三维GIS技术在高速公路养护中的应用研究

三维GIS技术在高速公路养护中的应用研究

赵阅兵

（中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东科诺勘测工程有限公司）

摘要：随着高速公路建设的不断发展，高速公路路网结构已经趋于稳定，但在公路养护管理方面的问题却逐渐凸显。本文系统分析了三维GIS技术在高速公路养护中的应用原理，并在此基础上探究了基于三维GIS技术的高速公路养护管理系统设计，希望本文的研究工作能够对三维GIS技术在高速公路养护工作中的应用发展提供一定的帮助，从而促进高速公路养护工作的发展。

关键词：三维GIS技术；高速公路；应用

1引言

随着经济的快速发展，我国高速公路建设也逐渐成熟，为了保证已建成的告诉公路能够始终保持较好的使用状态，同时也为了提高高速公路的使用安全性，高速公路养护管理部门必须定期对公路进行养护、维修，从而确保其顺利运行[1]。现阶段的高速公路路网结构较为复杂，公路养护管理工作必须要对庞大的公路信息数据进行分析，传统的手工管理方式无法及时的掌握公路建设的全面信息，已经无法较好的满足庞大的公路养护需求，而利用先进的三维GIS技术、数据库技术以及编程技术等能够建立完善的公路管理地理信息系统，从而为公路养护提供一个科学的辅助平台。三维GIS技术的应用能够使高速公路的养护管理工作逐渐走向现代化、数字化，对于提高高速公路的运行效率与服务水平有着重要意义。

2三维GIS技术在高速公路养护中的应用原理

2.1三维GIS技术概述

三维GIS技术即地理信息系统技术，其结合了地理学、地图学、遥感以及计算机技术，是一门综合性较强的科学技术，现阶段三维GIS技术已经在汽车导航、手机定位等多个领域得到了广泛应用，GIS技术能够实现对地理数据的输入、存储以及分析等功能，并能对辐射范围内的地理空间数据进行高效处理，而高速公路具有线路长、复杂性高的特点，因此应用GIS技术能够较好的实现对道路路面的可视化、数据化管理。GIS技术主要分为五个部分，分别为人员、数据、硬软件以及过程，其中人员是GIS技术中最为核心的部分，开发人员必须能够在GIS中对任务进行有效定义，才能进一步进行处理程序的研发；数据的精确程度将直接影响到GIS技术的处理结果；而GIS技术的软硬件则对数据处理速度、可靠性等有着重要影响。

2.2三维GIS技术应用的重要性

GIS技术能够提供高速公路养护管理的基础工作平台，利用图形工作界面，能够对高速公路养护信息进行可视化处理，从而有效提高养护管理部门的工作效率。在传统的养护管理方式中，对公路线状特征的存储与管理是以弧段为基本单位进行的，养护部门在信息处理使通常使用的是节点-弧段模型，这一信息模型能够比较好的反应高速公路的静态特征，但随着高速公路投入使用，其各方面信息都可能出现变化，再使用原有的节点-弧段模型则无法对高速公路的动态信息进行描述，因此已经不能较好的应用与养护部门的信息数据处理工作中，为了提高养护部门的工作效率、信息处理水平，必须采用三维来进行基础工作平台的建设，从而对高速公路的线性特征进行静态与动态的有效描绘[2]。三维GIS技术的有效应用，能够对高速公路数据信息进行可视化处理，通过其提供的电子地图，工作人员能够真实的观看到高速公路的图片、录像的信息，并根据其显示的路面情况制定出专题地图，从而更加针对性的展开公路的养护工作。

3基于三维GIS技术的高速公路养护管理系统设计

3.1系统的需求与可行性分析

在进行养护管理系统的设计与研发时，必须对展开系统的需求分析，只有明确了养护管理工作对这一系统的实际需求，才能在这一基础上将系统功能具体的反映在需求规范说明中。而系统的可行性分析则是要在需求分析的基础上，从操作可能性、经济性等方面进行目标分析，确定系统设计的实际应用可能[3]。

3.2基于三维GIS技术的系统基本结构

高速公路养护管理系统主要分为四个基于GIS技术的子系统：①资料维护系统，该系统主要进行信息数据的输入、删除等工作，是养护管理系统的基础；②信息评价系统，该系统是公路养护管理系统中的核心系统，工作人员在这一系统中能够看到高速公路各个路段的动态变化、路面状况、道路设施损坏情况等，并在管理人员查询后能够自动对公路数据进行保存，从而方便后期的数据分析工作；③养护决策系统，工作人员在查询电子地图中所查路段的损坏信息后，根据道路的路面图片与录像等信息反馈，系统将向管理养护人员提供合理的辅助养护决策。该系统能够辅助养护管理人员根据路况损坏情形、道路养护管理规范、系统决策等进行综合考虑，最后对路段的养护制定科学、综合性的养护决策；④系统管理系统，是养护管理人员对电子地图实施基本操作、系统维护以及设置管理权限等功能的子系统。

结论

高速公路养护管理对于提高公路安全性、延长其使用周期有着重要影响，因此必须建立完善的高速公路养护管理系统为有关部门的管理工作提供科学指导。本文首先探究了三维GIS技术的应用原理，然后分析了基于三维GIS技术的高速公路养护管理系统设计，希望本文的研究能够对高速公路的养护管理工作提供一定的参考意见。

参考文献

[1]程一曼,李舸,李翼.三维GIS在陕西省高速公路管理中的应用设计[J].测绘与空间地理信息,2014,12:107-109.

[2]李伟.三维GIS在高速公路监控管理中的应用[J].科技创新导报,2015,17:195-196.

[3]王琪.GIS技术在高速公路养护管理中的应用[J].商品混凝土,2013,09:82+84.

作者简介

赵阅兵（1984-），男，硕士，工程师，主要研究方向为三维GIS技术开发与应用。

广东省科技计划资助项目《三维GIS技术在公路资产信息化管理中的研究与应用》，项目编号2013B040401001。