最短路径分析在MapInfo中的实现

采用MapBasic语言,对MapInfo进行功能扩充,在MapInfo中实现最短路径分析。程序首先完善路网表结构,增加路网拓扑所必需的字段;然后进行路网拓扑,建立拓扑关系,并在此基础上采用Floyd算法实现最短路径分析。     

城市地图导航中多拓扑生成和实时动态路径分析

讨论在大型城市路网密集复杂的环境下，基于GPS车辆导航时拓扑的生成和动态路径分析。认为在专用的嵌入式环境下，实现实时动态路径分析，拓扑的建立必须按照分块和分级的方法。分块是为了解决动态调度的问题，分级是为了减少运算量，提高运算速度。同时对偏离航线时的路径分析提出了一种处理方法，在已经完成的导航仪中取得了理想的效果。     

多源路径分析数据融合研究与应用

导航路网数据拓扑严格但位置精度较低、农村地区低级别道路密度小,基础测绘道路数据位置精度高但拓扑不严格、农村地区低级别路网密度高,两者各自有其优缺点,本文在实践基础上阐述了综合两者优点的数据融合技术流程以及相关工具产品,属于已经应用于实际生产的成果,丰富了天地图在线路径分析数据,增加了路径分析数据密度,对相关从业者,具有一定的借鉴和推广意义。     

应用局部拓扑修改提高GIS路径分析精度

针对现有路径分析算法中道路节点与路径分析的起点、终点不一致而导致的分析误差问题,提出了一种应用局部拓扑修改的方法实时将路径分析的起点和终点作为结点插入拓扑网的路径分析算法,并采用动态修改网格索引的方法提高了节点与链的检索速度。经实验比较,该算法在很大程度上减小了分析误差,提高了算法的实用性,而时间复杂度与Dijkstra算法相比控制在10-1s内。     

基于GPS时空轨迹的路网拓扑自动变化检测

充分利用出租车GPS时空轨迹数据分布广和时效性强的特点,提出一种基于车载GPS轨迹数据的路网拓扑自动变化检测新方法。该方法首先利用向量相似性度量模型,度量GPS轨迹向量与路网局部拓扑向量之间的相似性,检测疑似道路拓扑变化点,然后通过比较疑似道路拓扑变化点与路网拓扑关系,完成新增、废弃、改建等道路变化,实现基于车载GPS轨迹的路网拓扑自动变化检测。实验结果表明,该方法不仅有效地检测出道路新增、道路废弃与道路改扩建等变化,而且能利用出租车实时和大范围分布特点来实现城市路网大范围实时变化检测。     

应用局部拓扑修改提高GIS路径分析精度

针对现有路径分析算法中道路节点与路径分析的起点、终点不一致而导致的分析误差问题,提出了一种应用局部拓扑修改的方法实时将路径分析的起点和终点作为结点插入拓扑网的路径分析算法,并采用动态修改网格索引的方法提高了节点与链的检索速度.经实验比较,该算法在很大程度上减小了分析误差,提高了算法的实用性,而时间复杂度与Dijkstra算法相比控制在10-1s内.     

地图符号拓扑紧凑性和异质性信息测度

地图拓扑信息的准确测度,对于多比例尺地图表达、制图自动综合等具有重要意义。针对现有地图拓扑信息测度指标多单方面关注地图符号邻接方式的多样性或邻接关系的紧凑性,未能全面刻画地图符号拓扑空间格局与结构特征的问题,提出地图符号拓扑信息的构成包括拓扑结构紧凑性信息和拓扑结构异质性信息两部分。在此基础上,定义了地图符号拓扑结构紧凑性和异质性信息量,提出其计算方法,将其分别用于中国成都市、瑞典耶夫勒市和美国旧金山市的部分路网,结果表明该方法能较为准确地描述路网的拓扑结构。     

基于复杂网络理论的城市道路网络自动综合方法

道路网络自动综合是地图综合的主要研究课题。本文通过引入对偶拓扑理论建立了城市道路网络的对偶拓扑结构,并将道路的重要性表达为路网中所有道路的重要度贡献的总和,进而提出了一种道路网络自动综合方法。实验表明,本文方法可以较为合理地选取路网中相对重要的道路,所选路网保持了原始路网的整体形态及拓扑连通。     

基于路段重要度评价的道路网自动制图综合研究

道路网自动综合是GIS研究的重要基础理论问题。顾及道路重要性对路网制图综合的影响,采用基于对偶拓扑的复杂网络理论构建城市路网对偶拓扑模型,并基于该路网模型建立路段重要度评价方法,进而提出一种基于路段重要度评价的路网自动制图综合方法。实验表明,该方法能够有效地完成不同比例尺下路网的自动综合。     

