- 文献综述（或调研报告）
1、国内外发展现状
20 世纪60 年代，加拿大首先进行了地理信息系统的研究，开创了利用计算机技术处理地理空间数据的先河，其技术路线一直延续至今。随着互联网的发展以及经济发展，数字化信息产品迅速在全世界普及，地理信息科学进入了各行各业乃至千家万户日常生活之中，成为了人们生活、生产、学习和工作中不可缺少的工具GIS从学术层次发展到公民行为乃至作为政府发展信息社会的重要技术基础，已发展到国家战略层次。尽管如此，备受关注的针对三维数据的3维GIS的发展，仍然有很大的局限性，很多分析操作功能也都还有限制。
我国GIS行业起步较晚，产品技术也是经历了从无到有的起步阶段，目前也步入了稳定成长期，逐渐走向成熟。地理信息系统因具有强大的信息服务和管理功能，在交通方面有着很广泛的应用。随着国民经济的快速发展，我国对交通运输的各种需求明显增长。面对拥挤的交通情况，通过GIS协作是一个很有效的方法。随着现代化城市进程日趋完善，城市规模逐渐扩大，城市交通也发展的越来越立体化，交通情况也逐渐复杂，我国之前也有不少的二维的交通道路的网络模型信息系统，在大比例尺上，宏观来看，勉强能满足需求。在大比例尺的情况下，就不能很好的体现出交通道路的结构特点。
对于高速公路，在传统的道路网络分析中一般用图来表示路网，交叉口对应结点，两交叉口之间的路段来对应弧，路段的长度作为弧的权重。抽象为由节点、有向边和权构成的拓扑图。求道路拓扑结构的主要思想是选定道路地图某一个图层中的一个图元,并且依次找出其他图层的所有图元与选定图元的交叉点。然后利用找到的交叉点将图元的所有组成点划分为若干个区间,每一个区间就相当于拓扑的一条边。重复执行上述操作,直到地图中的所有图元均执行过上述操作。
目前国内外也有不少的GIS-T的数据模型，比如美国的NSDI,欧洲也有GDF(地理数据文件)。在不少软件中也有交通方面的模型，比如ArcGIS引入了UTRANS模型。
GDF（Geographical Data File）是欧洲交通网络表达的空间数据标准，用于描述和传递与路网和道路相关的数据。它规定了获取数据的方法和如何定义各类特征要素、属性数据和相互关系。主要用于汽车导航系统，但也可以用在其他交通数据资料库中。
NHCRP模型（如图1所示）是1994年8月在密尔沃基举行的HRP20一27学术会议上提出的,参与人员有来自政府机构的，科研院所的,和一线专业应用人员。并于1998年在华盛顿召开了NCHRP20一27(3)会议,提出了十项核心功能需求来满足综合发展多维LRS数据模型，围绕着这十项核心功能需求,给GIS一T提供了一个集成多维数据的框架。NCHRP模型分为商业数据层、LRS层和地图表达层。基准层是模型的核心,可以支持不同的多比例尺的地图和网络表达,为不同LMR、多种网络及各种地图比例之间的转换提供空间参照,能够应用到不同的领域。基准层由锚固段和锚固点组成,每一个拓扑网络可以有多个LMR,而商业数据库可以基于不同的LMR建立,这也提供了一个数据集成的方法。
图1 NHCRP模型
UNETARNS(2001)是由ESRI资助,委托加州大学(SantaBarbara)的国家地理信息分析中心研发的,这是一个面向交通方面的数据模型，面向对象，易于实施。模型己经在ArcGIS软件得到了应用,增强了ArcGIS在交通方面的分析和表达能力。
以上的模型都是以二维来处理，不能满足复杂的交通状况，也不能保证模型的准确度。对于宏观的路网模型和小比例尺的数据来说，二维的数据模型能够满足需求。但是对于大比例尺的地图，特别是交通现象比较复杂的情况下，三维的数据结构就有特别重要的意义。对于三维的网络模型，近些年才开始研究突破，还没有进行充分的应用试验。
