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研究GIS技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品交通運(yùn)輸中的應(yīng)用
摘要:農(nóng)產(chǎn)品交通運(yùn)輸要能實(shí)施“精確保障”,能通過(guò)建立可靠的信息網(wǎng)絡(luò)將保障對(duì)象信息傳送給運(yùn)輸保障單位,使運(yùn)輸指揮員知道各分隊(duì)在何時(shí)、何地需要什么,把恰當(dāng)?shù)奈镔Y送到恰當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)。地理信息系統(tǒng)具有的可視化位置信息功能可為交通運(yùn)輸提供一種可視的地理環(huán)境,恰好能滿足精確保障的要求。
關(guān)鍵詞:地理信息系統(tǒng);農(nóng)產(chǎn)品;交通運(yùn)輸
1GIS概念
物質(zhì)世界中的任何地物都被牢牢地打上了時(shí)空的烙印。人們的生產(chǎn)和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關(guān)。地理信息系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱GIS)作為獲取、處理、管理和分析地理空間數(shù)據(jù)的重要工具、技術(shù)和學(xué)科,近年來(lái)得到了廣泛關(guān)注和迅猛發(fā)展。從技術(shù)和應(yīng)用的角度,GIS是解決空間問(wèn)題的工具、方法和技術(shù);從學(xué)科的角度,GIS是在地理學(xué)、地圖學(xué)、測(cè)量學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門學(xué)科,具有獨(dú)立的學(xué)科體系;從功能上,GIS具有空間數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、現(xiàn)示、編輯、處理、分析、輸出和應(yīng)用等功能;從系統(tǒng)學(xué)的角度,GIS具有一定結(jié)構(gòu)和功能,是一個(gè)完整的系統(tǒng)。簡(jiǎn)而言之,GIS是一個(gè)基于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)的管理空間對(duì)象的信息系統(tǒng),以地理空間數(shù)據(jù)為操作對(duì)象是地理信息系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)的根本區(qū)別。
2GIS的工作原理
GIS就是用來(lái)存儲(chǔ)有關(guān)世界的信息,這些信息是可以通過(guò)地理關(guān)系連接在一起的所有主題層集合。
2.1地理參考系統(tǒng)
地理信息包含有明確的地理參照系統(tǒng),例如經(jīng)度和緯度坐標(biāo),或者是國(guó)家網(wǎng)格坐標(biāo)。也可以包含間接的地理參照系統(tǒng),例如地址、郵政編碼、人口普查區(qū)名、森林位置識(shí)別、路名等。一種叫做地理編碼的自動(dòng)處理系統(tǒng)用來(lái)從間接的參照系統(tǒng),如地址描述,轉(zhuǎn)變成明確的地理參照系統(tǒng),如多重定位。這些地理參考系統(tǒng)可以使你定位一些特征,例如商業(yè)活動(dòng)、森林位置,也可以定位一些事件,例如地震,用于做地表分析。
2.2矢量和柵格模式
地理信息系統(tǒng)工作于兩種不同的基本地理模式——矢量模式和柵格模式。
在矢量模式中,關(guān)于點(diǎn)、線和多邊形的信息被編碼并以x、y坐標(biāo)形式儲(chǔ)存。一個(gè)點(diǎn)特征的定位,例如一個(gè)鉆孔,可以被一個(gè)單一的x、y坐標(biāo)所描述。線特征,例如公路和河流,可以被存儲(chǔ)于一系列的點(diǎn)坐標(biāo)。多邊形特征,例如銷售地域或河流聚集區(qū)域,可以被存儲(chǔ)于一個(gè)閉合循環(huán)的坐標(biāo)系。矢量模式非常有利于描述一些離散特征,但對(duì)連續(xù)變化的特征,例如土壤類型或趕往醫(yī)院的開銷等,就不太有用。
柵格模式發(fā)展為連續(xù)特征的模式。柵格圖象包含有網(wǎng)格單元,有點(diǎn)像掃描的地圖或照片。不管是矢量模式還是柵格模式,用來(lái)存儲(chǔ)地理數(shù)據(jù),都有優(yōu)點(diǎn)和缺陷。現(xiàn)代的GIS都可以處理這兩種模式。
3地理環(huán)境因素對(duì)公路交通運(yùn)輸?shù)挠绊?
