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摘 要
最优路径查询是公交信息系统中的关键技术。本论文从网络分析的理论基础及道路网络的拓扑性质出发，提出了一种适于最短路径算法的空间数据组织方式。结合道路网络的特点，在构造邻接结点矩阵来表达网络结构的基础上，根据人们日常的乘车习惯，提出了基于改进的广度优先搜索（BFS）算法实现换乘次数最少和基于迪杰斯特拉（Dijkstra）最短路径算法实现路径最短的两种最优路径查询方案。
本论文使用Visual Studio C#.NET 2003和SQL Server 2000，基于昆明市地图开发了一个实际的公交信息系统，实现了道路网络中任意两点间最少换乘路径和最短路径的快速查询。
【关键词】 公交信息系统 最少换乘 最短路径 Dijkstra算法 BFS算法
Abstract
The optimum path query is the key technology in the Bus Information System.
Based on the theories of network analysis and the topology of route network, a new method of spatial data structure for the algorithm which is suitable for the Dijkstra’s algorithm method is proposed in this paper. Combined with the characteristics of route network , and based on our habits , put the method of fewest transfers which is base on the Breadth-First Search algorithm and the method of shortest path which is base on the Dijkstra’s algorithm .
The paper use Visual Studio C#.NET 2003 and SQL Server 2000 ,based on the map of kunming to realize the public bus information system and realize the fast query of fewest transfers and shortest path in any two key nodes.
【Key Word】 Bus Information System , Fewest Transfers , Shortest Path , Dijkstra’s Algorithm , Breadth-First Search
目 录
前 言... 5
第一章 绪 论... 6
1.1 引言... 6
1.2 电子地图概述... 6
1.2.1 电子地图系统简介... 6
1.2.2 电子地图的定义... 7
1.2.3 电子地图的基本特征... 7
1.2.4 电子地图的系统构成... 8
1.3 公交信息系统... 9
1.3.1 公交信息系统简介... 9
1.3.2 公交信息系统的开发目的和思路... 10
1.3.3 发展公交信息系统的意义... 10
第二章 公交信息系统的设计... 12
2.1 公交信息系统的功能... 12
2.1.1 公交信息系统的功能分析... 12
2.1.2 公交信息系统的分析决策过程... 14
2.1.3 公交信息系统执行过程... 14
2.2 公交信息系统的数据组织... 15
2.2.1 公交网络特点分析... 15
2.2.2 公交网络抽象... 16
2.2.3 公交网络的数据组织方式... 18
2.2.4 公交数据结构设计... 20
2.3 系统设计目标和原则... 28
2.4 公交信息系统设计的环境配置... 28
第三章 最优路径搜索... 30
3.1 最优路径选择模型的目标函数及约束条件... 30
3.2 最短路径搜索... 30
3.2.1 迪杰斯特拉（Dijkstra）算法基本思想... 30
3.2.2 迪杰斯特拉（Dijkstra）算法的具体实现... 31
3.2.3 对Dijkstra算法的改进... 33
3.3 最少换乘路径搜索... 34
3.3.1 最少换乘的计算机抽象... 35
3.3.2 广度优先搜索（BFS）算法的基本思想... 35
3.3.3 广度优先搜索（BFS）算法实现最少换乘路径的搜索... 37
3.3.4 改进的广度优先搜索算法... 38
第四章 公交信息系统的实现... 39
4.1 地图数据信息存储的实现... 39
4.2 公交信息系统的实现... 44
4.2.1 新建项目... 44
4.2.2 与数据库连接... 46
4.2.3 系统界面的实现... 46
4.2.4 各功能模块实现... 50
4.2.5 系统实现结果... 55
第五章 结 论... 59
5.1 结 论... 59
5.2 需要改进的地方... 59
总结与体会... 61
参考文献... 62
致 谢... 63
附 录... 64
前 言
随着社会的发展，城市的日益扩大，城市交通问题变得日益突出。城市公交网络在城市的发展中起到举足轻重的作用，伴随城市公交网络发展而产生的城市公交信息系统，日渐成为城市居民的生活指南，这要求它必然要提供公交网络最优路径查询的功能。根据人们日常的乘车习惯，换乘次数最少往往是人们选择出行路径的首要考虑因素，越少的换乘次数可以节省人们出行的开销。其次路径最短也是人们考虑的一个重要因素。
本论文首先介绍了网络分析的理论基础知识，通过分析道路网络的拓扑性质，最终采用了用构造邻接结点矩阵来表达网络结构的空间数据组织方式，这种组织方式适合于最优路径查询算法。
接着在SQL Server 2000 中实现了昆明市部分地图数据的存储，其中包括了部分建筑物数据信息的存储和部分公交站点数据信息的存储。
然后重点分析了迪杰斯特拉（Dijkstra）最短路径算法和广度优先搜索（BFS）算法，并分别对两种算法进行了优化，使其更加适于公交网络中的最优路径的搜索。
最后以昆明市地图为基础，实现了一个具体的公交信息系统。系统开发前台使用了Visual Studio C#.NET 2003，后台数据库使用SQL Server 2000。系统一方面实现了基本信息的查询，包括建筑物的位置，坐标等。另一方面实现了公交线路的查询，查询方式按照“路径最短”和“换乘最少”两种方式分类，可以根据乘客的实际需求选择自己所需的方式。通过这个功能，用户可以查询到公交网络中任意两点间的换乘最少和路径最短的乘车路线，为乘客出行带来了很大的方便。
第一章 绪 论
1.1 引言
随着社会的发展，城市的日益扩大化和复杂化，以及人们的交通观念和需求的变化，城市交通问题已变得日益突出，在我国大多城市都普遍存在着交通拥挤的现象。造成这一现象的首要原因是城市交通基础设施的建设远远落后于城市交通需求的增长。大力发展公共交通成为解决城市交通拥挤问题的首选措施。
城市公交网络在城市的发展中起到举足轻重的作用，伴随着城市公交网络的发展而产生的城市公交信息系统，正日渐成为城市居民的生活指南，为乘客的公交出行提供准确、及时、优化的公交信息服务，向乘客提供公交信息的动态走向，生成出行辅助计划，对乘客的出行进行主动而合理的引导，最大程度上方便乘客。这要求它必然要提供公交网络最优路径查询的功能。
1.2 电子地图概述
1.2.1 电子地图系统简介
近年来，随着计算机技术、激光技术和微电子技术的发展和应用，传统地图的表现形式和记录方式已逐渐失去了它昔日的垄断地位。信息作为经济战略源，越来越受到人们的广泛关注，信息的及时传输和处理已变成了当今社会生成力、竞争力和发展成功的关键，信息网络将是一种渗透到各个角落的技术和社会力量，它将把整个社会结构紧密联接在一起，成为现代社会的一条命脉。作为空间和时间信息表达、传输工具的地图，又以新的表现形式——电子地图面对着信息革命和社会经济发展需求的挑战。
在80年代中期，随着数字地图及地理信息系统技术的发展和应用，随着计算机视觉化研究的深入，在侧重于空间信息的表现与显示的基础上，电子地图应运而生。电子地图主要应用于政府宏观管理、科学研究、规划、预测、大众传播媒介、信息服务等领域。另外，它与全球定位系统(GPS)相结合，在航天、航空领域、军事领域以及汽车导航中也发挥着十分广泛的作用。目前，在国际上影响较大的电子地图有美国世界影像电子地图集、加拿大国家电子地图集。随着GIS的发展，众多的地理信息系统的应用成果也都以电子地图的形式来展示，好的电子地图应具有地理信息系统的所有功能。
