摘要：城市化进程显著加快，交通领域的发展也与城镇建设齐头并进。公路设计的好坏直接影响到整条公路建设过程中所耗费的时间与费用，影响到投入使用后的通畅性与安全性，因此，公路的路线设计工作举重若轻，需要依靠GIS等技术的辅助，GIS能够利用自身精准定位、数据采集汇总等优势特点，为参与公路设计的设计人员提供可靠的路况数据信息。
关键词：GIS；公路；路线设计；应用
道路选线是道路规划设计的重要内容,是一项高复杂性与综合性的工作,为达到理想的选线效果,需要在实际的选线工作中采用GIS技术,设计一套以GIS为核心的辅助选线系统。
1GIS技术的简要说明
随着我国对地理学的深入研究，GIS在地理学以及其他延伸领域的应用作用越来越大，逐渐成为了我国处理我国资源资料、环境数据的信息系统。GIS技术的工作原理便是利用计算机的硬件软件，并将所覆盖部分的数据经过计算机分析处理后汇成的完整数据空间，以便于有关人员借用并做后续处理。GIS技术的应用有利于提升我国对地理信息进行分析管理的水平与能力。GIS，又名地理信息系统，由GIS操作人员、计算机硬件、计算机软件、数据、处理过程五大核心领域组成。GIS的操作人员可以说是GIS技术应用的核心，可操控计算机处理各地收集来的数据信息，并做好分析工作后并入数据库进行统一管理，有利于优化地理信息系统的总体性能。而计算机硬件软件的功能就在于对数据空间的绘制与储存上，GIS技术应用的过程中能够对地理信息进行全面的概述与分析，提高所应用领域的工作效率。
2GIS在公路路线设计的应用与分析
2.1GIS在公路选线中的应用
合理使用GIS与计算机数据的计算和分析是分不开的。通过计算机的科学分析,能够获得诸如用于施工所需要的空间的特定数据。计算结果可为设计技术人员提供理论依据和合理化。建议提供决策信息。在一方面,GIS可以进行图书管理。另一个重要功能是,进行有限元分析,并通过建立的图形和数据库,以建立空间和分析的分析,并分析设计人员获取设计所需数据所需的空间和距离。设计师和业主进行直观的分析和研究,并道航的整体布局,并作出合理的建设计划。
GIS需要设计行进路线时,下列信息:每个设计路线的方向,沿着路线地图,地理环境,气象变化,城市规划,经济发展战略等,这些基本信息是设计路线的基础。有了这些基础,GIS可以建立一个模型,表达对视觉图像的设计理念,并分析影响道路路线的所有因素。同时,它可以根据要求和相关标准设计最佳。此路线还可以汇总影响道路路线的关键点,然后将其显示在DTM上。
2.2在平面设计方面的应用
普遍来讲呢，公路的路线设计一般会由较缓和的曲线或圆曲线与直线三种组成。因此，平面设计的工作人员就会利用超高率、横向力与规划车速相结合的方法计算出平面设计工作所需的圆曲线半径。超高率与横向力与半径的关系呈负线性结构，所以在条件较优的情况下，工作人员一般会选用较大的曲线来进行平面设计；但如果条件实在不允许，也还是会使用较小半径的圆曲线。公路设计中大规模的直线与半径较大的圆曲线，可以使得驾驶员减少疲劳，降低事故发生概率。而在直线与圆曲线中加入较缓的曲线的意义就在于可以调整机动车的重心轨迹，使得直线过渡到曲线，进而也可加强驾驶员的判断力与集中力，进而保证车辆的通行安全。当然，由于实际设计工作中遇到的地形或标志性建筑的阻碍或影响，工作人员必须做出适当调整，通过改变路线、绕过阻碍物等方式，减轻地形与建筑队公路的影响。上述工作都需要利用GIS技术辅助配合使用。
2.3GIS在公路路线纵断面设计的应用
路线剖面设计的含义是分析整个路线的纵向,以确定曲线半径,坡长和坡度。在斜率变化的区域中,必要时使用垂直曲线。二次抛物线是一种常用的方法。在对两个斜坡的倾斜角w和垂直曲线半径R进行建模之后,可以分析垂直曲线的关键元素。,即:外部距离E,切线长度T和曲线长度L.
当使用GIS技术来分析公路轮廓的数据,在平面曲线的每个键点的坐标可以被设计,然后这些关键点用于高程插值以获得线性轮廓数据。设计人员可以在设备的斜坡顶部进行设计,并通过设备屏幕将其设计为实际的时间和路线。并实时调整设计思路,直到选择最合适的线条。同时,设计者也可以用计算机来计算在此配置文件,为设计人员提供最可靠的设计依据的土石方累计曲线的变化。在设计过程中,如果你想改变斜率点,当你移动一个斜坡点,你会同时增加斜率点取消等坡面点。当某些斜率变更时,斜率长度将发生变化。如果发生这种情况,由ARC/INFOGIS提供的数据可用于设计变更。
2.4在横断面设计方面的应用
设计工作者进行横断面设计时，会将横向公里进行截面绘制，再结合司机情况进行结构性断面设计，进而保证公里边沟、边坡、路基的长度、高度、深度适宜公路的整体布局。就整体的公路设计工作来看，横截面设计的工作较为复杂，耗时相对较长，需要工作人员对数据进行反复勘测绘制。这时，利用GIS技术进行辅助勘测汇总、参与设计，就能极大的提高公路横截面设计的精准度与设计效率。其工作的原理是，将横截面的有关数据通过数字的方式输入到计算机中，再利用GIS技术中国的数据自动核算技术将平面及纵面设计汇入三维立体模型中。工作人员即可通过对各路段的模拟图与其他设计情况进行横断面的设计处理与计算分析。并且计算机会保留每一步的数据汇入过程、计算过程与修改过程，以便后期的修改与处理。
2.5GIS在公路路线设计中其他方面的应用
GIS在公路路线的初始阶段具有非凡的意义。除了上述问题之外,还涉及其他方面。例如,GIS技术可以快速转换里程站和地理坐标,从而可以准确定位道路的具体位置,从而保证土地的准确计算,有效地帮助项目管理人员和施工人员提高工作效率。其次,GIS技术可以有效地解决链条断裂问题,准确定位和记录里程站,计算道路长度,使原有的复杂任务变得极为简单。
GIS的另一个重要功能是轻松计算建筑工程量。在选择道路的过程中,土石方的使用有很大的影响。如果在设计中使用GIS技术,则可以非常准确地计算项目中使用的土方工程数量。
结论
公路线路的设计通常包括水平和垂直设计的设计以及线路的选择。具体设计必须根据具体情况确定,结合既定方案和相关标准,并根据地面建筑物,地形和地形进行及时调整,从整体考虑设计和注重设计细节选择最多合适的设计路线。随着GIS技术的不断发展和进步,这项技术已经与公路线路的设计密不可分。但就发展来说,我们对于新技术的运用还有很长路要走,我们差的不是一点,这不单单是技术的问题,还有根本上的理论。先进是因为对理论研究的透彻,对实践了解的深入,做精做细就是做强。目前,中国正处于高速公路快速发展的时期,GIS技术必将得到广泛推广。
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