傳統(tǒng)應(yīng)用型地理信息系統(tǒng)軟件開發(fā)的思考

傳統(tǒng)應(yīng)用型地理信息系統(tǒng)軟件開發(fā)的思考

1城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀近年來，組件式gis已發(fā)展成為gis的前沿技術(shù)，并逐漸成為主導(dǎo)趨勢(shì)。這種開發(fā)方式與傳統(tǒng)方式相比,具有明顯的開發(fā)周期短,跨語言無縫集成,擴(kuò)展性強(qiáng)易于維護(hù)的優(yōu)勢(shì)。將組件GIS技術(shù)應(yīng)用于建立城市公交信息查詢系統(tǒng),在地圖上直觀顯示出目標(biāo)的地理位置和周邊環(huán)境,并查詢到目標(biāo)周邊的公交站點(diǎn)及公交乘車路線和換乘方案,可以為人們的出行提供極大的方便。池州實(shí)現(xiàn)地改市后,城市發(fā)展迅速,規(guī)模不斷擴(kuò)大,交通網(wǎng)絡(luò)四通八達(dá)。隨著城市面積的擴(kuò)張和人口數(shù)量的增加,公交車作為市民出行的重要交通工具,如何更好地利用公交車出行已成為公交公司和人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾獌?nèi)容。但目前的池州公交查詢系統(tǒng)在技術(shù)上比較落后,公交數(shù)據(jù)缺乏,信息化水平低,所以本文基于組件式GIS的開發(fā)技術(shù),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了以池州市為例的面向大眾的公交查詢系統(tǒng),具有很好的可行性和擴(kuò)展性,能給人們提供更全面、更精確的目標(biāo)地理位置、周邊環(huán)境等諸多屬性數(shù)據(jù),為公眾提供更方便快捷的交通出行信息。2系統(tǒng)的全球設(shè)計(jì)2.1應(yīng)用模式選擇一般來說,比較公認(rèn)的GIS定義為:“GIS由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)和用戶組成,通過對(duì)地理數(shù)據(jù)的集成、存儲(chǔ)、檢索、操作和分析,生成并輸出各種地理信息,從而為土地利用、資源評(píng)價(jià)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市規(guī)劃以及政府部門行政管理提供新的知識(shí),為工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃、管理決策服務(wù)”。開發(fā)模式主要可分為三種:獨(dú)立開發(fā)、宿主型二次開發(fā)、基于GIS組件的二次開發(fā)等。在這三種二次開發(fā)模式當(dāng)中,GIS組件二次開發(fā)模式既可以充分利用其強(qiáng)大的GIS功能,又可以脫離原有GIS商業(yè)軟件平臺(tái),已成為主流開發(fā)模式。因此,池州公交信息系統(tǒng)的開發(fā)選擇GIS組件二次開發(fā)模式。本系統(tǒng)采用VB6.0嵌套MapX控件進(jìn)行開發(fā),MapX是MapInfo公司出品的一種ActiveX控件,它可以很容易地在應(yīng)用程序中加入強(qiáng)大的制圖功能,并提供了一個(gè)最簡單和最節(jié)約成本的方法,用于將地圖功能嵌入到現(xiàn)有的應(yīng)用中,能夠和VB很好地結(jié)合。開發(fā)人員可以選擇熟悉的工作環(huán)境將地圖服務(wù)快速集成到使用面向?qū)ο笳Z言的客戶端應(yīng)用程序中,用戶也可以通過他們熟悉的應(yīng)用程序來訪問地圖數(shù)據(jù)。2.