高速公路建設(shè)信息化系統(tǒng)應用的探討

[摘要]在分析高速公路GIS系統(tǒng)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，探討了GIS系統(tǒng)設(shè)計的目標及其功能，并從系統(tǒng)管理、圖形顯示與管理以及工程管理等方面，提出了GIS系統(tǒng)應用的途徑。

[關(guān)鍵詞]高速公路；信息化系統(tǒng)；GIS

隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的迅猛發(fā)展，在公路工程建設(shè)中越來越多的單位實現(xiàn)了信息化管理。目前在高速公路建設(shè)管理信息化系統(tǒng)中管理的都是數(shù)字和文字的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入、維護、查詢和統(tǒng)計功能，在這種情況下，用圖形表示比用數(shù)字和文字描述更直觀和形象。將地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)應用于高速公路建設(shè)項目管理中，不僅可以發(fā)揮其良好圖形管理的功能，還能結(jié)合現(xiàn)代管理理念，有效地對高速公路建設(shè)實施過程進行控制協(xié)調(diào)管理，對提高高速公路建設(shè)管理水平有很大的幫助。

一、高速公路GIS系統(tǒng)的內(nèi)涵

地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，GIS）是一種以采集、存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面（包括大氣層在內(nèi)）與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。它主要涉及測繪學、地理學、遙感科學與技術(shù)、計算機科學與技術(shù)等。特別是計算機制圖、數(shù)據(jù)庫管理、攝影測量與遙感和計量地理學形成了GIS的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。一個地理信息系統(tǒng)應具有以下基本特征：第一，它是一個計算機系統(tǒng)，涉及大量計算器硬件、軟件、網(wǎng)絡環(huán)境等問題；第二，它被用來管理空間數(shù)據(jù)或地理信息；第三，它被用來解決涉及空間的復雜問題；第四，GIS是一個包含硬件、軟件、數(shù)據(jù)和過程的系統(tǒng)。

GIS在最近的30年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展，并廣泛地應用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、公共設(shè)施管理、交通安全等領(lǐng)域，并擁有了數(shù)據(jù)庫功能、繪圖功能、分析決策功能。把GIS建為一個強大的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，可對大型空間數(shù)據(jù)庫及相關(guān)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫進行有效的查詢、事務處理、圖件繪制等。高速公路GIS系統(tǒng)是應用衛(wèi)星遙感多波段掃描數(shù)據(jù)，全面反映區(qū)域交通與自然地理環(huán)境狀況，并通過綜合信息分析，解譯地質(zhì)構(gòu)造、水文及不良地質(zhì)現(xiàn)象。對區(qū)域高速公路技術(shù)屬性數(shù)據(jù)庫進行可視化管理，實現(xiàn)公路交通管理的自動化信息查詢、科學的數(shù)據(jù)分析、實用的專業(yè)分析、實時三維地形顯示等功能。

二、高速公路建設(shè)信息化系統(tǒng)的應用

1．GIS系統(tǒng)設(shè)計的目標

GIS系統(tǒng)在充分考慮高速公路項目建設(shè)涉及地域廣、工程信息量大、工期較長和施工管理復雜等特點的基礎(chǔ)上，利用GIS技術(shù)分析處理空間數(shù)據(jù)，綜合不同來源的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)，建立高速公路項目建設(shè)管理信息數(shù)據(jù)庫，通過空間操作、空間分析和模型運算，及時而可靠的為高速公路項目建設(shè)管理處理多種信息，提高管理效率、降低管理成本和提供可靠決策支持，實現(xiàn)高速公路項目建設(shè)管理的科學化和自動化。

2．GIS系統(tǒng)設(shè)計的功能

針對系統(tǒng)的設(shè)計目標，充分利用ArcGIS提供的屬性、方法和事件構(gòu)建系統(tǒng)的功能，其設(shè)計的主要功能如下：

（1）信息的輸入。高速公路建設(shè)項目每期上報給業(yè)主的管理數(shù)據(jù)包括進度、資金、質(zhì)量等數(shù)據(jù)的錄入、編輯、刪除等操作。

