基于地圖API的最短距離批量計(jì)算

羅孟晗 西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院

基于地圖API的最短距離批量計(jì)算

羅孟晗 西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院

在比較計(jì)算城市間最短路徑常用方法后，本文結(jié)合WebGIS地圖API，提供基于實(shí)際道路網(wǎng)絡(luò)最短距離批量計(jì)算的一種解決方法。

地圖API 最短距離 WebGIS

1 引言

網(wǎng)絡(luò)分析是GIS應(yīng)用中的重要領(lǐng)域，而網(wǎng)絡(luò)分析中最基本最關(guān)鍵的問(wèn)題之一是最短路徑問(wèn)題，最短路徑不僅僅指一般地理意義上的距離最短，還可以引申到其他的度量，如時(shí)間、費(fèi)用、線路容量等。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，WebGIS的發(fā)展也為GIS研究提供了新的便利。WebGIS是基于Internet的GIS，它使用Internet環(huán)境，為各種GIS應(yīng)用提供GIS功能（如分析功能、制圖功能）和空間數(shù)據(jù)獲取能力。地圖API是基于WebGIS為開(kāi)發(fā)者免費(fèi)提供的一套基于地圖服務(wù)的應(yīng)用接口，其數(shù)據(jù)不斷更新，具有很強(qiáng)的時(shí)效性，開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)地圖API接口免費(fèi)獲取地圖數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)者可以個(gè)性化建立地圖服務(wù)，在個(gè)人和小型地理信息系統(tǒng)應(yīng)用具有很好的發(fā)展前景。

2 傳統(tǒng)最短路徑獲取方法

在交通路網(wǎng)研究中，求取最短路徑的方法主要是利用ArcGIS等軟件中的網(wǎng)絡(luò)分析工具實(shí)現(xiàn)，或者根據(jù)最短路徑算法編程實(shí)現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)分析工具實(shí)現(xiàn)是根據(jù)路網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，設(shè)定邊線權(quán)重，指定起點(diǎn)和終點(diǎn)，得到最短距離。指定的起點(diǎn)和終點(diǎn)必須是在線上的節(jié)點(diǎn)，很難計(jì)算城市間實(shí)際的時(shí)間距離，在研究區(qū)域較小時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致較大的距離誤差，對(duì)研究結(jié)果造成影響。要實(shí)現(xiàn)城市間最短距離的批量計(jì)算還需要利用ArcGIS二次開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行改進(jìn)。

根據(jù)最短路徑算法編程實(shí)現(xiàn)也是一種主流方法。現(xiàn)有的最短路徑算法有很多種，Dijkstra算法、A*算法和Floyd算法等等。Dijkstra算法是典型的單源最短路徑算法，用于計(jì)算一個(gè)節(jié)點(diǎn)到其他所有節(jié)點(diǎn)的最短路徑。主要特點(diǎn)是以起始點(diǎn)為中心向外層層擴(kuò)展，直到擴(kuò)展到終點(diǎn)為止；A*算法是一種靜態(tài)路網(wǎng)中求解最短路最有效的方法，是一種啟發(fā)式搜索算法，算法中的距離估算值與實(shí)際值越接近，最終搜索速度越快。基于算法的編程實(shí)現(xiàn)首先需要處理數(shù)據(jù)，將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)抽象為圖，不同的算法對(duì)于輸入數(shù)據(jù)的要求也不同，要將現(xiàn)有交通道路數(shù)據(jù)處理為可用并且符合現(xiàn)實(shí)情況的數(shù)據(jù)需要大量的工作。通過(guò)以上兩種方法要想得到準(zhǔn)確符合實(shí)際的城市間最短距離，數(shù)據(jù)來(lái)源及處理需要花費(fèi)大量的精力和時(shí)間。

3 地圖API批量獲取最短路徑功能的實(shí)現(xiàn)

本文利用百度API接口實(shí)現(xiàn)了成渝地區(qū)某些城市間的最短路徑的批量計(jì)算。基于JavaScript的百度地圖API支持PC端和移動(dòng)端基于瀏覽器的地圖應(yīng)用開(kāi)發(fā)，它提供9類 JavaScript API類參考，此處最短距離計(jì)算使用的是服務(wù)類中的DrivngRoute類。

3.1 讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的城市名稱并初始化地圖

為了實(shí)現(xiàn)代碼的二次利用，數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取，放入數(shù)組cities，便于批量計(jì)算。創(chuàng)建BMap地圖實(shí)例，本例以重慶為中心，縮放等級(jí)設(shè)置為6。

3.2 使用for循環(huán)

實(shí)現(xiàn)最短路徑批量計(jì)算，在網(wǎng)頁(yè)中插入button按鈕，實(shí)現(xiàn)結(jié)果的展示：

4 總結(jié)

交通網(wǎng)絡(luò)中的最短距離計(jì)算是可達(dá)性分析中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用地圖API實(shí)現(xiàn)最短距離的準(zhǔn)確以及批量的計(jì)算，提高數(shù)據(jù)精度，節(jié)約了大量時(shí)間成本。地圖API的出現(xiàn)讓更多的人有機(jī)會(huì)開(kāi)發(fā)屬于自己的GIS小型應(yīng)用，讓GIS真正成為了大眾化的GIS。

[1]孟令奎,史文中,張鵬林等.網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)原理與技術(shù)(第二版) [M].科學(xué)出版社,2010:131

[2]華杰,基于Google Maps API的WEBGIS應(yīng)用研究[J],中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2010(25):82-83

[3]王一劍,GIS領(lǐng)域最短路徑算法研究[J],電腦知識(shí)與技術(shù),2009,5(1):182-183