微电子科技论文发表GIS在航道管理中的应用分析

　　摘要：地理信息技术的日臻成熟使得当前GIS在航道管理得到广泛应用。她的应用彻底改变了传统的信息处理方式，使交通规划、建设、管理和运营变得直观、轻松和高效。本文介绍了GIS与航道GIS的概念、原理与构成等相关知识，并详细分析了GIS在航道管理中的应用。

　　关键词：GIS,航道管理,实时监控,信息系统

　　前言

　　航道管理相关信息的收集、分析、处理需要一种科学性高、综合性强的管理工具，对航道信息进行处理，并进行统计、分析和辅助决策支持。为适应经济发展高效率、高科技的新形势，保证航道管理工作健康有序发展，满足航道工作中对基础地理信息及相关属性信息日益增多的需求，现各航道管理部门都在注重提高航道管理工作科技含量，开展基于GIS技术的水上交通智能控制系统研究显得十分必要。

　　一、GIS与航道GIS

　　(一)GIS

　　地理信息系统(Geography Information System,GIS)是一种融合计算机图形学和数据库技术于一体，储存和处理空间信息的高新技术，它把地理空间位置和相关属性有机地结合在一起，根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户，满足各种用户对空间信息的要求，同时借助其独有的空间分析和可视化表达方式，提供各种辅助决策功能，将GIS技术应用于各种应用领域，建立一系列应用系统是社会信息化发展的必然趋势。地理信息系统可以分为以下五部分：

　　人员：是GIS中最重要的组成部分。开发人员必须定义GIS中被执行的各种任务，开发处理程序。 熟练的操作人员通常可以克服GIS软件功能的不足，但是相反的情况就不成立。最好的软件也无法弥补操作人员对GIS的一无所知所带来的负作用。

　　数据：精确的可用的数据可以影响到查询和分析的结果。

　　硬件：硬件的性能影响到处理速度，使用是否方便及可能的输出方式。

　　软件：不仅包含GIS软件，还包括各种数据库，绘图、统计、影像处理及其它程序。

　　过程：GIS 要求明确定义，一致的方法来生成正确的可验证的结果。

　　(二)航道GIS系统

　　航道GIS系统是航道管理的支撑系统，是航道信息数据的集中管理平台。包括航道基础地理信息管理与更新，航道公共地理信息和航道交通信息管理与更新, 对行业管理部门，可提供可视化航道交通信息，提供各种地图叠加处理业务应用，对公众，可发布各类可视化航道交通信息。航道GIS一般分为三个部分：一是航道业务子系统应用，包括已经及将要建设的各技术子系统，如：航标监控子系统、航道工作船子系统、船闸子系统、水位监控子系统等，每个技术子系统分别独立完成航道管理的一个方面的工作;二是集成接口，负责航道管理各子系统与电子地图应用之间的数据交换;三是航道GIS地图应用，以各管理子系统的数据为基础，在GIS地图上实时显示各子系统状态及属性。

　　二、GIS在航道管理中的应用分析

　　(一)图层管理

　　1、分图层管理：不同的图层使用不同的颜色、线形、符号等，控制不同图层的现实时机和标注范围，使电子地图更清晰、更有针对性。基本图层有：区域、水域、道路、航道、桥梁船闸、港口码头、检查站所、相关单位、打捞救助单位、海事设备等。

　　2、数据获取与预处理：系统应能接收多种来源的基础空间数据,并进行适当的预处理,特别注意对数据质量的检查和错漏的处理。

　　3、地图信息的查询检索与定位：对数据进行查询、检索和分析,包括空间查询、属性查询、复合条件查询和图形与属性信息的双向查询。对用户要求的航道名称、港口码头、相关单位等进行定位。

　　4、数据更新与维护:主要分为版本管理、图形编辑、专题图制作、历史数据库建立、数据更新升级、数据添加等内容。

　　5、输出与转换:包括图形输出、文档资料输出、栅格和矢量数据的相互转换与输出等。

　　6、数据统计和专题图:如流域面积统计、航道水文信息统计、客货流量统计等专题图、航道航标专题图、任意属性组合的专题地图制作等。

　　7、最短路径查询功能：通过增加网络拓扑图层和算法，实现两点间最短路径的查询和显示。

　　8、信息服务:主要通过局域网或Internet为其他政府部门和社会公众提供基础地理信息服务。

　　(二)动态监控功能

　　航道船舶数量和总类也不断增多，水上交通治安工作量逐渐加大。事故一旦发生，寻找肇事船只，再现事故发生过程成为破案的关键。以前对船舶动态的监控主要是靠人工来完成，根据船上的报文将船位标绘在纸质的海图或地图上，这种方法繁琐、易出错、浪费人力，已经与现在的信息社会不相适应。基于GIS的水上交通智能控制系统是电子海图显示、船位监控系统与气象信息系统组合为一体的船舶综合信息显示、监控与管理系统。该系统具有电子海图与气象信息重迭显示、船舶动态跟踪标绘、动态管理、动态查询、险情报警、提供救助信息等多种功能。