在电子地图中，多媒体电子地图、网络电子地图、三维动态电子地图、交通导航电子地图、旅游电子地图……，形式层出不穷。电子地图对现代技术（如计算机、遥感、网络、多媒体和虚拟现实等技术）的高度依赖性，使得目前对于电子地图产品与开发技术的关注远远超过了对电子地图理论的思考。
1.2.2 电子地图的定义
电子地图是融合计算机图形和数据库于一体，存储和处理空间信息的高新技术。它把地理和相关属性有机地结合起来，根据实际需要准确真实地、图文并茂地显示给用户，可以满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求。城市电子地图以GIS技术为基础，融合了数据库技术，采用电子地图将与地理位置有关的数据可视化，具有内容丰富，信息查询方便，智能化程度高等特点。
电子地图的定义为：电子地图是以数字地图为数据基础，以计算机为处理平台，在屏幕上实时显示的地图形式。
1.2.3 电子地图的基本特征
电子地图是以地图数据库为基础，以数字形式存贮于计算机外存贮器上，并能在电子屏幕上实时显示的可视地图，又称“屏幕地图”或“瞬时地图”。根据电子地图存贮介质的不同又可分为“磁盘地图”或“光盘地图”等。
电子地图的主要优点在于:
1、 电子地图数据库可包括图形、图像、文档、统计数据等多种形式，也可以与视频、音频信号相连，数据类型与数据量的可扩展性比较强。
2、 查询检索和分析功能;能够支持从地图图形到属性数据和从属性数据到图形的双向检索。
3、 图形动态变化功能:从开窗缩放、浏览阅读等基本功能到地图动画功能、多维动画图形模拟等。
4、 具有良好的用户界面;使读者介入到地图的生成过程。
5、 多级比例尺之间的相互转换;由于计算机屏幕幅面的限制和计算机潜在的计算功能和巨大的存贮能力，要求具有多级比例尺不同程度的制图综合功能。
6、 信息的存储、更新以及通讯方式较为简便，便于携带和交流。
1.2.4 电子地图的系统构成
电子地图系统一般由数据和软件两大系统构成。
数据系统实现专业地图数据的存储和数字地图的生成。在多媒体电子地图中还要存储多媒体数据。在该模块中，探讨建立适于最短路径算法的空间数据组织的方式；
电子地图的软件系统主要由地图设计和地图浏览两个功能模块(子系统)组成。地图设计模块负责电子地图的数据采集、设计、存储、管理和组织功能，将多源、多维、多尺度和多类型的数据集成为一个整体，以构建电子地图的数据库系统。地图浏览模块提供用户操作和阅读电子地图的各个功能，其中地图表达是浏览系统的基础和核心。一个好的地图浏览系统不仅支持静态地图目标的显示，也同时支持动态变化的地理现象表达。
电子地图的系统构成如图1.1所示。
电子地图
数 据
软 件
数字
地图
多媒体
数据
其他专业数据
地图
设计
地图
浏览
地图数据库系统
地图符号库系统
符号化表达
缩放、漫游
查询与分析
图1.1 电子地图的系统构成
1.3 公交信息系统
1.3.1 公交信息系统简介
公交信息系统一直是城市电子地图的研究热点，它也几乎成了电子地图产品的一个必备功能。
根据人们日常的乘车习惯，人们出行选择路径的第一考虑因素是换乘次数。越少的换乘次数越可以节省人们出行的开销。第二考虑因素是路径的长短。人们出行肯定是希望越快到达目的地。因此最优路径的查询是公交信息系统必须实现的功能。在不同的产品中，对最优路径的理解也不同。在本系统中，主要考虑人们日常的出行习惯，重点实现了换乘最少和路径最短两种查询方式。
1.3.2 公交信息系统的开发目的和思路
公交信息系统开发的目的是为乘客的公交出行提供准确、及时、优化的公交信息服务，系统向乘客提供公交信息的动态走向，生成出行辅助计划，对乘客的出行进行主动而合理的引导，最大程度上方便乘客，从而将无序的交通出行变得有序，优化客流分布，提高公交线网的运行效率，同时将该系统投入实际应用也是提高城市形象的一项重要举措。
公交信息系统的具体开发思路如下：
1、 公交乘客对现有的公交站点、公交线路进行查询。
2、 公交乘客输入任意出行起点、终点，系统在相应的约束条件下，查找搜索出最优公交出行路径集和换乘方案，反馈给乘客。
3、 公交部门管理人员可根据站点、线路的变更，运营调度计划的调整，及时更新系统的公交线网，对与公交有关的其它基础数据进行方便的管理和维护。
1.3.3 发展公交信息系统的意义
交通需求增长超前于经济增长速度，一般都在两倍以上。交通是经济发展的重要基础。城市公交作为城市生产的第一道工序，它直接保证着城市经济生活的有序运转。无疑，城市公交优先就成为了世界各地经济发展战略的重要组成部分。
道路建设犹如一个底气不足的运动员，虽然大汗淋漓地拼命追赶，可总是赶不上它的对手。故此，单纯依靠修、扩建城市道路来期望解决道路的拥塞是行不通的。关键还是要把有限的道路资源充分利用起来。
如今市民出行有多种选择方式：步行、自行车、摩托车、小汽车、大公交车等等。在多种方式中，只有大公交效率最高，浪费最少，且节省昂贵的城市空间。每20辆自行车或4辆小汽车所用的道路面积与1辆公共汽车所占面积是一样的，而后者的载客量分别是每辆自行车、汽车的100倍和3040倍。运送同样数量的乘客，公共交通与小汽车相比，分别节省土地资源3/4，建筑材料4/5，投资5/6，空气污染是小汽车的1/10，交通事故是小汽车的1/100。一辆小汽车的动态和静态交通所需的时空资源是利用公共交通出行者的90倍。在同样的空间内，街道上的公共汽车在高峰小时内输送的乘客是私人小汽车的10倍以上。以每平方米道路每小时通行人数的多少为标准，衡量道路的使用效率，公共汽车是小汽车的10－15倍。因此，大力发展公共交通(公共电车、汽车和快速轨道交通系统)，将可吸引私人交通向公共交通转移，缓解城市道路交通拥挤状况，有效地解决车多路少、能源紧张、污染严重等问题，是城市可持续发展的有力保障。
现代社会人们在交通方面重视硬件建设的同时也对软件建设提出了更高的要求。在硬件方面，道路越来越宽，使出行越来越便捷。公共汽车越来越多，给人们出行带来了更多的选择空间。可在软件方面如出行时的路径选择及其它信息的查询上却仍然停留在最原始的阶段。不知道从某地到某地该如何乘车，在哪里转车，有时等车时间过长，有时发现等来的车人太多等等原因。我们必须能很好地解决这些问题并提供更好的服务，才能给公交以更大的吸引力。
第二章 公交信息系统的设计
2.1 公交信息系统的功能
2.1.1 公交信息系统的功能分析
公交信息系统主要服务于公交出行者。对于市内对公交线路不太熟悉的居民以及外地旅客来说，他们在以公交方式出行时，在选择公交线路和乘车方案方面存在着很大的盲目性，该公交信息系统除了可以为出行者提供城市建筑物基本信息、公交线网基本信息、线路运行信息外，还可以将经过计算机分析的最佳出行线路及换乘方案推荐给出行者，通过对乘客选择线路进行合理的引导，减少乘客的出行延误，从而提高整个公交线网的运行效率。
本公交信息系统主要实现以下功能：
1、查询功能：
查询功能是本系统的主要功能之一，用户可通过选择方式或交互方式，进行公交线路和站点、道路、企事业单位等的查询，以及公交线路选择和换乘方案的咨询。
1) 城市基本建筑物信息的查询
该功能根据用户输入的查询条件，显示用户想要知道的信息。用户可以选择不同的查询方式：按门牌、关键字、坐标等。
2) 公交线路的查询:
该功能根据用户选择的车次，显示公交信息，车的走向，起始站点，终止点站，经过站点，首班车时间，末班车时间。
3) 车站信息查询:
该功能根据乘客选择的车站，显示该站的基本信息以及经过该站的车的信息。
4) 公交出行路径生成功能:
这是公交信息查询系统的核心部分。该公交信息系统根据用户输入的任意起始站点，查找搜索出最优的公交出行路径，并以文字的方式反馈给乘客。选出的路径是依据两个目标生成的，第一，换乘车次最少，第二，路径最短。根据用户选择的查询方式的不同，就可以生成不同的出行方案。
2、分析决策功能：
分析决策功能是本系统的关键所在，也是该系统的最大特点。根据用户指定的出行起始站点和终止站点，系统经过分析计算，可以找出连接起始站点和终止站点的公交线路，并在需要换乘的情况下，将最优的换乘方案推荐给用户，或者将连接起始站点和终止站点路径最短的乘车方案推荐给用户。
公交信息系统功能模块图如图2.1所示。
公交信息系统
系统功能
数据管理
图形操作模块
信息查询模块
分析决策模块
格式转换
数据组织
属性数据
图形数据
文件转换
坐标转换
专题图层
背景图层
拓扑关系组织
图2.1 公交信息系统功能模块图
2.1.2 公交信息系统的分析决策过程
