基于地圖API的最短距離批量計算

羅孟晗 西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院

基于地圖API的最短距離批量計算

羅孟晗 西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院

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

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)鍵的問題之一是最短路徑問題，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，如時間、費用、線路容量等。

隨著計算機技術(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為開發(fā)者免費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，具有很強的時效性，開發(fā)者可以通過地圖API接口免費獲取地圖數(shù)據(jù)，開發(fā)者可以個性化建立地圖服務(wù)，在個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)分析工具實現(xiàn)，或者根據(jù)最短路徑算法編程實現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)分析工具實現(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，指定起點和終點，得到最短距離。指定的起點和終點必須是在線上的節(jié)點，很難計算城市間實際的時間距離，在研究區(qū)域較小時，就會導(dǎo)致較大的距離誤差，對研究結(jié)果造成影響。要實現(xiàn)城市間最短距離的批量計算還需要利用ArcGIS二次開發(fā)工具進行改進。

根據(jù)最短路徑算法編程實現(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，用于計算一個節(jié)點到其他所有節(jié)點的最短路徑。主要特點是以起始點為中心向外層層擴展，直到擴展到終點為止；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際值越接近，最終搜索速度越快。基于算法的編程實現(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)實情況的數(shù)據(jù)需要大量的工作。通過以上兩種方法要想得到準確符合實際的城市間最短距離，數(shù)據(jù)來源及處理需要花費大量的精力和時間。

3 地圖API批量獲取最短路徑功能的實現(xiàn)

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

3.1 讀取數(shù)據(jù)庫中存儲的城市名稱并初始化地圖

為了實現(xiàn)代碼的二次利用，數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫讀取，放入數(shù)組cities，便于批量計算。創(chuàng)建BMap地圖實例，本例以重慶為中心，縮放等級設(shè)置為6。

3.2 使用for循環(huán)

實現(xiàn)最短路徑批量計算，在網(wǎng)頁中插入button按鈕，實現(xiàn)結(jié)果的展示：

4 總結(jié)

交通網(wǎng)絡(luò)中的最短距離計算是可達性分析中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用地圖API實現(xiàn)最短距離的準確以及批量的計算，提高數(shù)據(jù)精度，節(jié)約了大量時間成本。地圖API的出現(xiàn)讓更多的人有機會開發(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],電腦知識與技術(shù),2009,5(1):182-183