上海理工大学课程交通地理信息系统.docx

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上海理工大学课程交通地理信息系统

研究生课程（论文类）试卷

2015/2016学年第二学期

课程名称：

  交通地理信息系统

课程代码：

论文题目：

基于网络的大型超市服务水平分析

学生姓名：

专业﹑学号：

学院：

课程（论文）成绩：

课程（论文）评分依据（必填）：

题目自立，内容为GIS在交通领域的应用。

1、理论方法概述（15分）

2、案例背景介绍（15分）

3、模型建立、计算（35分）

4、结果输出、结论（35分）

任课教师签字：

日期：

年月日

课程（论文）题目：

基于网络的大型超市服务水平分析

内容：

摘要：

随着GIS技术的不断发展和完善，它的应用越来越广泛，其中在交通中发挥的作用也越显得重要起来。

基于网络的大型超市服务水平分析问题是GIS在区域综合分配功能中的重要部分。

本文重点讲设施服务水平分析问题应用到超市的设施服务水平分析中，提供了区域设施服务水平的现状分析。

关键字：

地理信息系统；网络分析；服务水平

引言：

随着计算机和地理信息科学的发展，地理信息系统因其强大的功能得到日益广泛和深入的应用。

设施服务水平分析作为GIS重要功能之一，在城市规划，市政工程等过程中发挥了重要作用。

设施服务水平包含许多影响因素，同时也会影响周边的土地功能，本文运用GIS模拟某区域的设施服务水平分析问题，具有重要的现实意义。

1理论方法概述

1.1地理信息系统

地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）是能够收集、管理、查询、分析、操作以及表现与地理相关的数据信息的计算机信息系统，能够为分析、决策提供重要的支持平台。

它广泛地应用于地学、资源管理、土地规划、环境监测、防灾减灾、电力行业、交通管理、城市规划、科研、教育和国防等领域，在我国国民经济建设中发挥着越来越重要的作用。

目前世界上常用的GIS软件已达400多种。

它们大小不一，风格各异。

国外较著名的有ARC/INFO，GENAMAP，MGE等；国内较著名的有MAP/GIS，Geostar和CITYSTAR等。

虽然GIS起步晚，但它发展快，目前已成功地应用到一百多个领域。

尽管现存的地理信息系统软件很多，但对于它的研究应用，归纳概括起来有两种情况。

一是利用GIS系统来处理用户的数据；二是在GIS的基础上，利用它的开发函数库二次开发出用户的专用的地理信息系统软件。

目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。

在美国及发达国家，地理信息系统的应用遍及环境保护、资源保护、灾害预测、投资评价、城市规划建设、政府管理等众多领域。

近年来，随我国经济建设的迅速发展，也加速了地理信息系统应用的进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。

本文通过应用GIS软件应用对大型超市服务水平进行分析。

1.2基于网络的设施服务水平分析

服务区（ServiceArea）是一个较常用的空间概念，缓冲区（BufferZone）是产生服务区的简单方法。

基于交通网络的服务区比圆形缓冲区精确，还可考虑交通走向、速度等因素。

建立网络数据集，产生服务区，估算每个服务区人口数，计算每个服务区水平。

2背景介绍

2.1案例背景

杨浦区位于上海中心城区东北部，地处黄浦江下游西北岸，与浦东新区隔江相望，西临虹口区，北与宝山接壤。

杨树浦港纵贯区境南北，杨浦即以此演变得名，南部沿江地带是曾经的上海公共租界东区，中部偏东区域则为“大上海计划”实施地。

杨浦区不仅拥有中心城区里最长的15.5公里的白金滨江岸线，经济实力也十分强劲，市区内唯一的规划生态岛屿复兴岛亦坐落于该区。

杨浦坐拥上海四大城市副中心之一，十大商业中心之一的江湾五角场；上海第三代国际社区新江湾城；产值丰厚的环同济知识经济圈；世界500强汇集的大连路总部研发集聚区以及东外滩。

杨浦区商贸业发展相当迅猛，经济迅速崛起。

现已形成五角场市级副中心、控江路区级商业中心、各大中高档居住区附有的商业街所构筑的杨浦商业区域。

在杨浦各个板块中，一大批国际和国内的大型商业企业已纷纷进入杨浦，上海第一百货、华联、友谊等集团和英国的百安居、法国的欧尚、台湾的大润发已在区域内开设多家大型超市和购物中心，全区商业用房面积已达106万平方米。

同时有力推动大连路总部研发集聚区的建设，大力吸引外资企业地区总部、投资公司、研发中心等落户杨浦，推进西门子、德国大陆集团、北美广场、台湾广场等诸多大型项目的建设，发挥大连路现代服务区总部研发集聚区的溢出效应以完全释放杨浦的经济活力。

杨浦区有大润发（黄兴路）、易初莲花（周家嘴路）、沃尔玛（五角场）、乐购（三门路）、欧尚（长阳路、中原）等大型超市。

本文重点基于网络研究杨浦区的这些超市的服务水平分析

2.2软件功能背景

网络数据集（NetworkDataset）表示交通设施，如道路网、铁路网、由线状要素经处理而形成，一个线要素（Line），转换到网络中成为边（Edge），线的结点（Node）也称为端点（End，Endpoint）。

网络数据集内部为拓扑结构，对一本用户来说，呈“黑箱“状态，不需要知道内部细节但是数据源的质量很重要（如线要素在交叉口处应断开、汇合），一般靠拓扑规则对线要素进行验证，避免悬挂点、伪结点重复线，才能使网络数据集符合现实。

