交通地理信息系统论文

我国智能交通系统发展现状与对策分析【内容摘要】本文针对我国智能交通系统的发展现状及存在的不足,提出了解决措施。【关键词】智能交通发展现状对策近年来，随着经济的高速增长和汽车保有量的激增，交通拥挤、交通事故频发等造成了越来越巨大的时间浪费、财产损失和环境污染，交通问题已成为包括我国在内的世界各国政府共同面临的重要难题之一。资料显示，我国大多数城市的平均行车速度已降至20km/h以下，有些路段甚至只有7～8km/h；同时，由于车辆速度过慢、尾气排放增加，使得城市的空气质量进一步恶化。为了缓解经济发展给交通运输带来的压力，使现有资源发挥出最大的作用，我国政府加大了对智能交通系统的研究和建设力度。智能交通是将信息、通信、控制、计算机网络等高新技术有效地综合运用于地面交通管理体系，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用、实时、准确、高效的交通运输管理系统。它是目前世界交通运输领域研究的前沿课题，也是目前国际公认的解决城市交通拥挤、改善行车安全、提高运行效率、减少空气污染等的最佳途径。可以预见，智能交通系统将成为21世纪现代化地面交通运输体系的模式和发展方向，是交通运输进入信息时代的重要标志。1我国智能交通系统建设情况城市智能交通系统建设情况为了推动智能交通技术的推广应用，国家“十五”科技攻关重大专项“智能交通系统关键技术开发和示范工程”确定了包括杭州、深圳、上海、北京、广州等在内的国内10个示范城市，而在这些城市中北京和广州走在我国前列。（1）北京目前北京市已初步建成4大类ITS系统：道路交通控制、公共交通指挥与调度、高速公路管理、紧急事件管理，约30个子系统分散在各交通管理和运营部门。在北京市已颁布的《北京交通发展纲要》明确提出到2010年初步实现智能化交通管理的近期目标，并将建立以智能交通系统为技术支持的“新北京交通体系”作为北京城市交通发展的长远目标。“十一五”期间，北京市将投资2000亿元用于交通基础设施建设，其中智能交通在交通总投资中占有的比例。（2）广州作为全国首批智能交通示范城市之一的广州，智能交通系统构建包括广州市交通信息共用主平台、物流信息平台、静态交通管理系统等智能交通系统的主框架。其中共用信息平台已初具规模。十五期间，广州市的交通基础设施建设取得了很大的成绩，但是由于受到经济条件、地理位置和环境的约束，在相当长的一段时间内道路交通网络建设将很难满足交通运输增长的需求。目前，广州市对智能交通系统的需求一方面是满足广州市城市发展和交通发展的要求，另一方面是满足2010年亚运交通的要求。公路智能交通系统建设情况目前，公路智能交通技术主要应用在高速公路监控系统、收费系统、安全保障系统等，已经开发生产了车辆检测器、可变情报板、可变限速标志、紧急电话、分车型检测仪、监控地图板等多种专用设备，并制定了一系列标准和规范。另外，各省的交通主管部门和测绘部门也在陆续完善公路管理电子地图。安徽省建立了公路地理信息系统，主要侧重于沿线设施的管理养护机构等相关数据；甘肃省依靠地理信息系统、遥感和GPS为主的空间信息技术，建立甘肃省交通地理信息系统，分别建立了甘肃省1：100000和兰州市1：5000的交通电子地图。高速公路电子不停车收费（ETC）系统是在我国公路系统中得到广泛应用的又一项智能交通新技术。2001年，广东省采用组合式ETC技术在广韶公路、虎门大桥完成ETC示范工程并使组合式ETC技术进入了真正的可操作阶段；2003年，长沙机场高速路开通了当时最先进的路桥不停车收费系统；2005年，北京机场高速公路收费站“升级版”的不停车收费系统投入运行，新系统增加了抓拍取证、违章稽查等功能。2007年底，北京市11条高速公路的56条车道实现了不停车收费，其余223个收费站的1006条车道安装了一卡通读卡机，实现刷卡电子付费。上海市虹桥国际机场组合式电子不停车收费系统（ETC）于2007年7月10日在上海试验开通。2智能交通系统的研究情况我国在ITS领域的研究起步较晚，但随着全球范围智能交通系统研究的兴起，进入20世纪90年代，我国明显加快了对智能交通技术研究的步伐。国家科技部于1999年11月批准成立了国家智能交通系统工程技术研究中心。交通部在“九五”期间指出“：结合我国实际情况，分阶段地开展交通控制系统、驾驶员信息系统等5个领域的研究开发、工程化和系统集成。在此基础上，使成熟的科技成果转化为可供实用的技术和产品，该工程研究中心也将逐步发展成为我国智能公路运输系统产业化基地。”国家建设部与欧洲的ITS组织ERTICO联合建立了EU-China计划；国家科委于1998年11月在北京举办了我国首届ITS应用研讨会；国家计委在1999年4月的科技立项会议中将ITS列为100个重点科研领域之一。