基于GIS技术的城市体育场馆路径信息系统分析
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[摘 要] “互联网+”时代已经到来，空间信息技术和计算机技术成为社会发展的领头羊。智能交通系统（Intelligence Tranport System，ITS）思想的提出带动了GIS技术的发展。GIS在交通安全管理、城市规划等方面的影响力逐渐扩大，并成为世界学者们研究的热门问题之一。以GIS技术为基础平台，通过分析社会城市中体育场馆的发展问题和未来发展过程中可能遇到的问题，对体育馆进行合理的路径规划。探究城市体育场馆路径规划、布局、建造等问题。目的是为了加快西安体育事业的发展，与体育场馆建造事业的科学化、规范化。
[关键词] GIS技术;西安市体育事业;体育场馆;规划
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 19. 065
[中圖分类号] TP311 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2019）19- 0152- 03
0 前 言
随着社会的不断发展，人民生活水平的不断提高，同时响应国务院颁布的《全民健身计划纲要》的号召，国人对体育事业的发展越来越重视，我国的体育事业也在这些因素的带动下发展迅速。全社会人民的身体素质有了普遍的提高。此外，体育事业的发展必然会带动相关体育资源的发展。体育馆时人们进行体育活动的主要场所，是一个国家体育事业发展的依托。因此，体育事业的发展直接带动了体育场馆事业的发展。那么在城市体育场馆事业发展时，所面临的如何合理分配土地资源、如何合理建造规划体育场馆布局等是现在亟须解决的问题。
1 GIS技术
GIS（地理信息系统）技术，诞生于20世纪60年代初。它是由多种学科相互交融、渗透的产物。其主要包含的学科有：地理地图、管理、计算机网络、遥感技术等。它是将地理空间知识作为基础，同时使用模型分析法，最终达到可以即时提供给人们多种空间信息以及不同地方的动态地理信息。在完成信息传送及查找的过程中，还运用了计算机技术，将实际的图片信息、表格信息转化为地形图给接收用户。用户除了可以正常浏览这些信息之外，还可以将这些信息进行操作和分析[1]。利用GIS技术，可对某地区的地域特征进行全面详细的描述。电子图中有主要建筑物、主干道、次要道路、河流以及建筑物分布特点等。从整体对此区域进行一个描述，这种信息采集、分析办法，可以使用户对某区域的了解更加全面，从而进行合理的规划设计以及资源分配，这样一来很多的资源分配问题、道路设计、建筑选址，都会更加的合理与科学。那么到底怎么使GIS技术呢，以下是对GIS的简要概述。
GIS是一门技术的同时它又是一门学科，它由计算机网络系统支撑，有6个主要功能，分别是：数据的采集与数据的输入、数据编辑和数据更新、数据的存储和数据的管理问题、对某一空间进行信息的查询和快速分析、空间决策支持、数据的显示与数据的输出[2]。此外，它主要应用于12个社会领域，主要有：城乡规划建设、自然灾害监测、自然和其他资源清查、土地信息调查、城乡环境管理问题、城市管理网络、军队作战指挥、某些问题的宏观决策、城市公共服务、交通管理、电子导航和电子政务。
1990年以来，空间数据处理技术发展加快，与此同时计算机制图技术也日渐普及，在这些大前提下，GIS空间数据分析处理技术不断完善发展，尤其是在城市管理方面，从一开始的由政府部门管理应用逐渐向学术科研方面发展并正在向城市规划和城市整体设计应用的方向发展。其中空间规划是此项技术的中心内容。GIS技术的普及越来越多的应用在建造工程中。体育场馆路径管理便可以使用此项技术，通过此项技术，设计师可以更好的了解体育场馆内的地形特征和区域划分，能够更好地利用这些信息来设计体育场馆的路径。另外，还可以通过此项技术，得到场馆内部的电子路径图，从而制成电子地图，应用互联网，使人们更好地了解体育场馆内部结构，减少寻找场馆及道路的时间[3]。
但是此项技术也有许多局限性，比如说在城市规划时GIS软件和其他软件配合使用时，通用性较弱，如果想要正常使用，必须进行转换格式后才可以。此外像是一些三维空间软件，不可以与此软件进行相互转换。因此，在使用过程中，往往会给用户带来一些不可避免地操作困扰。
2 路径信息化的主要步骤
当今社会人口众多，道路众多交通问题成为常见的城市现象。想要解决这种复杂情况所造成的交通系统问题，仅仅依靠普通的交通管理手段如：交警疏导、信号灯等是无法改善的。因此需要使用先进的技术来改善这种现象。随着“互联网+”，的盛行，计算机网络已经渗透到生活得方方面面。信息化办公、电子档案等等都极大地提高了人们的工作效率。因此，交通部门为了解决这一问题。建立了信息系统。信息系统的建立，使得人们对城市中的路径可以有更好的了解通过对路径信息的掌握，可以更好的做出决策，选择最优路径。
