GIS技术(GeographicInformationSystems,地理信息系统)是多种学科交叉的产物，它以地理空间为基础，采用地理模型分析方法，实时提供多种空间和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
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地理空间是物质、能量、信息的数量及行为在地理范畴中的广延性存在形式。特指形态、结构、过程、关系、功能的分布方式和分布格局同时在“暂时”时间的延续（抽象意义上的静止态），讨论所表达出的“断片图景”。地理空间的研究是地理学的基本核心之一。
城市交通诱导系统是智能交通系统(ITS)的重要组成部分，它以实时动态分配理论为核心，综合运用检测、通信、计算机、控制、GPS和GIS等高新技术，动态地向驾驶员提供最优路径引导指令和丰富的实时交通信息，通过单个车辆诱导来改善路面交通状态，防止和减轻交通阻塞，减少车辆在道路上的逗留时间，并最终实现交通流在路网中各个路段上的合理分配。交通诱导技术是正确引导道路使用者顺利到达目的地、实现交通流优化、避免交通阻塞、更有效地管理现代交通的新技术。交通诱导系统将成为2l世纪地面运输管理体系的模式和发展方向，并成为交通运输进人信息时代的重要标志。 要解决交通的诱导问题就必须解决动态和随机的交通流量在路段和交叉路口的分配问题，即所谓的“实时动态交通分配（RealTime—Dynam1cTrafficAssignment)”。这理论的主要功能是：预测交通运输系统状况、提供道路引导系统、引导车辆在最佳线路上行驶、为出行者提供出发时间和选择方式、提供诱导系统与交通控制系统的相互联系、为先进的交通管理系统和交通信息系统提供重要的理论基础。为了有效地解决这一理论问题将交通面控设施与流体神经网络相结合．设计了实际用户最优和预测用户最优动态交通分配算法。1交通诱导系统的构成
交通诱导系统由四个子系统构成交通流采集子系统、车辆定位子系统、交通信息服务子系统和行车路线优化子系统。(1)交通流采集子系统
城市安装自适应交通信号控制系统(如SC00T等系统)是实现交通诱导的前提条件。这个子系统包括两个关键词：一个是交通信号控制应是实时自适应交通信号控制系统，另一个是接口技术的研究，即把获得的网络中的交通流传送到交通流诱导主机，利用实时动态交通分配模型和相应的软件进行实时交通分配，滚动预测网络中各路段和交叉口的交通流量，为诱导提供依据。(2)车辆定位子系统
车辆定位子系统的功能是确定车辆在路网中的准确位置。车辆定位技术主要有以下几种方法。
a)地图匹配(MapMatching)定位方法
这种技术是确定车辆在带有街道名称和地址名称的地图中位置的相关技术。车辆的行驶路线同道路网格的图形相关，利用具有确定性的坐标确定车辆位置。这种技术通常与其它技术匹配，利用数字道路地图修正车辆的定位误差及协调车辆的位置。b)推算定位(Dead-Recking)方法
这种方法是根据测量到的车辆位移和航向进行定位的技术。它使用电子罗盘、速度陀螺仪、里程表、速度表及车轮脉；传感器，由这些传感器传来的信号推算出车辆的行驶距离、速度及行驶的方向。在短时问内．这种方法的定位精度较高，但时间长了会产生累积误差。C)全球定位系统(GPS)
由GPS接受机接受至少来自四颗卫星的信号，以确定车辆的位置。如果车载接收机时钟与两颗卫星的时钟严格同步的话，则来自第三颗卫星的信号足以对车辆进行定位。实际上由于卫星使用精确而且昂贵的原子钟而车载接受机使用普通的时钟，两者时钟无法严格同步，因此需要第四颗卫星的信号来补偿车载接受机时钟的误差。单独使用GPS的定位精度为1m左右，为了满足更高的精度要求经常将GPS技术与其它定位方法配合使用。d)惯性导航系统(INS)
惯性导航系统一般包括3只加速度表和3只陀螺仪，这种技术具有很高精度水平的高速捕获数据的能力，但这种技术同推算定位方法一样会产生累积误差，时间长了精度会随之降低，所以需要配以辅助的传感器，如GPS等。e)路上无线电频率(TRF)
使用TRF技术的系统从分布在系统运行区域内一定数量的信号标杆中接受无线电信号，来自同位置信号的交叉作用决定了车辆的精确位置。(3)交通信息服务子系统
交通信息服务子系统是交通诱导系统的重要组成部分，它把主机运算出来的交通信息(包括预测的交通信息)通过各种传播媒体传送给公众。这些媒体包括有线电视、联网的计算机、收音机、路边的可变信息标志和车载的信息系统等。(4)行车路线优化子系统