该公交信息系统的整个分析决策过程如下：
1、用户通过输入起始站点名和终止站点名的方式，向系统输入出行的起点和终点。
2、 系统收到输入信息后，在系统的数据库中寻找与出行起点和终点相应的属性数据，并将其输入至分析模块中。
3、根据不同的数学模型在公交线网上搜寻最优出行方案，并将该结果输出，显示公交线路信息，站点信息等。
系统分析过程如图2.2所示。
用户
输入起始站点名和终止站点名
数据库
分析决策
输出结果
换乘最少
路径最短
图2.2 公交信息系统分析决策过程
2.1.3 公交信息系统执行过程
用户进入系统之后，可以进行的操作有对地图的操作和查询操作。对地图操作为对地图的放大、缩小、拖动等。查询操作为，用户首先根据所要查询的内容选择查询方式，可以有基本信息查询和公交查询。基本信息下查询又分为按门牌、按关键字、按坐标三种查询方式。公交查询下查询又分为按路径最短、按换乘最少和基本公交信息查询。系统根据用户选择的查询方式，输入的查询条件，执行不同的程序，从而得到用户想要了解的信息，并最后以简便易懂的方式反馈给用户。
公交信息系统的执行过程如图2.3所示。
用 户
地图操作
查询操作
放大
缩小
拖动
基本查询
公交查询
门牌
关键字
坐标
公交线路
路径最短
换乘最少
地图区显示结果
输出查询结果
图2.3 公交信息系统执行过程
2.2 公交信息系统的数据组织
2.2.1 公交网络特点分析
1、 连通性：公交网络中的节点连接着与该节点连通的多条弧段。
2、 节点的不完全重叠性：尽管不同的公交线路在部分停靠站点上有重叠，但是各自的站点不可能是完全重叠的。
在实际的乘车中必然存在需要换乘不同线路的公交车才能到达目的地的情况，这就要求在公交网络中，不仅节点是连通的，不同的公交线路在节点上也要是连通的。这是公交网络分析的重点。
2.2.2 公交网络抽象
1、 公交网络中节点的抽象
节点抽象把公交网络中不位于同一条公交线路上的公交站点合理的抽象成地图上的相关节点，模拟不同公交线路之间的换车情况。节点抽象是公交网络抽象的关键。
实际公交网络的抽象，涉及到很多站点归并问题。路径搜索时不同的公交线路在节点处的连通对应于实际乘车中在公交站点的换车。这就可以将位置相近且存在换车的多个公交站点归并成图的一个节点，这是生成公交拓扑图的关键。
（1）、实际网络中，同一公交线路两个方向上的同名站点的空间位置是不重合的，我们把它们归并为同一点，并抽象成网络图上的一个节点。如图2.4所示。
图2.4 公交网络同一线路上节点的抽象
（2）、不同交通线路的站点空间分布情况较复杂，现以两条不同交通线路为例来说明。根据站点调查和乘车经验，将公交站点分为图2.5所示的几种情况。其中，站点重合的情况最简单，多个重合站点可抽象为图上的一个节点。
图2.5 公交网络不同线路上节点的抽象
2、 公交网络的抽象
在本系统中，将公交网络看成是带权有向不完全稀疏图。其形式化定义为：
RoadWork=(N,R),
N={x|x∈Nodeset},
R={NR},
NR={
|L(x,y)∩(x,y)∈N}，
其中N 是道路的节点集，NR 表示了公交网络上两个节点的拓扑关系集合，无序对表示了节点 x 和 y 之间的一条边，谓词L(x，y)表示了节点 x 到 y 的通路，节点和节点之间连接的权可以用节点之间的几何长度或者长度和其他因素的加权和来表示。由于存在转向限制和道路行驶方向的限制，所以它是有向图。在本系统中，地图的覆盖区域是有限的，区域内的节点和节点之间的联系也是有限的，因此这种图是有限的，也是强连接的。对于电子地图上的一对节点（P,Q），总存在P到Q路径，反之亦然。
节点
路径穿越
图2.6 公交网络的拓扑和几何元素
图2.6显示了公交网络的基本拓扑和几何元素。图中节点反映了公交线路与公交线路的交点，即公交站点。公交线路的穿越反映了公交线路之间的邻接关系。节点可以用二维坐标表示。节点和节点的联系可以用连接两点的弧段（两点间的公交线路）表示。两条相邻的弧段构成—个公交线路的穿越，它反映了公交网络的邻接拓扑关系。
从图中可以看出，公交线路由站点和弧段组成，需要特别指出的是，这里的弧段不是总隶属于一条公交线路，它起始和终止于公交站点。
公交线路的概念模型如图2.7所示。
公交
线路
公交站点
公交弧段
公交
站点
公交站点
包含
隶属
包含
隶属
隶属
包含
起始
连接
终止
连接
图2.7 公交线路概念模型
2.2.3 公交网络的数据组织方式
通过以上的分析，本系统最后决定采用构造图的邻接节点矩阵的形式来存储地图数据。
图的邻接矩阵是表示顶点之间相邻关系的矩阵。
公交网络图的邻接矩阵结构说明如下：
#define INT_MAX= 32767 /*最大值∞*/
#define SIZE=11 /*图的最大顶点数*/
typedef struct{
int Edge[SIZE][SIZE]; /*图邻接矩阵信息，用于求最短路径*/
int NeighborNode[SIZE][SIZE]; /*公交站点的可达节点信息，用于求最少换乘*/
}graph;
在使用广度优先搜索（BFS）算法实现最少换乘路径查询时，其逻辑层的数据组织一般建立下面三个对应关系，一是每个节点关联的弧段索引，二是每个弧段的起始站点ID和终止站点ID，三是每条有向线路所经过的弧段索引和结点索引。
基于最少换乘的公交网络拓扑结构如图2.8所示。
图2.8 基于最少换乘的公交网络拓扑结构
使用迪杰斯特拉（Dijkstra）最短路径算法进行最优路径查询时的逻辑数据组织如图2.9所示，在弧段的属性中它不是记录弧段的首末节点，而是记录弧段的长度，节点的属性表中记录经过该节点的所有有向线路的ID。
图2.9 基于最短路径的公交网络拓扑结构
2.2.4 公交数据结构设计
数据字典
名字：门牌信息
别名：
描述：门牌基本信息
定义：门牌基本信息＝门牌号码＋街道名＋该位置的建筑物名
位置：门牌信息表
名字：基本建筑信息
别名：
描述：建筑物的基本信息
定义：建筑物信息＝建筑物编号＋建筑物名称＋该建筑所在的地址＋该建筑的横坐标＋该建筑的纵坐标
位置：基本建筑信息表
名字：公交线路基本信息
别名：
描述：公交线路的基本信息
定义：公交线路基本信息＝公交线路编号＋起始站点编号＋起始站点名称＋终止站点编号＋终止站点名称＋首班车发车时间＋末班车发车时间＋该公交线路所经过的站点
位置：公交线路基本信息表
名字：车站基本信息
别名：
描述：公交车站点的基本信息
定义：车站基本信息＝公交站点编号＋公交站点名称＋该公交站点的横坐标＋该公交站点的纵坐标
位置：车站基本信息表
名字：弧段信息
别名：
描述：公交弧段的基本信息
定义：公交弧段信息＝弧段编号＋上层站点编号＋上层站点名称＋下层站点编号＋下层站点名称＋该弧段的长度
位置：弧段要素表
名字：线路站点信息
别名：
描述：公交线路与公交站点之间
关系的信息
定义：公交线路信息＝公交线路编号＋公交站点编号＋该站点在该线路中的顺序
位置：线路站点信息表
名字：换乘车次信息
别名：
描述：公交站点的换乘车次信息
定义：换乘车次信息＝换乘站点编号＋换乘站点名称＋上层线路编号＋下层线路编号
位置：换乘车次信息表
在数据库中各种地图信息和公交信息均以表的形式存储。下面是对各个表的设计。
1、 基本建筑信息表的设计
字段名称
数据类型
字段长度
允许空
字段说明
jianzhuID
int
4
否
建造物编号
jianzhuName
varchar
50
是
建筑物名称
Address
varchar
50
是
地址
zuobiaoX
float
8
是
横坐标
zuobiaoY
float
8
是
纵坐标
1、门牌信息表
字段名称
数据类型
字段长度
允许空
字段说明
menpaiID
int
4
否
门牌号码
jiedaoName
varchar
50
否
街道名
jianzhuName
varchar
50
是
建筑物名
2、车站基本信息
字段名称
数据类型
字段长度
允许空
字段说明
StationID
int
4
否
公交站点编号
StationName
varchar
50
是
公交站点名称
StationX
float
8
是
公交站点横坐标
StationY
float
8
是
公交站点纵坐标
4、公交线路基本信息表
字段名称
数据类型
字段长度
允许空
字段说明
RouteID
int
4
否
公交线路编号
StartStaID
int
4
否
起始站点编号
StartStaName
varchar
50
是
起始站点名称
EndStaID
int
4
否
终止站点编号
EndStaName
varchar
50
是
终止站点名称
StartTime
char
10
是
首班车时间
EndTime
char
10
是
