基于GIS的道路选线辅助系统_赵尘

　第25卷第4期

2001年7月

南京林业大学学报(自然科学版)

Jour nal o f Na njing For estry U niv ersity(N a tur al Sciences Editio n)

V o l.25,N o.4

J ul.,2001基于GIS的道路选线辅助系统

赵　尘,马健霄,陶建岳

(南京林业大学土木工程学院　江苏　南京　210037)

摘　要:针对道路选线的要求,在地理信息系统(GIS)的基础上研制开发出道路选线辅助系统。

介绍了道路选线辅助系统的设计分析和使用方法,并给出了应用示例。

关键词:地理信息系统;数字地形模型;道路选线;工程应用

中图分类号:U412 文献标识码:A 文章编号:1000-2006(2001)04-0077-04

Computer Assisted System for Route Selection of Road

ZHAO Chen,M A J ian-xiao,T AO Jian-yue

(Colleg e of Civ il Engineering Na njing For estry U niv ersity,N anjing210037,China)

Abstract:A com puter assisted system fo r ro ute selectio n of road is proposed based on the Geog raphic Info rmation System(GIS).The functio n of the system includes the plan layo ut o f route,lo ngitudinal profile analy sis,cross section analysis,com prehensiv e analy sis of route,and printer a nd plotter out-put.The GIS da ta wa s input o n the spo t,from field reco rds o r fro m map digitizatio n.The system w as dev elo ped using XM GIS to ol and C prog ramming lang uag e.The system features da ta file selectio n, parameter setting,ro ute layo ut a nd analysis,ma p drawing and table printing o f route selection.The analysis,the desig n and the applica tion method of the system a re intro duced.A m ountaino us fo rest road of558m length is giv en as a n exam ple of route selection using the GIS-based ro ute selection sys-tem.The applica tion o f the system rev eals that the GIS-based technique is practical fo r ro ute selec-tion and road desig n.Its disting uishing feature in data sto rag e,da ta analysis,route evaluatio n a nd route o ptimization will o ffer g rea t help to road planning and road design.

Key words:Geo g raphic Info rmatio n Sy stem(GIS);Digital Terrain Mo del(DTM);Route selection of road;Engineering a pplicatio n

基于地理信息系统(GIS)的道路选线辅助系统,是在已有的地理信息数据的基础上,依据道路选线尤其是山区道路选线的要求研制开发的[1]。影响道路选线的因素很多,其中主要的自然因素包括地形、地质、水文、水文地质、气候和植被覆盖等[2]。笔者主要考虑地形因素,以选择路线方向,确定用地范围,估算工程数量,为对不同的路线方案进行比较和优化提供一个快速、准确的辅助分析工具。

1　系统功能分析

1.1　平面线路设置

在给定区域的数字地形图上,通过自动或手动方式设置道路路线的平面布局,作为道路路线平面、

收稿日期:2000-11-09

基金项目:国家教委资助优秀青年教师基金项目

作者简介:赵　尘(1958-),男,广西平南人,南京林业大学土木工程学院教授,博士生导师。

纵断面和横断面分析的基础。具体功能有:提取设置文件,调用已设置保存过的平面线路;自动设置线路,按指定的坡度范围自动设置平面线路;保存线路设置,将选定的平面线路存盘,以备调用;平面线路分析,对所选择、设置的平面线路进行坡度和转角分析。

1.2　线路分析

线路纵断面分析。对提取或手动设置的平面线路进行纵断面分析,并显示或打印出线路纵断面图。

线路横断面设置分析。对线路的横断面要素包括路面宽度、挖方边坡、填方边坡和线路中心线填挖深度进行设置选择,进行填挖平衡试算。

路线分析汇总。分析指定道路线路的交点坐标和高程、各分段走向(方位)和坡度、转角半径。计算各横断面的左、右桩距离和高程、各断面填挖面积,以及各分段填方量和挖方量。具体功能项为:选择或调用线路或线路设置文件,进行平面、纵断面和横断面计算、汇总并存盘,输出分析汇总表。

1.3　图形输出

由打印机或绘图仪绘制:地形图(等高线);多要素线段(境界、河流、湖泊、岸堤、公路、铁路、管线等);区域边界和区域编号;道路中心线、边坡坡顶线和坡脚线。

系统的功能菜单,包括主菜单及下拉菜单见图1

。

图1　系统功能菜单

Fig .1

　Functional menu o f the system 2　系统设计和使用

系统所需的基础地理信息数据是通过地理信息系统工具将已有地形图或专题图从数字化仪输入、编辑、处理并保存[3]。也可通过现场调查和测量,经便携式微机存储,然后转存入地理信息系统中;还可将现场手簿直接输入到地理信息系统中,供道路选线分析时进行调用、处理[4,5]。

(1)选择文件　下拉菜单中列出多达5个地形图的文件名(.GID 文件),最后一项为退出,作为退出本系统之用。选定地形图文件后屏幕上显示出相应的地形图。

(2)设置参数　在地形图中定位可在键盘移动光标、输入坐标值和鼠标定位这三种方式中选择。可以分别设置原始图比例尺和绘图比例尺(1∶X ),默认值为10000。

可设置距离容限,默认值为25m 。此值为线路交点之间的最小容许距离。

(3)设置平面线路　可为自动设置道路线路设定纵坡(默认值为10%)、坡度偏差(默认值为±10%)和路段长度(默认值为40m)。执行自动设置线路功能时,首先选定线路的起点以及初始的走向。然后在离已知点距0.5～ 1.5倍路段长度设定值的圆环内,由原走线方向逆时针寻找符合设定坡度范围的点(以1m 为间距)。如找到这样的点即设定为新的交点位置,然后继续向前寻找推进;否则线路到此截止。

所设置好的线路可保存到盘上,也可以对其进行分析以找出最大和最小的坡度值以及最小的转角半径,同时在图上闪烁显示。

(4)线路纵断面分析　可提取已有的平面线路设置。也可以手动选择平面线路(逐点地或连续地),用光标移动时每按一次Enter 键即确定一点,按Esc 键则完成该线路的选择;用鼠标定位时,一开始如按左键则为逐点定位,如按鼠标中键则为连续跟踪选点,此时鼠标移动过的轨迹即为所选择的线路。在用鼠标选择线路的过程中,按右键即终止此线路。南京林业大学学报(自然科学版) 第25卷　第4期