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(gòu)造物，公路建設(shè)受地形、地質(zhì)、氣溫、降雨等自然條件的限制，運(yùn)營(yíng)期間受不良?xì)夂驐l件的影響較大，自然地理環(huán)境是公路建設(shè)的主要控制和約束。另一方面，我國(guó)地域廣闊，自然環(huán)境差異巨大，其對(duì)公路建設(shè)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(guān)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(yīng)的公路自然區(qū)劃體系，不僅是公路建設(shè)過(guò)程中遇到的基礎(chǔ)性課題，也是因地制宜利用自然地理?xiàng)l件、科學(xué)合理安排公路建設(shè)任務(wù)的迫

2、切需要?？紤]我國(guó)公路建設(shè)實(shí)際需要和已有公路自然區(qū)劃研究現(xiàn)狀，本文以省級(jí)公路自然區(qū)劃為研究對(duì)象，選擇ArcGIS作為技術(shù)平臺(tái)，重點(diǎn)進(jìn)行省級(jí)區(qū)劃方法的研究，以期解決我國(guó)省級(jí)公路自然區(qū)劃方法上的缺陷和技術(shù)支撐平臺(tái)落后的難題。
　　 論文廣泛收集了國(guó)內(nèi)外相關(guān)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(duì)現(xiàn)有公路自然區(qū)劃體系和研究方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性，考慮本研究涉及學(xué)科面廣的特點(diǎn)，提出了以現(xiàn)代信息技術(shù)（ArcGIS）為支撐、以

3、模型技術(shù)為輔助手段，綜合運(yùn)用對(duì)比分析、空間統(tǒng)計(jì)學(xué)、模糊綜合評(píng)判和邏輯推理等方法進(jìn)行論文研究的技術(shù)路線。
　　 論文詳細(xì)分析了地形地貌與公路工程的相互關(guān)系，結(jié)合山東省地理自然環(huán)境特點(diǎn)和公路建設(shè)需要，利用ArcGIS的信息提取功能和空間分析功能對(duì)研究區(qū)域的各種地形地貌特征參數(shù)進(jìn)行了分析計(jì)算，成功篩選出進(jìn)行山東省公路地貌分區(qū)的基礎(chǔ)指標(biāo)——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(jié)合的方法進(jìn)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(duì)公路建設(shè)的影響關(guān)系，針對(duì)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(shù)支撐、以地統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論和方法為研究基礎(chǔ)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(duì)公路建設(shè)的影響，構(gòu)建了以公路氣候分區(qū)為核心、公路安全分區(qū)為重點(diǎn)、公路溫度分區(qū)和公路濕度分區(qū)為組成部分的省級(jí)公路氣候區(qū)劃體系。通過(guò)對(duì)比分析，考慮公路建設(shè)的實(shí)際需要，挑選出對(duì)公路建設(shè)有顯著影響

5、作用的年冰凍指數(shù)、濕潤(rùn)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(shù)支持下，采用系統(tǒng)聚類法進(jìn)行分區(qū)研究，提高了分區(qū)研究的高效性和自動(dòng)化程度，為公路建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性、安全性提供了理論支撐。
　　 針對(duì)公路建設(shè)與區(qū)域景觀相互影響的特點(diǎn)，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(jié)合公路建設(shè)用地特點(diǎn)，以數(shù)字高程模型和遙感影像圖為基礎(chǔ)，在RS和GIS技術(shù)支持下，結(jié)合景觀生態(tài)學(xué)和地理地貌學(xué)

6、理論，深入分析公路景觀的尺度效應(yīng)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(guān)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(jié)合的方法進(jìn)行公路景觀分區(qū)，填補(bǔ)了公路景觀區(qū)劃研究的空白，為協(xié)調(diào)公路建設(shè)與景觀的關(guān)系提供了理論基礎(chǔ)。
　　 論文借鑒地圖學(xué)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(shè)計(jì)方法，為成果圖的編制提供了統(tǒng)一的模式。根據(jù)色彩設(shè)計(jì)原理和視覺

7、特征，對(duì)分區(qū)圖的色彩選擇進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。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(jié)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(guó)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(duì)省級(jí)公路建設(shè)具有重要的實(shí)踐意義，對(duì)協(xié)調(diào)公路與自然環(huán)境的關(guān)系、降低公路造價(jià)、實(shí)踐