对偶图节点重要度的道路网自动选取方法

采用对偶拓扑方法构建基于广义路网拓扑的复杂交通网络,通过引入m阶邻居节点概念,考虑复杂交通网络中节点度、介中心及节点间距离等因素,顾及节点自身及1到m阶邻居节点的重要度贡献,定义了节点重要度评价模型,进而提出一种基于m阶邻居节点重要度贡献的道路网自动选取方法,并基于网络最小规模原则保持选取道路的连通性。为检验方法的有效性,引入度分布评价所选取道路对路网整体结构及拓扑特性的保持程度,并采用实际城市路网进行试验,结果表明本文方法选取的路网能较好地保持了原始路网的整体结构、拓扑特性及道路连通性,且算法稳定、可靠。     

葫芦岛地区道路网络的建立

本文针对城市交通道路网的特点,根据现实的交通网络,对葫芦岛地区道路网络进行建立及分析。利用ArcGIS中的Geodatabase构建路网数据库,利用节点一弧段数据结构构建空间网络拓扑关系,生成点一弧矢量数据模型表示的道路网络。并实现四种网络分析功能:最佳路径分析、空间查询、追踪分析和缓冲区分析。     

利用道路网眼实现路网的增量式更新

获取现势性的交通道路数据是数字城市和智慧城市建设的基础，基于传统测绘的道路网更新方法存在一定局限性，而基于众源数据及行车轨迹数据更新道路网近年来则倍受关注。首先提出了一种新的道路变化增量更新方法，该方法先对历史道路网建立面拓扑结构，生成由道路网组成的最小闭合面域（道路网眼）；然后以道路网眼为基本控制单元，综合利用轨迹点上下文距离信息和隐马尔可夫模型（hidden Markov model，HMM），提取失配轨迹点和失配轨迹段；最后采用缓冲区分析和最大密度法对失配轨迹提取骨架线，创建新增道路，增量更新历史道路网。实验结果表明，以道路网眼为控制单元，利用轨迹点上下文距离分析和HMM捕获失配轨迹点，可提高失配轨迹点的提取效率，改善道路网更新效果。该方法可用于大规模路网的增量式更新。     

北京交通网络拓扑结构及可达性格局历史变化研究

基于过去800年（1160～2000年）北京城市交通网络时间序列数据,研究了北京交通网络的发展变化。主要从交通网络的拓扑结构、可达性等角度分别对网络直径、平均最短路径长度、平均聚集指数、相对可达性等指标进行了定性定量分析。研究结果表明：第一,北京交通网络扩张呈“两段式”特点：前数百年只加密路网,近53年网络直径扩张了2．62倍;第二,从网络拓扑结构的角度分析,北京过去800年交通网络度分布结构呈现良好的一致性,交通网络中顶点与路段的比例保持不变,网络内部联系日趋紧密;第三,北京交通网络可达性格局趋于有序：从金元时期的不规则格局发展为明清时期的椭圆形格局,建国后呈圆盘形格局扩张,但可达性中心由天安门向西北方向偏移至阜成门处。通过搜集研究北京过去800年的交通网络数据,本文记录了北京交通网络演化的全过程,并揭示了其演化过程中蕴含的宏观规律。     

基于路网拓扑结构的指路标志标识系统数据模型的研究与应用

针对指路标志的标识功能,分析了指路标志的特征,提出了指路标志项的概念。基于路网拓扑结构,构建了以指路标志项为基本单元的指路标志标识系统的数据模型,使得在计算机中建立指路标志的信息管理及自动设计分析应用系统成为可能。最后,在此数据模型的基础上,开发了一个基于GIS平台的指路标志标识计算机应用系统。该系统能对指路标志进行自动设计、根据交通规则的修改对指路标志执行自动更新,说明本文提出的数据模型是有效可行的。     

一种车载导航电子地图的制作方法

介绍了基于WebGIS分幅捕捉栅格地图、建立矢量地图的方法和流程,建立了公交站点、景点等兴趣点信息库,实现了道路网存储、拓扑重建和网络索引的数据结构与模型。     

基于转向限制和延误的双向启发式最短路径算法

提出了基于节点的交通网络拓扑关系模型，描述交通网络的物理连通性以及逻辑连通性；根据对偶图的思想，定义搜索节点结构，处理交叉口转向限制和延误；改进传统的Dijkstra算法，提出了基于搜索节点的双向启发式A^＊算法，使用二叉堆优先级队列存储扩展节点，RB-tree存储标记节点。实验表明，本算法在效率和结果两方面都能满足车辆导航系统路径规划的要求。