(1)山丘叢林對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊憽Ｉ降氐貐^(qū)一般地表起伏較大,道路稀少,較多雜草、灌木叢或山林,河溪交錯(cuò),氣溫高,雨霧多,濕度大,氣候變化快。山地地形對(duì)運(yùn)輸?shù)南拗谱饔幂^大。
(2)城市居民地對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊憽３鞘芯用竦厝斯そㄖ锩芗⒏叽?排列有序,街道縱橫交錯(cuò),有的城市還建有地下通道;市區(qū)與外界交通聯(lián)系方便,地面道路多呈幅射狀向四面延伸,并有兩種以上交通方式相銜接。城市地形對(duì)運(yùn)輸?shù)挠欣麠l件是運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施完善,車輛行駛安全系數(shù)高;運(yùn)輸線路呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),回旋余地大,不易中斷。
(3)水網(wǎng)稻田對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊憽ＫW(wǎng)稻田地勢(shì)平坦開闊,地表江河、溝渠、湖塘密集,水量充沛;稻田連片,終年積水,淤泥較深。水網(wǎng)稻田地區(qū)人口稠密,經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá),公路質(zhì)量較高,可晴雨通車。水網(wǎng)稻田地鄉(xiāng)村道路密度高,但路面狹窄,路基松軟,轉(zhuǎn)彎半徑小,不利于車輛通行。
(4)戈壁沙漠地對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊憽８瓯谏衬氐耐ㄒ暻闆r良好,但缺少明顯方位物;人煙稀少,氣候極度干燥、少雨,水源貧乏,多風(fēng)暴,自然環(huán)境惡劣。在布滿流動(dòng)和半流動(dòng)沙丘的沙漠地上,普通輪式車輛無(wú)法通行,對(duì)車輛機(jī)動(dòng)性要求高,且風(fēng)沙對(duì)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)磨損大,影響車輛壽命。
交通運(yùn)輸活動(dòng)除了受以上地形因素的影響外,還會(huì)受到氣象、社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境及交通網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等因素的影響。
4GIS在公路交通運(yùn)輸中的應(yīng)用
(1)地理信息系統(tǒng)基本功能。即地理信息系統(tǒng)技術(shù)能提供的通用功能,包括地圖顯示、縮放、漫游、鷹眼、距離量測(cè)等,為系統(tǒng)提供背景地圖與交通圖層的顯示、縮放、任意漫游等控制地圖的功能。
(2)數(shù)據(jù)圖層處理功能。地理信息系統(tǒng)的疊加分析是將有關(guān)主題層組成的數(shù)據(jù)層面,進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個(gè)新數(shù)據(jù)層面的操作,其結(jié)果綜合了原來(lái)兩層或多層要素所具有的屬性。例如,將地理數(shù)據(jù)庫(kù)中的道路層與水系層進(jìn)行疊加分析,可獲得道路層原來(lái)沒(méi)有的橋梁、渡口等重要信息,為運(yùn)輸指揮提供重要的決策信息。
(3)統(tǒng)計(jì)分析功能。主要是針對(duì)交通網(wǎng)及其交通專題數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。交通網(wǎng)基本信息包括道路的等級(jí)、類別,交通網(wǎng)中各種運(yùn)輸線路的分布特征、路網(wǎng)的密度,交通設(shè)施配置分布以及民用汽車運(yùn)力分布等等,這些需要統(tǒng)計(jì)或是分類的數(shù)據(jù),可以采用專題圖的形式表示,也可以通過(guò)數(shù)值計(jì)算表示。為考慮交通網(wǎng)及其地理背景要素的空間分布,對(duì)汽車運(yùn)力動(dòng)員與征集、運(yùn)力的疏散轉(zhuǎn)移等實(shí)際問(wèn)題提供了分析依據(jù)。
(4)保障范圍分析功能。主要是圍繞空間目標(biāo)建立一定寬度范圍的緩沖區(qū)多邊形,然后從緩沖區(qū)域中獲取或查找分布特征的情況。運(yùn)輸“快速、精確”要求,運(yùn)力保障能力限制等,所以涉及保障距離和保障范圍的考慮,這實(shí)際上也是一個(gè)確定緩沖區(qū)的過(guò)程。
(5)路徑分析功能。路徑分析就是為資源尋找通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑,其核心是求解最佳路徑,而不簡(jiǎn)單是最短距離的求解。因?yàn)檫\(yùn)輸不僅受到交通網(wǎng)絡(luò)各種阻礙因素影響,還要受到地理環(huán)境的各種因素影響,作為指揮員應(yīng)全面考慮影響因素,為達(dá)到快速、高效的保障目的而選擇一條最佳行進(jìn)路線。
(6)資源分配分析功能。網(wǎng)絡(luò)資源分配是根據(jù)中心的容量以及網(wǎng)線和節(jié)點(diǎn)的需求將網(wǎng)線和節(jié)點(diǎn)分配給最近的中心,分配過(guò)程中阻力的計(jì)算是沿最佳路徑進(jìn)行的。資源分配可以模擬資源如何在中心和他周圍的網(wǎng)絡(luò)元素之間流動(dòng)。如可用來(lái)進(jìn)行交通樞紐中心、保障基地中心的吸引范圍分析,以尋找交通物流資源范圍,并進(jìn)行合理配置。
(7)選址分析功能。網(wǎng)絡(luò)選址分析是確定機(jī)構(gòu)設(shè)施的最佳地理位置。對(duì)于運(yùn)輸保障活動(dòng)來(lái)說(shuō),其需求點(diǎn)和保障點(diǎn)(即供給點(diǎn))的分布總是存在一定差異,因此需要考慮需求與供給的相互作用力,據(jù)此選擇二者的合理位置,獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。網(wǎng)絡(luò)選址問(wèn)題一般限定設(shè)施必須位于某個(gè)節(jié)點(diǎn)或某條路線上,或者限定在若干候選地點(diǎn)中的選擇位置,降低了問(wèn)題求解難度。
(8)公路網(wǎng)通行分析能力。交通線路的通行能力,是指某一線路在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的最大交通量,可通過(guò)公式估算。
5總結(jié)
農(nóng)產(chǎn)品交通運(yùn)輸活動(dòng)離不開特定的地理環(huán)境,地理信息系統(tǒng)提供將地理環(huán)境信息可視化的功能,這極大地推動(dòng)了農(nóng)產(chǎn)品公路交通運(yùn)
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