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《武汉理工大学》 2005年
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基于道路网的最短路径算法的研究与实现

荣玮  
【摘要】:地理信息系统(GIS)是以地理空间数据库为基础,采用地理模型分析方法,适时提供多种空间和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务的强有力的工具。随着计算机及网络的普及和发展,GIS因其强大的功能得到日益广泛和深入的应用。网络分析作为GIS最主要的功能之一,在电子导航、交通旅游、城市规划以及电力、通讯等各种管网、管线的布局设计中发挥了重要的作用。最短路径问题是网络分析中最基本的问题,它作为许多领域中选择最优问题的基础,在交通网络分析系统中占有重要地位。最短路径分析在车辆导航系统以及各种城市应急系统中有着广泛的应用。 本文介绍了有关地理信息系统的一些基本概念,包括地理信息系统概念、地理信息系统的发展及现状、地理信息系统的应用领域、地理信息系统数据模型、地理信息系统数据的组织和管理、地理信息系统中的网络分析,简述了地理信息系统应用软件MapInfo的特点。 针对城市交通道路网的特点,对基于城市道路网的最短路径分析的关键技术进行了研究和分析,着重分析研究了城市交通道路网的矢量地图表达、网络拓扑结构的提取和构建、最短路径算法的高效实现等关键技术。 最短路径问题是交通网络分析中的一个重要问题,也是交通地理信息系统(GIS-T)中的一个研究热点。它是资源分配、路线设计及分析等优化问题的基础。本文根据GIS中网络计算的实际情况,从网络结构的拓扑表示以及Dijkstra算法中快速搜索技术的实现入手,提出了一种基于椭圆限制区域的优化二叉堆优先级队列的改进型Dijkstra最短路径算法。此算法是在对城市交通网络空间分布特征进行统计分析的基础上,针对具体的起点、中间点以及终点,设定合理的椭圆限制搜索区域,以减少算法的搜索规模;并且利用两点间直线段最短的原理,以当前节点的邻接点与当前点和终点连线夹角最大作为贪婪搜索策略。该算法能够有效降低Dijkstra算法的时间复杂性,提高系统的运行效率。 在系统实现部分,利用MapBasic语言,在MapInfo平台上实现了最短路径分析,可通过简单的点击操作,确定起点、中间点和终点,得到最短路径并予以显示,方便直观。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:P208

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄作维;易定伟;于雷;;基于GIS的消防信息系统的研究与实现[J];城市勘测;2008年02期
2 庞素超;陈实;;用动态规划方法求解最短路问题[J];大庆石油学院学报;2007年03期
3 余为波;王涛;;基于图论的舰船通道路线优化[J];中国舰船研究;2008年01期
4 张文俊;徐宗昌;;战时物资调度模型及方法研究[J];计算机应用;2007年S1期
5 涂海丽;;最短路径算法及其应用探讨[J];科技广场;2011年09期
6 吕丽;程朋根;;基于空间方向关系的城市交通事故救援最佳路径算法[J];科技广场;2012年03期
7 程继红;马颖亮;李高鹏;;最短路算法在物流辅助决策系统中的应用[J];中国水运(学术版);2006年12期
8 王世明;邢建平;张玉婷;柏宝华;;典型城市路网中的椭圆最短路径算法[J];系统工程理论与实践;2011年06期
9 吕林剑;杜先汉;;常规公交跨线联运中联运站点选取方法研究[J];公路与汽运;2012年01期
10 严晓凤;陆济湘;唐双平;;基于Floyd算法的校园最短路径问题分析与实现[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2012年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张志华;矿山巷道三维网络模型的构建及其路径分析方法研究[D];西安科技大学;2010年
2 刘妍;突发事件条件下应急交通路径选择模型研究[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡必松;基于列车开行方案的服务网络构建及路径搜索技术研究与系统开发[D];北京交通大学;2011年
2 程丽华;蚁群算法在物流车辆调度决策系统中的研究与实现[D];西南交通大学;2010年
3 张红平;楼宇三维寻径分析研究[D];南京师范大学;2011年