（2）瀏覽功能。對高速公路全線所在的地形圖進行快速顯示，移動和無級放縮等操作功能。支持鷹眼的功能。用戶可以通過鼠標在鷹眼圖任一位置處，指定任意大小的矩形，地圖窗口將同步顯示用戶指定矩形區(qū)域內(nèi)的地圖，從而實現(xiàn)地圖的快速定位和瀏覽，此外，鷹眼圖還能方便、直觀的表示出當前的瀏覽區(qū)域在整個地圖區(qū)域中所處的位置。

（3）圖層的控制。對高速公路沿線的地形、地貌、公路、基礎(chǔ)設(shè)施等數(shù)據(jù)分層管理，用戶可以選擇顯示、關(guān)閉來設(shè)置顯示需要圖層，可對圖層進行單值分類顯示，可控制圖層之間的顯示順序，改變點、線、面圖元的類型、顏色和大小。

（4）信息的更新和擴充。高速公路項目建設(shè)工期往往較長，隨著工程的進展，空間和屬性會發(fā)生變化，施工現(xiàn)場的地形地貌不斷變化，臨時設(shè)施也會拆除遷移；進度、質(zhì)量和資金報表也要周期性更新。系統(tǒng)能夠針對變化情況，對圖形上的圖元進行增、刪、改和存的編輯，并在數(shù)據(jù)庫中對屬性數(shù)據(jù)隨時進行補充和修改。

（5）查詢檢索分析。高速公路項目建設(shè)的信息量大而復雜，數(shù)據(jù)組織要有利于信息的復合與分解，選擇圖層的單圖元或者多圖元，可以查詢相應的屬性數(shù)據(jù)，其中包括文本、圖片、視頻等相關(guān)的信息。

（6）數(shù)據(jù)分析與處理功能。根據(jù)項目管理要求對己上報的所有工期的工程進度控制、工程費用控制、質(zhì)量管理等進行分析、管理，實現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的雙向查詢分析。

（7）信息的輸出與打印。一是輸出，二是打印，可以將地圖以及專題圖以不同的比例大小打印出來，同時定義打印的圖幅，地圖的范圍和圖層。

3．GIS系統(tǒng)的應用

（1）系統(tǒng)管理：登錄系統(tǒng)與用戶管理，用戶利用用戶名和密碼登錄系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)用戶名來判斷用戶級別，將不同的操作權(quán)限賦予不用的用戶；加載系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫，項目數(shù)據(jù)庫按照土建工程劃分為7個標段，登錄系統(tǒng)后進入數(shù)據(jù)庫選擇界面，根據(jù)管理要求進入不同標段數(shù)據(jù)庫進行管理。

（2）圖形顯示與管理：GIS系統(tǒng)可以實現(xiàn)圖形的放大、縮小、漫游、電子鷹眼（縮放圖）、圖層顯示與隱藏等功能。還可以實現(xiàn)三維模型的放大、縮小、漫游功能。

（3）工程管理：工程管理主要分為進度管理、資金管理、質(zhì)量管理三部分內(nèi)容。其中進度管理包括進度信息查看、進度信息錄入、進度倍息修改三個功能；資金管理包括工程量清單查看、資金總體情況查看、資金明細查看、資金信息錄入與修改四個功能；質(zhì)量管理主要是對工程變工情況進行管理。

三、結(jié)語

要想建立一個功能完善合理的GIS系統(tǒng)，必須具備豐富的施工現(xiàn)場經(jīng)驗和全面的地理信息系統(tǒng)專業(yè)知識；同時，信息技術(shù)以及GIS的相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也是日新月異，不斷地把新技術(shù)融入到系統(tǒng)的研究開發(fā)中，勢必會對GIS在高速公路建設(shè)管理這一新的應用領(lǐng)域起到推動的作用，加速高速公路建設(shè)信息化和科學化的進程。

參考文獻

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