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来源：职称驿站所属分类：交通运输论文 发布时间：2011-05-24浏览：52次
摘要:文中简单介绍GIS的定义及优势，针对铁路勘测设计现状，浅析了GIS在铁路设计各阶段中的应用优势。利用GIS将各专业部门进行集成优化，加快数字铁路设计建设。
摘要：铁路勘测设计、地理信息系统
1． 引言
铁路是我国国民经济的大动脉，随着高速铁路在我国的广泛建设，在高速铁路技术日趋成熟的今天，铁路勘测设计的速度尤为重要，怎么才能够以快速优质的铁路勘测设计成果赢得更多的市场份额，是摆在设计领域的一大难题。本文就GIS在其中最初级的铁路各勘测设计阶段中的应用和优势进行简介。利用地理信息系统对数据及设计过程的管理理论的优势更好的组织和协调各部门及各阶段的工作。
2． GIS的概念及优势
GIS(GeographicInformationSystems,地理信息系统)是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。是多种学科交叉的产物，它以地理空间为基础，采用地理模型分析方法，实施提供多种空间和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。其基本功能是将表格型数据（无论它来自数据库,电子表格文件或直接在程序中输入）转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览，操作和分析。GIS有别于其它计算机系统的优势在于能够处理和有效管理海量数据，并且可以根据对不同数据进行分类管理。同时具备强大的空间查询、分析能力和过程管理能力，同时通过专家系统的支持能有效快速的解决随时发生的问题，提高效率。
3． 铁路勘测设计现状
我国铁路勘测设计技术经历了近40年的发展，勘测手段正向3S技术为代表的现代测绘技术过渡。铁道工程设计的不同阶段基本都是在地形图上实现，实质是在线划图上进行2.5维设计，铁路纵断面设计的软件已比较成熟，平纵断面联合优化的方法研究和软件的开发也已有重大突破性进展，但地形图是静态的，地面上的高程点是通过等高线表示的，所以很不直观、也很难统观全局，易遗漏有价值的方案。跟铁路勘测设计的一体化、多维化、动态化的发展要求相比还存在着三方面的不足：一是开发的软件还是以单项应用为主，平纵断面在一个统一的平台下设计的组建还不成熟；二是设计的成果多维二维图，三维景观则多以其他CAD软件地理实现，二维设计和三维建模显示的软件分离，不能实现二维和三维的一体化设计；三是工程勘测信息和图形数据分离，无法实现工程勘测信息和图形的关联查询、编辑、修改等集成管理，而且不便于综合评价和评估勘测设计质量。
4． GIS在铁路勘测设计各阶段中的应用
4.1GIS在铁路预可研阶段的应用
铁路设计前期研究中，可以在全国地形图中记录路网通路信息、路网的属性信息（通行能力、坡度、铁路曲线的技术等级及要求、地质条件等），路网中各节点的属性信息（人口、经济状况、特产、中长期规划等）以及DEM等模型，结合智能专家系统对路网进行通达性分析，流量分析等各种经济指标分析，最终提出铁路建设的需求性分析。利用GIS对空间数据及属性数据的高效管理能力，能够有效的将拟设计线路各节点的空间信息和当地经济信息以及所在地要求的设计技术标准有机结合，提供给设计者。
4.2GIS在铁路可研阶段勘测设计的应用
铁路勘测设计在可行性研究阶段的勘测设计主要任务是解决线路方案、接轨点方案、建设规模、主要技术标准、主要技术设备设计原则；进一步落实各设计年度客运货运量，提出主要工程数量、设备、用地及拆迁概数；建设工期、投资估算；财务评价及国民经济评价。
此阶段的基础数据内容多样，各类数据在来源，格式，应用范围等方面各有特点，种类繁多。如何将这些勘测和设计的数据进行有效的组织和管理，是决定勘测设计速度和质量的关键因素。各种数据虽然多样，但他们之间又根据空间位置联系在一起，利用GIS空间加属性的数据管理特性，可以有效的组织和处理各类数据，为方案的设计提供技术支持。根据预可研阶段的线位周边各类控制信息进一步确定线位。
铁路勘测设计主要用线路里程作为空间信息联系各专业数据。线路中心线在地理坐标系中的空间分布描述线路的空间位置，即是铁路横纵断面。因此以里程来标识各个工程实体，能够将各个专业的信息进行空间连结。同一个里程位置可包含不同的属性信息，如地质条件，空间位置，设计条件等。有了空间位置的基础条件，在结合空间属性各个专业就能对该点进行选择和调整，通过点间组成线，就构成了预可研阶段的线位，各专业的数量也能够提供。同样的，可根据不同的需求提出不同的线路方案。方案间的比较也能通过空间分析提出初步的比较成果供决策者审阅。
4.3GIS在初步设计及施工图中的应用
在铁路勘测设计的前两个阶段，基本组建完成了以设计院各个部门协同作业的工程数据库。在此统一的数据库中应具备了共享基础数据的能力。目前GIS发展的程度还不能够对各个专业的软件进行集成。但可以对不同软件生产的产品根据不同属性及关键字联系，建立完备的数据管理系统。即可对不同部门的产品进行管理。完备的工程数据库还提供各专业软件的原始数据及成果数据的标准接口。各专业只需从总服务器中调用所需的原始数据，在当地进行设计，完成后按照上下序要求向服务器提交标准的成果数据即可。
铁路设计是各个专业协同作业的集合体，专业间相互联系又相对独立。传统的设计模式是各自独立的设计间通过资料互提进行交互联系。各专业之间又有不同程度的交叉联系，基于CS（center&service）架构的GIS系统能够有效的利用共享资源，加快设计步骤，减少专业间信息丢失。同时便于总体了解各专业进度。只需访问服务器进行查询，各专业的进展就一目了然，也可根据需要对设计的各阶段进行阶段性的成果输出。对于整体进度和质量的把握也会起到积极作用。
4.4GIS在决策管理以及设计咨询中的应用
在铁路勘测设计的各个阶段，设计主管部门对于勘测设计各阶段的进度及质量需要随时的了解，以便加强对整个设计过程的管理和质量控制。利用GIS系统对整个流程的管理将更加便捷。GIS提供强大的查询功能。只需要按照需求键入索引条件，系统就可调阅目前所完成的各项工作。也可将审查意见按照专家支持系统要求直接在某一点反应。例如：某铁路DK10+123.456处桥墩的设计中没有考虑应对超强地震的应力要求，可通过专家系统对该点进行属性特殊标识，注明修改意见。同样对于整个设计中的各个疑难点也能够及时提出专家处理意见。这样各部门的工作都只是针对系统进行，避免了时间上的冲突，能够最大限度提高工作效率。[!--empirenews.page--]
5． GIS系统在铁路勘测设计中的组织框图
6． 结语
随着高铁时代的来临，数字铁路的建设也迈入一个新的阶段。从原来的运营的数字化，向设计建设过程中的数字化，系统化，现代化过度。GIS凭借强大的组织和管理数据的能力，能将各部门各专业的工作进行集成优化。
参考文献：
[1]陈述主编；《地理信息系统导论》[M];北京科学出版社
[1]王英杰贾利民秦勇等；地理信息系统在铁路上的应用[J];
中国铁道科学，2001，23（5）.23-27
[1]许恺；地理信息系统在铁路建设中的应用[J];t铁路航测1994年第4期
《浅析GIS在铁路勘测设计中的应用》
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文章名称： 浅析GIS在铁路勘测设计中的应用
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