国家科技部于2000年3月组织全国交通运输领域专家组成专家组，起草了中国智能交通系统体系框架。目前，我国已取得了包括智能导航技术、先进的交通管理系统(ATMS)等成果在内的一系列拥有自主知识产权的智能交通技术新成果。3我国智能交通系统发展存在不足与对策经过10余年发展，我国交通科研和建设部门已经在智能交通领域取得了重大进展，但由于时间短，技术基础薄弱以及受到发展阶段的局限等原因，我国的智能交通发展仍处于起步阶段，经对我国智能交通系统建设和研究情况分析并结合我省开展相关工作的实际情况，笔者认为主要存在以下不足。我国智能交通发展存在的不足（1）缺乏统一部署，各省和地区内单兵作战，自成体系，缺乏应有的衔接和配合。例如，各省或地区内建设的网络一卡通或不停车收费系统，没有统一指导和标准，这种情况下一旦全国联网，必将导致重大损失和浪费。（2）受制于固有的科研和生产模式，一些先进的智能交通新技术得不到及时的推广应用，在一定程度上存在着人力和物质资源的浪费现象。（3）智能交通系统是近几年发展起来的，还没有被传统的交通行业广泛接受，目前主要行业和城市在进行规划时还没有将智能交通系统作为规划的一部分，相当多的城市和行业只是将其列入科技发展的内容之一。这对促进智能交通技术的推广应用是相当不利的。（4）严重缺乏智能交通人才。智能交通技术本质上来说，是传统的交通技术和信息技术相结合的产物，因此智能交通人才应该是即懂交通又懂信息技术的复合型人才。目前我国十分缺乏这种人才，这对继续深入开展智能交通研究是不利的。智能交通技术发展对策目前，我国智能交通技术仍处于探索发展阶段，但可以肯定的是，建立智能交通系统可以极大地提高交通运输效率，有效保障畅通和安全，增强行车的舒适性，改善环境质量，提高能源的利用率。因此，世界各国都必将更加重视智能交通技术的研究与推广，并把它作为未来交通建设与发展的优先领域予以重点支持，通过推动智能交通系统的全面迅速发展，最终建立起一个以信息技术为中心的现代交通管理的新体系。在这种大背景下，我国政府必将更加积极主动的推动智能交通技术的研究与建设，这是符合世界新技术发展方向的，也是建立以人为本、和谐交通的具体要求。但我国目前尚处于智能交通发展的起步阶段，应对智能交通发展的各种制约因素采取有针对性的措施，积极推动智能交通技术的研究与建设进程，为这一新技术的发展创造有利环境。（1）建立全国统一的智能交通建设领导机构，建立健全相关标准规范，有效整合行业资源。目前世界范围内智能交通技术发展较好的国家都设有国家级的智能交通领导组织，例如美国的ITS America，日本的VERTIS及欧洲的ERTICO组织等，这些组织担任统一制定国家ITS发展战略、目标、原则和标准等，并实现ITS技术和保障产品的通用性、兼容性和互换性，加强政府的宏观调控，减少局部利益冲突和有限资金的浪费。我国目前尚无这样的组织，而且由于我国交通运输体制仍属条块分割状况，铁路、公路、民航、公安、建设等部门分头管理，这也人为的造成了技术标准不统一、各自为战的状况，十分不利于智能交通技术的发展。因此，应建立国家级的智能交通技术领导机构，整合行业资源，促进全国智能交通技术的协调发展。（2）大力培养和吸纳优秀的智能交通技术人才，满足智能交通技术发展对人才的需求。随着智能交通的进一步发展，21世纪交通运输将会发生重大变化，而与之相应的是对不同层次的专业人才需求情况与以往大不相同，为此应加强国内高校及科研单位交通运输领域与国外的交流合作，将最新的智能交通技术溶入交通运输专业的教学内容和科研之中，积极培养和吸纳优秀的智能交通技术专业人才，满足智能交通技术对人才的需求。（3）积极推动智能交通新技术产业化应大力加强智能交通新技术的产业化，将一些已经成熟的、具有良好市场需求的新技术加快推广应用，尽快转变成经济和社会效益；逐步健全针对智能交通新技术的成果推广转化机制，为科研成果转化提供平台。4结论经过10余年的发展，我国智能交通系统从无到有、从小到大，逐步建立起自己的标准体系，研究开发出具有自主知识产权的科研成果，并通过示范城市开展试验示范。但由于受传统的管理体制和观念束缚，智能交通的进一步发展还存在缺乏统一部署和应有衔接、成果转化效率低、人才匮乏等制约因素，应通过建立统一的管理机构、大力整合行业资源、加强人才培养和提供成果转化平台等对现行机制加以完善。目前，我国智能交通发展仍处于起步阶段，但可以肯定的是，未来若干年内，包括我国在内的世界各国必将更加重视智能交通技术的研究与推广，并把它作为未来交通建设与发展的优先领域予以重点支持。我国应发挥后发优势，积极探索发展模式，为交通运输业在智能交通这一新技术领域的健康发展提供有力保障。

