摘 要 作為3S技術(shù)的一個(gè)組成部分，地理信息系統(tǒng)以其強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)的采集、管理、分析、輸出能力，在各行各業(yè)均得到了廣泛的應(yīng)用。本文闡述了地理信息系統(tǒng)（簡稱“GIS”）技術(shù)在公路建設(shè)及管理工作中的應(yīng)用，論述了其在提高施工管理水平，強(qiáng)化進(jìn)度控制，節(jié)約施工成本，實(shí)現(xiàn)安全可控方面的作用。

關(guān)鍵詞 地理信息系統(tǒng);GIS;公路工程

1地理信息系統(tǒng)簡介

1.1 地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)和用戶組成，通過對(duì)地理數(shù)據(jù)的集成、存儲(chǔ)、檢索、操作和分析，生成并輸出各種地理信息，從而為土地利用、資源管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市規(guī)劃以及政府部門行政管理提供各種空間信息，為工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃、管理提供決策服務(wù)。地理信息系統(tǒng)作為一種決策支持系統(tǒng)得到了越來越廣泛應(yīng)用。在地理信息系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過程中，技術(shù)人員通過數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、管理、集成、分析等功能，處理各種空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，根據(jù)需要提供各類數(shù)據(jù)支持，為方案的選取、工作的開展及功效的評(píng)估提供技術(shù)支持。

1.2 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢

（1）數(shù)據(jù)獲取效率高。在地理信息系統(tǒng)應(yīng)用過程中，技術(shù)人員無需對(duì)感興趣的各類數(shù)據(jù)逐一進(jìn)行實(shí)地測量，可以最大限度地利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)，通過紙質(zhì)地圖掃描數(shù)字化、遙感數(shù)據(jù)分析矢量化、表格數(shù)據(jù)與適量數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)等方式，輔以實(shí)地測量，快速獲取所需的數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)綜合分析能力強(qiáng)。在地理信息系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過程中，可綜合利用土地利用現(xiàn)狀、土地利用規(guī)劃、基本農(nóng)田規(guī)劃、等高線、DEM、DOM及各類專題數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速綜合分析，得到所需的各類數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)獲取不易受外部干擾。地理信息系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過程中，數(shù)據(jù)獲取手段具有多樣性，不易受測繪現(xiàn)場自然條件、地形、地貌、氣象等因素的影響，有利于在各種不利條件下快速獲取數(shù)據(jù)，為各項(xiàng)工作提供技術(shù)支持[1]。

2地理信息系統(tǒng)在公路工程建設(shè)及管理中的應(yīng)用

2.1 施工前準(zhǔn)備階段的應(yīng)用

施工前準(zhǔn)備階段包括決策階段、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段和設(shè)計(jì)階段，其工作內(nèi)容包括編制項(xiàng)目建議書、編制可行性研究報(bào)告、編制設(shè)計(jì)任務(wù)書、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)等內(nèi)容。此階段，地理信息系統(tǒng)可以綜合利用地形、基本農(nóng)田及一般農(nóng)田、公益林及一般林地、道路路網(wǎng)、灌溉排水設(shè)施、自然保護(hù)區(qū)、文物保護(hù)、地質(zhì)構(gòu)造、征地補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為線路、橋涵、隧道等的設(shè)計(jì)以及原有灌溉排水設(shè)施、道路的改移提供決策支持，為投資目標(biāo)、進(jìn)度目標(biāo)、質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供參考。

2.2 施工階段的應(yīng)用

（1）征地進(jìn)度控制。公路工程建設(shè)往往存在工期緊、任務(wù)重的特點(diǎn)。如何合理安排工期也是控制施工成本的需要?？刂菩怨こ痰氖┕び玫匦枰刃姓饔?，非控制性工程用地需要按計(jì)劃征用。地理信息系統(tǒng)可以在施工用地征用進(jìn)度控制上給予技術(shù)支持和直觀的展示，有利于保障整個(gè)施工工作的開展。

（2）“三線”改遷工作?！叭€”包括電力線、電話線、電視信號(hào)線及其他通信網(wǎng)絡(luò)線，根據(jù)電壓不同分為強(qiáng)電和弱點(diǎn)。公路工程建設(shè)中，經(jīng)常會(huì)遇到需要進(jìn)行“三線”改遷的情況。這就需要根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行線路的重新布設(shè)，滿足需要的同時(shí)還要兼顧改遷成本。地理信息系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)場三維地形、地類、權(quán)屬等情況進(jìn)行直觀展示，對(duì)于“三線”改遷工作方案的確定提供決策支持。