末班车时间
StationIN
varchar
50
是
经过站点
5、线路站点信息表
字段名称
数据类型
字段长度
允许空
字段说明
RouteID
int
4
否
公交线路编号
StationID
int
4
是
公交站点编号
StationNum
int
4
是
站点在线路中的顺序
6、弧段要素表
字段名称
数据类型
字段长度
允许空
字段说明
arcID
int
4
否
弧段编号
FromStationID
int
4
是
上层站点编号
FromStationName
varchar
50
是
上层站点名称
ToStationID
int
4
是
下层站点名称
ToStationName
varchar
50
是
下层站点名称
Length
int
4
是
弧段长度
7、换乘车次表
字段名称
数据类型
字段长度
允许空
字段说明
ChangeStaID
int
4
否
换乘站点编号
ChangeStaName
varchar
50
是
换乘站点名称
UpRouteID
int
4
是
上层线路编号
DownRouteID
int
4
是
下层线路编号
公交管理系统E-R图如图2.10所示。
图2.10 公交信息系统E-R图
在数据库中建表如下：
1、建筑信息表
if exists (select * from dbo.sysobjects where id = object_id(N'[dbo].[建筑信息表]') and OBJECTPROPERTY(id, N'IsUserTable') = 1)
drop table [dbo].[建筑信息表]
GO
CREATE TABLE [dbo].[建筑信息表] (
[jianzhuID] [int] NOT NULL ,
[jianzhuName] [varchar] (50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,
[Address] [varchar] (50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,
[zuobiaoX] [float] NULL ,
[zuobiaoY] [float] NULL
) ON [PRIMARY]
GO
2、门牌信息表
if exists (select * from dbo.sysobjects where id = object_id(N'[dbo].[门牌信息表]') and OBJECTPROPERTY(id, N'IsUserTable') = 1)
drop table [dbo].[门牌信息表]
GO
CREATE TABLE [dbo].[门牌信息表] (
[menpaiID] [int] NOT NULL ,
[jiedaoName] [varchar] (50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL ,
[jianzhuName] [varchar] (50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL
) ON [PRIMARY]
GO
3、车站基本信息表
if exists (select * from dbo.sysobjects where id = object_id(N'[dbo].[车站基本信息表]') and OBJECTPROPERTY(id, N'IsUserTable') = 1)
drop table [dbo].[车站基本信息表]
GO
CREATE TABLE [dbo].[车站基本信息表] (
[StationID] [int] NOT NULL ,
[StationName] [varchar] (50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,
[StationX] [float] NULL ,
[StationY] [float] NULL
) ON [PRIMARY]
GO
1、公交线路基本信息表
if exists (select * from dbo.sysobjects where id = object_id(N'[dbo].[公交线路基本信息表]') and OBJECTPROPERTY(id, N'IsUserTable') = 1)
drop table [dbo].[公交线路基本信息表]
GO
CREATE TABLE [dbo].[公交线路基本信息表] (
[RouteID] [int] NOT NULL ,
[StartStaID] [int] NOT NULL ,
[StartStaName] [varchar] (50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,
[EndStaID] [int] NOT NULL ,
[EndStaName] [varchar] (50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,
[StartTime] [char] (10) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,
[EndTime] [char] (10) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,
[StationIN] [varchar] (50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL
) ON [PRIMARY]
GO
2、线路站点信息表
if exists (select * from dbo.sysobjects where id = object_id(N'[dbo].[线路站点信息表]') and OBJECTPROPERTY(id, N'IsUserTable') = 1)
drop table [dbo].[线路站点信息表]
GO
CREATE TABLE [dbo].[线路站点信息表] (
[RouteID] [int] NOT NULL ,
[StationID] [int] NULL ,
[StationNum] [int] NULL
) ON [PRIMARY]
GO
3、弧段要素表
if exists (select * from dbo.sysobjects where id = object_id(N'[dbo].[弧段要素表]') and OBJECTPROPERTY(id, N'IsUserTable') = 1)
drop table [dbo].[弧段要素表]
GO
CREATE TABLE [dbo].[弧段要素表] (
[arcID] [int] NOT NULL ,
[FromStationID] [int] NULL ,
[FromStationName] [varchar] (50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,
[ToStationID] [int] NULL ,
[ToStationName] [varchar] (50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,
[Length] [int] NULL
) ON [PRIMARY]
GO
4、换乘车次表
if exists (select * from dbo.sysobjects where id = object_id(N'[dbo].[换乘车次表]') and OBJECTPROPERTY(id, N'IsUserTable') = 1)
drop table [dbo].[换乘车次表]
GO
CREATE TABLE [dbo].[换乘车次表] (
[ChangeStaID] [int] NOT NULL ,
[ChangeStaName] [varchar] (50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL ,
[UpRouteID] [int] NULL ,
[DownRouteID] [int] NULL
) ON [PRIMARY]
GO
2.3 系统设计目标和原则
本公交信息系统的设计目标是为公交乘客提供一个快速方便的公交出行路线查询系统。本系统以信息查询功能为主，辅以简单的路径分析决策功能。系统设计遵循以下原则:
1、稳定性和可靠性原则，系统必须稳定可靠，能够处理用户的非法操作；
2、实用性原则，系统的实用性是系统维护运行和创造效益的前提，是系统建设的主要目标；
3、友好性原则，系统的友好性是指界面的美观和使用的方便程度，主要体现在:界面美观，布局合理，符合用户的操作习惯，操作容易；
4、可维护性原则，为适应未来系统需求的变化，系统应具有较好的可维护性，以便系统维护人员能够很方便的做到以下几个方面:增加新的功能；对人机界面进行适当的调整:可对系统作适当修改以适应体制的变化；在系统遭破坏时能够快速地实现系统的恢复；
5、可扩充性原则，系统应具有良好的可扩充性，如新型硬件设备的增加、新应用功能的增加等，能够方便地将新的应用纳入本系统中。
2.4 公交信息系统设计的环境配置
本公交信息系统的开发，选择的开发平台是：Visual Studio.NET 2003 + SQL Server 2000，操作系统为Windows XP。
Visual Studion.NET 2003集成开发环境中包含了大量新奇元素，提供了对多语言混和开发、Web Services开发、嵌入式设备应用开发等的支持。该集成开发环境还继承了大量人性化的功能和实用的工具，为开发人员提供了一个便捷的开发环境。同时，Visual Studion.NET 2003还提供了对多种数据库的接口，适于多种开发应用。
SQL Server 2000关系数据库引擎是一个流行的，具有高度可伸缩性和高度可靠性的数据存储引擎。应用程序可以将结构化查询语言（SQL）的语句提交给数据库引擎，或者将表格格式的结果返回给应用程序。
关系数据库引擎的特点如下：
关系数据库引擎具有高度的可伸缩性。SQL Server 2000 企业版可以支持多组数据库服务器相互协作，构成可供上千用户同时访问的TB大小的数据库。
关系数据库引擎具有高可靠性，能够运行很长时间而不发生故障，在数据库引擎的早期版本中要求停止和启动的管理操作现在可以在引擎运行当中执行，从而增加了可用性。
关系数据库引擎还具有高度的安全性。登录身份验证可以与Windows身份验证集成在一起，这样，密码不回存储在SQL Server中，也不会通过网络发送而被网络嗅探器读取。
第三章 最优路径搜索
3.1 最优路径选择模型的目标函数及约束条件
一般情况下，从起始站点到终止站点，系统可以搜索到几十甚至几百种可能的乘车方案。但对乘客来说，往往只需要其中的一种或几种，这就是说，必须对所有系统搜索到的乘车方案按照乘客所认为的最优目标进行优选排序，然后提供给乘客合理的乘车路线。
在求出的路径中，我们定义 N 为换乘次数，L 为出行距离，T 为出行时间。则我们定义目标函数:
F = Na * Tb * Lc
F越小表示此路径是比较优的路径。a，b，c为三个参数，表示换乘次数，出行距离，出行时间之间的相对重要程度，在此模型中我们选择的首要目标是换乘车次最少，其次是时间最短，第三是距离最短。因此就选择a>b>c，以达到最好的效果。另外还可以根据需要调整参数的值。
根据实际情况或乘客需要，我们要给目标函数加上一定的约束条件，如规定最大换乘次数n，最大出行时间t，则目标函数中要满足N3.2 最短路径搜索
在经典的最短路径算法之中，迪杰斯特拉（Dijkstra）算法是最适合用来进行公交网络中最短路径搜索的，所以，在现有的电子地图开发中，该算法被广泛运用。其基本思路是由近及远的寻找起点到其他所有节点的最短路径，当刚好找到所求终点的最短路径的时候，算法终止。
3.2.1 迪杰斯特拉（Dijkstra）算法基本思想
迪杰斯特拉（Dijkstra）提出了一个按路径长度递增的次序产生最短路径的算法，其本质是一个贪心算法。基本思想描述如下：
把网中所有顶点分成两组，第一组是已求出最短路径的顶点集合S，S集合的初值是源点（设为V1）;第二组是尚未确定最短路径的顶点集合T（即V - S）,T集合的的初值是除源点之外网中的所有顶点。按路径长度递增的顺序逐个把T集合中的顶点加到S集合中去，直至从源点V1出发可以到达的所有顶点都在S集合中。在这个过程中，总保持从V1到S集合各顶点的最短路径长度不大于从V1到T集合的任何顶点的最短路径长度。另外，每个顶点对应一个距离，S集合中顶点的距离是从V1到此顶点的最短路径长度，T集合中顶点的距离是V1到此顶点的只包括以S中顶点为中间顶点的当前最短路径长度。
3.2.2 迪杰斯特拉（Dijkstra）算法的具体实现
迪杰斯特拉（Dijkstra）算法具体的实现方法如下：
1、 假设用带权的邻接矩阵 cost 来表示有n个顶点的带权有向图。 cost [ i ] [ j ]表示弧< Vi，Vj >上的权值。若< Vi，Vj >不存在，则置cost[ i ] [ j ]为 ∞（可设表示无穷大的值为INT_MAX）。S为已找到从源点V出发的最短路径的终点的集合，它的初始值为V。那么，从V出发到图中其余各顶点（终点）Vi可能达到的最短路径的长度的初值为Dist[ i ] =cost [ V ][ i ]。
2、从T集合中选择w，使得Dist[ w ]=MIN{Dist[ i ] | Vi ∈V - S}，w就是当前求得的一条从V出发的最短路径的终点。从T集合中删除w，并入S集合，令S＝S∪{w}。
3、 修改从V出发到T集合中各顶点的最短路径长度。如果Dist[ w ]+cost[ w ][ i ]< Dist[ i ],则修改Dist[ i ]使Dist[ i ] = Dist [ w ]+cost [ w ][ i ]。
4、重复步骤2、3共 n - 1 次。数组 Dist 记录了从源点到图中其余各顶点的最短路径。
迪杰斯特拉（Dijkstra）算法用C语言描述如下：
#define INT_MAX 32767;
#define SIZE 11;
Dijkstra(int cost[][MAX],int v,int n)/*n为顶点个数，v为源点顶点序号*/
{ /*set为集合s，dist为最短路径长度*/
int set[MAX],dist[MAX];
int i,j,w,sum,ii=0; /*ii为一个判断量，set[i]=1时，表示i是S集合中的点，set[i]=0时，表示i时集合T中的点*/
for (i=0,i {
dist[i]=cost[v][i];
set[i]=0;
}
set[v]=++ii;
for(i=1;i {
w=mincost(dist,set,n);
set[w]++ii;
for(j=0;j if(set[j]==0)
{
sum=dist[w]+cost[w][j];
dist[j]=(dist[j] }
}
}
int mincost(int dist[],int set[],int n)
{
int i,tmp=INF,w=2;
for(i=0;i if((set[i]==0)&&(dist[i] {
tmp=dist[i];
w=1;
return(w);
}
}
用迪杰斯特拉算法求从起点到终点的最短路径，算法终止于终点离开T集合，加入到S集合时。
3.2.3 对Dijkstra算法的改进
经典Dijkstra算法是基于图论基础上建立的，图的概念在理论领域具有非常广泛的代表性。它几乎可以建立自然界和日常生活中一切相关联的对象的模型。但是正是因为这种广泛性，很多建立在图论基础上的问题处理方法因为需要照顾不同具体领域的运用，而设计的非常复杂，Dijkstra算法就是这样一个例子。为了照顾网络路由算法、车辆导航、邮政策划等等众多领域，Dijkstra算法给出的是一个普遍适用的过程。
当在把Dijkstra算法使用到公交信息系统中时，应当更多的考虑交通道路网络的特殊性，使Dijkstra算法变得简洁，从而缩短路径搜索时间。
在公交网络中，每个节点对应于公交线路中的一个公交站点。在公交网络中每个节点可以直接到达的节点数目总是有限个。所以Dijkstra算法过程中，对已访问节点的下一节点进行计算，更新其他节点的数据的时候，就可以只考虑每个已访问点的邻近节点，而网络拓扑数据集中其他众多的非邻近节点就可以忽略不计。
基于以上的思想，Dijkstra算法可以改进为以下的具体过程：
在原来Dijkstra算法的基础上，增加三个数组：Path[SIZE]、MinDis[SIZE]、InS2[SIZE]。其中，Path[SIZE]用来存放算法中生成的从起点到终点的最短路径的前一点；MinDis[SIZE]用来存放算法中计算出的最短路径的长度；InS2[SIZE]是一个bool数组，用来标记该节点是否已经找到最短路径。
算法的流程图如图3.1所示。
开 始
初 始 化
终点？
找出已访问标注点的所有未标注邻接点
找出MinDis最小的点，使其InS2=1
