GIS技術在農產品交通運輸中的應用研究

鄭紅劍 王春秀

摘要:農產品交通運輸要能實施“精確保障”,能通過建立可靠的信息網絡將保障對象信息傳送給運輸保障單位,使運輸指揮員知道各分隊在何時、何地需要什么,把恰當的物資送到恰當的地點。地理信息系統具有的可視化位置信息功能可為交通運輸提供一種可視的地理環境,恰好能滿足精確保障的要求。

關鍵詞:地理信息系統;農產品;交通運輸

中圖分類號:TP317.1文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2009)23-0283-01

1GIS概念

物質世界中的任何地物都被牢牢地打上了時空的烙印。人們的生產和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關。地理信息系統(簡稱GIS)作為獲取、處理、管理和分析地理空間數據的重要工具、技術和學科,近年來得到了廣泛關注和迅猛發展。從技術和應用的角度,GIS是解決空間問題的工具、方法和技術;從學科的角度,GIS是在地理學、地圖學、測量學和計算機科學等學科基礎上發展起來的一門學科,具有獨立的學科體系;從功能上,GIS具有空間數據的獲取、存儲、現示、編輯、處理、分析、輸出和應用等功能;從系統學的角度,GIS具有一定結構和功能,是一個完整的系統。簡而言之,GIS是一個基于數據庫管理系統(DBMS)的管理空間對象的信息系統,以地理空間數據為操作對象是地理信息系統與其它信息系統的根本區別。

2GIS的工作原理

GIS就是用來存儲有關世界的信息,這些信息是可以通過地理關系連接在一起的所有主題層集合。

2.1地理參考系統

地理信息包含有明確的地理參照系統,例如經度和緯度坐標,或者是國家網格坐標。也可以包含間接的地理參照系統,例如地址、郵政編碼、人口普查區名、森林位置識別、路名等。一種叫做地理編碼的自動處理系統用來從間接的參照系統,如地址描述,轉變成明確的地理參照系統,如多重定位。這些地理參考系統可以使你定位一些特征,例如商業活動、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,關于點、線和多邊形的信息被編碼并以x、y坐標形式儲存。一個點特征的定位,例如一個鉆孔,可以被一個單一的x、y坐標所描述。線特征,例如公路和河流,可以被存儲于一系列的點坐標。多邊形特征,例如銷售地域或河流聚集區域,可以被存儲于一個閉合循環的坐標系。矢量模式非常有利于描述一些離散特征,但對連續變化的特征,例如土壤類型或趕往醫院的開銷等,就不太有用。

柵格模式發展為連續特征的模式。柵格圖象包含有網格單元,有點像掃描的地圖或照片。不管是矢量模式還是柵格模式,用來存儲地理數據,都有優點和缺陷。現代的GIS都可以處理這兩種模式。

3地理環境因素對公路交通運輸的影響

(1)山丘叢林對運輸的影響。山地地區一般地表起伏較大,道路稀少,較多雜草、灌木叢或山林,河溪交錯,氣溫高,雨霧多,濕度大,氣候變化快。山地地形對運輸的限制作用較大。

(2)城市居民地對運輸的影響。城市居民地人工建筑物密集、高大,排列有序,街道縱橫交錯,有的城市還建有地下通道;市區與外界交通聯系方便,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。城市地形對運輸的有利條件是運輸基礎設施完善,車輛行駛安全系數高;運輸線路呈網狀結構,回旋余地大,不易中斷。

(3)水網稻田對運輸的影響。水網稻田地勢平坦開闊,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。水網稻田地區人口稠密,經濟較為發達,公路質量較高,可晴雨通車。水網稻田地鄉村道路密度高,但路面狹窄,路基松軟,轉彎半徑小,不利于車輛通行。

(4)戈壁沙漠地對運輸的影響。戈壁沙漠地的通視情況良好,但缺少明顯方位物;人煙稀少,氣候極度干燥、少雨,水源貧乏,多風暴,自然環境惡劣。在布滿流動和半流動沙丘的沙漠地上,普通輪式車輛無法通行,對車輛機動性要求高,且風沙對車輛發動機磨損大,影響車輛壽命。

交通運輸活動除了受以上地形因素的影響外,還會受到氣象、社會經濟環境及交通網絡環境等因素的影響。

4GIS在公路交通運輸中的應用

(1)地理信息系統基本功能。即地理信息系統技術能提供的通用功能,包括地圖顯示、縮放、漫游、鷹眼、距離量測等,為系統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)數據圖層處理功能。地理信息系統的疊加分析是將有關主題層組成的數據層面,進行疊加產生一個新數據層面的操作,其結果綜合了原來兩層或多層要素所具有的屬性。例如,將地理數據庫中的道路層與水系層進行疊加分析,可獲得道路層原來沒有的橋梁、渡口等重要信息,為運輸指揮提供重要的決策信息。

(3)統計分析功能。主要是針對交通網及其交通專題數據進行統計分析。交通網基本信息包括道路的等級、類別,交通網中各種運輸線路的分布特征、路網的密度,交通設施配置分布以及民用汽車運力分布等等,這些需要統計或是分類的數據,可以采用專題圖的形式表示,也可以通過數值計算表示。為考慮交通網及其地理背景要素的空間分布,對汽車運力動員與征集、運力的疏散轉移等實際問題提供了分析依據。

(4)保障范圍分析功能。主要是圍繞空間目標建立一定寬度范圍的緩沖區多邊形,然后從緩沖區域中獲取或查找分布特征的情況。運輸“快速、精確”要求,運力保障能力限制等,所以涉及保障距離和保障范圍的考慮,這實際上也是一個確定緩沖區的過程。

(5)路徑分析功能。路徑分析就是為資源尋找通過網絡的最佳路徑,其核心是求解最佳路徑,而不簡單是最短距離的求解。因為運輸不僅受到交通網絡各種阻礙因素影響,還要受到地理環境的各種因素影響,作為指揮員應全面考慮影響因素,為達到快速、高效的保障目的而選擇一條最佳行進路線。

(6)資源分配分析功能。網絡資源分配是根據中心的容量以及網線和節點的需求將網線和節點分配給最近的中心,分配過程中阻力的計算是沿最佳路徑進行的。資源分配可以模擬資源如何在中心和他周圍的網絡元素之間流動。如可用來進行交通樞紐中心、保障基地中心的吸引范圍分析,以尋找交通物流資源范圍,并進行合理配置。

(7)選址分析功能。網絡選址分析是確定機構設施的最佳地理位置。對于運輸保障活動來說,其需求點和保障點(即供給點)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,據此選擇二者的合理位置,獲得最大經濟效益。網絡選址問題一般限定設施必須位于某個節點或某條路線上,或者限定在若干候選地點中的選擇位置,降低了問題求解難度。

(8)公路網通行分析能力。交通線路的通行能力,是指某一線路在單位時間內通過的最大交通量,可通過公式估算。

5總結

農產品交通運輸活動離不開特定的地理環境,地理信息系統提供將地理環境信息可視化的功能,這極大地推動了農產品公路交通運輸活動完善其后勤保障能力。同時將地理信息系統中的空間分析功能恰當地應用到農產品公路交通運輸活動的各個環節,為實現信息化條件下農產品公路交通運輸精確保障提供了重要的定量基礎。

參考文獻

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