（3）臨時(shí)用地征用。施工過程中，經(jīng)常會(huì)遇到鋪設(shè)進(jìn)場道路、架設(shè)臨時(shí)用電線路、建設(shè)施工場站及給排水設(shè)施等情況。地理信息系統(tǒng)可以綜合包括地形、地類等多方面因素進(jìn)行分析，在滿足施工需要的前提下，優(yōu)化臨時(shí)用地征用方案，控制臨時(shí)用地征用及還建費(fèi)用。

2.3 運(yùn)營管理中的應(yīng)用

公路的運(yùn)營管理包括提升路域環(huán)境、及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理道路、橋梁及隧道的病害、針對(duì)交通肇事、氣象條件等設(shè)置必要的安全設(shè)施等工作。地理信息系統(tǒng)可將車流量監(jiān)控、易肇事路段統(tǒng)計(jì)、路面病害監(jiān)測等數(shù)據(jù)集成到道路空間數(shù)據(jù)當(dāng)中，結(jié)合地形、氣象等因素，適時(shí)提供加強(qiáng)保潔投入、公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、增設(shè)安全設(shè)施等方面的決策支持。

3需要注意的幾個(gè)問題

3.1 坐標(biāo)系統(tǒng)的選取和統(tǒng)一

公路工程建設(shè)過程中，存在著路線長、區(qū)域跨度大、高差大等實(shí)際問題，在滿足誤差要求的情況下，選取一種或幾種合適的坐標(biāo)系統(tǒng)非常重要。地理信息系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)可以是多種多樣的，如何將獲取到的各類數(shù)據(jù)統(tǒng)一到選定的坐標(biāo)系統(tǒng)當(dāng)中，是實(shí)現(xiàn)地理信息綜合分析的前提和保障。

3.2 測量控制點(diǎn)的確定和維護(hù)

公路工程建設(shè)過程中，設(shè)計(jì)文件選定的控制點(diǎn)通常沿線布置，部分控制點(diǎn)可能設(shè)置在主線施工范圍內(nèi)，放線結(jié)束后往往缺乏必要的保護(hù)，施工結(jié)束后更是缺乏維護(hù)。此外，施工樁號(hào)和后期運(yùn)行時(shí)的樁號(hào)往往存在差異，測量控制點(diǎn)的維護(hù)不當(dāng)甚至損毀將對(duì)后期尾工工程及改擴(kuò)建工程的放線帶來不便。建議施工過程中，對(duì)測量控制點(diǎn)數(shù)據(jù)及實(shí)體進(jìn)行妥善保管和維護(hù)，為后期施工奠定基礎(chǔ)。

3.3 數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一以及分析方法的確定

公路工程建設(shè)及管理中，所需的數(shù)據(jù)來源是多種多樣的，獲取的數(shù)據(jù)包括數(shù)字柵格圖（DRG）、數(shù)字正射影像（DOM）、數(shù)字地形模型（DTM）、各種格式的專題數(shù)據(jù)及元數(shù)據(jù)等。這就涉及矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)格式及軟件平臺(tái)的選取、點(diǎn)線面數(shù)據(jù)的分析等方面的問題。尤其在運(yùn)營管理及養(yǎng)護(hù)工作中，沒有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)和分析方法可供使用，需要根據(jù)工作需要自行建立起數(shù)據(jù)采集、管理、分析的方式方法。

3.4 人員的培訓(xùn)

地理信息系統(tǒng)在其應(yīng)用過程中，對(duì)人員的理論基礎(chǔ)、技術(shù)操作水平都有著較高的要求，要讓地理信息系統(tǒng)專業(yè)的技術(shù)人員具備其他專業(yè)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，讓各專業(yè)的人員理解地理信息系統(tǒng)專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，熟悉地理信息系統(tǒng)的基本操作，就需要組織有針對(duì)性的專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)。只有人員素質(zhì)有了較大地提升，地理信息系統(tǒng)在各領(lǐng)域的應(yīng)用才能得到有效的推廣。

4結(jié)束語

就目前來看，地理信息系統(tǒng)在公路工程建設(shè)及管理中的應(yīng)用還處在一個(gè)較低的層次。大部分工作任務(wù)還依賴管理人員及專業(yè)技術(shù)人員的自身經(jīng)驗(yàn)和實(shí)地踏勘進(jìn)行決策。管理人員知識(shí)的片面性和經(jīng)驗(yàn)的不足容易造成管理水平的低下及資源的浪費(fèi)。就地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用來講，還需要在應(yīng)用軟件開發(fā)及分析方法優(yōu)化上繼續(xù)努力。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉星，吳斌.工程測量學(xué)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2015：186-187.

作者簡介

李輝（1984-），男，河北樂亭人;職稱：工程師，現(xiàn)就職單位：云南云嶺高原養(yǎng)護(hù)工程有限公司，研究方向：GIS、工程測量、公路工程。