由MinDis求出
最短路径长度
结 束
更新Path,
MinDis
Y
N
图3.1 改进的Dijkstra算法流程图
3.3 最少换乘路径搜索
Dijkstra算法的思想是对节点赋以标号，在迭代过程中不断更新标号。每一步的节点标号代表从起点至该点有向路径长度的上界。迭代结束时，节点的标号就是从某点到其余各点最短有向路的准确长度及所经路径。但是在人们日常的乘车过程中，考虑的首要问题是换乘次数最少，然后才是路径最短。如果用Dijkstra算法计算出来的结果可能是:从A站到B站需要转好几次或十几次车才能到达。这样的计算结果是没有什么意义的。因此，能够搜索最少换乘的路径是本系统主要实现的功能。
3.3.1 最少换乘的计算机抽象
基于最少换乘次数的最优路径的思想起源于人们乘车时的一般思路，下面我们逐步把这个思路抽象到计算机的实现中来。
1、搜索是否有直达车。在这一步的实现中，我们只需要搜索经过起始站点的所有线路和经过终止站点的所有线路，找出那些相同的线路，即为直达线路。
2、若没有直达车，则搜索一次换乘是否可达。一般我们在发现没有直达车的时候，会想，从起始站点到达哪个站之后，那个站可以直达终止站点。这一步转化成程序为，从起始站点开始搜索，找出经过它的所有线路，然后通过这些线路，得到起始站点所能够直达的所有站，当然要注意行车方向，同样，也从终止站点开始，找出经过终止站点的所有线路，然后通过这些线路，得出所有能够直达终止站点的那些站，通过对站的ID的匹配，得到中转站，最后再反算出线路。
3、二次或者两次以上的换乘，实现方法与一次换乘方案类似，依然是从站点查找线路，再从线路查找经过站点，再从站点查找经过线路，如此继续下去，直到找到相同站点为止。
3.3.2 广度优先搜索（BFS）算法的基本思想
广度优先搜索（Breadth-First Search）类似于树的按层次遍历。设图 G 的初态是所有顶点均未访问过，在 G 中任选一顶点 V1 为初始出发点，则广度优先搜索的基本思想是：首先访问出发点 V1 ，接着依次访问 V1 的所有邻接点 W1 ,W2 ,……Wt ，然后，再依次访问与 W1 ,W2 ,……Wt 邻接的所有未曾访问过的顶点，依次类推，直至
图中所有和初始出发点 V1 有路径相通的顶点都已访问为止。此时，从 V1 开始的搜索过程结束，若 G 是连通图则搜索完成。
显然，上述搜索法的特点是尽可能先对横向进行搜索，故称之为广度优先搜索。设 x 和 y 是两个相继被访问过的顶点，若当前是以 x 为出发点进行搜索，则在访问 x 的所有未曾访问过的邻接点之后，紧接着是以 y 为出发点进行横向搜索，并对搜索到的 y 的邻接点中尚未被访问的顶点进行访问。也就是说，先访问的顶点其邻接点先被访问。为此，需引进队列保存已访问过的顶点。
下面以邻接矩阵作为图的存储结构，给出广度优先搜索算法。
BFS(k)
int k;
{
int i,j;
SETNULL(Q); //置空队Q
printf(“%c\n”,g.vexs[k]); //访问出发点VK+1
visited[k]=TRUE; //标记VK+1已访问过
ENQUEUR(Q,K); //已访问过的顶点（序号）入队
while(!EMPTY(Q)) //队非空时执行
{
i=DEQUEUQ(Q); //队头元素序号出队
for(j=0;j if((g.arcs[i][j]==1)&&(!visited[j]))
{
//访问Vi+1 的未曾访问的邻接点//Vj+1
printf(“%c\n”,g.vexs[j]);
visited[j]=TRUE;
ENQUEUE(Q,j); //访问过的顶点入队
}
}
}//BFS
3.3.3 广度优先搜索（BFS）算法实现最少换乘路径的搜索
在一个城市中，所有站点是通过公交线路联结在一起的，可以将整个城市的所有站点看作是一个连通图上的点。从任一站点出发，经过有限次转车一定可以到达另一个站点。考虑到实用性，规定一个转车上限，因为超过一定次数的转车基本上没有乘客会选用。
欲查找从起始站点A到目的站点B的换乘最少的路径，我们可以从A点出发，以公交车路线为基础进行广度优先搜索，到B站点即告终止。找到B站点时，一定是转车次数最少的。
假定从A站到B站的换乘车次数的上限是3次，查找从A站到B站的换乘最少的路径的具体步骤如下:
第一步：设站点A的所有可达站点的集合为NeighborNodeA(能坐一次车直达的站点即为可达站点)，如果B∈NeighborNodeA，则乘一次车即可到达，如图3.2（a）所示，算法结束。否则转第二步。
第二步：找出 NeighborNosdeA的所有邻接站点集合NeighborNodeA1，如果B∈NeighborNodeA1，按顺序找出这个交集中的车由哪些车转来。即知经一次转车即可到达目的站点，如图3.2（b）所示，C,D, E 均为换乘车站，算法结束。否则转第三步。
第三步：找出NeighborNodeA1中车的所有邻接站点的集合NeighborNodeA2，如果B∈NeighborNodeA2，则按顺序找出这个交集中的车由哪些车转来。即知经两次转车即可到达目的站点，如图3.2（c）所示，C,E 为第一次换乘车站，D, F为第二次换乘车站，算法结束。由于换乘车次数的上限为3次，当三次换乘仍无法到达终止站点时，则认为没有符合条件的换乘方案。
图3.2 顶点A的可达顶点
3.3.4 改进的广度优先搜索算法
如果以地理意义上的可达站点做为邻接点进行广度优先搜索的话，由于站点较多，会影响查找的效率，因此可以改为以车的线路为基础进行广度优先搜索。
将整个公交网络看作是一个连通图，图中的每一个节点代表一路公共汽车经过站点的集合，两个邻接节点代表可以通过某个站互相换乘的两路公共汽车经过站点的集合。如果换乘点不同，用不同的邻接点表示。邻接边应该是有权值的，该权值可以表示换车的方便程度，或者其他一些实时信息。
同样，如果乘客欲从A到B，经过A的车有A1，A2，A3。经过B的车有B1，B2。Al可换乘C1，C2，C3车，A2可换乘C4, C5车，A3可换乘C6, C7车，C1可换乘B1车，C7可换乘B2。
该搜索过程在改进的广度优先算法中的表示如图3.3所示。
图3.3 改进的广度优先搜索算法
则从A到B的路径为A乘A1转C1, B1到达B站，或者乘A3转C7, B2到达B站。
由于在一个城市中车的数目会远远小于车站的数目，在查询换乘最少路径时，按公交线路为基础一定比按车站为基础时查询速度要快很多。
第四章 公交信息系统的实现
4.1 地图数据信息存储的实现
在SQL Server 2000 中新建数据库，命名为“Dijkstra”,步骤如下：
“开始”->“所有程序”->“Microsoft SQL Server”->“企业管理器”->“LOCAL”->“数据库”,单击右键，选择“新建数据库”，出现下面的窗口，将数据库的名称命名为“Dijkstra”。这样，数据库就成功建立了。建表界面如图4.1所示。
图4.1 数据库属性界面
将数据库“Dijkstra”伸展开，如下图所示，选择“表”，单击右键，选择“新建表”，输入所要建立的表的相关信息，即成功新建了一张表。如图4.2所示。
图4.2
这时的表是张空表，想要表里有内容显示，可以点在刚刚新建的那张表的名字上，单击右键，选择“打开表”->“返回所有行”，即可向表里插入内容。
1、建筑信息表：
建筑信息表中各字段的属性如图4.3所示。
图4.3
建筑信息表的内容如图4.4所示。
图4.4
2、门牌信息表
门牌信息表中各个字段的属性如图4.5所示。
图4.5
门牌信息表的内容如图4.6所示。
图4.6
3、车站基本信息表
车站基本信息表中各个字段的属性如图4.7所示。
图4.7
车站基本信息表的内容如图4.8所示。
图4.8
4、公交线路基本信息表
公交线路基本信息表中各个字段的属性如图4.9所示。
图4.9
公交线路基本信息表的内容如图4.10所示。
图4.10
5、线路站点信息表
线路站点信息表中各个字段的属性如图4.11所示。
图4.11
线路站点信息表的内容如4.12图所示。
图4.12
6、弧段要素表
弧段要素表中各个字段的属性如图4.13所示。
图4.13
弧段要素表的内容如图4.14所示。
图4.14
7、换乘车次表
换乘车次表中各个字段的属性如图4.15所示。
图4.15
换乘车次表的内容如图4.16所示。
图4.16
4.2 公交信息系统的实现
4.2.1 新建项目
首先在Visual Studion.NET 2003 中新建我们的项目，操作如图4.17所示。
选择“Visual C#项目”的“Windows应用程序”，名称命名为“毕业设计电子地图”，点击“确定” ，即可完成项目的新建。如图4.18所示。
