基于GIS的路网分析系统的研究与构建

路网分析是交通规划与管理决策的重要依据。基于GIS的路网分析系统是实现可视化路网分析的重要手段,通过这种手段,使得对路网分析的结果更加直观、准确,从而为制定出更加有效的交通规划、建设、管理与控制的政策及措施打下基础。 论文首先描述了GIS的组成与功能,在研究GIS的数据结构的基础上,提出了基于GIS的交通空间数据和属性数据的组织。由于矢量结构在反映网络信息方面具有独特的优势,考虑采用矢量数据模型来描述道路网络。同时考虑将GIS中的空间对象分图层存放,以保证系统的有序性。交通分析过程中要用到的大量基础数据以属性数据的形式进行组织,属性数据采用表的形式存储,类型主要包括基础数据、交通运输、交通基础设施、OD数据4大类。 然后论文对路阻函数的建立及路网分析中最短路径的求解进行了研究。在对一些常用的阻抗函数分析的基础上,提出了基于公路网和基于城市道路网的两类阻抗函数。将费用和时间作为影响公路交通阻抗的两大要素,并最终换算成费用,作为路段的综合阻抗值。以时间作为描述路段交通阻抗的表征参数,分别求得路段行驶时间、交叉口延误和交叉口转弯罚因子,三者加和作为阻抗值。在经典Dijkstra最短路径算法的基础上,从简化路网与算法本身两个角度提出了改进的思路。同时,本文通过将节点阻抗转化为边阻抗的方法解决了最短路径算法无法处理节点阻抗的问题。 最后,论文初步构建了基于GIS的路网分析系统,对系统的框架和功能进行了研究与分析:系统主要由系统管理、数据管理、图形管理和路网分析四个部分组成,基于GIS的数据库功能和路网分析功能是系统的两大核心功能;并对系统的相关模型,包括最短路径模型、全有全无分配模型、容量限制模型、静态多路径模型进行了阐述,为系统的开发提供了理论指导。