4 沈尧;基于空间组构的历史街区保护与更新影响因子与平衡关系研究[D];天津大学;2012年
5 朱燕峰;精细导航中的地理坐标投影技术研究及应用[D];电子科技大学;2011年
6 严清明;基于GIS的消防信息系统的研究与实现[D];贵州大学;2006年
7 张宇;基于GIS的电力电缆管网系统实现与关键技术研究[D];重庆大学;2006年
8 王芬;Dijkstra最短路径优化算法在汽车导航的研究及实现[D];上海师范大学;2006年
9 李霞;新疆高等级公路筑路材料GIS管理系统[D];长安大学;2006年
10 安永值;基于地理信息系统的最优路径算法研究与实现[D];南京理工大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄世敏;倪永军;冯志强;符圣聪;江静贝;;地理信息系统在国内城市防震减灾中的应用研究综述[J];四川建筑科学研究;2007年S1期
2 任平;地图的发展与数字地球[J];安徽教育学院学报;2002年03期
3 田晓艳;;计算智能主要算法研究[J];安防科技;2009年12期
4 王秀云;黄淑玲;袁新田;陈晔;;大别山区DEM的制作及其沟谷的提取[J];山东农业科学;2009年05期
5 张卫东,谢庆胜;巢湖流域水污染控制决策GIS支持系统的建设[J];安徽农业科学;2002年04期
6 王秀云;陈晔;舒强;张强;;溧水县DEM的建立及坡面土地面积的提取[J];安徽农业科学;2006年15期
7 李晓辉;宋平;;基于GIS的抚顺市水资源管理信息系统设计[J];安徽农业科学;2007年04期
8 宋雪琳;谌会芹;王海通;解咏平;;基于GIS的邯郸市地下水对混凝土腐蚀性评价系统的设计及实现[J];安徽农业科学;2008年22期
9 严俊霞;李洪建;;基于ArcView的山西省农作物种质资源信息系统的建立及应用[J];安徽农业科学;2008年26期
10 张峰;董琳瑛;;GIS在温室大棚生产管理体系中的应用构想[J];安徽农业科学;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 高尚;江新姿;汤可宗;;蚁群算法与遗传算法的混合算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 孙俊清;李平;韩梅;;装卸桥调度问题及其混合智能优化算法GASA[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 曹浪财;罗键;;一种改进求解TSP问题智能蚂蚁算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 徐耀群;何少平;;傅立叶混沌神经网络及其在优化中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 杨阳;陈宗海;张海涛;;复杂系统仿真的前端智能化综述[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
7 王明常;王小燕;杨国东;;基于MAPINFO的长春市水资源管理系统[A];2001年东北三省测绘学术与信息交流会论文集[C];2001年
8 张国林;韩嘉福;;新疆准噶尔盆地数字化测图及建立Mapinfo数据库的实践[A];2001年东北三省测绘学术与信息交流会论文集[C];2001年
9 魏建荣;王砚;张立毅;;遗传算法在多用户检测中的应用[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
10 刘忠菁;霍小江;黄训诚;陈学广;;节能电力调度中分布式仿生优化策略发生器的研究[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 梁桥康;特殊应用的多维力/力矩传感器研究与应用[D];中国科学技术大学;2010年
6 孔令启;基于内外圈协同优化策略的间歇化工过程不确定性调度研究[D];华南理工大学;2010年
7 陈军;曲线曲面的几何约束造型与近似合并[D];浙江大学;2010年
8 赵进慧;膜计算仿生优化算法及应用研究[D];浙江大学;2010年
9 李熹平;快速热循环注塑模具及工艺关键技术研究[D];山东大学;2010年
10 周晖;自由搜索算法及其在传感器网络中的应用[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 柳枝华;微粒群优化算法的改进及应用[D];南昌航空大学;2010年
2 解卫卫;基于ArcGIS Engine的电力地理信息系统平台设计[D];山东科技大学;2010年
