲存的數據不僅缺乏靈活性與延展性，不利于數據的后期修改，也會造成人力成本與時間成本的大幅度增加。在城市交通規劃中應用地理信息系統是未來城市交通發展與城市化建設的必然趨勢。通過信息化技術手段與地理信息庫的應用不僅可以實現交通信息數據之間的互動，而且可以提高交通規劃數據庫中數據編輯、數據查詢、數據顯示以及數據管理等工作的便捷程度，提高交通規劃數據庫的靈活性[4]。

2 基于地理信息系統的城市交通規劃數據庫構建

2.1 空間數據庫構建

與城市交通規劃相關的圖形信息是城市交通規劃空間數據庫的主要記載內容。空間數據庫與地理信息系統結合所形成的電子地圖，可以實現圖形與屬性的相互查詢。城市交通規劃空間數據庫可以將交通規劃信息以分層形式進行分析、儲存與管理。以蘭州市主城區為例，將其分為城關中心區、東崗片區、雁灘片區、鹽場片區、九州片區、七里河片區、兩坪片區、晏家坪片區、彭家坪片區、兩灘片區、安寧片區以及西固片區共12個交通規劃區域。交通規劃區域的編號由中心區域開始向四周依次編號，并采用CAD格式文件轉入的方式對交通規劃區域的圖形進行輸入。先以DXF格式文件的形式將CAD交通規劃區域文件另存，并利用Mapinfo地理信息系統軟件將其轉化為TAB格式文件，從而實現與地理信息系統的兼容。由于交通規劃區域在原始的CAD文件中并不是封閉的圖形，而是由一個個線段交叉形成的圖形，因此在以TAB格式文件將交通規劃區域CAD圖進行轉化后，許多交通規劃區域圖變成了一系列線段。此時，必須以TAB格式文件為基礎進行規劃區域的跟蹤，從而得到所需的交通規劃區域圖。

2.2 屬性數據庫構建

與地理實體、空間位置信息等無直接聯系的城市交通信息，是城市交通規劃屬性數據庫的主要儲存內容。可以充分利用與城市交通有關的歷史資料等進行城市交通規劃屬性數據庫的建立，這樣不僅可以實現屬性數據的重復利用，也可以實現城市交通規劃方案的實施調整。

由于FoxPro軟件具有強大的統計查詢功能，可以實現對屬性數據原始資料的分析，因此利用FoxPro軟件建立城市交通規劃屬性數據庫。鑒于屬性數據庫中調查的交通項目過多，本文僅以蘭州市城關中心區居民出行調查為例進行詳細闡述。對居民出行情況的調查包括：居民出行時間分布、居民出行方式構成、居民出行目的構成以及居民出行所耗費時間等信息數據;不同出行方式、不同出行目的以及不同出行時間的平均時耗等信息數據;對不同年齡出行方式、不同年齡出行目的、不同年齡出行時耗等信息數據。居民在途時間分布以分鐘為單位，統計每分鐘居民在途的分布情況，將統計結果以Excel表格的形式導入屬性數據庫，并繪制居民在途時間分布圖，如圖1所示，同時將其儲存到屬性數據庫，從而為日后相關部門制定城市交通規范方案提供全面、準確、真實的居民出行調查數據。

3 地理信息系統在城市交通規劃中的具體應用方向

3.1 道路規劃

《蘭州市中心城區道路微循環規劃》中明確提出了“提升路網密度與道路通達性”的具體要求，因此蘭州市可以通過地理信息系統對道路進行拓寬處理。根據需要拓寬的道路的具體情況，設置相應的道路緩沖區半徑，從而實現道路的拓寬。首先，將需要拓寬的道路及周邊建筑通過新建線、面數據集進行數字化處理，在其中添加城市交通規劃所需的各類建筑名稱、施工材料以及樓層等建筑參數信息。在制定道路拓寬距離時，綜合考量交通量、地理環境條件等相關因素，然后決定一側拓寬或雙側拓寬或設置兩側不同的拓寬寬度。道路拓寬的目的是緩解當前緊張的交通壓力，但如果進行道路拓寬，不可避免會對周邊建筑產生影響，因此應利用地理信息系統分析道路情況，選擇合適的拓寬路段與拓寬寬度，從而達到緩解交通緊張的城市交通規劃的預期效果。此外，可以通過地理信息系統標注與道路規劃產生沖突的建筑物，利用字段統計功能，計算沖突建筑物的建筑面積與拆遷費用，必要時對產生沖突的建筑設施進行拆遷處理。

3.2 交通樞紐規劃

對于城市交通規劃來說，合理的交通樞紐規劃是充分發揮交通網絡作用的關鍵。交通站點的位置設計合理與否，直接影響交通資源的利用效率與人們出行的便利程度。合理設置交通站點的位置能夠進一步加強蘭州市各規劃區域之間的聯系，促進各區域之間的協調發展。但是，在規劃交通樞紐時，如果兩個站點的位置相距較近且具有相同的輻射半徑，會導致兩個站點的部分區域發生重疊，造成城市交通資源的嚴重浪費。反之，如果兩個站點相距較遠，則會造成兩個站點之間出現“斷檔”，導致交通資源出現分配不均衡現象，影響規劃區域內居民的日常出行[5]。因此，在規劃交通樞紐時，應合理選擇設置各個交通站點，包括站點的預期位置、各站點的輻射范圍等。在地理信息系統中可對各個交通站點的位置進行仿真模擬，從而保證各交通站點可以覆蓋所在規劃區域的各個位置，且各交通站點之間不發生重疊。在考量交通站點服務范圍時，可以根據地理信息系統屬性數據庫中的各區域人口數量、出行時間等屬性數據合理規劃交通站點的等級。

4 結語

城市交通規劃是城市化建設進程中的重要工作內容之一。隨著國民經濟水平的持續提高，城市交通緊張問題愈發明顯，使得城市交通規劃逐漸受到各地政府的高度重視。將地理信息系統應用于城市交通規劃，可以提高交通數據的分析處理效率，并為相關領導部門制定交通規范方案提供更加精準、全面的交通數據，從而更好地解決城市交通系統中存在的問題，提高城市交通規劃的科學性與合理性。

參考文獻：

[1]王楚維，劉喆.地理信息系統在城市交通規劃中的應用研究[J].工程與管理科學，2021（6）：41-42.

[2]李琦.地理信息系統在城市交通規劃中的應用[J].交通世界，2020（33）：8-9.

[3]李泉秀.地理信息系統（GIS）在城市規劃中的應用探究[J].環球市場，2020（4）：346.

[4]張純，代成，夏海山.基于數據融合的城市軌道交通規劃理論研究：BIM與GIS一體化研究綜述[J].都市快軌交通，2020（4）：13-15.

[5]劉甜甜.三維地理信息系統在城市規劃中的新應用[J].福建質量管理，2020（10）：290.

3937500589254