基于ArcGIS Pro的三维街区地图生产研究与实践

随着三维地图在交通、旅游等领域的广泛运用,伴随着技术迭代,传统的三维模型构建和地图生产模式也正在发生改变,充分发挥三维与制图相关领域技术方法和数据资源的优势并有机结合,能在现阶段有效提高生产效率、成果质量和表达效果。研究基于ArcGIS Pro结合三维建模和平面设计软件开展三维街区地图生产的技术方法,并通过南通市轨道交通站点街区图的生产实践,分析总结该项工作中的三维模型生产、多源三维模型格式转换、三维可视化效果以及地图艺术设计的相关技术要点和问题解决思路,为三维街区地图的设计生产和基于GIS技术的三维模型集成展示与利用提供一定的参考。     

结合道路层次结构的道路网络重叠街区划分方法

重叠街区结构是道路网络重要的拓扑特征之一,有助于分析及理解道路之间的相互作用和交通功能的差异。提出一种结合道路网络层次结构,以路网非重叠街区结构为起点,划分路网重叠街区的方法。把路划作为道路基本单元,把对偶图作为路网的网络模型,先采用蚁群游走和局部优化算法挖掘道路网中的非重叠街区结构;再结合道路网络的层次结构进一步对道路网络的重叠街区进行划分。通过4种典型模式的道路网络实验,并根据目视、扩展模块度指标、连通效率指标对实验结果进行分析评价,本方法适用于挖掘不同模式下道路网络的重叠街区结构。     

结合空间相关性的城市热点路段提取方法

城市机动车的数量急剧增加给城市带来了严重的交通拥堵问题。为了缓解城市交通压力,本文提出一种城市热点路段的提取方法。该方法首先结合出租车轨迹数据,依据拓扑邻接的规则建立了空间权重矩阵;然后对各个路段交通量的全局相关性进行分析,并通过局部相关统计量提取了城市交通热点路段,对工作日不同时段内的交通热点路段分布进行了分析;最后通过VISSIM软件对已提取的热点路段进行仿真,得到待验证路段的热点路段隶属程度为0.512,从而表明该算法能够有效地提取城市交通的热点路段。     

三维街景数据在特大城市街区道路环境现状评估中的应用——以北京市为例

从特大城市街区单元的道路环境问题入手,在明确了三维街景数据获取方式与特点的基础上,设计了基于三维街景数据的城市区域街区单元的评估模式。这种借助于倾斜摄影测量和车载移动设备的三维街景数据,将大大提高城市区域评估的效率和准确率,并高效扩大评估的范围。本文基于这种最新的城市区域评估模式,利用街区道路环境现状评估模型对北京市典型区域实现了街道环境的评估。通过对街区单元的道路环境现状评估结果发现,基于三维街景数据的特大城市街区单元道路环境现状评估模型对于提高评估效率和准确率具有大幅帮助。同时发现,北京市机动车占道、绿蔽缺乏、栏杆恶劣、街道失落的情况仍很严重,街区单元道路环境的改善任务仍很重。研究成果将为城市精细化管理和城市设计提供数据支撑,为城市形象改善提供坚实基础。     

基于约束Delaunay结构的街道中轴线提取及网络模型建立

从街区多边形提街道中轴线并在此基础上建立街道网络模型是城市空间分析及街区地图综合的基础问题,本文基于约束Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网结构提出了在邻近街区边界之间的三角形元上提取中轴线从而建立街道网络图模型的方法,区分三种不同三角形元进行中轴线的连接,通过网络图的顶点、边完备地表达出街道、街区、街道交叉口之间的空间关系,并建立了街道中轴线与左右两侧街区多边形边界弧段间的匹配,从而使本文提出的混合数据模型将街道网络结构与街区多边形结构统一起来。     

基于空间智能体的交通信号灯模型构建

在我国交通问题日益严峻的背景下,交通信号灯在疏导车流方面的意义愈发重大。采用空间多智能体建模方法,使用Netlogo多智能体可编程建模平台,对交通信号灯模型进行构建。通过车辆智能体与其他车辆智能体、信号灯智能体以及瓦片交互实现对车辆智能体控制。将车辆数量和不同方向的信号灯时长作为模型输入参数,设定三种方案进行动态模拟,监测该模型在一定时长内所有车辆总等待时长。通过调整输入参数以及数据统计,对不同信号灯配时方案进行分析,为交通信号灯配时方案的制定提供一定参考。     