3 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年
4 肖小城;粒子群算法求解作业车间调度问题的研究[D];郑州大学;2010年
5 李跃;三维运动估计在织物动态仿真中的应用[D];浙江理工大学;2010年
6 董超;基于AE的县域农业资源信息系统的研制与应用[D];山东农业大学;2010年
7 辛贵州;无人飞行器航迹规划算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王东阳;多智能体调度优化算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 闫颖;基于模拟退火和团划分的综合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 杨立标;基于混合优化策略的粒子群算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨群,张国伍;基于“节点删除”的多路径获取方法的研究[J];北方交通大学学报;2002年02期
2 赵鹏;杨浩;;京沪高速铁路列车开行模式的研究[J];北京交通大学学报;2006年03期
3 黄雅平;杜建庚;陈恩义;;楼宇三维路径模型的自动生成算法[J];北京交通大学学报;2010年02期
4 杜欣;牛永涛;韩宝明;刘敏;朱青兰;;基于节点重要度的客运专线旅客列车开行方案[J];北京交通大学学报;2010年06期
5 朱凌;GIS中最短路径操作的不确定性传播模型[J];北京测绘;2001年01期
6 朱凌;ArcGIS9的特点及其ArcObjects Controls版的使用体会[J];北京测绘;2004年01期
7 况代智,程朋根,车建仁;地质三维体重构的算法研究及其计算机实现[J];北京测绘;2004年04期
8 周正全;道路立交三维定线的设计方法与研究[J];北京建筑工程学院学报;2001年S1期
9 于东凯,刘玉树;基于平面图的最短路径算法的研究[J];北京理工大学学报;2001年01期
10 付梦印,李杰,邓志红;限制搜索区域的距离最短路径规划算法[J];北京理工大学学报;2004年10期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 杨文静;侯恩科;郝珠成;董育毅;关强兵;程天赦;;基于Surpac的三维巷道模型构建方法[A];全国金属矿山采矿新技术学术研讨与技术交流会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 谭国真;时变、随机网络最优路径算法及其应用研究[D];大连理工大学;2002年
2 郑利军;历史街区的动态保护研究[D];天津大学;2004年
3 吴吉昌;连通图中的可去边及其算法分析[D];西北工业大学;2003年
4 刘彦鹏;蚁群优化算法的理论研究及其应用[D];浙江大学;2007年
5 邓连波;客运专线相关旅客列车开行方案优化研究[D];中南大学;2007年
6 刘好德;公交线网优化设计理论及实现方法研究[D];同济大学;2008年
7 缪成;突发公共事件下应急物流中的优化运输问题的研究[D];同济大学;2007年
8 王海梅;基于GIS的最优路径算法研究与实现[D];南京理工大学;2008年
9 邓念东;基于OO-Solid数据模型的三维地质模型构建与动态更新方法研究[D];西安科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘文仟;粒子群算法拓扑结构的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 胡必松;基于列车开行方案的服务网络构建及路径搜索技术研究与系统开发[D];北京交通大学;2011年
3 姜蕊;融合预测信息的动态路径选择算法研究[D];北京交通大学;2011年
4 张萧萧;高速铁路旅客列车开行方案评价方法及系统开发[D];北京交通大学;2011年
5 肖龙;基于GIS的城市燃气应急辅助决策模型研究[D];西南石油大学;2011年
6 牛红军;自动车辆定位系统的研究[D];西安理工大学;2000年
7 裴钟哲;应用于车辆导航系统的数据管理系统研究[D];北京工业大学;2000年
8 张亚梅;公交车线系统的研究与设计规划[D];华北工学院;2001年
9 贺益贵;陕西省地方筑路材料选型技术研究[D];长安大学;2001年
10 李杰;地理信息系统(GIS)在路网规划中的应用研究[D];长安大学;2001年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董红娟;;露天矿卡车调度系统关键技术研究[J];测绘与空间地理信息;2011年01期
