鹿鑫

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)與城市化建設(shè)進(jìn)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(guī)劃是最有效、最可行的手段。在對蘭州市進(jìn)行城市交通規(guī)劃的過程中，需要大量的交通信息提供支持。在城市交通規(guī)劃中合理應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，可以實現(xiàn)大量交通信息的有效處理。因此，闡述地理信息系統(tǒng)與城市交通規(guī)劃的相關(guān)概念，簡要分析地理信息系統(tǒng)在城市交通規(guī)劃中的應(yīng)用，并列舉了若干地理信息系統(tǒng)在城市交通規(guī)劃中的具體應(yīng)用方向。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)（GIS）;城市交通規(guī)劃;交通信息

中圖分類號：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)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(guān)注的問題。通常情況下，對城市交通作出合理規(guī)劃是解決城市交通問題的關(guān)鍵。在進(jìn)行城市交通規(guī)劃的過程中，需要通過交通調(diào)查獲取全面的交通信息數(shù)據(jù)，其中包括各小區(qū)位置、現(xiàn)有道路網(wǎng)絡(luò)布局、各主要建筑的空間分布以及公交線路網(wǎng)絡(luò)等在內(nèi)的空間數(shù)據(jù)，同時包括人口、居民出行情況、各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、土地利用率以及道路車流量與人流量等在內(nèi)的屬性數(shù)據(jù)。城市交通規(guī)劃的基礎(chǔ)性工作即對上述空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析、儲存與管理。傳統(tǒng)意義上，交通信息數(shù)據(jù)的處理方式是用CAD圖紙或紙質(zhì)圖紙描繪空間數(shù)據(jù)，并將屬性數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)庫中。這種處理方式的顯著特征是空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)相分離，導(dǎo)致二者的聯(lián)系不夠密切。另外，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的處理依靠人工作業(yè)，不僅效率低，也會增加相關(guān)工作人員的工作壓力，無法充分發(fā)揮交通信息數(shù)據(jù)在城市交通規(guī)劃決策中的重要作用。此外，紙質(zhì)地圖一旦繪制完成，后續(xù)的修改極其復(fù)雜，且在修改過程中容易出現(xiàn)差錯。雖然CAD地圖可以在計算機(jī)上進(jìn)行修改，但由于內(nèi)容繁多，仍然不可避免地會出現(xiàn)差錯。通過將地理信息系統(tǒng)與交通信息數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于城市交通規(guī)劃，不僅可以加強空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)之間的有機(jī)結(jié)合，還可以直觀展示各種結(jié)果，在減輕相關(guān)工作人員工作壓力的同時，可為相關(guān)部門制定城市交通規(guī)劃決策提供最真實、準(zhǔn)確、全面的交通信息。

1 相關(guān)理論概述

1.1 地理信息系統(tǒng)簡介

作為決策支持系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）屬于信息系統(tǒng)的一種，具有信息系統(tǒng)的種種特點[1]。與其他信息系統(tǒng)相比，地理信息系統(tǒng)最大的區(qū)別在于信息儲存與處理的方式不同，即經(jīng)過地理編碼后的信息，其主要組成為地理位置和有關(guān)屬性信息等。在地理信息系統(tǒng)中，城市被分解為相應(yīng)的地理特征，包括地理現(xiàn)象與地理要素等?？臻g位置參數(shù)與非空間位置參數(shù)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(tǒng)具有3個顯著特征：第一，具有空間性與動態(tài)性，擁有對各類地理信息進(jìn)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(jī)完成，并通過各類計算機(jī)程序、軟件等實現(xiàn)地理信息的專業(yè)分析，生成相關(guān)的結(jié)果，從而完成傳統(tǒng)依靠人工無法完成的任務(wù);第三，地理信息系統(tǒng)具有對復(fù)雜地理信息進(jìn)行快速、精準(zhǔn)、綜合空間定位與過程動態(tài)分析等操作的能力。

1.2 城市交通規(guī)劃

作為一種近年來新興的學(xué)科，城市交通規(guī)劃結(jié)合了多種傳統(tǒng)學(xué)科，并處于不斷發(fā)展完善的過程中。目前，我國較為廣泛的城市交通規(guī)劃模式為四階段模式。第一階段將城市分為各個規(guī)劃區(qū)域;第二階段通過展開交通調(diào)查，摸清各個區(qū)域內(nèi)的人口情況、土地利用情況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況與交通情況;第三階段預(yù)測城市活動區(qū)位，從而對各規(guī)劃區(qū)域的交通生成量與交通吸引量作出進(jìn)一步預(yù)測;第四階段將各個規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的具體主流交通方式所產(chǎn)生的實際交通量分配到相鄰的兩個規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的每條道路中，并對其交通運行質(zhì)量進(jìn)行評估。如果交通運行質(zhì)量達(dá)到服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，則可以制定相應(yīng)可行的城市交通規(guī)劃方案;如果未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，則需要重新調(diào)整分配[2]。