与分析有关的点要素（停靠点、设施点、事件点）的位置应尽量靠近网络，与道路重合，小于搜索容差，可利用拓扑规则验证。

数据质量不可靠，路径相关的计算就会出错。

线要素的Length字段一般被认为交通成本，点要素的Name字段往往被认为停靠点、设施点、事件点的名称。

3案例分析

3.1模型分析

通过采集上海杨浦区某区域地理信息基础数据，并对设施点、道路网、人口统计区等进行分析，为大型超市的服务水平提供评价，可利用的数据有3种：

1）设施位置点:

点要素类。

空间位置定在主入口，有超市名称（Supermarket_Name），服务容量（Capacity，对应该超市有效活动面积），等属性；

2）道路网:

线要素类。

可计量每路段长度，计算沿路步行距离。

3）人口统计区:

多边形要素类。

每个多边形有居住人口属性（Popu），表示超市的需求。

人口统计范围也是规划区范围。

3.2导入路网数据

本文分析上海杨浦区某区域，该区域的地理背景如图1所示。

图1上海杨浦区示意图

通过统计各人员聚集点的人员数目，建筑物的位置以及各路径长度，将地图导入AutoCAD中，按照地图上的道路路径及建筑物位置绘制此区域的路径图及建筑位置点。

图2路线及大型超市位置绘制图

在使用ArcCatalog中在目标文件夹下建立个人数据库（PersonalGeodatebase），取名GIS作业.mdb。

然后在此基础之上建立要素集合（featuredateset），取名课程论文。

将上述CAD绘图导入，并对加载之后得到的要素集合输入CAD图中必要的点（point），线（polyline）和面（polygon）要素类，其中由于在CAD中已经将线分不同的同颜色区分过，所以在输入时保留color字段，以便在Arcmap中能显示。

然后对建立的polyline做拓扑检查，是否有不正确的地方，如果出现就要进行修改。

3.3建立网络数据集

启用地图文档GIShomework.mxd，建立4个图层：

点状图层“supermarket”，线状图层“道路”、线状图层“分区界线”以及面状图层“人口统计区”。

对地图层中“数据框属性”进行“常规”设置，确认“地图”和“显示”单位是“米”，比例尺为“1:

1000”。

设置“地图处理”列表中的“环境…”选项，对环境背景进行设定，取“像元大小”为5，并调出“扩展模块”中NetworkAnalyst模块，可得到如图3所示的地理图层。

图3地理图层示意图

3.4生成Supermarket服务区

启用NetworkAnalyst，选择“新建服务区”然后加载位置。

在服务区图层属性设置中对“分析设置”、“面生成”、“线生成”进行设置，然后点击网络分析工具条上的求解工具，求解结果如图4所示。

图4Supermarket服务区

图6各个超市的服务量

3.5估算服务区人口

首先计算统计区人口密度，然后将服务区和人口统计区用ArcToolbox中的分析工具叠加分析的相交相叠合。

最后归并服务区，汇总人口数。

加载结果如图5所示。

图7服务区和人口统计区的叠合

计算产生的Dissolve表，得到每个服务区的估计人口如下图所示。

图5土地使用功能分区图

图8超市服务区估计人口图

3.6计算服务水平

在Dissolve图层属性表中，鼠标点击表选项菜单添加字段Capa_Popu，将Name字段用字段计算器得到留下超市原始名称的表。

将其与Supermarket图层属性表连接起来，使后者增加了字段Capacity（每个超市的服务容量）。

用字段计算器计算Capa_Popu。

如下图

图9超市人均服务量图

到编辑器工具条中选择停止编辑，保存结果。

进入Dissolve图层属性的符号系统中添加所有值。

得到下图超市服务水平专题图，显示平均服务容量。

图10“超市服务容量/服务人口”专题图

3.7结果输出

由3.6服务水平分析得知，各个超市的人均超市服务量有明显区别，有数据及图分析得知，世纪联华的人均服务量最高，家乐福最低。

本文建议用若干指标评价超市服务水平，由对应属性表如下图统计得知：

图11超市总服务量

图12规划区总人口

图13规划区总面积

图14服务区总人口

图15服务区总面积

超市的Capacity总和为超市总服务量：

415000

人口统计区的Popu总和为规划区总人口：

278917人

人口统计区的Shape_Area总和为规划区总面积:

20693726.2m2

Dissolve的SUM_Popu总和为服务区总人口：

103473.0人

Dissolve的Shape_Area总和为服务区总面积：

6825682.9m2

由上述结果可进一步计算得到

服务区人均服务量=超市总服务量/服务区人口=4.0107

超市服务人口比例=服务区总人口/规划区总人口=0.3710

超市服务面积比例=服务区总面积/规划区总面积0.3298

5结论

本文操作基于ArcGIS10.2forDesktop软件平台之上，运用网络数据分析，进行大型超市服务水平分析。

充分体现了GIS技术在交通地理信息方面的应用性之大。

地理信息系统一种特定的十分重要的空间信息系统。

它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。

与实际情况相符合，可以分析不同的出行行为问题。

本文仍存在不足，仅采取了对杨浦区某区域这一面积较小的区域进行验证，且并未考虑更多其他的影响因素，不能完全的达到完美的服务水平分析，因此需要后续的研究以求得到等精准有效的结论。

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