Page 178 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第10期

第 50 卷第 10 期 涂 伟等：耦合大数据与空间综合模拟的广深港第二高铁选线方法 2113

的计算效率。文献［21］利用多源时空数据，基于 duct，GDP）约为 9.8 万亿元。粤港澳大湾区现有
随机森林模型预测北京市的线下广告到店率，以 广深港高铁、广九铁路、深莞惠城际等既有线路，
指导线下广告的选址。文献［22］针对线状设施 如图 1 所示，总运量 600 余万人次/d。现有的城
的覆盖问题，建立覆盖需求最大、距离最小化等 际轨道交通设施已经无法满足日益增长的出行
多目标优化模型，设计多目标蚁群算法，显著改 需求，需要新建广深港第二高铁，应对不断增长
善了线状设施选址的质量。上述选址模型方法 的出行需求，支撑粤港澳大湾区融合发展。
多 关 注 于 研 究 区 域 现 状 ，较 少 考 虑 未 来 发 展 情
景。然而，高铁、高速公路、飞机场等重要交通基
础设施建设完毕投入使用后，将显著提高周边地
区的通达性，减少出行时间和成本，促进土地开
发，带动区域的经济与社会发展 ［23-26］ 。因此，有必
要考虑交通导向的未来发展情景，进行高铁线路
的智能选址。
现有设施选址模型从地形、交通、人口、生态
等维度设计优化目标，生成整体上的最优线路方
案。重大基础设施通常跨越多个城市，其选址影
响多个城市的未来发展，需要进行多方平衡与协 图 1 广深港主要交通基础设施
调，整体上的优化目标难以反映多个城市各自的 Fig. 1 Main Transportation Infrastructure in Guangzhou-
收益与损失。广深港第二高铁和广州、东莞、深 Shenzhen-Hong Kong
圳和香港四地紧密相关，不同线路选择将会显著
研究数据包括现有铁路网络、高速公路、人
影响城市的未来发展。因此，需要对各个城市的
口 密 度 、地 区 生 产 总 值 、土 地 利 用 、数 字 高 程 模
收益与费用进行量化评估。另外，重大基础设施
涉及政府、企业和公众等多利益主体，也需要考 型、生态保护区、水系等多源地理大数据，如表 1
虑多个利益主体之间的博弈与协调。 所示。其中，铁路网络、高速公路和水系边界从
本文耦合大数据和空间综合模拟模型发展 广东高分卫星遥感影像中采用图像处理和人工
基础设施选线方法，利用交通、人口、经济、地质、 精化相结合的方法获得。根据高铁设计规范和
土地、生态、水系等多源地理大数据，通过叠置分 城市空间规划方案，本文耦合地理大数据和国土-
析、缓冲区分析等方法生成高质量的高铁候选线 人口-经济-交通综合模拟模型，进行广深港第二
路，并利用国土-人口-经济-交通综合模拟模型， 高铁线路智能优化。
预测高铁的未来发展情景。结合城市、企业和个
表 1 本文所用数据说明
体等多利益主体的指标体系，比较分析多个选线
Table 1 Description of Used Data
方案的优劣，实验结果表明，经过广州中心区，东
数据名称 格式 数据来源
莞主城区、深圳前海自由贸易区和香港北部都会
铁路网络 矢量数据 广东省科技资源共享服务平台
区的北部线可以最大促进区域的人口和经济发 高速公路 矢量数据 广东省科技资源共享服务平台
展，具有充分利用既有线路，提升居民出行便利 人口密度 栅格数据 国家地球系统科学数据中心
等特点。 地区生产总值 栅格数据 国家地球系统科学数据中心
土地利用 栅格数据 国家冰川冻土沙漠科学数据中心
1 研究区域及数据 数字高程模型 栅格数据 广东省科技资源共享服务平台
水系边界 矢量数据 广东省科技资源共享服务平台
本文研究区域为粤港澳大湾区中的广州、东
莞、深圳与香港特别行政区 4 个城市，如图 1 所示 2 基于空间综合模拟的高铁选线
（本 文 中 所 有 地 图 底 图 来 源 于 标 准 地 图 服 务 系 方法
统，原审图号为 GS（2019）4343 号，行政界线无修
改）。该区域地处珠江东岸，总面积约为 13 000 本文提出了一种融合大数据与空间综合模
km ，总人口超过 5 400 万人，日均城际出行超过 拟的高铁选线方法。以多源地理数据为基础，结
2
300 万人次，国民生产总值（gross domestic pro‑ 合叠置分析、缓冲区分析等技术生成高质量的候