基于GIS的最优路径算法研究与实现

公路交通与人们的生产生活息息相关，随着社会经济的发展以及 人们生活水平的不断提高，交通运输面临的压力也越来越大，交通堵 塞、交通事故和交通引起的环境污染问题也日益严重。为解决当前交 通所面临的问题，智能交通系统(ITS)应运而生，作为ITS基础平台 的交通地理信息系统(GIS．T、)也得到了广泛的关注。本文研究的GIS 环境下的动态交通最优路径算法是ITS研究中的一个重要课题，能够 帮助出行者节省出行时间和燃油开支，提高现有交通设施的利用效 率，减少汽车温室气体的排放，保护环境等，具有一定的理论意义和 实际应用价值。 本文就GIS环境下的动态交通最优路径算法的相关技术进行研 究，主要内容有：采用ArcGIS系列软件作为应用平台，在ArcInfo 9．2 环境下创建交通路网的网络数据集；对交通路网动态权值模型的建立 进行分析和研究，为路段建立基于K近邻非参数回归方法的动态权 值模型，并通过实验验证了该模型能较好地利用历史数据和实测数 据，对路网的通行状态进行较准确的预测；使用蚁群算法来实现GIS 环境下的动态交通最优路径的求解，文中介绍了基本蚁群算法模型， 分析了其{望索的特点，并针对基本蚁群算法在求解交通路网这样的大 规模最优路径问题中出现搜索时间过长、易出现局部最优解的问题， 在蚁群搜索的方向引导和信息素更新等方面对基本蚁群算法进行了 改进，使其更加适合于求解交通最优路径问题，同时还通过实验，对 算法中各参数的选择进行了研究，得到了较优的参数组合，并验证了 改进后的算法具有较好的性能；在Visual Studio．NET 2005编程环境 下使用C撑开发语言，设计并实现了基于ArcGISEngine平台的动态交 通最优路径算法。 本文研究的算法能够较准确地找到交通路网中两点之间的最优 路径，并能根据路网的交通状态和转弯限制等调整搜索，提供合理的 路径规划。