行车路线优化子系统的作用是依据车辆定位子系统所确定的车辆在网络中的位置和出行者输入的目的地，结合交通数据采集子系统传输的路网交通信息，为出行者提供能够避免交通拥挤、减少延误及高效率到达目的地的行车路线。在车载信息系统的显示屏上给出车辆行驶前方道路网状况图，并用箭头线标示建议的最佳行驶路线。2日本动态路线引导系统
日本的交通诱导系统(DRGS)是其通用交通管理系统的一个重要子系统。它的发展计划包括三个阶段：a)第一阶段(1995-l997年)
1996年3月在东京和神奈川县建立了4平方公里的实验区，约有200条线路可供选用。在实验区内建造带有双向红外线通信功能的交互式DRGS，对DRGS的功能进行全面试验，其重点在于线路引导信息的实时提供问题。b)第二阶段(1998-2000年)
DRGS向每一辆车提供优化线路信息，但还无法保证所有车辆运行效果的总体最优。DRGS在大城市开始发展，车载单元逐渐普及。c)第三阶段(2001年以后)
DRGS向所有车辆提供优化线路信息，使车辆处于总体最佳运营状态。由于优化线路引导是交通流优化的前提，因此国家警察署(NPA)准备对DRGS进行长期、反复的实地试验，积累技术、经验，并有目的地进行评估，使这些技术系统化、理论化，以指导通用交通管理系统的发展。按优化线路提供的方式，DRGS可分为两类独立型LDRG(现场确定的线路引导)和CDRG（控制中心确定的线路引导)。LDRG使车载单元能够选择车辆自身的优化线路(它只使用车载数据)，但是只使用此项技术就有可能使许多车辆都选择同一条线路，造成新的交通阻塞。相反，当车载单元广泛使用时，CDRG就能合理分配交通流，对未来的交通条件进行预测。因此DRGS的发展方向是建立由控制中心分配交通流的系统即交互式DRGS。3美国的道路引导系统
得克萨斯州的圣安东尼奥市是美国第9大城市，其市内高速公路路段的交通流量已经超过2O万辆／日，而交通事故频繁使该市高速公路系统的运行效率大大降低。为了解决这个问题，在得州运输厅的领导下圣安东尼奥市开发了一项强调各种运输方式和部门间协调合作、并采用新技术与新工艺的城市道路引导系统TRANSGUID。(1)TRANSGUID的基本构架
圣安东尼奥市的道路引导系统是在39.4km道路的每条车道上，按照0.8km的间隔设置对感应线圈型的车辆检测器，每隔1.6km设置摄像装置，并使用专用的光纤通讯网络。管理人员通过一种带实时数字地图显示的计算机系统来传递对交通事故的反馈处理意见。在交通控制中心，由摄像机拍摄到的影像资料与计算机图形分别显示在控制台的监测仪和一幅3m*18m的墙式屏幕上。由光纤传送的可变信号信息以及沿高速公路、匝道线安装的高架式车道控制信号，都能实时传送给监控人员。该系统在设计时还采用了多项最新技术，使用的数字通信技术能将人的声音、各项数据以及压缩后的数字图形以155Mb／s的速度传送出去该系统是美国最先使用同步光导网络(Sonet)标准的系统之，能够充分保证设备的兼容性该系统使用的计算机主机具有很强的纠错能力，其“通用性”高达99％以上。(2)TRANSGUID的工作原理
TRANSGUID使用专家系统来提供解决事故的方案。当事故发生时，由事故检测器检测到事故的存在，通过专家系统对事故进行分析确定事故的类型和严重程度，并提供种或几种事故解决方案，操作人员对这些方案做出“接受”、“修改”或“拒绝”等选择。所选方案一旦执行，系统又将继续报告当前交通状况，提供必要的新的计算。为了保证互相矛盾的方案不被执行，这个系统还设有防范程序。总之，实施TRANSGUID之后，车辆能以更高的速度行驶，同时也有利于改善大气环境。据统计，使用该系统以后不仅减轻了事故对交通的影响，而且使高速公路上的拥堵减少了27％，同时该地区每年减少C0排放量可达到128t，HC13.5t，CO217.2t，年燃油消耗可减少1200万L左右。此外，Pathfinder是美国第一个IVHS研究项目，它提供的信息为道路拥挤程度信息，以文字形式显示于电子地图上或以语音方式提示驾驶员．1991年7月-1996年12月，美国在伊利诺斯州的芝加哥进行了ADVANCE(AdvancedDriverandVehicleAdvisoryNavigationConcept)项目的研究，这也是种分布式的路径诱导系统：目前美国投入使用的MAYDAY系统可以自动向用户报告车辆位置，在必要时可以获得紧急帮助，该系统的扩充功能包括:出行者信息、路径帮助和诱导等服务。4欧洲的相关系统
