GIS技术在公路路线设计中的实施与应用

GIS技术在公路路线设计中的实施与应用

刘伟

西安公路勘察设计院有限公司 陕西西安 710065

摘要：公路设计决定了后期道路施工、道路使用的线路规划和通行能力。GIS技术是当前公路路线设计的重要技术，可以满足公路的路线选线、规划、设计和纵横面设计等多方面的需求，对我国的公路路线设计工作有一定的辅助和指导作用，相关技术应用如下所述。

关键：GIS技术；公路路线设计；实施与应用

引言:GIS技术技术即为地理信息系统，融合了“地图学”、“地理学”两方面的知识，是一项综合性、应用性的学科，在我国的社会建设的不同领域都有较为广泛的运用。如今，公路路线设计工作开展中内容较多，设计的全过程需要经过前期勘探和设计和后期使用等，采用GIS技术技术可以积极解决人工调查等多方面的问题，有效改善和推动公路的路线设计工作进行。

1.GIS技术简述

GIS技术（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）即为地理信息系统，是当前地理学应用的常用调查工具，在多个领域都发挥着应用价值。而GIS属于资源和环境、地图、地理信息等进行汇总，利用一些硬件、软件设施等来提升信息储存和信息分析等运用。该项技术可显著提升地理信息数据的分析和处理能力，能够为我国的多项技术运用提供参考借鉴。从操作流程来看，技术人员可以通过操作软件和硬件获取信息，获得区域内的地理信息数据情况后，统计和分析这些数据并对数据库的信息进行收集整理，进而实现GIS数据的综合应用。整体来看，GIS技术可实现空间信息的全面分析和技术研究，知识概括能力较强，是当前系统运用的主要优势，通过发挥这些技术可以提升GIS技术的有效性和整体性，对后续推进各项工作开展有积极意义。

2.公路路线设计的基本原则分析

2.1定线以曲线为主

从驾驶员的驾驶角度来看，长时间行驶在直线范围内驾驶员的视线受到影响会出现驾驶疲劳的问题，极易导致驾驶警惕性降低，增加驾驶事故风险。为了减少这一问题，提倡在公路的路线设计范围内让驾驶员将直线距离控制在合理范围，同时在设计区段选择曲线结合或曲线为主的方式来提升驾驶的警惕性；此外定线以曲线为主还能够适应不同的山地地形的变化，同时将不同的公路路段情况连接起来，可以保障交通安全性。

2.2节约资源

公路路线设计工作开展时候需要针对设计的情况做好路线规划，尽量在选择已有的公路上进行扩充设计，减少占用耕地面积，节约土地。此外，在已有的公路上建设公路线路可以减少成本和材料，降低施工成本，实现节约资源。

2.3保护自然环境

公路的路线规划工作需要符合“美丽中国”建设的多个内容，确保生态环境工作的开展有效性。设计时候，设计人员需要了解公路选址的特点，对当地的生态环境等情况有一定的了解，同时在此基础上遵循保护自然，尊重自然规律的原则，充分结合现有的地形地貌开展公路建设活动。这种方式可以节约公路建设的施工成本，同时减少对公路造成的破坏和影响，这对后续开展工作都有积极意义。与此同时设计人员开展工作时候也应当避开当地的标志性建筑物、名贵的植物树种等，可以通过合理绕行等方式打造良好的公路设计环境，为公路的合理设计和自然环保等奠定基础。

2.4做好平均纵坡设计的安全性研究

公路路线设计时候需要注意平均纵坡的安全性，例如在公路设计，特别是在山路段设计时候要注意多种因素的影响，若平均纵坡的长度较长，驾驶人员在驾驶的过程中也容易受到多种类型的安全隐患干扰，影响驾驶的安全性和针对性，此外公路的设计人员也要针对施工环节进行研究，加强多个环节研究分析，及时调整公路设计的方案，同时按照公路规划设计的内容进行分析，最终确保工作计划按照原定计划执行。

3.分析GIS技术在公路路线设计的实际应用情况

3.1公路选线的研究分析

公路的选线工作开展时候需要了解路线的周围环境，水文地质情况和建设实际情况。处理时候需要确定不同位置的优缺点情况，了解公路的选址情况进而开展一些有效的公路路线设计和施工管理工作。从实际的公路选线调查工作开展情况来看，公路的工作人员需要耗费大量的时间来实地测量和现场踏勘，这会耗费大量的时间和精力，处理的成本较高。但是采用GIS技术的效果好，该技术可以针对测量和硬件应用的特点进行分析，联合了系统工程的实际开展情况，实现了科学信息分析等工作。设计人员利用GIS技术实现了多元化分析、几何分析和数字地形模型等分析工作，可以实现多个图表的融合，同时在此基础上做好数据研究和分析工作。而且GIS技术也能够展开系统辅助路线的选择工作，可以分析地质图、地形图、水文地质情况和气象情况，并合理分析判断系统的操作情况，帮助设计人员形成对公路设计具有宏观且全面的认识，最终确定公路选线的效果。

3.2GIS在公路路线平面设计的运用

公路的路线设计的内容较多，其中包括了缓和曲线、直线、圆曲线等集中类型。而设计时候也需要考虑超高、横向力系数和设计车速等信息。圆曲线半径小，设计选择的超高和横向力的差异值较大；实际设计过程中若条件允许，一般提倡选择较大的曲线来设计。若条件不合规，不满足驾驶情况才选择较小的圆曲线半径。为了减少驾驶人员的疲惫感，提升其判断能力，现有设计中一般建议选择大范围应用直线和圆曲线，同时在穿插部位用缓和曲线来调整机动车的行驶重心轨迹，这种方式可和公路曲线连接起来，保证及动车的行驶安全，同时避免离心力或者向心力等导致驾驶安全事故。GIS的相关技术模型验证方式可以模拟运动情况，同时也能够有效计算公路的各个数据值，保证圆曲线的半径和公路设计方案的合理性，有效性。

3.3分析GIS技术在公路纵断面的设计应用

GIS技术在公路纵断面的设计采用了圆曲线半径长、坡度等信息，在实际的建设中都可以采用二次抛物线的方式完成处理，同时辅助一些必要的数值进行计算，获得竖曲线的外距、切线长度等信息。在该基础上可以展开公路路线设计分析的工作，可保证工作的有效性。GIS技术运用时候可针对公路设计的需求来分析纵断面设计的合理性。例如操作时候将公路设计路线的点为输入，生成平曲线等坐标，后期采用人机交互设备等将公路的平曲线的点位及高程穿插进来，后期在此基础上做好拉坡处理。设计人员也能够采用多种方式来进行调整，利用计算机技术GIS软件技术不断调节。该技术还能够同时计算出土石方的累计曲线并及时修改，完善，确保工程开展的有效性，提升横断面设计的有效性。

3.4GIS技术在公路设计的运用

GIS技术也能够满足公路设计需求，国内如今已经形成了较为完善、具体的公路交通网络。通过GIS技术的引进可以保证公路的信息数据采集，确保公路的性能合理化，及时了解和掌握周边的道路环境变化，后期通过数据采集等工作提升工作的有效性和灵活性。设计人员可以利用一些生成的图表进行深度研究，获得设计效果。

4.结语

综上所述，GIS技术是当前公路设计和规划的重点技术，采用该技术可确保公路设计的有效性，可推广。

参考文献

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