地理信息系統GIS(Geographic Information System)是用于獲取、存儲、查詢、分析以及顯示具有地理參照數據的一種計算機系統，它能夠把空間數據和相關屬性數據有機地結合起來，實現空間地理數據和屬性數據的共同處理、查詢和分析。城市交通共用信息平臺ITIP(Integrated Traffic Information Platform)是城市智能交通系統ITS(Intelligent Transportation Systems)的核心，是ITS各子系統信息交換的樞紐，存儲著大量的靜態、動態交通信息，這些交通信息與地理位置緊密相關，具有明顯的空間屬性。借助于GIS來管理城市交通共用信息平臺中的交通信息，不但能夠在空間上直觀明了地顯示交通信息，并能為深層次挖掘這些信息提供空間屬性上的支持。
建立和完善城市交通綜合管理信息系統是國際城市交通管理發展的趨勢，對提高城市交通管理現代化、信息化和科學化水平具有重要意義，我國目前正在大力建設并逐步完善基礎交通網絡，但城市交通基礎設施建設、城市交通管理等工作大部分還處于低效率水平，或只有局部的、不完全的自動化水平。在城市機動車擁有量日益增加，城市居民交通需求不斷增長，而城市的基礎交通設施不夠充足完善、城市公共交通供應水平低下等，給城市交通綜合管理與決策支持帶來了很大困難。
1. GIS在城市交通綜合管理信息規劃中的應用
（1） GlS的數據和功能特性
地理信息系統需要描述的數據有空間數據、屬性數據和特性數據，而數據模型設計的關鍵正是具有空間定位特征的關系數據庫模型的建立�？臻g數據包括點、線、面等圖形數據及其空間關聯數據；屬性數據是空間實體的描述和說明數據，一般采用關系模型來描述：特性數據是構造圖形要求的線幅、線類型、顏色等數據。
計算機支持是GIS的重要特征，使其快速精確的對復雜地理系統進行空間定位和動態分析。地理信息系統的內涵就是由計算機程序和地理數據組織而成的地理空間信息模型。
早期GIS功能主要是實現由人工向機助制圖的轉變，地學分析功能等較為簡單的功能。隨著計算機圖形學和數據庫理論的發展成熟，GIS 表現出日益強大的數據管理組織和空間分析能力，在功能復雜性上區別于其他系統。地理可視化功能使GIS不再只是提取實體間有用聯系的數據庫管理工具，分析功能使其不只是一個自動繪圖應用系統，數據庫管理特性使其能夠在無預定義的地理相關實體之間捕獲空間和拓撲關系 。將GIS本身定位為一種最終信息的集成技術， 提供數據管理和建模平臺來整合各種來源的空間和屬性數據。
（2） GIS在城市交通管理規劃中的應用
GIS 與各種應用模型的結合也使人們可以在數據資源和管理階段之上構建對空間決策進行分析和可視化的復雜模型，廣泛應用在城市交通設施管理、交通控制、安全分析、環境評估和交通規劃等交通領域中，功能可以得到進一步拓展。
在城市交通管理規劃中，基于地理的分析是決策的基本要求。交通管理規劃涉及交通、人口、經濟、基礎設施等到諸多因素， 需要收集、處理和分析大量與規劃區域地理空間位置相關的空間和屬性信息 ，并構建一個可視化效果好、易于理解的交通網絡，而普通數據庫管理系統則無法應對如此大規模的復雜數據。在交通規劃系統和地理信息系統空間數據的相似性基礎上，可以利用GIS來管理數據資料和網絡信息，建立點線面的空間數據與交通專業數據庫間的各種映射關系，將GIS的許多功能結合到交通管理規劃過程中。

2. GIS在ITIP中的總體結構設計
GIS是城市交通共用信息平臺的支撐系統，結合前述的功能分析，其在城市交通共用信息平臺中應用的結構設計包括5大模塊。各模塊功能描述如下：
(1)數據更新模塊：動態地從城市交通共用信息平臺共用數據庫提取相關的信息，實時地更新GIS數據庫和交通信息數據庫。
(2)地理信息管理工具：對GIS的基本地理信息進行管理和維護，包括地圖編輯和增刪、空間數據和屬性數據的輸入與編輯、數據輸出打印等功能。
(3)GIS管理模塊：① 供各交通部門操作人員完成圖層加載和卸載、圖層增加和刪除、地圖縮放等操作。這里的圖層主要包括交通狀況實時監控圖層、道路設施設備的空間化管理圖層等，不同的交通部門擁有不同的可操作圖層。② 通過一定的接口與外部應用系統通訊，實現接警信號的自動定位，警車、公交車、出租車等GPS車輛在GIS上的定位與跟蹤。③在地圖上實現對視頻監控系統攝像頭的調焦、移動等控制，實時顯示視頻，跟蹤處理交通事件。