2 冯华;;基于MapX和Floyd算法的最短路径搜索系统设计与实现[J];电脑编程技巧与维护;2011年24期
3 田甜;叶雪梅;范青刚;;军事后勤战时配送式保障系统研究[J];电脑知识与技术;2009年09期
4 田甜;叶雪梅;陈柏松;;战时军事供应链管理系统关键技术研究[J];电脑知识与技术;2009年09期
5 嘉泽宁;杨贵;郑文萍;;基于最短路径的关键蛋白质识别研究[J];广西大学学报(自然科学版);2011年05期
6 孔维华;;基于GIS技术的矿区消防灭火系统设计[J];金属矿山;2009年06期
7 张志华;侯恩科;罗晓霞;赵洲;邓念东;;一种新的三维巷道建模数据模型研究[J];金属矿山;2011年11期
8 李冉冉;;基于蚁群算法的交通流诱导设计与实现[J];计算机与现代化;2011年11期
9 刘战;顾晓峰;于宗光;胡西多;;一种改良汽车电子导航算法[J];科技信息;2011年17期
10 邢志祥;高文莉;诸德志;;城市灭火救援决策支持系统研究述评[J];中国安全生产科学技术;2011年11期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 田甜;叶雪梅;范青刚;;军事后勤战时配送式保障系统研究[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(下册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陈飞儿;轴辐式网络系统中集装箱船的技术经济性研究[D];上海交通大学;2008年
2 屈也频;反潜巡逻飞机搜潜辅助决策系统建模与仿真研究[D];国防科学技术大学;2009年
3 黄志军;高速公路联网收费系统防逃费研究与实现[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔静怡;基于车载导航系统的大区域路径规划算法的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
2 张爽;地下高压输电的技术与经济分析[D];华南理工大学;2010年
3 何峥;基于适宜度的网站广告自动投放系统的设计[D];电子科技大学;2010年
4 叶创鑫;物流配送的路径优化与行程时间预测[D];暨南大学;2011年
5 何顶军;基于J2EE的电费卡系统的设计和实现[D];电子科技大学;2011年
6 张红平;楼宇三维寻径分析研究[D];南京师范大学;2011年
7 蔡超;基于手机定位数据的城市路段行程车速提取[D];昆明理工大学;2011年
8 肖潇;基于三维GIS校园火灾应急救援系统的研究[D];昆明理工大学;2011年
9 秦楠;面向出行者的出行诱导系统研究与设计[D];青岛大学;2011年
10 季开青;基于轴辐式网络的应急物资调度问题研究[D];辽宁科技大学;2010年
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4 刘钊;徐鑫磊;王红亮;欧阳坤;谢颖立;方正;;GIS网络分析中蚁群算法的改进与应用研究[J];测绘科学;2010年S1期
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6 何莲莲;乐鹏;;资源分配中贪婪优化算法的设计与实现[J];测绘信息与工程;2010年02期
7 黄翌;胡召玲;王健;李陈;;基于GIS的徐州主城区公共绿地可达性研究[J];徐州师范大学学报(自然科学版);2009年03期
8 王明玉;舒立福;寇晓军;李杰;赵凤君;田晓瑞;;基于GIS的森林火灾扑救路径的构建[J];测绘与空间地理信息;2007年01期
9 刘翠丽;张思东;;GIS应用领域中Dijkstra算法的一种改进[J];电信快报;2005年05期
10 曾文,樊文有;MAPGIS网络管理分析系统的设计及实现[J];地球科学-中国地质大学学报;1998年04期
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1 路陶鹏;郑洁;;GIS技术在区域供热管网管理中的应用[A];2005西南地区暖通空调热能动力年会论文集[C];2005年
2 施培港;;Dijkstra最短路径算法的实现及优化[A];中国地理信息系统协会第三次代表大会暨第七届年会论文集[C];2003年
3 张延波;王威;王贵章;;建立古代文化遗存地理信息系统的可行性研究[A];2001年东北三省测绘学术与信息交流会论文集[C];2001年