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)的收集和數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)1掃描柵格地圖構(gòu)建空間數(shù)據(jù)通過MapInfo桌面軟件將池州市政區(qū)圖,公交路線圖等配準(zhǔn)、數(shù)字化獲得。并應(yīng)用MapInfo軟件對(duì)掃描柵格地圖進(jìn)行分層矢量化并添加部分屬性數(shù)據(jù),其中所有公交站點(diǎn)存儲(chǔ)在同一層并賦予惟一的關(guān)鍵值。屬性數(shù)據(jù)來自池州紙質(zhì)地圖,池州公交網(wǎng)等。2數(shù)據(jù)編碼與關(guān)聯(lián)在本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中,將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一存放在MicrosoftAccess2000后臺(tái)數(shù)據(jù)庫。合理有效地組織數(shù)據(jù)能簡化后期的開發(fā)工作;相比較而言,公交數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)類型豐富,管理困難的特點(diǎn),這里數(shù)據(jù)規(guī)劃分三步來實(shí)施:①圍繞站點(diǎn)信息對(duì)市轄所有公交站點(diǎn)統(tǒng)一編碼,建立主鍵以保證站點(diǎn)的惟一性;②對(duì)公交線路進(jìn)行統(tǒng)一編碼,保證線路信息的惟一性;③將包含多媒體數(shù)據(jù)在內(nèi)的相關(guān)描述信息獨(dú)立存儲(chǔ)于外部文件,設(shè)立關(guān)聯(lián)字段并通過每條記錄相應(yīng)字段間接訪問,通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型關(guān)聯(lián)屬性數(shù)據(jù)和地圖數(shù)據(jù),做到屬性數(shù)據(jù)與地圖空間數(shù)據(jù)的同步更新。這樣進(jìn)行數(shù)據(jù)組織加強(qiáng)了數(shù)據(jù)通用性,有助于數(shù)據(jù)的更新和維護(hù),極大地方便了系統(tǒng)的后期實(shí)現(xiàn)。2.3基于回歸算法的線路換乘算法基于最少換乘次數(shù)的具體算法思想見圖1。本文提到的最少換乘算法思想是一個(gè)迭代的過程,從搜索經(jīng)過起點(diǎn)站或目的站點(diǎn)的線路開始,查找該線路經(jīng)過的所有站點(diǎn),再從這些站點(diǎn)查找經(jīng)過它們的所有線路,不斷迭代,直至找到終點(diǎn)站為止。在具體實(shí)現(xiàn)中,可把它演變成一個(gè)雙向的過程,即從起點(diǎn)站和終點(diǎn)站同時(shí)進(jìn)行搜索,直到找到可行的公交線路。算法的描述如下:①輸入乘車的起始站點(diǎn)名稱和終點(diǎn)站名稱;②對(duì)起始站點(diǎn)A進(jìn)行站點(diǎn)所在公交線路搜索,得到線路集合M,同時(shí)對(duì)目的站點(diǎn)B所在公交線路進(jìn)行搜索,得到線路集合N;③判斷交集C=M∩N;如果C不等于空,則C即為從A站點(diǎn)到B站點(diǎn)的直達(dá)線路;求出各線路的所需乘車時(shí)間并存入一個(gè)數(shù)組中,然后按乘車時(shí)間從小到大輸出方案結(jié)果并結(jié)束運(yùn)算,方案的數(shù)量不能超過5條;④如果C為空,將起始站點(diǎn)各線路中A站點(diǎn)以后所有站點(diǎn)不重復(fù)地加入集合A,將集合內(nèi)每個(gè)站點(diǎn)作為起始站點(diǎn),B作為目