洪灾应急疏散路径规划算法优化

应急疏散是救灾工作的重要环节,合理的路径规划能有效缩短疏散时间,减少人员伤亡.本文以疏散总时间最短为目标,考虑需求控制,容量限制,交通延误,公平分配和资源节约等约束条件,对经典Dijkstra算法进行改进;并采用混合拆分疏散方法,构建洪灾避难应急疏散路径规划模型.运用C#语言编写算法,求解最佳路径,基于自主开发的应急疏散分析工具MiniGIS,对规划路径进行动态模拟,依据反馈逐次优化算法.结果表明:理想算法,延时-改进算法,逆行-改进算法均能为县域尺度的洪灾避难疏散路径选择提供参考,但理想算法适用于组织简单,高度有序的疏散情景,延时-改进算法考虑了除交通拥堵之外的延误,与真实情况更为接近,逆行-改进算法避免了因中途路径调整而出现的"回头路",在时间最短次优的条件下,更有利于疏散过程管理与资源节约,其结果被认为是此次应急疏散路径规划的最优解.     

多层建筑空间的分层最优路径算法实现

由于多层建筑空间相对于室外环境存在按楼层分层的三维空间特性,在室内路径分析中需考虑楼层空间位置信息对最优路径规划的影响,而传统基于节点之间的网络连通拓扑模型的最优路径规划方法并没有空间概念,不能很好地应用于室内路径分析。为此,针对室内最优路径规划问题,基于多层建筑空间的层次特性,采用分层结构化的方法,提出结构化动态网络分析模式,实现了室内分层最优路径算法。该算法将各楼层路网和楼层连接均视为独立结构,根据停靠点的楼层分布情况,逐楼层动态构建跨越2个楼层的结构化网络模型并以该网络模型进行跨楼层的路径分析,从而得到多层建筑空间中遍历所有停靠点的最优路径。试验结果表明：相比传统最优路径算法,该算法在路径规划结果更加合理的情况下,时间效率有明显提高;另外,结构化动态网络分析模式可根据需求定义不同的楼层转换规则,更具灵活性。该算法可应用于城市大型公共建筑中,让室内路径分析与室外路径分析进行对接,使路径分析更科学、全面、合理。     

嵌入式GIS中多尺度道路网路径规划方法的研究

针对大区域路径规划问题,论述了道路层次划分模型和多尺度道路网数据库的建立,提出了构建多级道路网拓扑结构的方法,利用层次空间推理和改进的启发式A*算法进行最优路径的选取。     

顾及空间及语义相关性的POI位置标注优化方法

POI的质量是确保寻路、路径规划、导航等高质量地图服务的基础,是影响POI数据的位置准确性、逻辑一致性和语义差异性问题等数据质量问题的关键因素。本文从影响POI位置空间、关系和语义因素3个角度出发,针对POI位置错标、不同语义POI无法区分及POI分布与现实世界不一致的情况,结合建筑数据和道路数据,进行POI多阶段位置优化研究,包括位置约束计算阶段、位置选择阶段、位置优化阶段。以某街道区域为分析区域开展POI位置优化实验,结果表明本文提出的位置优化方法能有效降低错标率（19.3%）、提高可辨识度（6.7%）,并有效提高子区域POI分布与道路分布的一致性,有效提高不同语义POI的识别速度。     

基于中轴变换算法的室内外一体化导航路网自动生成方法

室内外一体化导航路网的快速生成与更新对面向行人的跨场景导航具有重要意义。当前研究主要关注单一场景下的导航路网构建,对于跨室内外场景的导航路网自动生成研究较少。本文基于对偶图思想与二维平面多边形中轴变换（Medial Axis Transform）算法,提出一种室内外一体化导航路网自动生成方法,并以某建筑CAD平面图及周边路网环境为基础数据进行了实例研究。结果表明：该方法能够根据原始数据的几何、拓扑、语义信息自动构建导航路网,并支持室内外跨场景的最短路径查询,在最短路径查询效率上较传统分场景寻路模型整体提升10.18%;相较单一场景下的导航路网,一体化导航路网可结合语义信息将室内及室外导航路网有机统一起来,解决跨场景寻求最优路径的问题,为最优路径规划的相关研究提供了新的思路。     