4 冯立法;郝强;刘董梅;;GIS在油田信息化中的作用[A];中国石油石化数字管道信息化建设论坛暨燃气管网安全、经济、运营技术交流研讨会论文集[C];2009年
5 顾益军;何永忠;邓杰;;专用网地理信息系统平台安全标准化研究[A];第26次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2011年
6 胡晓抒;;地理信息系统在疾病控制领域中的应用进展[A];全国EID研讨班资料汇编[C];2004年
7 靳海亮;高井祥;;浅析地理信息系统与电子政务的关系[A];'2005数字江苏论坛——电子政务与地理信息技术论文专辑[C];2005年
8 靳海亮;高井祥;;浅析地理信息系统与电子政务的关系[A];'2005数字江苏论坛电子政务与地理信息技术论文专辑[C];2005年
9 王永;张增云;宋红丽;;GIS在定向越野运动中的应用[A];山东省“数字国土”学术交流会论文集[C];2007年
10 杨晓辉;李合锋;杨芳;;地理信息系统(GIS)在县级供电企业中的应用[A];2007中国电机工程学会电力系统自动化专委会供用电管理自动化学科组(分专委会)二届三次会议论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 洪瑛刘祝明;云南数字乡村地理信息系统试点项目建成[N];中国测绘报;2008年
2 记者马士龙;全国首家区县级地理信息系统通过鉴定[N];中国信息报;2003年
3 方裕;我国GIS软件产业渐成气候[N];中国测绘报;2006年
4 杜斌 范小洁;湖北省实施地理信息系统工程测绘管理规定[N];中国测绘报;2006年
5 庞亚斌 整理;地理信息系统的发展趋势[N];中国水利报;2006年
6 王强;德州建成警用地理信息系统[N];人民公安报;2007年
7 本报记者 孙靓;全国统计地理信息系统建设应用推广演示会召开[N];中国信息报;2010年
8 本报记者 陈江 本报实习生 陈倩;迈向GIS时代[N];广西日报;2005年
9 王大力;地理信息系统建设中的几个问题[N];中国测绘报;2006年
10 葛剑雄;中国历史地图:从传统向数字化和现代化的转变[N];文汇报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙斌;基于GIS的办公自动化系统开发技术的研究和探讨[D];中国地质大学(北京);2005年
2 孔冬艳;基于对象关系型空间数据库理论的GIS实现[D];中国地质大学(北京);2006年
3 夏敏;农地适宜性评价空间决策支持系统研究[D];南京农业大学;2007年
4 李如仁;公众参与式地理信息系统的理论与实践[D];辽宁工程技术大学;2007年
5 Pouran Behnia;伊朗中部Saghand-Chadormalu地区矿床勘查的地理空间数据建模[D];武汉大学;2004年
6 汤仲安;矢量GIS线状实体等概率密度误差模型[D];武汉大学;2004年
7 牛聚粉;基于MapX的煤与瓦斯突出预警技术研究[D];中国地质大学(北京);2009年
8 李卫江;电子政务与空间信息集成的理论及实践[D];华东师范大学;2004年
9 周月敏;面向小流域管理的水土保持遥感监测方法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
10 陈澎;GeoSmarter通用地理教育平台的支撑理论的研究[D];中国科学院研究生院(成都计算机应用研究所);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 荣玮;基于道路网的最短路径算法的研究与实现[D];武汉理工大学;2005年
2 张燕;基于矢量夹角的最短路径分析[D];武汉大学;2005年
3 戴阳;基于GIS城市反空袭军事医学地理信息系统研究[D];第二军医大学;2005年
4 黄云锴;城市防震减灾辅助决策地理信息系统开发与研究[D];昆明理工大学;2007年
5 戴文舟;交通网络中最短路径算法的研究[D];重庆大学;2004年
6 刘伟;光纤资源网GIS管理的数据挖掘研究[D];吉林大学;2004年
7 刘名龙;城市交通动态路径诱导算法研究及系统设计[D];昆明理工大学;2005年
8 叶显熠;最优路径选择在配电网信息管理系统中的应用研究[D];华北电力大学(河北);2006年
9 耿蕤;基于地理信息系统(GIS)的公共交通系统信息化[D];长安大学;2004年
10 宋文杰;基于GIS的煤盆地断裂网络分析及其应用[D];辽宁工程技术大学;2005年
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