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摘要:伴随经济社会的飞速发展，高速国道干线与城市内部道路均存在基础设施建设更新速度快、交通承载压力大、信息化程度低等特点，难以满足现代道路交通体系的数字化要求，迫切要求构建便捷、高效、实时的交通地理信息系统。

本文以ArcGISEngine开发环境为基础，对道路交通信息系统与ArcEngine组件式平台拟进行概要阐述，并按照软件设计的相关原则，对道路交通地理信息系统进行了总体设计与功能模块设计。

关键词:ArcGIS;Engine;道路交通地理信息系统;组件式开发

当前国内经济迅速增长，城市化规模不断增大，以机动车保有量为代表的道路交通压力也与日俱增，国内北京、上海、天津等大型城市纷纷通过限号形式来减缓道路载荷。

现代信息技术为整合道路交通资源、实现交通数据自动化管控提供了数据支撑，有利于构建时空一体的道路交通地理信息系统。

1.道路交通地理信息系统

ArcGISEngine作为GIS嵌入式二次开发平台，可摆脱ArcGIS提供组件式多类型开发应用程序接口API，同时可与MicrosoftVisualStu-dio系统编程集成开发环境相融合，基于进行多类编程语言下的模块式开发。

以GIS地理信息技术为基础，利用ArcGISEn-gine平台将交通路网与道路设施等空间信息、车载流量与基础设施等属性数据同航摄影像、多媒体监控数据等有效衔接，实现对空间和属性数据相关的采集、编辑与分析，采用GIS最短路径、道路畅通度算法等优化选择合理的交通线路，完成公交布线与站点布设等工作，同时融合多媒体监控手段，实时显示热点路况信息，科学指挥道路交通。

2.系统功能需求分析

从应用层面分析，道路交通地理信息系统的受众群体分为交通管理方与车辆应用客户方，其中本文所探讨的基于ArcGISEngine的应用系统主要为交通管理方的C/S客户端，具体车辆客户端则可采用基于Android、ios或WindowsMobile平台的APP软件;从系统设计的原则分析，应坚持安全性、共享性、可拓展性与可维护性的原则，提升道路交通地理信息系统的综合性发展。

作为道路交通地理信息系统，以数字化道路空间与属性信息为基础，在确保系统不同用户权限的条件下，提供地图量测、空间漫游、数据维护等功能，检索酒店、学校、商场、企事业单位相关位置，并根据摄像头监控热点交通流量、密度数据，同时借助GPS定位、无线数据传输技术，为公交、出租等公共车辆提供位置相关服务。

3.道路交通地理信息系统总体与功能模块设计

开展道路交通地理信息系统设计前，按照相应的数据标准采集空间影像数据、基础线划图与专题交通资料，经裁切、镶嵌与校准等流程完成数据的标准化预处理，并导入系统平台空间基础数据库中，按照点、线、面要素分层，细化停车场、公交站点、高速、铁路与公路等要素信息，其空间地理基础数据库分层如下:

(1)系统分库:大地控制测量数据库、数字高程DEM与正射影像DOM数据库、数字线划DLG与遥感栅格DRG数据库，以及系统元数据库。

(2)系统逻辑分层库:以DLG数据库为例，可分为居民地、水系、道路、植被、地形等数据库分层要素信息。

(3)系统逻辑底层:包含点、线、面、注记与多媒体层等相关信息。

根据道路交通地理信息系统的应用框架，其总体设计可分为三大部分:电子地图服务模块、公共信息服务模块、空间分析与数据统计模块。

系统空间数据库GeoDatabase导入Shape、栅格、属性表等相关空间数据与属性文件，管理客户端采用地方坐标系进行配准建设，以便于后期交通设施数据的更新与维护，针对公共信息服务模块，采用经脱密处理的电子地图和遥感数据，以确保数据空间位置安全。

关于系统的具体功能模块设计如下:

(1)电子地图服务模块。

利用ArcGISEngine地图工具集组件，在VS开发平台可便捷的实现图层控制、热点注记、空间量测等功能，实现对ArcInfo、Shapefile、GRID等数据格式的加载编辑。

(2)公共信息服务模块:重在提供空间位置检索、基于位置的信息服务功能，利用ArcGISEngine的类库资源，通过ToolbarControl和VS系统中的DataGridView、Find控件完成相关地图数据的检索功能，查询要素属性信息。

(3)空间分析与数据统计模块:道路交通地理信息系统中利用空间数据检索出的要素可进行相应的聚类分析或数值统计;关于空间分析功能，其主要涉及最短路径分析与缓冲区分析，根据交通需求量、流通量的变化，进行最短距离、最短时间的计算或识别相关地理实体对周边地物的影响区间，空间缓冲区分析实现的部分代码

4.结语

作为涵盖测绘信息采集处理、计算机软件编程和数据库建设等多行业学科融合的道路交通地理信息系统，以ArcGISEngine组件式开发平台为基础，通过对其进行系统需求分析与功能模块设计，明确了系统的相关服务功能，构建了系统的总体框架，为类似工程实践提供参考意义。

参考文献：

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[2]张国强.数字图像处理技术在交通监控领域里的应用[J].辽宁师专学报(自然科学版)，2007(04).

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[4]李红，沈冬.基于ArcGlSEngine的地理信息数据库设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2009(04).

[5]兰小机，王飞，彭涛.基于ArcGISEngine的查询信息系统的设计与实现[J].金属矿山，2008(02).