1.3 地理信息系統(tǒng)在城市交通規(guī)劃中應(yīng)用的重要性

在解決城市交通規(guī)劃所面臨的問題時，地理信息系統(tǒng)所具有的編輯、查詢、顯示、分析與交通數(shù)據(jù)儲存等功能可以發(fā)揮至關(guān)重要的作用。城市交通規(guī)劃中所涉及的各項交通信息數(shù)據(jù)量巨大且復(fù)雜程度較高，如城市各分區(qū)面積、道路網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀、階段性路網(wǎng)規(guī)劃以及階段性交通量等空間信息數(shù)據(jù)與屬性信息數(shù)據(jù)。如果想實現(xiàn)對眾多數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析和科學(xué)處理，必須借助大數(shù)據(jù)技術(shù)等信息技術(shù)手段，通過全面、可操作以及可延伸的儲存方式進(jìn)行儲存，從而提高數(shù)據(jù)儲存與數(shù)據(jù)查詢的效率[3]。城市交通規(guī)劃中所涉及的信息可以大致分為基礎(chǔ)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(jié)合;從交通規(guī)劃的角度，可以將其看作不同的管理模塊，如區(qū)域、小區(qū)、網(wǎng)絡(luò)、道路以及交叉口等。

地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)分析與處理能力可以有效提高城市交通規(guī)劃數(shù)據(jù)的處理效率。在以往的城市交通規(guī)劃中，數(shù)據(jù)儲存一般采用普通的數(shù)據(jù)庫，依靠人工進(jìn)行表格的編制與相關(guān)數(shù)據(jù)的提取、分析。這種傳統(tǒng)方式所儲存的數(shù)據(jù)不僅缺乏靈活性與延展性，不利于數(shù)據(jù)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(guī)劃中應(yīng)用地理信息系統(tǒng)是未來城市交通發(fā)展與城市化建設(shè)的必然趨勢。通過信息化技術(shù)手段與地理信息庫的應(yīng)用不僅可以實現(xiàn)交通信息數(shù)據(jù)之間的互動，而且可以提高交通規(guī)劃數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)顯示以及數(shù)據(jù)管理等工作的便捷程度，提高交通規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的靈活性[4]。

2 基于地理信息系統(tǒng)的城市交通規(guī)劃數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

2.1 空間數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

與城市交通規(guī)劃相關(guān)的圖形信息是城市交通規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫的主要記載內(nèi)容?？臻g數(shù)據(jù)庫與地理信息系統(tǒng)結(jié)合所形成的電子地圖，可以實現(xiàn)圖形與屬性的相互查詢。城市交通規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫可以將交通規(guī)劃信息以分層形式進(jìn)行分析、儲存與管理。以蘭州市主城區(qū)為例，將其分為城關(guān)中心區(qū)、東崗片區(qū)、雁灘片區(qū)、鹽場片區(qū)、九州片區(qū)、七里河片區(qū)、兩坪片區(qū)、晏家坪片區(qū)、彭家坪片區(qū)、兩灘片區(qū)、安寧片區(qū)以及西固片區(qū)共12個交通規(guī)劃區(qū)域。交通規(guī)劃區(qū)域的編號由中心區(qū)域開始向四周依次編號，并采用CAD格式文件轉(zhuǎn)入的方式對交通規(guī)劃區(qū)域的圖形進(jìn)行輸入。先以DXF格式文件的形式將CAD交通規(guī)劃區(qū)域文件另存，并利用Mapinfo地理信息系統(tǒng)軟件將其轉(zhuǎn)化為TAB格式文件，從而實現(xiàn)與地理信息系統(tǒng)的兼容。由于交通規(guī)劃區(qū)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(guī)劃區(qū)域CAD圖進(jìn)行轉(zhuǎn)化后，許多交通規(guī)劃區(qū)域圖變成了一系列線段。此時，必須以TAB格式文件為基礎(chǔ)進(jìn)行規(guī)劃區(qū)域的跟蹤，從而得到所需的交通規(guī)劃區(qū)域圖。

2.2 屬性數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

與地理實體、空間位置信息等無直接聯(lián)系的城市交通信息，是城市交通規(guī)劃屬性數(shù)據(jù)庫的主要儲存內(nèi)容?？梢猿浞掷门c城市交通有關(guān)的歷史資料等進(jìn)行城市交通規(guī)劃屬性數(shù)據(jù)庫的建立，這樣不僅可以實現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)的重復(fù)利用，也可以實現(xiàn)城市交通規(guī)劃方案的實施調(diào)整。

