地理信息系统在公路自然区划研究中的应用

　　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。将地理信息系统与公路自然区划研究相结合，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。
　　《地理信息系统在公路自然区划研究中的应用》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；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数据场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；依据云模型理论，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WebSeIvice技术开发完成了中国公路自然区划网络发布信息系统。

第1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

第2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3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4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 基于数据场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 基于数据场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5章 公路自然区划综合指标分析模型
5．1 公路自然区划综合指标分析模型框架
5．2 基于模糊粗糙集的区划综合指标分析方法
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
5．2．4 综合区划指数分析
5．3 基于云模型的区划综合指标分析方法
5．3．1 方法的提出
5．3．2 方法的理论基础
5．3．3 基于云模型的综合区划指标分析方法
5．3．4 综合区划指标分析实例
5．4 本章小结

第6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（WebService）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

参考文献

　　公路作为一种带状人工构造物（如路基、路面、桥、涵、隧道等），将展布和穿越不同的自然地域单元，与自然环境融为一体。无论在公路建设时期，还是在运营阶段都将不同程度地受到各种自然环境条件的影响和制约。一般自然区划以自然综合体为研究对象，按照一定的原则、方法和指标，根据不同的等级系统，按照地表综合体的相似性与差异性将研究地域划分为不同的自然区，描述其分布特征及组合关系，为因地制宜、趋利弊害开展各种生产活动提供科学依据。公路自然区划，则是依据一般自然区划的理论和相关研究成果，结合公路建设的实际情况和特点，制定相应的原则和方法，选择和确定合理的分区指标，采用先进、有效的技术手段，对研究地域进行分区和描述，从而认识和揭示中国自然环境条件的地域分异规律，为公路网的规划、公路各类构造物的设计、施工、养护、运营管理、相关科研、防灾减灾，制订各种技术文件提供科学依据。
　　地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起，展现出极强的空间数据处理、分析和展示能力。
　　将GIS应用于公路自然区划研究，利用GIS的空间数据分析挖掘能力进行公路自然区划基础数据的处理存储、区划指标分析计算和区划图件的编制和发布，对于公路自然区划由主观分析法向定性定量相结合的分析方法起到了重要推进作用，为公路区划成果的推广应用提供了强大的载体，从而提高了公路区划的科学性、实用性和自动化水平，也为GIS与公路工程的结合开拓了新领域。同时，公路自然区划地理信息系统的建立也为其他专业领域的地理信息系统提供了良好的借鉴。
　　本书由山东交通学院李超独立撰写。本书受山东省自然科学基金项目（ZR2012EE129）、山东省高等学校科技计划项目（J12LG04）和山东省特色专业建设专项经费的资助，在此一并表示衷心感谢。
　　由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，恳请有关专家和读者提出宝贵建议，以便进一步改善。