基于地形数据的长距离越野路径快速规划方法研究

越野环境下机动车辆的快速路径规划在野外搜救、应急抢险及军事作战等领域均具有重要意义,在以上场景中,随着空间维数的增加,传统路径搜索算法计算复杂性急剧增长,可能无法在既定时间内求解可靠路径。为解决上述不足,本文结合越野路径规划不受路网通行限制以及两点之间直线最短的特点,提出以方向指向作为搜索策略的启发式算法,该算法搜索效率大幅提升,却难以保证求解质量。为进一步提高求解质量,提出了带有方向指向的Dijkstra分段算法,该算法在较低精度环境模型下通过Dijkstra算法找到最优路径,并将该路径进行分段,各分段以方向指向作为搜索策略进行路径搜索,从而在长距离越野路径规划中快速规划通行方案。为验证该算法的有效性,本文利用山西省某市的数字高程模型数据进行实验,引入了窗口移动法对地形进行先期的坡度计算和通行性分析,构建越野环境模型,调用路径搜索算法进行规划。实验结果表明,本文所提算法相比Dijkstra算法计算效率得到了大幅提升,且规划路径的长度接近于最优解。     

等时线模型支持下的深圳市综合医院空间可达性测度分析

可达性是在空间分布格局、设施约束等综合条件下的空间决策问题,等时线模型为该决策分析可提供方法支持,它是以时间地理为框架,用时间成本来衡量时空可达性的重要模型。面向兴趣点（Point of Interest, POI）可达性分析通常包括2种形式：① 基于“供给”角度从特定POI出发的服务可达分析;② 基于“需求”角度从任意空间位置出发获得最近服务的便利度分析。目前的研究从“供给”角度探求特定POI的服务范围居多,对“需求”角度的等时线分析关注不够。本研究针对这一缺陷,开展面向服务需求的兴趣点可达性等时线分析,考察任意位置达到某类服务设施最近点的时间代价。在几何度量方法上,本研究利用了网络空间Voronoi图模型,与传统欧氏空间Voronoi图相比,本方法顾及了街道网络对空间通达的直接影响。本研究发现了等时线的形态、坡度等特征能够反映POI的疏密分布和道路网的通达性。     

面向城市导游的无缝服务研究

智能导游服务已从传统的单一景区导游发展为城市多景区导游,因此,包含了景区间导游和景区内导游两大部分;表现为更加注重面向散客服务、兼容多移动智能终端以应用程序(App)的方式运行。由于景区间导游和景区内导游往往自成系统,在游客进出景区的过程中存在着两种系统的切换,且主要采用手动方式完成,尚没有实现城市多景区导游过程的无缝衔接。为了应对这个挑战,本文设计了一个面向城市多景区的无缝导游服务模式,分析了其架构以及工作机制;并着重讨论了城市无缝导游服务的关键技术,如系统间无缝切换的条件,包含判断游客进入、离开景区等;以及导游服务过程无缝衔接的机制,包含导游动态数据结构的设计,游客游览需求、导游过程状态在多导游系统间的传递等。最后通过实例验证了该方法的有效性,作为新的导游服务模式,同时为动态集成已有的导游App提供了解决方法。     

面向城市导游的无缝服务研究

智能导游服务已从传统的单一景区导游发展为城市多景区导游,因此包含了景区间导游和景区内导游两大部分;表现为更加注重面向散客服务、兼容多移动智能终端以应用程序(App)的方式运行。由于景区间导游和景区内导游往往自成系统,在游客进出景区的过程中存在着两种系统的切换,且主要采用手动方式完成,尚没有实现城市多景区导游过程的无缝衔接。为了应对这个挑战,本文设计了一个面向城市多景区的无缝导游服务模式,分析了其架构以及工作机制;并着重讨论了城市无缝导游服务的关键技术,如系统间无缝切换的条件,包含判断游客进入、离开景区等;以及导游服务过程无缝衔接的机制,包含导游动态数据结构的设计,游客游览需求、导游过程状态在多导游系统间的传递等。最后通过实例验证了该方法的有效性,作为新的导游服务模式,同时为动态集成已有的导游App提供了解决方法。     

