作者：赵睿 赵志明 崔敬涛 | 河南省交通规划设计研究院股份有限公司，工程测绘与地理信息研究院
编辑：李昂| 校核：刘文丰 齐张丽| 审核：龙志刚
一
GIS技术及其功能
地理信息系统
（GIS，GeographicInformation System）始于上世纪60年代，简单来说，GIS是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的计算机信息系统。其广泛应用于城市管理、土地利用、环境与资源管理、交通规划和交通管理等多个领域，为交通勘察设计、工程建设、运营管理等的科学管理提供分析与决策服务。
二
GIS技术应用于交通行业的优势
对于交通行业管理部门，其考虑与研究的对象，一是线路（铁路、公路、航道、航线）及在线路上的各类设施，如：站点、码头、机场及其监管设施等；二是交通工具，如：火车、汽车、轮船、飞机等；三是交通工具在线路上的运行状况，如：流量、运量、堵塞、事故等。
这三方面的信息具有鲜明的地理特征，人们对这些信息的描述或分析总离不开其空间位置，这是交通信息区别于其他领域信息一个最为突出的特征，也决定了人们在研讨交通信息、利用交通信息时，不仅需要对信息的文字与数字的描述和分析，而且需要图形描述的信息及对信息的图形化处理。因此，采用GIS技术和方法研究交通行业的相关问题，与其他传统的方法相比具有无可比拟的优势。
三
GIS智能化解决方案在交通行业全生命周期的应用
近年来，GIS智能化解决方案以其强大的空间分析功能和人工智能为基础，越来越广泛地应用于交通规划、工程设计、施工建设、运营管理、后期维护等方面，贯穿交通工程建设行业全生命周期，为缓解交通压力，实现智慧交通的科学规划和治理、高效运营管理,以及民众出行的舒适体验提供全面的技术服务。
01
交通规划方面
为使交通运输适应国民经济发展和人民生活的需要，做好全国乃至各省、市、县公路网发展规划显得尤为重要。采用纸质地图或CAD制图来制订路网规划方案存在一定的不便，如重复作业多而繁、直观性不强、信息不易及时更新和保存、数据分析与结果表达分离等。
基于GIS的新技术，能综合分析交通规划中需要考虑的经济数据、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、交通分区等方方面面的因素，利用系统提供的空间分析功能优化交通网络，可创建分区图和路网图，实现交通可视化、专题地图、信息查询、报表输出等丰富的地理信息功能，在此基础上进行各项交通规划工作，能减少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，提高工作效率并快速有效地进行辅助决策。
02
工程设计方面
前期勘察阶段，根据设计行业外业调查工作内容设计基于GIS的外业调查系统，能实时、全面的提供现场信息，实现调查数据可追溯。通过实时上传、调用现场图文信息，保障内业工作开展有据可依、有案可查，摒弃传统外业调查资料不全、位置不准、信息有差的缺点，实现外业工作与内业工作进程一体化，为保障工程设计的优良质量提供了坚实的基础。同时，勘察人员也可通过三维地表场景直接选择勘探钻孔点位置以及周边建筑物属性的信息调查，极大地减少了人力、物力，对于缩短建设工期、节省成本具有重要意义。
后期设计阶段，通过GIS相关技术，融合外业采集的数据、倾斜摄影数据和三维激光扫描数据等，建立仿真的三维地表模型，具有建模速度快、数据更新时效性强的特点，使得设计人员可以很容易获得宏观的三维场景模型。将之与设计人员建造的BIM模型结合，可以真实地再现交通线位与周边环境的相对位置关系，比传统的规划设计更加直观、有效。GIS的综合解决方案在建模质量、分析精度、决策效率、成本控制等方面都有显著的提升。基于GIS的工程设计管理系统，实现了BIM模型及设计信息的数字化整体式交付，为施工建设阶段提供基于GIS技术的整体解决方案，全面提升工程项目设计和管理信息化水平。
03
工程施工方面