新建的窗口显示如图4.19所示。
4.2.2 与数据库连接
将鼠标停在左侧的“工具箱”上，工具箱打开，选择“数据”->“SqlDataAdapter”,将其拖到Form1中，出现“数据适配器配置向导”窗口，点“下一步”，正确配置，完成数据适配器的配置，这样就将我们的项目与数据库连接起来了。
数据适配器配置如图4.20所示。
图4.20 使用数据适配器配置向导
4.2.3 系统界面的实现
在“工具箱”中选择“Windows 窗体”，从中选择所需的窗体控件拖到Form1中，并对其属性进行修改，使其满足我们的要求，通过这样的操作步骤就可以完成窗体的设计。工具菜单如图4.21所示。
图4.21 工具菜单
窗口的具体实现如下：
1、新建如图4.19所示的应用程序窗口Form1，将窗口Form1的属性“Text”改为“电子地图”。
2、添加3个tabControl控件、17个lable控件、17textBox控件、12个button控件、1个PictureBox控件，各控件的属性如下面的表所示。
设计完成时，界面如图4.22所示。
图4.22 公交信息系统界面
4.2.4 各功能模块实现
本论文实现的系统中主要包含两个大的功能模块：基本信息查询模块和公交车信息查询模块。
1、基本信息查询模块
查询模块包括三种查询方式，分别为：按门牌、按关键字和按坐标查询。
（1）、按门牌查询的实现
查询条件为“街道名＋门牌号”，系统根据用户输入的查询条件，去数据库“Dijkstra”的“门牌信息表”中取出满足该条件的内容，在查询结果文本框中将结果显示出来。
按门牌查询的流程图如图4.23所示。
图4.23 按门牌查询流程图
（2）、按关键字查询的实现
查询条件为“关键字”，系统根据用户输入的查询条件，去数据库“Dijkstra”的“建筑信息表”中取出满足该条件的内容，在查询结果文本框中将结果显示出来。
按关键字查询的流程图如图4.24所示。
（3）、按坐标查询的实现
查询条件为“横坐标＋纵坐标”，系统根据用户输入的查询条件，去数据库“Dijkstra”的“建筑信息表”中取出满足该条件的内容，在查询结果文本框中将结果显示出来。
按坐标查询的流程图如图4.25所示。
图4.24 按关键字查询流程图
图4.25 按坐标查询流程图
2、公交车信息查询模块
公交车信息查询模块也包含三个子模块：路径最短路径的查询、换乘最少路径的查询和基本公交线路信息的查询。
（1）、基本公交线路信息查询的实现
查询条件为“公交线路号”，系统根据用户输入的查询条件，去数据库“Dijkstra”的“公交线路基本信息表”中取出满足该条件的内容，在查询结果文本框中将结果显示出来。
公交线路基本信息查询的流程图如图4.26所示。
（2）路径最短路径的查询
系统根据用户输入的起点名称和终点名称，首先访问数据库“Dijkstra”的“公交线路基本信息表”，得到起点ID和终点ID，作为传递参数，再通过调用计算最短路径的函数（本系统中该函数名为Dijkstra），计算最短路径和路径长度，然后在显示结果的文本框中输出结果。
路径最短路径查询的流程图如图4.27所示。
（3）、换乘最少路径的查询
系统根据用户输入的起点名称和终点名称，首先访问数据库“Dijkstra”的“公交线路基本信息表”，得到起点ID和终点ID，作为传递参数，再通过调用计算换乘最少路径的函数（本系统中该函数名为BFS），计算换乘最少路径，然后在显示结果的文本框中输出结果。
换乘最少路径查询的流程图如图4.28所示。
图4.26 公交线路基本信息查询流程图
图4.27 路径最短查询流程图
图4.28 换乘最少路径查询流程图
4.2.5 系统实现结果
1、选择“查询”->“门牌”，在“街道名：”一栏里填写街道名，如东风广场；“门牌号：”一栏里填写门牌号，如50，点击“查询”按钮，系统进行查询操作，得出位于该位置的建筑，查询结果为“昆明理工大学”。查询结果显示如图4.29所示：
图4.29 按门牌查询的结果
2、选择“查询”->“关键字”，在“关键字：”一栏里填写查询关键字，如昆明理工大学。点击“查询”按钮，系统进行查询操作，得出昆明理工大学的位置，查询结果为“东风东路50号”。查询结果显示如图4.30所示：
图4.30 按关键字查询的结果
3、选择“查询”->“坐标”，在“横坐标：”一栏里填写横坐标，如11.12；“纵坐标：”一栏里填写纵坐标，如6.25（该坐标只是为测试系统随意设定的，并不精确）。点击“查询”按钮，可以查出位于该坐标上的建筑，查询结果为“昆明理工大学”。查询结果显示如图4.31所示：
图4.31 按坐标查询的结果
4、选择“公交车”->“路径最短”，在“起点：”一栏里填写起点名称，如昆明站；“终点：”一栏里填写终点名称，如北京路。点击“查询”按钮，可以查出位于该坐标上的建筑，查询结果为“昆明站北京路” 。查询结果显示如图4.32所示：
图4.32 按路径最短查询的结果
5、选择“公交车”->“换乘最少”，在“起点：”一栏里填写起点名称，如昆明站；“终点：”一栏里填写终点名称，如护国路。点击“查询”按钮，可以查询出从该起点到该终点的换乘最少的路径，查询结果为“乘坐2路车，在新迎路口处换乘4路车”。查询结果显示如图4.33所示：
图4.33 按换乘最少查询的结果
5、选择“公交车”->“公交线路”，在“线路号”一栏里填写线路编号，如要查1路车，则输入1。点击“查询”按钮，可以查询出关于该路车的详细信息，如起点站，终点站，所经车站，首发车，末班车时间等信息。查询结果显示如图4.34所示：
图4.34 按公交线路基本信息查询的结果
如果未找到用户所要查询的信息，则给出提示“未找到相关信息”。
第五章 结 论
5.1 结 论
城市公共交通在我国城市交通中占有重要的地位，是同我国城市居民生产、生活等活动密切相关的系统。大力发展城市公共交通有利于解决城市交通拥挤问题、有利于实现城市客运交通机动化、有利于提高城市环境质量。
本论文的主要优点在于以下几点：
1、本论文提出了发展适合我国城市交通的公交信息系统的设想，通过对城市公交网络的深入研究和对公交乘客实际需求的调查，给出了比较完善的系统设计方案。
2、本论文解决了公交信息系统的数据组织方式的设计，这种数据组织方式，便于在数据库中的存储，而且能够很好的适合我们最优路径的查询，使我们查询的实现变的更加方便，对数据库的操作也变得很简单。
3、本论文解决了城市公交信息查询的关键技术――最优路径查询，在实现传统意义上的最短路径查询的同时，又提出了一种更加符合人们日常乘车习惯的查询方式――最少换乘路径的查询。使我们的系统能够更好更方便的为用户服务。并且结合公交网络的特点，对传统的迪杰斯特拉（Dijkstra）算法和广度优先搜索（BFS）算法进行了改进，大大减少了查询的时间复杂度，提高了系统的速度。
4、最后实现的系统中又加入了对城市基本信息的查询，包括建筑物的查询和基本公交线路的查询，使的用户不只可以查询公交最优路径，还可以查询基本的信息。
5、在理论研究的基础上，又以昆明市地图为依据，研究开发了一个实例――昆明市公交信息系统。
5.2 需要改进的地方
虽然本论文在理论研究和具体实现上取得了有点的成功，但是还是存在着很大的不足，有许多问题有待进一步的改进和研究。以下是有待改进的问题：
1、系统中未能将最短路径的搜索和最少换乘路径的搜索结合起来，以至于这两者是相互独立的，如果能够将两者相结合，那么将能够为乘客提供更加准确合理的乘车方案，即在优先保证乘客换乘最少时，系统提供的方案又是相对路径最短的，使乘客少走冤枉路；或者在优先保证路径最短时，系统提供的方案又是换乘相对最少的，帮助乘客节省出行开销。
2、用户在查询时，只能以在文本框中输入要查询站点或建筑物的名字的方式进行操作。如果能够跟我们的地图相结合，使得用户可以通过在地图上选中一点的方式进行操作，将会使我们的系统更方便的为用户服务，因为并不能保证每个用户都能准确的知道该站点的名字。
3、输出查询结果时，也是只能在文本框中输出，而不能在地图上动态的显示出结果，这样界面就不太直观。
4、考虑外来游客，因为对我们的城市并不熟悉，如果能够提供一种功能，使得他们通过输入所在建筑物名称而查询出附近的公交车或者旅游景点，那么我们的系统必定将带来更大的方便。
总结与体会
本次的毕业设计，既是对我过去所学知识的一次综合应用，也是对我综合处理问题、解决实际问题能力的培养和锻炼，更磨练了我的意志，提高了自身的素质。
在本次毕业设计的短短几个月之内，通过综合应用过去所学多门课程的知识，其中包括，算法设计与分析、数据结构、数据库、软件工程、面向对象可视化编程等，使我对各门课程的知识有了更深的理解和应用，也提高了我的编程能力和解决问题的能力，更让我学会做任何事时都要综合考虑问题的各个方面，以期取的最快最多的成功。