微观交通仿真平台的地理信息系统支持能力分析

动态交通信息服务是社会化特征显著的智能交通系统理念中的重要组成部分之一,也是提高基于位置服务可用性的核心所在。动态交通信息服务的实现,需要在实时交通信息获取与微观交通仿真技术的基础上,构造各种应用模型和算法,并与地理信息系统环境下的交通信息管理与发布平台相结合,提供满足公众需求的信息服务,为公众出行、交通管理、物流运输等应用提供有效支持。目前业界存在几十种微观交通仿真模型和对应开发的微观交通仿真平台。这些模型和平台有着各自不同的特性,对地理信息系统的支持能力也存在很大差异。本文分析了SimTraffic、CORSim、VisSim、Paramics、AIMSUN、MITSimLab和TransModeler等7种几种业界成熟的微观交通仿真平台的技术特性,评价了它们对地理信息系统的支持能力,可为动态交通信息服务应用的研发提供有效参考。     

基于路网的城市子区域提取技术研究

2016年起我国的城市规划管理开始实行"开放社区"的政策,城市规划向街区转型,新建住宅也要推广街区制。针对城市街区单位获取难度大的问题,提出了一种矢栅一体化的城市区域分割技术流程。首先将矢量形式的路网数据转换为栅格数据,随后利用数学形态学运算去除碎屑多边形,其次运用Hilditch图像细化算法提取路网骨架,最后通过两次扫描算法标记连通区域,提取路网分割的城市区域。该操作流程简便、高效,结果实用性强,可为后续城市空间分析提供一种有意义的基础底图数据。     

基于DXF的OpenFlight数据创建方法研究

针对虚拟城市仿真系统应用中OpenFlight模型缺乏、建模方式单一,难以构建复杂模型的情况,本文提出基于CAD文件来构建Opeflght模型的方法,在详细分析OpenFlight和DXF的数据组织结构的基础上,设计了基于DXF的OpenFlight数据创建方案并编程实现。通过实例测试证明该方案能快速、完整地进行数据转换,为虚拟城市系统的三维仿真模型构建提供了一条行之有效的途径。     

基于OpenStreetMap数据的城市街区提取与精度评价

针对城市街区地理数据获取困难,OpenStreetMap数据免费共享、易于获取但数据繁杂难以处理的问题,利用数学形态学膨胀和腐蚀思想以及地理数据质量的评价方法,对基于OpenStreetMap数据的城市街区提取方法和精度进行了探讨;并以南京市建邺区为例,通过选取道路类别、道路处理、拓扑检查等步骤完成街区的提取;最后从街区数据完整性、位置精度、街区尺度和形状4个方面进行了精度评价。结果表明,提取的街区结果精确,数据处理便捷高效,可为OpenStreetMap数据处理提供借鉴,为城市地理研究提供一种快捷有效的基础数据。     

基于特征的非平面GIS-T数据模型在中心服务范围中的应用

交通网络具有极强的空间性与时序性。交通系统运用现代化的空间分析工具来提高对它的管理以及工作效率，是城市建设、交通建设部门普遍关注的问题。GIS-T专门为交通网络问题而设计，运用了专门的交通建模手段，在技术上加强了几何空间网络概念及线的叠置，并有一套以动态分段为代表的专门技术，是智能交通系统的有机组成部分，是辅助城市交通管理与规划的有效技术手段，特别是与其它高新技术，如：GPS、无线通讯、Internet、虚拟显示等进行有机结合后，能为建立广泛的实时数字交通信息用户服务体系。     

基于路网拓扑结构的指路标志标识系统数据模型的研究与应用

针对指路标志的标识功能,分析了指路标志的特征,提出了指路标志项的概念。基于路网拓扑结构,构建了以指路标志项为基本单元的指路标志标识系统的数据模型,使得在计算机中建立指路标志的信息管理及自动设计分析应用系统成为可能。最后,在此数据模型的基础上,开发了一个基于GIS平台的指路标志标识计算机应用系统。该系统能对指路标志进行自动设计、根据交通规则的修改对指路标志执行自动更新,说明本文提出的数据模型是有效可行的。     

基于GIS的城市交通网络要素可视化表达方法研究

城市交通网络要素的可视化表达是GIS—T研究和应用领域中的一个难题,本文在对目前流行的交通网络数据模型进行系统研究的基础上,选择了动态分段技术下的结点-弧段模型,对交通网络复杂要素进行可视化表达,并对城市交通网络要素的可视化表达方法和形式进行了分析,最后结合交通网络复杂要素的可视化表达,设计和创建了具体的数据结构表和数据结构图。     