以GIS技术为基础，结合云计算、物联网感知、移动互联网、大数据分析等技术，实现与BIM技术的一体化集成，建设工程建设安全风险管理平台，对监测点实时监控预警，可为业主单位提供一个安全监管和辅助决策工具，实现建设过程的“全面管理、重点监控”，实现施工建设的智慧化监管。
项目管理人员可登录网页端设置当月的计划信息，现场施工人员可根据实际完成情况在移动端APP上按时填报进度。当前完成进度和计划信息都可以在电子沙盘中以高亮显示的方式直观地表达出来，远程便可直观地把握施工进展情况。
业主代表、监理及施工人员在施工现场可通过移动端APP记录巡查情况、工序检查，通过图片、视频、文字描述等方式记录并上传，上传资料自动与BIM模型进行关联，系统自动记录当前操作人员个人信息以及北斗高精度位置信息，对于质量不合格事件，从事件上报到处理过程都得到完整的跟踪和记录。
04
运营管理方面
GIS技术联合虚拟现实技术、大数据可视化技术，搭建包含高速公路、普通道路、铁路线、航空、水运航道、隧道、桥梁以及交通工具在内的全部交通数据可视化三维仿真管理体系，并在完成三维虚拟场景和交通数据融合的基础上，使人、交通工具、交通之间的关联以可视化方法展现，建设以GIS为基础的运营管理系统，结合航空影像、倾斜摄影、激光点云等多源、多时相、多尺度的空间数据，以三维实景形式展示路基、桥梁、隧道、互通立交、航道等全项目、全专业BIM模型信息及项目区域的地形、地貌等信息；同时支持在网页端和移动端进行场景漫游、查询定位、属性查看、空间分析等功能。
城市智能交通的核心在于交通的安全与事故处理的能力，通过GIS技术建设智能交通地理信息系统，一方面可以分析城市交通的事故多发路段，并对事故发生原因进行分析，提供快速、有效的事故解决办法，提高道路交通的安全；另一方面通过图形的形式记录查询道路的通行状况，迅速定位事故点，抢修车辆的调度，以及提供交通疏散的方案等，为提高道路的通行能力，舒缓交通阻力，提高道路通行的安全系数，紧急事故的处理等提供强有力的技术保障。
GIS在交通综合监控和指挥、交通安全管理与应急、综合智能缓堵整治等场景中广泛应用,建立交通大数据生态,实现实时、精确、安全、环保节能、高效可靠的大交通应对解决方法，助于指挥人员全面掌握交通管理要素的空间分布规律和变化趋势，并辅助进行决策管理，同时让用户出行更安全便捷。
05
后期维护管理方面
基于GIS的交通维护管理系统可以可视化方式对交通设施进行维护和管理，能方便快捷地提取、显示各种交通设施的空间信息和相关属性信息，对交通道路、轨道及相关附属设施情况、周边环境情况等进行检测，及时的进行资产管理和维护，保证交通设施的安全。利用地理信息系统强大的数据综合、图形处理、空间分析功能，对交通领域中涉及到空间信息和属性信息繁多的交通资产进行信息收集和分析管理，可以极大满足交通部门的不同需要，有助于交通维护部门及时准确掌握交通资产使用状态，并得到合理的资源分配和规划决策。
设计基于GIS的交通资产管理系统，为交通资产管理提供一套科学化、高效化的管理工具。建立交通要素三维数字化详细模型，并将各个专业信息模型进行集成，实现了交通全要素对象集成应用示范，通过对交通资产各种信息的添加、修改、查询、统计分析，完成对交通资产的数字化管理，更能够站立在管理者的角度，使管理者根据交通资产状况评价结果做出决策，也可以根据需求分析决策作出项目计划等。GIS不仅使交通资产管理更加科学化、数字化，而且大大提高了交通部门的工作效率，降低了交通资产管理成本，使交通资源最大限度的得到充分利用，实现行业资源配置优化能力、公共决策能力、行业管理能力、公众服务能力的提升，推动交通运输更安全、更高效、更便捷、更经济、更环保、更舒适的运行和发展，带动交通运输相关产业转型、升级。
四
结语
GIS技术凭借其发展性和科技性在交通行业中应用中具有巨大优势，为交通行业建设信息管理提供了新的技术手段，GIS技术与新基建（5G、人工智能、大数据、工业互联网等）成果紧密结合，将为交通行业全生命周期发展注入新的活力，助力交通行业智慧化和高质量发展。
责编:陶纪燕 | 审核:李震 | 总监:万军伟
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