Mô hình GIS đa tiêu chí để lập kế hoạch định tuyến tối ưu ở vùng ngoài thành phố Allahabad, Ấn Độ

Arabian Journal of Geosciences - Tập 10 - Trang 1-16 - 2017
Mukund Pratap Singh1, Pitam Singh2
1GIS Cell, Motilal Nehru National Institute of Technology, Allahabad, India
2GIS Cell and Department of Mathematics, Motilal Nehru National Institute of Technology, Allahabad, India

Tóm tắt

Kế hoạch định tuyến có nhiều giai đoạn khác nhau. Tại các giai đoạn khác nhau, phân tích quyết định đa tiêu chí (MCDA) là cần thiết. Bài báo này tích hợp hệ thống thông tin địa lý (GIS) và MCDA để thiết kế đường đi tối ưu. Một mô hình dựa trên GIS sử dụng phân tích quyết định đa tiêu chí để tìm đường đi tối ưu nhằm thiết kế quốc lộ chính từ một nguồn đến một điểm đến trong hai vị trí được đề xuất. Ba cấp độ phân tích khác nhau đã được thực hiện trong nghiên cứu này, bao gồm phân tích bản đồ tiêu chí, phân tích chi phí bề mặt và phân tích đường đi với chi phí tối thiểu. Đường đi tối ưu có chi phí thấp nhất và đáp ứng các tiêu chí khác về môi trường, kỹ thuật, xã hội và kinh tế. Mô hình được đề xuất được triển khai để thiết kế định tuyến tối ưu giữa hai vị trí ở khu vực ngoại ô thành phố Allahabad, Ấn Độ. Bốn định tuyến được tạo ra và một trong những tuyến tốt nhất được chọn.

Từ khóa

#đa tiêu chí #hệ thống thông tin địa lý #lập kế hoạch định tuyến #phân tích quyết định #chi phí tối thiểu

Tài liệu tham khảo

Atkinson DM et al (2005) Multi-criteria evaluation and least cost path analysis for an arctic all-weather road. Appl Geogr 25:287–307 Carver SJ (1991) Integrating multi-criteria evaluation with geographical information systems. Int J Geogr Inf Syst 5(3):321–339 Collischonn W, Pilar JV (2000) A directional dependent least-cost path algorithm for roads and canals. Int J Geogr Inform Sci 14(4):397–406 Cheng J-F, Lee Y (2006) Model for three-dimensional highway alignment. doi:10.1061/(ASCE)0733-947X(2006)132:12(913) Douglas DH (1994) Least cost path in GIS using an accumulated cost surface and slope lines. Cartographica 31(3):37–51 Eastman IR et al (1995) Raster procedures for multi-criteria/multi-objectives decisions. Photogram Eng Remote Sens 61(5):539–547 Effat HA, Hassan OA (2013) Designing and evaluation of three alternatives highway routes using the analytical hierarchy process and the least-cost path analysis, application in Sinai Peninsula, Egypt. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences 16:141–151 ESRI, Environmental System Research Institute, ArcGis v10.0, Help Library (2010), http://www.esri-es.com/2010. Feizizadeh B, Blaschke T (2013) Land suitability analysis for Tabriz County, Iran: a multi-criteria evaluation approach using GIS. J Environ Planning Mgmt 56(1):1–23. doi:10.1080/09640568.2011.646964 Goktepe AB et al (2009) Method for optimal vertical alignment of highways. doi:10.1680/tran.2009.162.4.177 Jankowski P (1995) Integrating geographical information systems and multiple criteria decision-making methods. Int J Geogr Inf Syst 9(3):251–273 Jankowski P, Richard L (1994) Integration of GIS-based suitability analysis and multi-criteria evaluation in a spatial decision support system for route selection. Environment and planning B 21(3):323–340 Jha MK (2003) Criteria-based decision support system for selecting highway alignments. doi:10.1061/(ASCE)0733-947X(2003)129:1(33) Jha MK, Kim E (2006) Highway route optimization based on accessibility, proximity, and land use changes. doi:10.1061/(ASCE)0733-947X(2006)132:5(435) Jha MK, Schonfeld P (2003) Trade-offs between initial and maintenance costs of highways in cross-slopes. doi:10.1061/(ASCE)1076-0342(2003)9:1(16) Jha MK, Schonfeld P (2004) A highway alignment optimization model using geographic information systems. Transp Res A 38:455–481 Jha MK, Maji A (2007) A multi-objective genetic algorithm for optimizing highway alignments. IEEE Symposium on Computational Intelligence in Multicriteria Decision Making. doi:10.1109/MCDM.2007.369448 Jha MK et al (2007) Optimizing rail transit routes with genetic algorithms and geographic information system. doi:10.1061/(ASCE)0733-9488(2007)133:3(161) Jong J-C, Schonfeld P (2003) An evolutionary model for simultaneously optimizing three-dimensional highway alignments. Transp Res B 37:107–128 Jong J-C et al (2000) Preliminary highway design with genetic algorithms and geographic information systems. Comput Aided Civ Inf Eng 15:261–271 Kadiyali LR (2011) Traffic engineering and transportation planning. ISBN No.: 81–7409-220-X. Kang MW, Jha MK, Schonfeld P (2012) Applicability of highway alignment optimization models. Transp Res C 21:257–286 Kim E, Jha MK, Schonfeld P (2004) Intersection construction cost functions for alignment optimization. doi:10.1061/(ASCE)0733-947X(2004)130:2(194) Kim E, Jha MK, Son B (2005) Improving the computational efficiency of highway alignment optimization models through a stepwise genetic algorithms approach. Transp Res B 39:339–360 Maji A, Jha MK (2011) A multi-objective analysis of impacted area of environmentally preserved land and alignment cost for sustainable highway infrastructure design. Procedia Soc Behav Sci 20:966–972 Malczewski J (1999a) GIS and multi-criteria decision analysis. Wiley, Toronto Malczewski J (1999b) Visualization in multi-criteria spatial decision support systems. Geomatica 53:139–147 Malczewski J (2004) GIS-based land-use suitability analysis: a critical overview. Prog Plan 62(1):3–65 Malczewski J (2006) GIS-based multi-criteria decision analysis: a survey of the literature. Int J Geogr Inf Sci 20(7):703–726 Roh TH et al (2008) Construction on decision support system for route location based on GIS. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. Vol. XXXVII. Part B2 Beijing. VOOGD H (1983) Multi-criteria evaluations for urban and regional planning. Princeton University, London Xu J, Lathrop RG (1994) Improving cost-path tracing in a raster data format. Comput Geosci 20(10):1455–1465 Yakar F, Celik F (2014) A highway alignment determination model incorporating gis and multi-criteria decision making. KSCE J Civ Eng. doi:10.1007/s12205-014-0130-1 Yang N et al (2014) Multi-objective highway alignment optimization incorporating preference information. http://dx.doi.org/10.1016/j.trc.2013.12.010 Yu C et al (2003) Extensions to least-cost path algorithms for roadway planning. Int J Geogr Inf Sci 17(4):361–376