　　1、船位、船舶状态实时跟踪。系统提供了防碰撞、追越、航道障碍物等预警功能;对违章航行发出警示指令的警告功能;查询船舶基本信息，定位跟踪，历史轨迹回放，集群通信和船岸通信等功能;通过电子围栏对指定船舶进行限制其驶出或驶入指定水域的功能，向指定船舶或指定水域内的船舶发出指令的功能等。

　　2、异常状况系统自动启动报警功能。通过船载终端提供的电子江图(可以在线更新)和系统功能实现定位和助航;安全预警，接受防碰撞、会船、追越、航道障碍物等预警信号;安全告警，接受对违章航行发出警示指令;一键报警功能，船舶发生紧急情况后，只要触发按钮，海事管理部门(可动态设置)、船舶所有人(或经营人)即可收到报警信息

　　(三)航道规划和路线选择

　　航道规划和路线选择是GIS应用发展的重点领域之一。航道建设的走向布设收多方面因素的影响，GIS本身所提供的最佳路径分析功能，包括最短路径分析以及最小造价路径分析等为航道规划提供一定的借鉴和参考材料。目前基于GIS的交通规划模型软件已经开发成功并进入商业化应用阶段，这些软件包括全部的GIS软件功能，其应用模型与GIS集成为一体，它使交通规划的手段更加强大。由于应用GIS能够更好的考虑和评估航道对环境的影响，因此在航道路线的选择和初步设计中GIS将得到广泛应用

　　(四)网通行分析能力

　　交通线路的通行能力，是指某一线路在单位时间内通过的最大交通量，可通过公式估算。航道交通运输活动离不开特定的地理环境，地理信息系统提供将地理环境信息可视化的功能，这极大地推动了水上交通运输活动完善其后勤保障能力。同时将地理信息系统中的空间分析功能恰当地应用到水上交通运输活动的各个环节，为实现信息化条件下水上交通运输精确保障提供了重要的定量基础。

　　(五)资源分配分析功能

　　网络资源分配是根据中心的容量以及网线和节点的需求将网线和节点分配给最近的中心，分配过程中阻力的计算是沿最佳路径进行的。资源分配可以模拟资源如何在中心和他周围的网络元素之间流动。如可用来进行交通枢纽中心、保障基地中心的吸引范围分析，以寻找交通物流资源范围，并进行合理配置。

　　(六)相邻船舶互见功能

　　该功能可以理解为AIS的简化版,即船舶与船舶在一定的范围内可以自主识别。具体表现为船舶和服务器之间连续交换数据,(交换速度和交换信息内容可以动态设置,三峡通航管理局系统为20s,其中服务器向船舶发送以船舶为中心的一定半径内其他船舶的动态及情态信息,交换速度和交换信息内容可以动态设置。船载终端发送的数据包括船名等静态信息以及船位、航向、航速等动态信息。

　　结束语

　　GIS在航道管理领域的应用十分广泛，本文所涉及到的仅是GIS在航道管理中应用的几个主要方面。地理信息系统是近二十年来迅速发展的信息技术的重要组成部分,是交通进入数字化时代的显著标志。我们有理由相信，随着计算机技术的飞速发展以及智能化GIS的实现，GIS将以其优良的特性和卓越的性能，服务于交通领域的各个方面，它将成为交通各部门日常信息处理不可缺少的新工具。

　　参考文献

　　[1] 彭国均.网络GIS助航信息系统的构建[J].航海工程, 2007(8).

　　[2] 何雄.基于GIS技术建立航道维护管理系统[J].湖北成人教育学院学报, 2005(9).

　　[3] 钱臻,徐薇.基于GIS的公交规划软件研究[J].交通与计算机,2005(1).

　　[4] 周志宇,刘迎春等.基于GIS的智能小区系统的设计与实现[J].工业控制计算机,2003(11)

　　[5] 徐士伟等.GIS技术在公共交通规划中的应用[D].同济大学道路与交通工程系硕士学位论文,2000年.

　　[6]付建萍,于银辉等.GPS与GIS集成在公安交通指挥系统中的应用[J].吉林人学学报(信息科学版),2003(2).

转载请注明来自：http://www.uuqikan.com/weidianzilw/2227.html