由于FoxPro軟件具有強大的統(tǒng)計查詢功能，可以實現(xiàn)對屬性數(shù)據(jù)原始資料的分析，因此利用FoxPro軟件建立城市交通規(guī)劃屬性數(shù)據(jù)庫。鑒于屬性數(shù)據(jù)庫中調(diào)查的交通項目過多，本文僅以蘭州市城關(guān)中心區(qū)居民出行調(diào)查為例進(jìn)行詳細(xì)闡述。對居民出行情況的調(diào)查包括：居民出行時間分布、居民出行方式構(gòu)成、居民出行目的構(gòu)成以及居民出行所耗費時間等信息數(shù)據(jù);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(shù)據(jù);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(shù)據(jù)。居民在途時間分布以分鐘為單位，統(tǒng)計每分鐘居民在途的分布情況，將統(tǒng)計結(jié)果以Excel表格的形式導(dǎo)入屬性數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫，從而為日后相關(guān)部門制定城市交通規(guī)范方案提供全面、準(zhǔn)確、真實的居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)。

3 地理信息系統(tǒng)在城市交通規(guī)劃中的具體應(yīng)用方向

3.1 道路規(guī)劃

《蘭州市中心城區(qū)道路微循環(huán)規(guī)劃》中明確提出了“提升路網(wǎng)密度與道路通達(dá)性”的具體要求，因此蘭州市可以通過地理信息系統(tǒng)對道路進(jìn)行拓寬處理。根據(jù)需要拓寬的道路的具體情況，設(shè)置相應(yīng)的道路緩沖區(qū)半徑，從而實現(xiàn)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(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)字化處理，在其中添加城市交通規(guī)劃所需的各類建筑名稱、施工材料以及樓層等建筑參數(shù)信息。在制定道路拓寬距離時，綜合考量交通量、地理環(huán)境條件等相關(guān)因素，然后決定一側(cè)拓寬或雙側(cè)拓寬或設(shè)置兩側(cè)不同的拓寬寬度。道路拓寬的目的是緩解當(dāng)前緊張的交通壓力，但如果進(jìn)行道路拓寬，不可避免會對周邊建筑產(chǎn)生影響，因此應(yīng)利用地理信息系統(tǒng)分析道路情況，選擇合適的拓寬路段與拓寬寬度，從而達(dá)到緩解交通緊張的城市交通規(guī)劃的預(yù)期效果。此外，可以通過地理信息系統(tǒng)標(biāo)注與道路規(guī)劃產(chǎn)生沖突的建筑物，利用字段統(tǒng)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(chǎn)生沖突的建筑設(shè)施進(jìn)行拆遷處理。

3.2 交通樞紐規(guī)劃

對于城市交通規(guī)劃來說，合理的交通樞紐規(guī)劃是充分發(fā)揮交通網(wǎng)絡(luò)作用的關(guān)鍵。交通站點的位置設(shè)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(shè)置交通站點的位置能夠進(jìn)一步加強蘭州市各規(guī)劃區(qū)域之間的聯(lián)系，促進(jìn)各區(qū)域之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。但是，在規(guī)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(dǎo)致兩個站點的部分區(qū)域發(fā)生重疊，造成城市交通資源的嚴(yán)重浪費。反之，如果兩個站點相距較遠(yuǎn)，則會造成兩個站點之間出現(xiàn)“斷檔”，導(dǎo)致交通資源出現(xiàn)分配不均衡現(xiàn)象，影響規(guī)劃區(qū)域內(nèi)居民的日常出行[5]。因此，在規(guī)劃交通樞紐時，應(yīng)合理選擇設(shè)置各個交通站點，包括站點的預(yù)期位置、各站點的輻射范圍等。在地理信息系統(tǒng)中可對各個交通站點的位置進(jìn)行仿真模擬，從而保證各交通站點可以覆蓋所在規(guī)劃區(qū)域的各個位置，且各交通站點之間不發(fā)生重疊。在考量交通站點服務(wù)范圍時，可以根據(jù)地理信息系統(tǒng)屬性數(shù)據(jù)庫中的各區(qū)域人口數(shù)量、出行時間等屬性數(shù)據(jù)合理規(guī)劃交通站點的等級。

4 結(jié)語

城市交通規(guī)劃是城市化建設(shè)進(jìn)程中的重要工作內(nèi)容之一。隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)提高，城市交通緊張問題愈發(fā)明顯，使得城市交通規(guī)劃逐漸受到各地政府的高度重視。將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于城市交通規(guī)劃，可以提高交通數(shù)據(jù)的分析處理效率，并為相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門制定交通規(guī)范方案提供更加精準(zhǔn)、全面的交通數(shù)據(jù)，從而更好地解決城市交通系統(tǒng)中存在的問題，提高城市交通規(guī)劃的科學(xué)性與合理性。

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