欧洲的德国和英国分别在20世纪80年代末期开发出用于示范的基于红外信标进行通信的动态路径诱导系统，其中LISB系统和AUTOGUIDE系统都是利用历史数据进行诱导。进入90年代，德国西门子公司基于LISB开发的AL1SCOUT系统(在欧洲称为EURO—SCOUT)具有一定的国际影响，它是基于红外信标通信方式的中心决定式的路径诱导系统。基于ALERT—C协议的交通数据频道广播已经或即将在英国、德国和意大利等11个欧洲国家开通，它能够向用户提供交通事故、拥挤和道路施工等信息，其商用路径诱导系统CARMINAT、DYNAGUIDE等不但可以显示或提示交通信息，亦可以实现分布式的动态路径诱导
为缓解城市道路拥堵问题，实施出租车智能调度系统已经势在必行。 那么智能交通技术应用与出租车系统的意义又呈现出了怎样的特点呢？ 1 智能交通技术应用于城市出租车系统的必要性和可行性 1.1 必要性 城市出租车系统是城市公共交通中的重要组成部分，城市出租车系统效率的高低很大程度上影响着城市公共交通的效率。随着城市人口数量的增加和收入的提高，人们选择出租车出行的概率大大提高，但是由于信息的不对称，存在出行的人打不到出租车、而行驶的出租车空载的情况，造成能源浪费和公共交通效率低下。将智能交通技术应用于城市出租车系统，能有效地将出行者需求信息与出租车信息进行整合，提高城市出租车系统的综合运输能力，降低交通能耗和污染，提高交通安全性，减少车辆治安事件的发生，解决交通堵塞问题。将智能交通技术应用于城市出租车系统，可以促进整个城市公共交通领域提供优质高效的运输服务，对构建绿色和谐的公共交通体系有着重要的意义。 1.2 可行性 智能交通技术包括先进的信息技术、电子通信技术、自动控制技术、计算机技术以及网络技术等。将现代科技应用于交通运输管理体系，可对各种资源进行最优的配置，提高交通运营效率。运用现代通信、信息、电子及计算机网络技术，可以建立以电子地图和路网、出租车信息数据库为核心的智能平台；全球定位系统GPS、地理信息系统GIS等技术的应用，可以使出租车利用移动通信和先进的车载设备进行数据搜集，使信息中心了解出行者的需求信息，进行科学合理的资源配置。 2 城市出租车智能交通技术应用系统的构成 2.1 城市出租车系统综合信息服务中心 城市出租车系统综合信息服务中心主要是依托城市公共交通智能化平台，以先进的地理信息系统技术、GPS技术、计算机技术、通讯技术为基础，建立大量的信息采集与发布系统硬件、开发信息处理软件、埋设传输光缆。要使交通信息应用好，必须建立健全智能交通系统的各个部分，如出行与运输管理系统、交通监控系统、先进车辆安全系统、商用车辆运行系统、公共交通运输管理系统、电子收费系统、紧急情况管理系统等。目前国内外信息采集硬件主要以传感型的检测器技术、视频型的图像捕捉技术和信息通讯技术等新技术，以市场运作模式建立统一的出租车信息服务中心，为出租车运营企业和出行者提供综合的信息服务。 2.1.1 工作原理 综合信息服务中心运用系统工程理论将交通流诱导技术、差分GPS定位技术、GIS及地图匹配技术、公共交通运营优化及评价技术、计算机网络技术、数据库技术、通信技术、电子技术等集成为先进的交通信息管理系统。综合信息服务中心的基本工作原理可以描述为：通过GPS，GSM移动通信技术进行数据和信息采集，结合居民出行调查、路网信息等静态信息，以GIS为操作平台，对信息进行智能整合和优化，实现出租车的智能调度和指挥，降低出租车的空载率，节约出行者的等待时间，进而达到提高城市公共交通运营效率的目的。 2.1.2 主要功能 静态数据存贮功能 所有出租车的车辆信息均通过计算机网络在信息中心进行存储、处理，中心还能显示基于电子地图的地理信息系统，对城市的所有路网信息和出租车站点信息进行存储。这样可以使中心工作人员能方便、直观地看到各车辆的实际运营位置及运营状态，为调度提供依据。 动态数据的搜集和处理 信息中心能搜集出行者通过网络和移动通信设备发出的需求信息和出租车通过车载设备向中心发出的车辆运营信息与路况信息以及各固定出租车候车地点的数据信息，信息中心对这些信息进行整合与处理，从而进行合理调度。 调度功能 搜集动态数据信息后，信息中心结合静态数据信息与各固定出租车扬招点、候客点数据采集终端的网络接入数据信息，通过软件对资源进行合理优化配置，满足出行者的需要。监控功能信息中心通过GPS对出租车进行监控，防止交通事故的发生，保证出租车司机和乘客的安全。维护功能对综合信息中心的硬软件进行检测和维护，保证综合信息中心的各种设备正常运行，对出租车的车载设备进行维护。 