(4)Internet Map Server服務模塊：利用Internet在用戶和信息之間提供可操作工具，實現信息實時的、動態的交換，供各交通部門在Internet上發布地圖與交通信息以及用戶的信息查詢。該服務采用瀏覽器／服務器(Browser／Server，B／S)體系結構來實現。B／S結構是3層結構，第1層是網絡瀏覽器，提供用戶和系統的友好交互；第2層是Web服務器，負責業務邏輯的實現；第3層是數據服務器，負責數據的存儲、訪問及優化。
(5)應用服務模塊：為各種應用程序(交通模擬、決策支持等)提供數據接口。
3．GIS與數據挖掘集成技術
數據挖掘通常又稱為數據庫中的知識發現KDD(Knowledge Discovery in Database)，是從大量、不完全、有噪聲、模糊、隨機的數據中提取隱含在其中的未知、但有用的信息和知識的過程 。
城市交通共用信息平臺存儲著大量的交通信息，這些信息經過長時間的累積，存在一定的規律性，利用數據挖掘技術從大量信息中找到交通因素之間內在的關系，并利用豐富多樣的圖表顯示其結果，有利于城市交通管理部門進行輔助決策。
因此，數據挖掘技術是城市交通共用信息平臺中的一種重要的數據處理技術。由于交通信息具有明顯的空間屬性，GIS與數據挖掘的集成將使原來不相關聯的、分散的、獨立的有關信息的聯合分析成為可能。其次，GIS為數據挖掘提供了一個具有空間信息的數據挖掘平臺，更易于進行數據間的關聯分析和知識的發現，易于提供發現的啟發點，增強計算機理解地理信息的視覺能力，也使對知識的表達、描述更加形象、直觀和易于理解。實現GIS與數據挖掘在城市交通共用信息平臺中集成的主要技術有：
（1）經過空間化后的數據在非空間層次進行一般的數據挖掘即先對GIS所管理的空間實體所對應的屬性數據進行挖掘，然后利用GIS對所挖掘的結果進行表達，是一種較低層次的數據挖掘與GIS集成的應用，且對空間要素信息復雜程度的要求不高，但對非空間屬性信息豐富的數據特別有效。這種方法可用于交通瓶頸點的分析。
（2）空間關聯／序列分析
空間關聯分析用來發現空間實體間相鄰、相連、共生、包含、分布和變化等關聯規則。當空間數據庫是時空數據庫或存有同一地區不同時間的歷史數據時，可以把空間實體數據之間的關聯規則與時間相聯，挖掘帶時間約束的空間序列規則。
基于時序的空間序列分析可發現空間實體數據隨時間變化的趨勢，從而預測將來的值。為了發現序列規則，不僅需要知道空間實體是否發生，而且需要確定事件發生的時間�？臻g關聯／序列分析可用來實現對交通擁堵的預測。
（3）空間特征分析
空間特征分析是對一類或幾類相關實體集的幾何與屬性的普遍特征的匯總。
（4）空間區分分析
空間區分分析是指區分兩類或幾類實體間的空間分布規律。包括在垂直方向、水平方向以及垂直方向和水平方向的聯合分布規律。例如分析車輛違章在不同地區或不同等級道路的分布規律。
（5）空間分類
空間分類是基于某一特性按照一定的分類模型對空間對象進行歸類，常用于數據預測。
（6）空間聚類
空間聚類是指根據空間實體的特征相近度，把空間對象劃分到不同的組中，組之間的差別盡可能大，組內的差別盡可能小。這種方法可用于空間實體信息的概括與綜合。與空間分類規則不同，進行空間聚類前并不知道將要劃分成幾個組或什么樣的組，也不知道根據哪些空間區分規則來定義組�？臻g聚類旨在發現空間實體屬性間的函數關系，挖掘的知識用以屬性名為變量的數學方程來表示。
（7）空間要素轉化法
將空間要素轉化為一維屬性要素(如距離、方向等)后進行數據挖掘，或者對空間要素的指標進行量化和序化后參與數據挖掘。
（8）加權法
將宅間要素作為屬性要素的乘積因子參與數據挖掘�；蛘邔⒖臻g要素按重要性排序，對每一要素內部進行進一步分析，按其內部的分類排序，按各類別對結果的影響大小給分，從而得到該要素內各類別對結果的影響值。
4.結束語
GIS使人們可以在數據資源和管理階段之上構建對空間決策進行分析和可視化的復雜模型，廣泛應用在城市交通設施管理、交通控制、安全分析、環境評估和交通規劃等交通領域中，功能得到進一步拓展。
在城市交通管理規劃中，基于地理的分析是決策的基本要求。在交通規劃系統和地理信息系統空間數據的相似性基礎上，可以利用GIS來管理數據資料和網絡信息，建立點線面的空間數據與交通專業數據庫間的各種映射關系，將GIS的許多功能結合到交通規劃過程中。
GIS是為解決與地理位置有關的問題而建立起來的計算機技術系統，已經被廣泛應用于自然資源管理、市場分析、設施管理和軍事模擬上。借助于GIS管理城市交通共用信息平臺中的交通信息，實現了交通信息管理的可視化，也有助于交通信息的數據挖掘和交通管理的輔助決策。作者通過分析城市交通共用信息平臺的作用和面向的用戶，確定了GIS在城市交通共用信息平臺中的功能設計，構造了其總體結構，同時探討了GIS和數據挖掘技術的集成技術。