基于手机定位数据的游客步行行为特征及与旅游区功能布局关系研究

对步行旅游区游客步行轨迹和行为特征进行研究,发现步行行为特征与旅游区功能布局的关系,有助于步行旅游区功能布局和空间格局的优化。本研究基于记录海量个体时空轨迹的手机定位数据,以十一黄金周期间鼓浪屿为例,使用数据挖掘与空间分析方法从步行游客空间分布、步行轨迹网络结构、街区间步行路径与速度、街区内步行速度等方面分析游客步行行为特征及其与功能布局的关系,并与规划文件比较,提出旅游区发展建议。研究发现,旅游区空间布局对游客步行行为特征存在直接影响。功能布局导致各街区游客到访率以及步行轨迹网络中心度的差异。游客更倾向于选择人流量大的街道作为步行游览路线。商业街区虽然游客密集,但是街道上的游客流量并不大。在热门景点区域,游览路线单一造成的拥挤,导致游客停留意愿较低。大尺度开发与互动体验欠缺使得自然景观区和某些热门景点对游客的吸引力不足。对比游客步行时空特征与旅游区功能布局,提出了旅游区功能布局优化策略。本研究为旅游区用地和旅游线路的优化提供量化支持,对智慧旅游和城市高质量建设均具有现实意义。     

Nature Conservation versus Scenic Quality：A GIS Approach towards Optimized Tourist Tracks in a Protected Area of Northwest Yunnan,China

Development of appropriate tourism infrastructure is important for protected areas that allow public access for tourism use.This is meant to avoid or minimize unfavourable impacts on natural resources through guiding tourists for proper use.In this paper,a GIS-based method,the least-cost path（LCP） modelling,is explored for planning tourist tracks in a World Heritage site in Northwest Yunnan（China）,where tourism is increasing rapidly while appropriate infrastructure is almost absent.The modelling process contains three steps：1） selection of evaluation criteria（physical,biological and landscape scenic） that are relevant to track decision; 2） translation of evluation criteria into spatially explicit cost surfaces with GIS,and 3） use of Dijkstra＇s algorithm to determine the least-cost tracks.Four tracks that link main entrances and scenic spots of the study area are proposed after optimizing all evaluation criteria.These tracks feature lowenvironmental impacts and high landscape qualities,which represent a reasonable solution to balance tourist use and nature conservation in the study area.In addtion,the study proves that the LCP modelling can not only offer a structured framwork for track planning but also allow for different stakeholders to participate in the planning process.It therefore enhances the effectivenss of tourism planning and managemnt in protected areas.     

融合用户特征与群体智慧的多目标旅游线路推荐方法

针对旅游线路推荐过程中的数据稀疏与冷启动问题,本文提出了一种融合用户特征与群体智慧的多目标旅游线路推荐方法。首先,通过携程网、望路行程、百度指数等网站获取景点信息与对应的群体智慧数据,包括景点的位置、票价,用户评论、评分、浏览数据等;其次,结合用户特征与群体智慧数据构建景点对不同特征用户的综合吸引力并计算旅游线路吸引力指数;最后,定义旅游线路推荐多目标优化函数并利用多目标遗传算法NSGA2生成线路推荐列表。相较于传统旅游线路推荐方法,本文所提出的方法充分考虑了用户实际需求（消费侧）与景点吸引力（供给侧）,使得用户能够以较少的时间开销,尽可能多地游览热门景点。同时,推荐过程中根据用户的性别、年龄、出行方式、出行时间对用户群体进行划分,使得推荐准确性更高。实验结果表明,该方法考虑的因子可以有效提高用户在路线规划过程中的满意度,所推荐的旅游线路不仅具有更高的综合吸引力指数,还能够有效减少路程时间。此外,推荐结果也更加具有多样性,有助于推动智能化旅游线路推荐的发展。     