首先，在城市体育场馆的路径信息化问题上，可以直接采用路径GIS信息系统对体育场馆进行深入了解，获取城市运动场馆道路网信息，并制作出电子地图，从而可以更加清晰的处理问题。以西安市为例。在了解西安市路网信息时，首先要得到其电子地图。在电子地图制作过程中，需要采集大量的数据并且建立拓扑关系。
在采集数据时要做到以下几点。
（1）选取西安城市主干道：道路是路径搜索问题中的主要分析对象。主干道往往与很多次要道路相连，按照实际道路连接情况进行获取。
（2）选取西安城市次要道路：选取时把握次要道路是和主要道路或者重要地物相连的以及能够正确反映道路特征的几个原则，这样才能使道路网更加准确合理。 （3）选取一般地物：判断地物是否影响路径搜索或者是不是特殊的建筑或标志物来选取，保证重要的地物全部选取。
这样一来，西安市城区的道路网信息就得到了。接下来进行的是路网的建立，在制作之前，需要明白道路网的基本特点与要求：
（1）它的存储容量较小;
（2）使用路径优化算法时，可以很简便的操作;
（3）需要认真仔细考虑路网是一个大型稀疏的网络;
（4）能够表达路网要素和拓扑结构;
（5）道路网能够表达出路网的特殊结构;
（6）能够表达单向交通、交叉路口转向限制等交通管制措施;
（7）需要考虑如何储存。
之后将这些信息进行处理，把所有的标志物、主干道、次要道路信息，全部定义各自的编号，然后将地图按照一定的标准分块、处理，就得到所需要的电子地图了。
因此在城市体育场馆路径信息化系统建立的过程中，需要做的有以下两点：
（1）通过GIS技术得到体育场馆的道路网：选取主要干道、各场馆名称;
（2）利用数据化仪实现体育场馆地图数据化。据此得出电子路径信息网。
3 GIS技术下 体育场馆路径信息化系统建设布局与场馆整体规划布局
城市体育场馆道路建设是体育事业发展过程中的一个重要研究课题，同城市体育场馆的总体规划有着密切的联系。只有城市体育场馆的整体规划布局规范合理，才有利于体育场馆路径信息化系统及其他区域规划的形成与发展。而体育场馆的整体布局同样也是在区域布局的基础上进行宏观调整、把控才形成的。总的来讲，城市体育场馆整体布局主要考虑以下几个方面。
3.1 选址是否合理
城市体育场馆整体规划布局中，选址问题是人们所关心的热点之一。选址主要包括两个大方面，一是选址的方向，二是基地的选择。在实际问题中，人们常常将两个问题和为一个来讲，因为二者有着密切的联系，很难将二者分开，然后单独进行阐述。但是值得大家注意的是，选址的方向往往决定着一个城市日后的发展方向，它是战略层面上的问题，往往体育馆的建设选在城市的重心，与政治、文化、经济、城市规划、工程建设等各方面有着密切的联系。它们的交融往往错综复杂，难以下定准确的方案。所以，选址应该与城市整体规划相呼应，要符合体育场馆的整体布局。保证使用效益、经济效益、社会效益和环境效益尽量最大化。
3.2 路径设计是否最优
GIS系统，可以对任何的区域单元进行空间分析，比如说坡度、坡向、公路长度、土地面积等地域特征。此系统可以将所有信息进行汇总、计算，然后给出相应的最优决策。
以西安市体育馆电子地图为例，凭借GIS技术搜索一条以“田径场”为起点，“篮球场”为终点的最优路径，为了效果更加明显地向大家展示实验的成果，说明路径信息管理系统的功能，实验分为两个部分：第一部分，不考虑障碍物等因素的最短路径，即两地之间距离最短。在此部分实验中，将所有道路上的阻碍的参数都设置为0，使用拓扑结构图中的加权图中权值为路段长度。通过计算，最后实验结果成为理想化纯粹的距离最短的最优路径。第二部分，考虑障碍物等因素的最短路径，即行驶时间最短的最优路径。在这一部分的实验中，在寻找最优路径的过程中需要考虑实际道路中的障碍物问题，根据之前所获取的道路信息，如：道路类型、道路地面状况、拥塞程度、主干道或次要道路等信息作为实验参数，由于条件限制，实际参数可能与计算参数不相符，此时所用的参数均为模拟参数，即为某段障碍的平均值，确定实验参数后，再使用加权拓扑算法进行最短路径的搜索、求解。
两部分实验结束后，将实验结果进行对比，在实验1（第一部分实验）中，计算结果计算过程中，不考虑道路中的障碍问题，选择了距离较短，但是交叉路口多、转盘多的路径。在实验2（第二部分实验）中，通过计算得出的结果，是考虑了在道路中可能会出现障碍物的问题，从而选择了时间最短的最优路径，因为在计算过程中，尽量避开了交通拥挤路段、岔路口较多路段以及转盘路段，使得行驶时间最短。
由此可见，条件不同所得到的最优结果也不同。最优路径并不是一成不变的，它会随着条件的变化而进行调整，这就对算法的灵活性提出了很大的要求。
3.3 服务系统是否完善