摘要：探究式教以重视提高学生的发现、分析、解决问题能力的教学模式，其教学理念与我国的新课程改革理念相符。

通过对高中地理探究式教学进行分析，总结探究式教学实施经验，为高中地理应用探究式教学总结经验，提高课堂地理课堂教学效果，提升课堂教学效率，促进学生素质全面发展。

关键词：高中地理;探究式教学;新课程理念

在传统教学模式影响下，高中地理教学只重视学生的成绩，忽视提高学生的综合能力。

而新课程改革要求课堂教学应让学生掌握课本知识，更应让学生的综合素质获得提升。

在课堂教学中，教师需要转变教师和学生的地位，让学生成为课堂的主体，让学生主动参与课堂学习。

探究式教学方式属于培养学生主动性的教学方式，探究式教学模式与我国新课改理念相契合。

因而高中地理教师需要重视应用探究式教学模式，在探究教学过程中提高学生的主动探究能力科学素养，对学生学好地理知识以及学生的未来成长具有重要作用[1]。

笔者结合个人教学经验，对高中地理教学中应用探究式教学进行简要分析。

1、探究式教学中师生定位

学生定位：探究式教学作为一种培养学生自主探究能力的教学方式，它要求每个学生都能够积极参与教学活动。

同时探究式教学要求学生在教师引导下开展探究学习，通过个人的观察、分析和研究等活动或行为总结知识，建构知识体系，而非教师通过灌输式方式将知识传授给学生。

一、国际发展状况 地理信息系统的存在与发展已历经30余年。用户的需要、技术的进步、应用方法论的提 高，以及有关组织机构的建立等因素，深深地影响着地理信息系统的发展。 综观GIS发展，尤其是北美地区的实际情况，可将地理信息系统发展分为以下几个阶段： （1）60年代为地理信息系统开拓期，注重于空间数据的地学处理。例如，处理人口统计 局数据（如美国人口调查局建立的DIME）、资源普查数据（如加拿大统计局的GRDSR）等 。许多大学研制了一些基于栅格系统的软件包，如哈佛的SYMAP、马里兰大学的MANS等。 综合来看，初期地理信息系统发展的动力来自于诸多方面，如学术探讨、新技术的应用 、大量空间数据处理的生产需求等。对于这个时期地理信息系统的发展来说，专家兴趣 以及政府的推动起着积极的引导作用，并且大多地理信息系统工作限于政府及大学的范 畴，国际交往甚少。 （2）70年代为地理信息系统的巩固发展期，注重于空间地理信息的管理。地理信息系统 的真正发展应是70年代的事情。这种发展应归结于以下几方面的原因：一是资源开发、 利用乃至环境保护问题成为政府首要解决之疑难，而这些都需要一种能有效地分析、处 理空间信息的技术、方法与系统。二是计算机技术迅速发展，数据处理加快，内存容量 增大，超小型、多用户系统的出现，尤其是计算机硬件价格下降，使得政府部门、学校 以及科研机构、私营公司也能够配置计算机系统；在软件方面，第一套利用关系数据库 管理系统的软件问世，新型的地理信息系统软件不断出现，据IGU调查，70年代就有 80 多个地理信息系统软件。第三，专业化人才不断增加，许多大学开始提供地理信息系统 培训，一些商业性的咨询服务公司开始从事地理信息系统工作，如美国环境系统研究所 （ESRI）成立于1969年。这个时期地理信息系统发展的总体特点是：地理信息系统在继 承60年代技术基础之上，充分利用了新的计算机技术，但系统的数据分析能力仍然很弱 ；在地理信息系统技术方面未有新的突破；系统的应用与开发多限于某个机构；专家个 人的影响削弱，而政府影响增强。 （3）80年代为地理信息系统大发展时期，注重于空间决策支持分析。地理信息系统的应 用领域迅速扩大，从资源管理、环境规划到应急反应，从商业服务区域划分到政治选举 分区等，涉及到了许多的学科与领域，如古人类学、景观生态规划、森林管理、土木工 程以及计算机科学等。许多国家制定了本国的地理信息发展规划，启动了若干科研项目 ，建立了一些政府性、学术性机构。如中国于1985年成立了资源与环境信息系统国家重 点实验室，美国于1987年成立了国家地理信息与分析中心（NCGIA），英国于1987年成立 了地理信息协会。同时，商业性的咨询公司，软件制造商大量涌现，并提供系列专业性 服务。这个时期地理信息系统发展最显著的特点是商业化实用系统进入市场。 （4）90年代为地理信息系统的用户时代。一方面，地理信息系统已成为许多机构必备的 工作系统，尤其是政府决策部门在一定程度上由于受地理信息系统影响而改变了现有机 构的运行方式、设置与工作计划等。另一方面，社会对地理信息系统认识普遍提高，需 求大幅度增加，从而导致地理信息系统应用的扩大与深化。国家级乃至全球性的地理信 息系统已成为公众关注的问题，例如地理信息系统已列入美国政府制定的“信息高速公 路”计划；同美国副总统戈尔提出的“数字地球”战略、我国的“21世纪议程”和“三 金工程”也包括地理信息系统。毫无疑问，地理信息系统将发展成为现代社会最基本的 服务系统。二、国内发展状况 我国地理信息系统方面的工作自80年代初开始。以1980年中国科学院遥感应用研究所成 立全国第一个地理信息系统研究室为标志，在几年的起步发展阶段中，我国地理信息系 统在理论探索、硬件配制、软件研制、规范制订、区域试验研究、局部系统建立、初步 应用试验和技术队伍培养等方面都取得了进步，积累了经验，为在全国范围内展开地理信息系统的研究和应用奠定了基础。 地理信息系统进入发展阶段的标志是第七个五年计划开始。地理信息系统研究作为政府 行为，正式列入国家科技攻关计划，开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用 实验和工程建设工作。许多部门同时展开了地理信息系统研究与开发工作。如全国性地 理信息系统（或数据库）实体建设、区域地理信息系统研究和建设、城市地理信息系统 、地理信息系统基础软件或专题应用软件的研制和地理信息系统教育培训。通过近五年 的努力，在地理信息系统技术上的应用开创了新的局面，并在全国性应用、区域管理、 规划和决策中取得了实际的效益。