利用双重索引快速构建道路网络连通拓扑

路网拓扑关系的生成是进行最优路径规划的基础。本文针对ISO GDF4.0模型对道路连通拓扑的定义,结合最优路径规划对道路网络连通拓扑的要求,提出一种使用R-tree空间索引和B-tree索引双重索引方式快速生成道路连通拓扑的算法。连通拓扑快速构建算法包括新道路生成和网络拓扑提取两部分,新道路生成过程中,首先,自上而下地打断道路形成直线段集并求交点,然后,自下而上地重构直线段集以生成新道路。在打断道路求交点过程中,对道路建立R-tree空间索引,显著提高了几何要素的查找速度。在网络拓扑提取过程中对序列化数据建立B-tree索引,使得其查找速度大大加快。通过对双重索引算法的时间复杂度分析与验证表明,本文提出的拓扑生成算法具有较高的执行效率。     

Accessibility Comparison and Spatial Differentiation of Xi'an Scenic Spots with Different Modes Based on Baidu Real-time Travel

A study of the accessibility of a city's scenic spots via different travel modes can contribute to optimization of tourism-related transportation while improving tourists' travel-related satisfaction levels and advancing tourism. We systematically analyzed the accessibility of 56 scenic spots in Xi'an City, China, via car and public transport travel modes using the real-time travel function of the Baidu Maps API(Application Programming Interface) along with spatial analysis methods and the modal accessibility gap index of scenic spots. We obtained the following results. First, maximum and minimum travel times using public transport exceeded those using cars. Moreover, the accessibility of scenic spots via cars and public transport presented a circular spatial pattern of increasing travel time from the center to the periphery. Contrasting with travel by public transport, car travel showed a clear time-space compression effect. Second, accessibility of the scenic spots via cars and public transport showed some spatial heterogeneity, with no clear advantages of car accessibility in the central urban area. However, advantages of car accessibility were increasingly evident moving from the center to the periphery. Third, whereas the correlation of the modal accessibility gap index of scenic spots in Xi'an with global space was significantly positive, local spatial interdependence was only evident in some inner city areas and in marginal areas. Moreover, spatial heterogeneity was evident in two regions but was insignificant in other areas, indicating that the spatial interdependence of the modal accessibility gap index in most scenic spots was not apparent in terms of the overall effect of public transport routes, road networks, and the distribution of scenic spots. The improvement of public transport coverage in marginal areas and the optimization of public transport routes in central urban areas are essential tasks for improving travel using public transport in the future.     

旅游景点筛选组合及旅游线路的优化算法与应用

近年来,我国的旅游业蓬勃发展,积累了大量的数据,有效地分析和理解这些数据,可以更好地服务于旅游业,并促进其健康科学地发展。鉴于此,引入几个算法对旅游点及旅游线路进行科学定制与设计,提出了利用极大团对旅游点进行筛选组合的新算法,同时对建立国内旅游查询系统的可行性及系统背后的算法进行了分析。实验结果表明,所提出的算法适合大规模问题,可对旅游及科研部门制定宏观策略提供参考,同时建立国内旅游查询系统也是可行的,即自驾游者可随时上网或用手机查询国内的最佳旅游景点组合、旅游线路及驾车路线,也可查询国内任意两点间的最短行车路线和任一座城市的任两点间的最优公交乘车路线,这将大大方便人们的生活。     

一种基于SuperMap GIS的改进Dijkstra算法

为提高传统Dijkstra算法的搜索效率,满足车载导航中路径规划实时性的要求,本文利用SuperMapGIS平台的网络编辑功能,设计了一种基于SuperMap的改进Dijkstra算法。首先,结合道路网络的空间分布特性,在SuperMap中构建了道路网络;其次,设计算法,根据起止节点合理限制算法的搜索区域,并以经典Dijkstra为理论基础实现最短路径的求解;最后,结合需要设计了约束条件下的路径规划算法。在城市道路网络中的应用实例验证了算法的有效性。     

