GIS的路径分析算法实现及实

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1、2002年3月　　绵阳经济技术高等专科学校学报Mar.2002第19卷　第1期JournalofMianyangCollegeofEconomy&TechnologyVo1.19No.1GIS的路径分析算法及实现张文君(西南科技大学城建学院　四川绵阳　621002)【摘要】讨论了地理信息系统GIS的路径分析算法,并在MAPGIS环境下,以西南科技大学道路网为++例,利用VC及MAPGIS二次开发类库实现了其最短路径和最佳路径分析。关键词　空间分析　路径分析　MAPGIS　二次开发中图分类号:P208文献标识码:A文章编号:1007-7286(2002)01-0051-04Ro

2、uteAnalysisAlgorithmandItsRealizationinGIS/ZhangWenjun(CollegeofUrbanConstruction,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Sichuan,Mianyang,621002)Abstract:ThispaperdealswiththealgorithmofrouteanalysisinGIS,andrealizestheshortestandopti2++mumrouteanalysisintheMAPGISenvironmentusingVCandMAP

3、GIS’classlibrary.Keywords:geospatialanalysis;routeanalysis;MAPGIS;re-develop.地理信息系统(GIS)是综合处理和分析空间数据的技术系统。它集成了多学科的最新技术,如关系数据库管理、高效图形算法、插值、区划和网络分析,为空间分析提供了强大的工具,使得过去复杂困难的高级空间分析任务变得简单易行。目前空间分析已成为地理信息系统的核心功能之一,它特有的对地理信息(特别是隐含信息)的提取、表现和传输功能,是GIS区别于一般信息系统的主要特征。根据作用的数据性质不同,空间分析可以分为:①基于空间图形数据的分析运算

4、;②基于非空间属性的数据运算;③空间和非空间数据的联合运算。空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库,其运用的手段包括各种几何逻辑运算、数理统计分析、代数运算等数学手段,其最终目的是解决涉及地理空间的各种实际问题。路径分析是GIS空间分析最基本的功能,其核心是对最短路径、最佳路径的求解。从网络模型的角度看,路径网络分析是运筹学模型中的一个基本模型,它的根本目的是研究、筹划网络工程如何安排,并使其运行效果最好。为了进行网络路径分析,需要将网络路径转换成有向图。无论是计算最短路径还是最佳路径,其算法都是一致的,不同之处在于有向图中每条弧的权值设置。如果需要计算最短路径,则权值设置为

5、两个节点的实际距离;而要计算最佳路径,则可以将权值设置为从起点到终点的时间或费用。下面以最短路径为例进行路径分析算法设计。1　最短路径分析算法1)设G=(P,E,Q)为一具有7个节点的赋值有向图(图1)。其网络图可用带权的邻接矩阵Q来表示,Q[i,j]表示弧(Pi,Pj)的权值,如果Pi到Pj不连通,则Q[i,j]=∞。又设辅助向量D,每个分量D[i]表示从起始点到每个终点Pi的最短路径长度。假定起始点在有向图中的序号为i1,并设定该向量的初始值为:D[i]=Q[i1,i]。令S为已经找到的从起点出发的最短路径的终点的集合。2)选择Pj,使得D[j]=Min{D[i]

6、Pi∈

7、P-S}Pi∈P。Pj就是当前求得的一条从Pi1出发的最短路径的终点,令S=S∪{Pj}。2001—10—30收稿　　5　　　　　　　　　　　　　绵阳经济技术高等专科学校学报　　　　　　　　　　　　　第219卷3)修改从Pi1出发到集合P-S中任意一顶点Pk的最短路径长度。如果D[j]+Q[j,k]

8、1,P2)(P1,P2)P318(P1,P2,P3)33(P1,P2,P4,P5,P3)(P1,P2,P3)P415(P1,P2,P4)(P1,P2,P4)P527(P1,P2,P4,P5)(P1,P2,P4,P5)P642(P1,P2,P4,P5,P6)(P1,P2,P4,P5,P6)P767(P1,P2,P4,P5,P6,P7)(P1,P2,P4,P5,P6,P7)2　基于MAPGIS的路径分析实例2.1MAPGIS及其二次开发方式MAPGIS是具有较高水平的完整的地理信息系统软件平台。MAPGIS