2.2 出租车车载智能终端 目前，出租车的车载设备大多只具有语音调度功能。将智能交通技术应用于出租车系统后，出租车车载智能终端将成为一个集出租车调度、出租车安全防范、出租车数据采集与控制、出租车电子导航功能和多媒体信息发布及接收等功能为一体的车载设备。 2.2.1 车载智能终端的系统构成 系统采用两个CPU，GPS／GSM智能车载通信系统车载控制部分由车载控制、车载外接两部分组成。两部分之间通过电缆通信。工作原理如下：车载单元接收GPS定位信号，并将车辆的位置和状态信息传送到监控中心；同时，接收监控中心的控制数据，并且对车辆进行控制。GSM网络是车载单元和监控中心进行信息交换的数据链路。其功能如下：将GPS定位信息准确地传回监控中心；将监控中心的控制数据传给车载设备。由车载GPS系统所确定的车辆位置信息通过车载通信单元将其发送给调度指挥中心，调度指挥中心便可及时掌握各车辆的具体位置，并可以直观、清晰地显示在电子地图上。通过移动目标监控调度系统，调度指挥中心随时可以知道入网移动目标的方位。不仅可以进行安全合理的监控调度，而且可以为人网移动目标提供无线通信、遇险报警、决策指挥等多项服务。 车载监控终端包含有GPS定位模块和GSM模块，GPS模块可根据管理指令将移动载体的当前位置、运行状态等信息发往控制中心，并在控制中心的电子地图上实时显示出来。GPS模块选用瑞士U-BLOX公司的TIM GPS接收器。TIM GPS接收机通过GPS天线接收卫星信号，解算出车载移动终端的位置信息，一方面存储于缓冲区中，作为日后路径回放用，另一方面直接由单片机通过串口发送到GSM模块。GSM模块再通过GSM短消息方式把位置信息发送到监控中心，监控中心通过GIS软件平台就可以直观、清晰地在电子地图上发现车辆的轨迹，实现车辆的实时监控。
GIS是英文Geographic Information Systems的缩写，中文习惯译为地理信息系统。通常泛指用于获取、存储、查询、综合、处理、分析和显示地理空间数据及与其相关之信息的计算机系统。它是随着计算机技术和地理科学等的发展而发展起来的，它通过计算机对各种地理空间数据进行组织、管理、统计、分析和显示，生成并输出用户所需要的各种地理信息，它由计算机、地理信息系统软件、空间数据库、分析应用模型和图形用户界面及系统管理人员所组成。
自从20世纪60年代初GIS概念在加拿大提出以来，随着多学科、多技术的发展和密切结合，尤其是计算机技术和空间分析理论的飞速发展，GIS的含义和应用在不断扩大，GIS技术在最近20多年内取得了惊人的发展，并广泛地应用于各个领域。例如，土地信息系统可看成是GIS技术在土地管理的具体应用，因此，GIS技术是土地信息系统建设最为关键的技术之一。
目前，GIS技术的几个发展主要表现在：
（1）三维GIS和时态GIS的发展已取得了一定进展。
（2)GIS和GPS、RS三者结合的技术日益成熟。
（3）空间数据的存储管理技术发展迅速。
随着对象—关系数据库技术的发展，将空间数据无缝集成在DBMS中已成为现实。关系数据库（RDBMS）和GIS的结合，利用RDBMS存储GIS数据，并通过RDBMS存取和操纵这些数据。新的RDBMS（如ORACLE产品）支持新的对象—关系模型，从而可以更好地支持空间数据类型（4）组件GIS技术。地理信息系统的组件化，就是采用组件（Component）技术实现地理信息系统基础平台和应用系统。其本质就是软件可复用技术。COM GIS就是采用了面向对象技术和组件软件技术的GIS系统，其基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个组件，每个组件完成不同的功能。各个GIS组件之间以及GIS组件与非GIS组件之间，都可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS基础平台及应用系统。组件式GIS代表着当今GIS发展的潮流。
（5)Web GIS技术。Web GIS是在INTERNET信息发布、数据共享、交流协作基础之上实现GIS的在线查询和业务处理等功能，是Internet技术应用于GIS开发的产物。互联网（Internet），尤其是万维网（WWW），已经成为GIS的新的操作平台。GIS通过WWW功能得以扩展，真正成为一种大众使用的工具，从WWW的任意一个节点，Internet用户可以浏览Web GIS站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析，从而使GIS进入千家万户。
