中国公路自然区划地理信息系统研究

论文摘要

公路自然区划是公路网规划及制定相关标准、规范的重要依据。构建公路自然区划地理信息系统（HZ-GIS），进一步提高公路自然区划研究的定量化与自动化水平，以增强区划成果的客观性、科学性和准确性，对于合理地进行路网规划、建设与养护具有重要的理论和现实意义。论文在深入分析中国公路自然区划研究体系及其对数据与系统功能需求的基础上，对HZ-GIS的总体结构和系统集成开发方案进行了阐述；结合公路自然区划数据需求对空间数据库进行了概念、逻辑、物理三个层面详细设计，提出了建立对象—关系型空间数据库的实现方案，建立了属性数据和空间数据高度集成的中国公路自然区划空间数据库；利用空间数据引擎技术，实现了海量数据的存储管理；借助GIS组件功能，针对不同类型基础数据的结构特点，建立了基于栅格数据模型的单要素区划指标分析模型和基于空间变异理论的单要素区划指标分析模型，并完成了地形分析、水文分析、气候分析等区划研究基础分析工作；依据模糊集与粗糙集理论，构建了公路自然区划综合指标分析模型，完成了地表状态指数、公路工程困难度指数和河川径流强度指数等综合区划指标的分析计算工作；深入研究了公路区划专题地图要素表示方法以及制图方法；基于．NET框架和Web Service技术开发完成了中国公路自然区划网络发布信息系统。针对栅格数据模型的特点，建立了基于栅格数据模型的区划单要素指标分析模型，避免了将流域作为分析计算单元而造成的计算效率低、计算范围受限等区划指标分析方法的局限性；依据空间变异理论建立了以统计数据为分析对象的区划单要素指标分析模型，实现了对统计数据的空间量化分析，改善了以前公路区划研究过分依赖其他部门的状况；提出了基于模糊粗糙集理论的区划综合指标分析模型单要素影响系数确定方法，消除了专家打分方法对综合指标分析过程造成的主观影响；制定了适用于公路自然区划专题图编制方案，开发了基于Web Service的区划成果发布系统，为公路区划成果的发布与应用开辟了更加便利的途径。分析实例结果表明，中国公路自然区划地理信息系统的建立，为公路区划研究提供了一个系统的、集成化的空间决策支持平台，进一步提高了公路自然区划研究工作的自动化与定量化水平，增强了公路区划成果的科学性、客观性和实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 公路自然区划
• 1.1.1 公路自然区划研究的目的与意义
• 1.1.2 国外公路自然区划
• 1.1.3 国内公路自然区划发展与现状
• 1.2 地理信息系统发展现状
• 1.3 GIS在区划研究中的应用现状
• 1.3.1 GIS在国内区划研究中的应用
• 1.3.2 GIS在国外区划研究中的应用
• 1.3.3 GIS在区划研究中的应用现状分析
• 1.4 研究的目的和意义
• 1.5 研究的主要内容
• 1.6 技术路线
• 第二章 面向公路自然区划体系框架的系统需求分析
• 2.1 中国公路自然区划体系框架
• 2.2 数据需求分析
• 2.2.1 数据流向
• 2.2.2 基础数据
• 2.2.3 中间数据
• 2.2.4 成果数据
• 2.3 功能需求分析
• 2.3.1 公路地貌区划
• 2.3.2 公路气候区划
• 2.3.3 系统功能需求
• 2.4 本章小结
• 第三章 系统设计与实现方法研究
• 3.1 HZ-GIS体系结构
• 3.2 HZ-GIS空间数据库
• 3.2.1 空间数据模型
• 3.2.2 空间数据库建立的策略
• 3.2.3 HZ-GIS数据库概念设计
• 3.2.4 HZ-GIS数据库逻辑设计
• 3.2.5 HZ-GIS数据库物理设计
• 3.3 智能分析模型库实现方法研究
• 3.3.1 区划知识及其数字化表达方式
• 3.3.2 区划指标分析模型
• 3.4 系统集成方法研究
• 3.4.1 GIS功能平台与空间数据库的集成
• 3.4.2 指标分析模型与系统的集成
• 3.5 系统集成开发技术
• 3.6 本章小结
• 第四章 公路自然区划单要素区划指标分析模型
• 4.1 基于栅格数据模型的单要素分区指标分析模型
• 4.1.1 栅格数据模型
• 4.1.2 分析模型的原理与实现
• 4.1.3 分析模型在公路区划研究中的应用
• 4.2 基于空间变异理论的单要素分区指标分析模型
• 4.2.1 空间变异理论相关概念
• 4.2.2 基于空间变异理论的单要素分区指标分析模型
• 4.2.3 年施工热量不利日数分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 公路自然区划综合区划指标分析模型
• 5.1 公路自然区划综合指标分析模型框架
• 5.2 区划综合指标分析模型单要素影响系数确定方法
• 5.2.1 方法的提出
• 5.2.2 方法的理论依据
• 5.2.3 综合区划指标分析模型影响系数确定方法
• 5.3 地表形态指数分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 中国公路自然区划专题图的编制与发布
• 6.1 中国公路自然区划图专题图的编制
• 6.1.1 专题地图编制的基本原则
• 6.1.2 公路区划专题图编制基本模式
• 6.1.3 公路区划专题图编制关键技术
• 6.2 中国公路自然区划图的发布子系统
• 6.2.1 系统需求分析
• 6.2.2 网络服务（Web Service）技术
• 6.2.3 基于网络服务技术的区划图发布子系统结构设计
• 6.2.4 系统的实现
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