基于GIS的公路自然區(qū)劃方法研究.pdf

1、公路是暴露于自然界的人工構造物，公路建設受地形、地質(zhì)、氣溫、降雨等自然條件的限制，運營期間受不良氣候條件的影響較大，自然地理環(huán)境是公路建設的主要控制和約束。另一方面，我國地域廣闊，自然環(huán)境差異巨大，其對公路建設的影響程度也不同。因此，深入研究自然環(huán)境與公路工程的關系，揭示自然環(huán)境的空間分布規(guī)律、自然環(huán)境條件的特征并建立相應的公路自然區(qū)劃體系，不僅是公路建設過程中遇到的基礎性課題，也是因地制宜利用自然地理條件、科學合理安排公路建設任務的迫

2、切需要?？紤]我國公路建設實際需要和已有公路自然區(qū)劃研究現(xiàn)狀，本文以省級公路自然區(qū)劃為研究對象，選擇ArcGIS作為技術平臺，重點進行省級區(qū)劃方法的研究，以期解決我國省級公路自然區(qū)劃方法上的缺陷和技術支撐平臺落后的難題。
　　 論文廣泛收集了國內(nèi)外相關研究資料，系統(tǒng)分析了各類自然區(qū)劃和專題區(qū)劃研究的成果，針對現(xiàn)有公路自然區(qū)劃體系和研究方法的優(yōu)缺點及適用性，考慮本研究涉及學科面廣的特點，提出了以現(xiàn)代信息技術（ArcGIS）為支撐、以

3、模型技術為輔助手段，綜合運用對比分析、空間統(tǒng)計學、模糊綜合評判和邏輯推理等方法進行論文研究的技術路線。
　　 論文詳細分析了地形地貌與公路工程的相互關系，結合山東省地理自然環(huán)境特點和公路建設需要，利用ArcGIS的信息提取功能和空間分析功能對研究區(qū)域的各種地形地貌特征參數(shù)進行了分析計算，成功篩選出進行山東省公路地貌分區(qū)的基礎指標——地表坡度和地表破碎度。提出了采用圖層疊加和數(shù)量分析相結合的方法進行公路地貌分區(qū)的思路，提高了分區(qū)方

4、案的定量化程度。
　　 論文系統(tǒng)分析了氣象條件對公路建設的影響關系，針對公路氣候區(qū)劃中涉及到的海量氣象數(shù)據(jù)、屬性信息以及圖集資料，提出以ArcGIS為技術支撐、以地統(tǒng)計學的理論和方法為研究基礎的氣象數(shù)據(jù)分析方法。深入分析了氣象要素的空間差異性對公路建設的影響，構建了以公路氣候分區(qū)為核心、公路安全分區(qū)為重點、公路溫度分區(qū)和公路濕度分區(qū)為組成部分的省級公路氣候區(qū)劃體系。通過對比分析，考慮公路建設的實際需要，挑選出對公路建設有顯著影響

5、作用的年冰凍指數(shù)、濕潤指數(shù)、安全影響程度指數(shù)等作為分區(qū)參數(shù)。在GIS技術支持下，采用系統(tǒng)聚類法進行分區(qū)研究，提高了分區(qū)研究的高效性和自動化程度，為公路建設的經(jīng)濟性、安全性提供了理論支撐。
　　 針對公路建設與區(qū)域景觀相互影響的特點，開展公路景觀區(qū)劃方法研究，并闡明了公路景觀區(qū)劃研究的內(nèi)涵和具體思路。深入研究了公路景觀成因，結合公路建設用地特點，以數(shù)字高程模型和遙感影像圖為基礎，在RS和GIS技術支持下，結合景觀生態(tài)學和地理地貌學

6、理論，深入分析公路景觀的尺度效應和空間格局特征，探究區(qū)域景觀格局的空間差異性。深入分析了公路與景觀的相互影響關系，建立了公路景觀分區(qū)參數(shù)體系，提出了采用圖層疊加法和數(shù)量分析法相結合的方法進行公路景觀分區(qū)，填補了公路景觀區(qū)劃研究的空白，為協(xié)調(diào)公路建設與景觀的關系提供了理論基礎。
　　 論文借鑒地圖學理論，提出了公路自然區(qū)劃成果圖編制原則。研究了公路自然區(qū)劃成果圖的底圖設計方法，為成果圖的編制提供了統(tǒng)一的模式。根據(jù)色彩設計原理和視覺

7、特征，對分區(qū)圖的色彩選擇進行優(yōu)化設計。采用GIS制圖方法，編制了公路地貌分區(qū)圖、公路氣候分區(qū)圖、公路安全影響分區(qū)圖和公路景觀分區(qū)圖，提高了公路自然區(qū)劃圖編制的速度和質(zhì)量。
　　 基于GIS的公路自然區(qū)劃方法研究采用定性與定量方法相結合的研究方法，提高了分區(qū)參數(shù)和方法的定量化程度，豐富了我國公路自然區(qū)劃研究的方法和體系，提高了數(shù)據(jù)分析與管理的精度，不僅對省級公路建設具有重要的實踐意義，對協(xié)調(diào)公路與自然環(huán)境的關系、降低公路造價、實踐