的站點(diǎn),重新按照步驟②、③進(jìn)行搜索;⑤如果C不等于空,則得到1次換乘的方案,按步驟②輸出結(jié)果并結(jié)束運(yùn)算;⑥如果C等于空,則重復(fù)步驟④,依次進(jìn)行;設(shè)定換乘次數(shù)的上界T,然后以不大于T次換乘的方案得到可行路徑;當(dāng)換乘次數(shù)超過T時(shí),C仍然為空,則表示從站點(diǎn)A沒有可到達(dá)目的站點(diǎn)B的公交方案,算法結(jié)束;如果超過二次換乘交集仍然為空,從實(shí)際角度考慮,基本已超出人們的心理承受力,因此即認(rèn)為沒有從起始站到目的站的換乘方式。本文只討論換乘次數(shù)最多為2的情況,即T=2。3系統(tǒng)功能3.1地圖的操作本系統(tǒng)在主界面上裝載池州市電子地圖,用戶通過對(duì)電子地圖的操作,如任意比例尺的點(diǎn)擊或拉框放大、縮小、漫游、瀏覽全景圖、地圖選擇等來查看池州各公交線路與站點(diǎn),及各大賓館飯店、旅游景點(diǎn)等的地理位置以及周邊環(huán)境。3.2詢問功能本系統(tǒng)最重要的功能是提供公交信息查詢,方便用戶出行。用戶可以查詢通過某公交站點(diǎn)的公交路線信息,也可以查詢某條公交線路的路徑信息。1查詢公交站名公交站點(diǎn)查詢是通過左側(cè)的查詢面版中的站點(diǎn)查詢頁框提供的。如圖2所示,用戶可以輸入想要查詢的公交站名(如圖輸入百歲大酒店站點(diǎn)),點(diǎn)擊精確查詢或模糊查詢按鈕之后,地圖中將高亮閃爍顯示該站點(diǎn),同時(shí)彈出一個(gè)獨(dú)立窗口顯示經(jīng)過該站點(diǎn)(百歲大酒店)的所有公交路線。2單站單站設(shè)計(jì)點(diǎn)擊左側(cè)公交線路查詢按鈕,打開公交線路查詢面版。如圖3所示,輸入想要查詢的線路名稱(7路),點(diǎn)擊精確查詢或模糊查詢按鈕,將在地圖中高亮閃爍行車路線,并彈出一個(gè)窗體,程序就會(huì)將這條線路的起止站點(diǎn)及所經(jīng)過的所有站名都列出來。當(dāng)在該窗口中雙擊某個(gè)站點(diǎn)(如圖所示,雙擊百荷公園站點(diǎn))時(shí),又彈出一個(gè)獨(dú)立窗口,顯示所有經(jīng)過該站點(diǎn)的公交路線。3感受目標(biāo)周圍有類地物空間屬性查詢功能是用戶在查找到尋找的目標(biāo)屬性數(shù)據(jù)后,在地圖上給這個(gè)目標(biāo)以準(zhǔn)確的定位,使用戶能夠直觀地感受到這個(gè)目標(biāo)周圍有哪些地物。點(diǎn)擊窗體左邊的“空間屬性查詢”面版,在文本框中輸入想要查找的地物名稱,然后點(diǎn)擊查詢按鈕,程序搜索后將結(jié)果加載到Combobox控件當(dāng)中,用戶可以對(duì)結(jié)果進(jìn)行選擇,點(diǎn)擊定位按鈕后,程序會(huì)根據(jù)它的屬性數(shù)據(jù),在地圖上進(jìn)行定位,并將其顯示在主地圖中。4模糊查詢功能本系統(tǒng)最主要的功能是公交換乘,也是本系統(tǒng)最難實(shí)現(xiàn)的一部分。這一功能的作用是用戶給出起始位置和終點(diǎn)位置的公交站名,系統(tǒng)可以進(jìn)行模糊查詢,通過查找所有包含兩個(gè)站點(diǎn)的公交線路,最后給用戶到達(dá)目的地的最佳方案。如圖4所示,在公交換乘查詢面版上輸入出發(fā)地(第三中學(xué))與目的地(百荷公園),點(diǎn)擊查詢,系統(tǒng)彈出一個(gè)獨(dú)立窗口顯示所有從第三中學(xué)到百荷公園的換乘方案,并用紅色下劃線標(biāo)明最佳換乘方案。同時(shí)在地圖中亮顯最佳換乘方案路線。4該系統(tǒng)的組件代碼5建立公交查詢系統(tǒng)本文基于組件式GIS開發(fā)技術(shù),應(yīng)用MapX控件在VB環(huán)境下直接嵌入地