基于MapXtreme的人防電子地圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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(5) 人防預(yù)案模塊：包括預(yù)案查詢、預(yù)案管理和預(yù)案評(píng)估。將所有人防預(yù)案集成到一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，方便戰(zhàn)時(shí)或演習(xí)時(shí)調(diào)用。
(6) 專題制圖：用于制作專題地圖和電子沙盤，包括二維數(shù)據(jù)網(wǎng)格化、三角網(wǎng)等值線嵌入、地形圖三維顯示、地形圖柵格圖像生成、預(yù)案套圖制作與查詢。
2 人防系統(tǒng)的關(guān)鍵問題及實(shí)現(xiàn)
2.1 最短路徑查詢及其優(yōu)化
根據(jù)某市人防電子地圖系統(tǒng)的實(shí)際需求，最短路徑查詢有時(shí)要求距離最短、有時(shí)要求時(shí)間最短，且道路或橋梁有可能被炸毀而不能通行，這使得道路的正向、反向權(quán)值不是固定值，需隨著應(yīng)用背景的變化而更新。因此，進(jìn)行最短路徑分析時(shí)，若要求距離最短，則可以直接利用路段的正向、反向權(quán)值進(jìn)行計(jì)算；若要求時(shí)間最短，則可以利用路段的正向、反向權(quán)值，并結(jié)合道路的平均速度進(jìn)行計(jì)算。然而，無論按時(shí)間還是距離查詢最短路徑，其實(shí)還是一個(gè)單源單目問題，可以使用最經(jīng)典的Dijkstra算法[4]并加以優(yōu)化。
在本系統(tǒng)中，首先將現(xiàn)實(shí)中的道路網(wǎng)絡(luò)實(shí)體抽象化為網(wǎng)絡(luò)圖論理論中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，交叉路口為結(jié)點(diǎn)，道路為邊，道路長(zhǎng)度為權(quán)值；其次，獲取起始點(diǎn)名與終止點(diǎn)名，并對(duì)輸入的始末點(diǎn)名，通過在道路結(jié)點(diǎn)表中查詢的點(diǎn)的名稱，得到始末點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)NODE_ID；再次，將道路結(jié)點(diǎn)集與道路弧段集作為Dijkstra算法中的參數(shù)，計(jì)算從出發(fā)點(diǎn)到目的點(diǎn)的最短路徑的結(jié)點(diǎn)序列；最后，將返回結(jié)點(diǎn)序列即最佳路徑在電子地圖上高亮顯示。
在最短路徑查詢的實(shí)際應(yīng)用中，本系統(tǒng)從以下兩方面進(jìn)行了優(yōu)化：
(1) 初始化始末點(diǎn)時(shí)，若該點(diǎn)不是道路結(jié)點(diǎn)，則一般的處理是遍歷道路結(jié)點(diǎn)表，查詢離該地物點(diǎn)最近的道路結(jié)點(diǎn)作為起始點(diǎn)。由于道路結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)量太大，這種方法不僅效率低，且對(duì)于某些特殊的地物點(diǎn)會(huì)出錯(cuò)。比如某點(diǎn)A，若離它最近的道路較長(zhǎng)，則該道路的端點(diǎn)離A就比較遠(yuǎn)，繼而選擇的是另一條端點(diǎn)離A近的道路，而實(shí)際上該選擇結(jié)果并不是離A最近的道路。為了解決這兩個(gè)問題，系統(tǒng)在初始化始末點(diǎn)時(shí)，不是以道路結(jié)點(diǎn)為參照，而是將道路層單獨(dú)提練出來。設(shè)定某個(gè)距離值為半徑畫圓，若該圓與某條道路有交點(diǎn)，則說明此道路為離該點(diǎn)最近的道路，從該點(diǎn)向道路作垂線，即為該點(diǎn)的第1條路線；若沒有交點(diǎn)，則按某個(gè)設(shè)定值繼續(xù)擴(kuò)大半徑搜索，直至查詢到最近道路為止。這種優(yōu)化方法，一方面解決了某些對(duì)特殊地物點(diǎn)進(jìn)行最短路徑查詢時(shí)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤；另一方面也提高了查詢的效率。在實(shí)際情況中，道路結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)量大，而采用優(yōu)化方法后只需進(jìn)行幾次循環(huán)查找即可。
(2) 由于每次做路徑查詢時(shí)都需要將所有道路結(jié)點(diǎn)和道路弧段的集合構(gòu)建道路拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，但道路網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量非常大，而且該拓?fù)潢P(guān)系是不會(huì)改變的，所以原有的最短路徑查詢功能在構(gòu)建路網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系時(shí)做了大量重復(fù)的工作。為提高最短路徑查詢過程的效率，在系統(tǒng)初始化過程中，將所有道路節(jié)點(diǎn)的拓?fù)潢P(guān)系緩沖到服務(wù)器端內(nèi)存中，每次做路徑查詢時(shí)先檢查緩存中是否已經(jīng)存在生成的路網(wǎng)拓?fù)湫畔?，避免了道路拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的重復(fù)生成。優(yōu)化后的最短路徑查詢的工作流程如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/163092.htm
本文將系統(tǒng)重構(gòu)為基于上述優(yōu)化方法的電子地圖系統(tǒng)，并選擇8對(duì)相同的始末結(jié)點(diǎn)進(jìn)行最短路徑查詢，并與使用傳統(tǒng)方法的系統(tǒng)進(jìn)行比較測(cè)試，最終得到如圖3所示的性能測(cè)試對(duì)比圖。
從圖中可以看出，未經(jīng)優(yōu)化的電子地圖系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間比優(yōu)化后的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，可見該優(yōu)化在當(dāng)前實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，對(duì)系統(tǒng)性能的提升有較大的幫助。
2.2 基于MapXtreme的鷹眼技術(shù)
鷹眼是除了主視圖外的一個(gè)小視圖窗口，用來顯示全圖，并用1個(gè)矩形表示大圖的地圖邊界。點(diǎn)擊鷹眼窗口時(shí)，地圖自動(dòng)定位到相應(yīng)位置，當(dāng)?shù)貓D視圖（包括縮放比例和中心）發(fā)生變化時(shí)，鷹眼上的導(dǎo)航矩形框相應(yīng)變化，以指示用戶當(dāng)前所處的位置。
評(píng)論