摘 要 作为3S技术的一个组成部分，地理信息系统以其强大的空间数据及属性数据的采集、管理、分析、输出能力，在各行各业均得到了广泛的应用。本文阐述了地理信息系统（简称“GIS”）技术在公路建设及管理工作中的应用，论述了其在提高施工管理水平，强化进度控制，节约施工成本，实现安全可控方面的作用。

关键词 地理信息系统;GIS;公路工程

1地理信息系统简介

1.1 地理信息系统概述

地理信息系统由计算机系统、地理数据和用户组成，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供各种空间信息，为工程设计和规划、管理提供决策服务。地理信息系统作为一种决策支持系统得到了越来越广泛应用。在地理信息系统的实际应用过程中，技术人员通过数据采集、转换、管理、集成、分析等功能，处理各种空间数据和属性数据，根据需要提供各类数据支持，为方案的选取、工作的开展及功效的评估提供技术支持。

1.2 地理信息系统技术的优势

（1）数据获取效率高。在地理信息系统应用过程中，技术人员无需对感兴趣的各类数据逐一进行实地测量，可以最大限度地利用现有数据，通过纸质地图扫描数字化、遥感数据分析矢量化、表格数据与适量数据相关联等方式，辅以实地测量，快速获取所需的数据。

（2）数据综合分析能力强。在地理信息系统的实际应用过程中，可综合利用土地利用现状、土地利用规划、基本农田规划、等高线、DEM、DOM及各类专题数据，实现数据的快速综合分析，得到所需的各类数据。

（3）数据获取不易受外部干扰。地理信息系统的实际应用过程中，数据获取手段具有多样性，不易受测绘现场自然条件、地形、地貌、气象等因素的影响，有利于在各种不利条件下快速获取数据，为各项工作提供技术支持[1]。

2地理信息系统在公路工程建设及管理中的应用

2.1 施工前准备阶段的应用

施工前准备阶段包括决策阶段、设计准备阶段和设计阶段，其工作内容包括编制项目建议书、编制可行性研究报告、编制设计任务书、初步设计、技术设计、施工图设计等内容。此阶段，地理信息系统可以综合利用地形、基本农田及一般农田、公益林及一般林地、道路路网、灌溉排水设施、自然保护区、文物保护、地质构造、征地补偿标准等数据进行分析，为线路、桥涵、隧道等的设计以及原有灌溉排水设施、道路的改移提供决策支持，为投资目标、进度目标、质量目标的实现提供参考。

2.2 施工阶段的应用

（1）征地进度控制。公路工程建设往往存在工期紧、任务重的特点。如何合理安排工期也是控制施工成本的需要。控制性工程的施工用地需要先行征用，非控制性工程用地需要按计划征用。地理信息系统可以在施工用地征用进度控制上给予技术支持和直观的展示，有利于保障整个施工工作的开展。

（2）“三线”改迁工作。“三线”包括电力线、电话线、电视信号线及其他通信网络线，根据电压不同分为强电和弱点。公路工程建设中，经常会遇到需要进行“三线”改迁的情况。这就需要根据现场情况进行线路的重新布设，满足需要的同时还要兼顾改迁成本。地理信息系统可以对现场三维地形、地类、权属等情况进行直观展示，对于“三线”改迁工作方案的确定提供决策支持。

（3）临时用地征用。施工过程中，经常会遇到铺设进场道路、架设临时用电线路、建设施工场站及给排水设施等情况。地理信息系统可以综合包括地形、地类等多方面因素进行分析，在满足施工需要的前提下，优化临时用地征用方案，控制临时用地征用及还建费用。

2.3 运营管理中的应用

公路的运营管理包括提升路域环境、及时发现并处理道路、桥梁及隧道的病害、针对交通肇事、气象条件等设置必要的安全设施等工作。地理信息系统可将车流量监控、易肇事路段统计、路面病害监測等数据集成到道路空间数据当中，结合地形、气象等因素，适时提供加强保洁投入、公路预防性养护、增设安全设施等方面的决策支持。

3需要注意的几个问题

3.1 坐标系统的选取和统一

公路工程建设过程中，存在着路线长、区域跨度大、高差大等实际问题，在满足误差要求的情况下，选取一种或几种合适的坐标系统非常重要。地理信息系统获取的数据可以是多种多样的，如何将获取到的各类数据统一到选定的坐标系统当中，是实现地理信息综合分析的前提和保障。

3.2 测量控制点的确定和维护

公路工程建设过程中，设计文件选定的控制点通常沿线布置，部分控制点可能设置在主线施工范围内，放线结束后往往缺乏必要的保护，施工结束后更是缺乏维护。此外，施工桩号和后期运行时的桩号往往存在差异，测量控制点的维护不当甚至损毁将对后期尾工工程及改扩建工程的放线带来不便。建议施工过程中，对测量控制点数据及实体进行妥善保管和维护，为后期施工奠定基础。

3.3 数据格式的统一以及分析方法的确定

公路工程建设及管理中，所需的数据来源是多种多样的，获取的数据包括数字栅格图（DRG）、数字正射影像（DOM）、数字地形模型（DTM）、各种格式的专题数据及元数据等。这就涉及矢量数据和栅格数据的转换、数据格式及软件平台的选取、点线面数据的分析等方面的问题。尤其在运营管理及养护工作中，没有现成的数据和分析方法可供使用，需要根据工作需要自行建立起数据采集、管理、分析的方式方法。

3.4 人员的培训

地理信息系统在其应用过程中，对人员的理论基础、技术操作水平都有着较高的要求，要让地理信息系统专业的技术人员具备其他专业的知识和经验，让各专业的人员理解地理信息系统专业的基础知识，熟悉地理信息系统的基本操作，就需要组织有针对性的专业知识培训。只有人员素质有了较大地提升，地理信息系统在各领域的应用才能得到有效的推广。

4结束语

就目前来看，地理信息系统在公路工程建设及管理中的应用还处在一个较低的层次。大部分工作任务还依赖管理人员及专业技术人员的自身经验和实地踏勘进行决策。管理人员知识的片面性和经验的不足容易造成管理水平的低下及资源的浪费。就地理信息系统的应用来讲，还需要在应用软件开发及分析方法优化上继续努力。

参考文献

[1] 刘星，吴斌.工程测量学[M].重庆：重庆大学出版社，2015：186-187.

作者简介

李辉（1984-），男，河北乐亭人;职称：工程师，现就职单位：云南云岭高原养护工程有限公司，研究方向：GIS、工程测量、公路工程。