利用GIS技术的图标连接功能和数据处理计算功能，可以综合分析体育场馆的位置数据等具体信息，以此来推测体育场馆的服务能力，保证服务系统的不断更新和优化工作的进行。采用GIS技术，可以實现实时导航功能。通过互联网手段，对体育馆进行位置跟踪、实时定位和地图导航功能。充分发挥互联网的优势，实现用户通过简单的操作，便能立刻享受到查看相关场馆的位置信息、联系方式等内容;还可以通过定位功能确定用户的位置，进而推荐合适的乘车路线。
3.4 资源分配是否合理
利用此技术，可以对体育场馆进行整体布局把控，所有的资源得到汇总。通过此技术的分析处理作用，可以把资源进行合理的分配。再通过导航软件等软件，对外来人员进行引导。这对于经费的合理利用、节省财政开支、资源合理利用有着重要的意义。
4 GIS在城市体育场馆整体规划中的作用
利用GIS技术，可以在体育场馆建设规划中起辅助设计和工程选址的作用，同时也可以在体育场馆管理中起规划和控制作用，还有提功能出辅助决策的功能。以西安体育场馆建设整体规划中，当地政府充分利用GIS技术，可以清晰地了解西安规划建造体育场馆区域的地理环境的特点，另外利用GIS的快速分析功能，综合考虑了建造地周边的环境状况，主要有周边的资源配置状况、市场潜力、交通是否拥堵、地形是否平坦和其他环境问题。针对这些问题，政府可以采取相应的措施对体育场馆周边的资源配备问题进行改善、环境问题进行整治、交通问题进行有效疏通。从而更好地实现体育场馆整体规划的合理性和规范性。 GIS技术还在规划数据和存储数据以及分析数据方面有强大的功能。GIS技术可以存储海量的数据，并且还可以对大量的图片具有操作功能，利用其对图片的操作功能可以对土地实现集体化管理，更加便利的了解区域的特征。一般的电脑绘图软件的数据管理能力较弱，不能够很好的设置比例尺等数据信息。GIS技术的使用，可以弥补绘图软件的缺陷，解决其纯图形、纯数据的情况。通过GIS技术把所有的数据进行处理，这对体育场馆路径信息管理信息化的进程分析理性化有重要意义。GIS在对城市规划的空间分析方面的功能，可以为设计师提基础上便可以提出更加合理、科学的规划方案。
5 GIS在城市体育场馆路径信息化管理中的作用
在体育场馆路径规划中，通过此项技术可以看出场馆内部所设计的路径是不是合理，或者是不是有些场馆日常客流量较大，需要重新开辟新的路径，从而使路径更优。
此项技术结合互联网的特点，可以为体育场馆内的每一个项目场馆提供最短路线、最近卫生间、最近饮水处等等。资源分配与推荐是通过确定某个场所为中心（田径场、篮球场等）和各个场馆所对应的路径网（十字路口、道路、桥梁等），再根据中心场馆游客容量和路径网以及结点进行资源分配与推荐，使资源得到充分的利用。
在道路设计中，GIS技术首先会保证选择路径要满足安全性的特征，包括是否靠近池塘等危险区域。如果存在安全隐患，会自动选择其他线路，推荐次序自動下降。寻求更加安全的路径，得出合理的规划方案。
6 总 结
综上所述，现今时代对GIS的使用已经越来越多，尤其是在城市规划中。具体来说即为在城市交通规划、区域建设中都起着重要的作用。上文以西安市为例，介绍了此城市对GIS技术的应用情况，可以看出GIS技术的普及趋势是来势汹汹、势不可挡的。但是在此项技术带来众多优势的同时，也带给人们一些局限性。这些局限性是由于技术还不够成熟而产生的，因此，随着科技的发展、社会的进步，GIS技术将会不断升级、不断创新，克服其现今的局限性，紧跟时代的潮流，将会在城市规划中发挥更大的作用。GIS技术在体育场馆路径信息管理系统中的作用，上文已经分条进行了阐述：可以根据实际情况进行最优路径规划，可以自动设计以某场馆为中心点，进而进行资源分配工作的方案，还可以规避设计路径的危险。此外还可以通过制作电子路径网，并在路径网基础上制作电子地图，使路径信息数字化、网络化。路径信息的电子化使信息更容易传播、携带，这样一来可以发挥更大的作用。GIS技术在体育场馆路径信息管理系统中的应用，使得路径信息管理更加简洁、方便，对于路径信息的保存也更加安全、节省空间。也会让更多的资源被充分利用。这是体育事业发展的一种好的推进措施，GIS技术融入体育事业，可以使体育事业的发展更加科学化、现代化、规范化、合理化，推进现今的体育事业更上一个台阶，使体育事业的发展也融入当今社会信息网络普及的大趋势。
未来的GIS技术，将会是一个多领域发展的技术，结合互联网技术，使人们生活的空间进入一个更快捷、便利的时代。
主要参考文献
[1]王韵程，王竹海，王志强. 基于GIS技术的城市选房分析[J]. 科技经济导刊，2018，7（25）：98-99
[2]刘晓宇，基于GIS技术的哈尔滨休闲骑行路径安全性设计研究[D].GIS技术，2018，5（10）：111-121
[3]张光超， 基于GIS的城市道路交通管理信息系统[J]. 建材与装饰， 2018（1）：256-257
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