基于多源数据融合的山地型旅游区游客时空行为研究

随着旅游者对休闲娱乐类旅游需求的不断增加,山地型旅游区已成为最受欢迎的旅游目的地之一,利用新兴且高效的轨迹记录方式挖掘山地型旅游区游客在小尺度范围内动态的时空行为特征和制约因素,对旅游区线路设计和旅游产品优化尤为重要,也将为山地型旅游区的深化发展和科学管理提供建议。本文以湖北省恩施州恩施大峡谷为案例地,基于“六只脚”平台的GNSS轨迹及位置照片数据,结合GIS在线地图绘制的景区路网和从BigMap平台获取的POI数据,选择GNSS轨迹栅格化的概念模式解析出恩施大峡谷游客轨迹的时空行为特征,尝试探讨与其他类别旅游区时空行为特征的差异,从而总结出山地型旅游区的行为特征,并通过网络点评数据和游记文本等网络文本挖掘行为特征形成的影响因素。研究表明：① 月份和季相层面,游客行为5月游客量处于峰值,节日效应明显,短假期效应较强;淡旺季游客行为轨迹呈非集聚性,旺季游客量主要受气候条件影响呈不稳定态势;② 游客行为轨迹于11:00-14:00游客量达到顶峰,日内结束时间相对较早,且兴趣点选择偏向知名度高的七星寨景区;③ 空间分布特征层面,受时空因素控制,单一路径景区轨迹集中度较强;④ 不同性别的游客拍照行为均偏向于高质量景区,但分布状态存在差异,男性拍照行为多呈片状和线状分布,女性多呈点状分布。本研究尝试以新数据和新方法探讨山地型旅游区游客的时空行为特征,旨在促进山地型旅游地的持续和高质量发展。     

基于动态中介中心性的城市道路网实时分层方法

 城市道路网中各路段的出行效率直接决定了公众实时出行过程中对道路的选择差异。本文提出一种动态道路网分层方法,通过引入城市道路实时交通状态信息,结合图论中的中介中心性评价方法,得到与时间相关的城市路网动态中介中心性层级结构。该方法考虑了不同时间段城市交通状态的差异,实现了城市路网层次的动态合理划分,在一定程度上缓解了由于数据空间范围限制引起的路网层级静态划分方法的局限性。本文所提出的方法可作为城市路网动态分层的有效方法,为多用户并发环境下的实时出行路径搜索提供更合理的数据基础,同时也可应用于更多的城市路网研究中。     

基于WiFi探针数据的城市出行轨迹提取

为了更便捷地提取城市居民的出行轨迹,从而分析个体的日常空间行为,进而为城市管理的各项措施决策提供数据支撑,本文提出基于WiFi探针数据的城市出行轨迹提取方法,主要解决WiFi探针数据的路网匹配及丢失轨迹重构问题。首先,通过对终端MAC码和时间戳进行多列排序后提取出轨迹记录序列,利用信号强度RSSI值为每条记录提取坐落在路网上的候选点集。其次,设计基于局部评价的算法,对于每一个候选点,利用其前后相邻的几条记录提取的候选点集与其之间的时空关系,先后对其进行时间一致性评价和空间一致性评价,再结合以时间反比动态构建的权函数,得到最终评分;然后将每个候选点集中评分最高的点作为最佳匹配点,至此完成轨迹记录的路网匹配。最后,先采用基于深度优先的路径搜索算法搜索出丢失轨迹上下点之间的所有可行路径,再基于TOPSIS法决策出最优的重构路径。本文以东莞市市中心区域收集的WiFi探针数据为实验数据进行测试,平均每日可提取6万多条轨迹,与其中获取的GPS数据相比较验证了方法的可行性,为城市出行轨迹挖掘提供了新的解决方案。