分形理论在城市交通网络时空演变特征研究中的应用--以上海市为例

以上海城市交通网络为例，通过不同行政区域交通网络的分维值测算，研究了分形特征的空间变化；利用上海全域及典型行政区交通网络不同时代的分维，研究了分形特征的时间演化。结果表明，上海城市交通网络的分形特征在空间域上城区内域明显复杂于外域，在城市发展主轴方向上表现为由内向外分维测度值的降低；而在时间域，近期的交通网络分形复杂度明显高于早期，反映了城市发展与形态演化的时间过程。     

基于GIS的北京市中心城、新城公共服务设施现状分析

公共服务设施的布局是否合理关系到居民的生活质量,关系到新城能否实现为中心城疏解人口及功能的规划目标,因此,对中心城、新城公共设施布局公平性和合理性的研究具有重要的科学和现实意义。本文基于GIS,结合人口数据、步行路网数据,分析了中心城、新城公共服务设施可覆盖人口、服务面积及存在的问题,对于优化北京市公共设施的布局具有一定的借鉴意义。     

基于空间网络分析的高速公路网一类调查观测站布设技术

在数量适度的情况下,合理布设高速公路交通量调查观测站点,使观测数据准确反映路网运行特征是高速公路交通量调查与信息服务体系构建的重要支撑。文中运用GIS空间网络分析技术,结合"两阶段"宏观布设法和OD反推布设法,开发交通量调查观测站布设软件。当缺少历史流量数据时,用"两阶段"宏观布设法以路段累计重要度代替路段流量,并进行累计重要度计算。最后以江苏省高速公路网一类调查观测站布设为例进行验证,结果表明,软件可基本实现科学、高效的高速公路一类调查观测站布设。     

Geotechnical and environmental considerations in highway layouts: an integrated GIS assessment approach

Highway route layout design typically relies on aerial photographs, topographic maps and geologic maps. In this paper, a GIS platform, which incorporates the main digital data needed for evaluating route layouts, is used in a computer-based approach for highway layout assessment. Possible layouts are evaluated based on two sets of criteria. First, traditional evaluation criteria focussing on geometric design factors and impact on man-made features are considered. Next, the developed assessment framework builds on the GIS platform to generate specific environmental and geotechnical criteria for route layout evaluation. The developed approach integrates highway design, slope stability, and traffic noise modeling packages and specifically written codes with the GIS packages ARC/INFO and ArcView. A prototypical application of the assessment framework for a proposed highway south of the city of Beirut, Lebanon is presented. The results demonstrate the potential of the developed approach in incorporating new evaluation criteria at the route layout design stage and in automating the route layout assessment procedure.     

哈尔滨市阳明滩大桥疏解工程二等GPS平面控制网的测量与实现

哈尔滨市阳明滩大桥疏解工程是黑龙江省政府为振兴东北老工业基地,缓解两岸交通压力,造福子孙后代而投资建设的一项基础公益性工程,同时,也是黑龙江省十五计划重点工程。该工程提供的二等GPS平面控制网测量成果为城市规划设计提供第一手资料及数据,便于施工单位对阳明滩大桥沿线工程做施工测量,也便于规划设计者对我市做整体规划及道桥布局。     

基于约束条件的元胞自动机土地利用规划布局模型

分析了我国当前土地利用规划布局的不足，对标准的元胞自动机模型的元胞涵义、规则定义等进行了扩展，探讨了元胞自动机模型在政策及相关规划约束、邻域耦合、适宜性约束、继承性约束及土地利用规划指标约束下的土地利用规划布局的元胞自动机模型。以广西东兴市为例进行了模型的仿真运行和结果分析。     

基于GIS的安庆市应急避难场所空间布局特征分析与优化

随着城市发展步伐的加快,火灾、爆炸、公共卫生事故、工程事故等人为灾害性事件频发,洪水、地震、台风等自然灾害也给城市居民的生命和财产安全造成了极大损失。由于城市规模和人口数量将越来越大,城市应急避难场所在城市规划中就显得更加重要。本文以安庆城区为例,根据城市人口分布状况以及城市总体的空间布局,分析应急避难场所的特征及其与城市的适应程度。采用GIS的空间查询、网络分析、最佳路径分析等功能,检验该市应急避难场所的合理性。针对城市规划中应急避难场所空间布局上不合理的问题,进行方案优化。研究结果将给安庆市应急避难场所的空间布局带来一定的借鉴作用。