在设计实现的过程中存在着很多的困难，但是在老师的鼓励下，我还是能够坚持，一一将问题解决，尽力做到最好。过程中体会了各种滋味。苦于所学知识的匮乏，一些问题不能很快的找到最好的解决方法，因此很后悔过去没有好好学习，浪费了大好的光阴；又因为翻阅大量的资料、书籍，终于将问题解决而高兴万分，既学到了知识，也肯定了自己的能力，更加渴望学习更多的知识来弥补自己的不足。
本次的毕业设计还让我意识到做事要有责任心，别人交给你要完成的东西，一旦答应要完成，就一定要完成。这样在工作中别人才会信任你，敢给你工作做。另外一点就是要有恒心，不怕困难，坚持到底，才会成功。
参考文献
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致 谢
在毕业设计期间，很荣幸得到了雷副教授的悉心指导和帮助，雷老师渊博的知识、严谨的学风、丰富的经验以及独到的见解使我受益匪浅，使得本次毕业设计能够顺利的进行，在此表示衷心的感谢！感谢雷老师在学习上生活上对我无微不至的关怀，教会我遇到困难不轻言放弃。
感谢所有教过我的老师，是你们教会了我知识和做人的道理。感谢付老师和周海河老师，在毕业设计期间给予我很大的帮助。
感谢何同学和金同学，在毕业设计期间给予我很大的帮助。
附 录
浅议电子地图的设计与表示内容
吴建中
【摘要】 本文分析了电子地图用户的实际需求，论述了电子地图的设计原理，并对电子地图的表示内容进行分析和总结。
【关键词】 电子地图 地图设计 多媒体
1 引 言
电子地图是电子技术与制图理论相结合的产物，它与传统纸介质地图相比，具有显著的优越性。多媒体技术、可视化技术的介入，使电子地图的表现内容更加丰富和形象。由于数据存储和数据表示相分离，使得电子地图图形的表现形式具有极强的动态特性，可将地图阅读和制作融合起来，由此带来了地图制图的全新概念。目前，世界各国都在竞相研制和生产各自的电子地图产品，国内近年来也有不少电子地图产品问世，电子地图的用途和功能随着科学技术的进步和社会经济的发展而日益完善，越来越多的电子地图产品走入了寻常百姓家庭。
2 电子地图的设计原理
由于电子地图与纸介质地图在色彩显现方式、信息的载体、读图环境等方面存在许多差异。因此，电子地图的设计既要遵循纸介质地图的设计原则，又要充分考虑自身的特点，以满足电子地图的设计要求。
2．1电子地图的特点
电子地图是以数字地图为基础，并以多媒介显示数据的可视化产品。
电子地图与纸介质地图相比，最显著的特征是数据存储和数据显示相分离，在视觉感受方面，电子地图是活动的、交互式的，并可以用多种媒体的形式进行表达。电子地图的新特点主要有以下几个方面：
2.1.1 现势性
电子地图显示最新的事实。地理现象和各种专题信息的变化可以真实、迅速地反映在电子地图上。
2.1.2 动态性
电子地图可以实时、动态地表现空间信息。地理现象在时间维上的发展变化可以进行动态反映，静态现象可以通过闪烁、渐变、动画等手段进行动态反映。
2.1.3 交互性
电子地图强调信息的交互性获取和显示。用户使用电子地图，可以对数据的输入、编辑、显示等进行操作，将制图过程和用图过程融为一体。
2.1.4 超媒体特性
电子地图可以应用超媒体技术实现图、文、声互补。用户可以通过使用用户界面输入、产生、操作和输出文字、图像、声音和视频等信息，获取信息的方式更加迅速、直观、生动。
2．2电子地图的设计原则
用户对电子地图的反应，首先是对其功能的反应，看其能否满足用图要求；其次是审美方面的反应，看图幅的整体效果是否美观。电子地图必须在屏幕上观看，因而受计算机屏幕的分辨率、可视范围等影响较大，且不同的用途对电子地图表示的内容要求也不尽相同，所以电子地图必须根据不同的应用分别设计。总的来说，电子地图的设计应遵循以下几条原则：
2.2.1 实用性
一幅好的地图作品，不论使用何种载体，都必须使用户能方便快捷地获取所需要的各种信息。
2.2.2 易读性
电子地图的图面应该比传统的纸质地图设计的更加简洁、清晰、易读。若一幅地图，内容设计得十分合理、丰富，视觉效果却杂乱无章，那么，其地图设计最终可以说是失败的。
2.2.3 使用方便性
电子地图的使用者，很多不是制图专家，也不是软件运用高手，这就要求电子地图有直观的用户界面，简易的操作步骤。
2．3电子地图设计的内容
电子地图的设计包括系统设计和技术设计两大部分。
系统设计是电子地图设计的基础，是电子地图生存环境的设计。主要内容包括电子地图的数据流程设计、软件设计、硬件配置设计以及系统的评估等。
技术设计是电子地图设计的关键。主要内容有电子地图的整体设计、数学基础设计、内容设计、符号设计、数据存贮管理设计、显示技术设计，以及图形图像处理和算法设计等。
这里主要针对电子地图的内容设计进行分析。内容设计是建立在用途和环境基础上的一种设计：地图是反映某一地区客观环境的．因此制图者必须深刻地认识对象。才能更好地反映对象。区域研究的范围涉及政治、军事、经济和自然环境诸方面的问题，所用资料相当广泛，设计时要确定表示哪些内容，表示到何种详细程度。例如要表示公路，根据区域环境特点和地图用途，可将公路分为高速公路、国道、省道和县道等。
3 电子地图的表示内容
地图的容量是有限的，不可能将地面上的全部物体和现象都表示出来，如何对大量的数据和资料建立统一的概念模型，完成对电子地图内容的有效、合理反映是一个需要重点解决的问题。
传统的纸介质地图，数据的存储和数据的表示融为一体，地图内容在纸面的展示是多层次图形的融合，是各种用户需要内容的并集，所以地图设计人员必须尽量提高地图图面的载负量。对于电子地图而言，载负量不是一个主要问题，可以视具体情况用分类、分级、分层等方式进行显示输出。电子地图表示内容的确定主要取决于其用途、资料和数据情况以及地理环境特点等。
3.1 电子地图要素的分类
电子地图要素指具有相同性质的实体的集合及其数字图形表示。将相同性质的实体归纳在一起。并用确定的数字形式和屏幕图形形式加以表示，称为电子地图要素。例如将具有通行性能的铁路、公路、大车路、桥梁等的集合称之为电子地图的道路要索。
电子地图要素的分类。通常是按客观世界的事物或现象的性质和用途进行划分的，而且已经形成标准，这主要体现在各种比例尺的地图图式和规范中。电子地图和数字地图具有承上启下的密切关系，因此，电子地图的要素分类应与数字地图的要素分类一致。
电子地图要素利用其属性信息、几何信息、拓扑信息和辅助信息进行描述，这些信息是以数据作为载体的。属性信息是描述电子地图要索分类分级和质量数量特征的信息；几何信息足电子地图要素空间位置和几何图形的信息；拓扑信息是描述以结点、弧段和面域所代表的地图要素之间邻接、关联、包含等关系的信息；辅助信息是指除属性信息、几何信息和拓扑信息以外的。根据实际需要的信息，例如颜色、灰度、线型闪烁、说明等。
3.2 电子地图内容的确定
电子地图需要表示的内容主要包括以下几个方面：
3.2.1 客观世界的反映
客观的现实世界包括自然地理要素和社会经济要素。
自然地理要素包括海洋、陆地水系、地貌以及土地植被等。电子地图上表示的海洋要素，主要包括海岸和海底地貌，有时也表示海流、潮流、海底底质以及冰界、海上航行标志等，陆地水系主要包括河流、湖泊、水库及池塘、点状水系符号、水系附属物和水系注记等。土质和植被是一种面状分布的物体，常用地类界、说明符号、底色和说明注记相配合来表示。地图上表示的地貌的要求主要有反映地貌的形态特征，表示地貌不同类型、分布特点，具有可量测性，显示出地面立体感等，通常采用等高线法、分层设色法和地貌晕渲法表示。
社会经济要素包括居民地、交通网、境界等。居民地是人类居住和进行各种活动的中心场所，应表示出居民地的形状、建筑物的质量特征、行政等级和人口数等。交通网是各种交通运输的总称，它包括陆地交通、水路交通、空中交通和管线运输等几类。在地图上应正确表示交通网的类型和等级、位置和形状、通行程度和运输能力以及与其它要素的关系等。境界区分为政区境界和其它境界。政区境界包括国界(已定、未定)，省、自治区、中央直辖市界，自治州、盟、直辖市界，县、自治县、旗界等；其它境界包括地区界、停火线界、禁区界等。
3.2.2 专题要索
对有关人口、收入、工农业产值、交通状况以及其它客观和抽象事物的统汁资料和文件等，统称为专题信息。
在电子地图中，专题要素可以采用专题图的形式表示。也可以借助多媒体技术和动画技术进行显示输出。
3.2.3 分析、规划和预测结果等
对客观存在的自然要素和抽象的现象进行分析，可以将分析结果显示为专题图和动画的形式，如透视分析，坡度坡向分析、土壤分析、地貌分析等。
规划的建筑物、道路、街道等在电子地图中可以采用多种形式进行显示；预测结果也可以采用动态地图、三维模型和动画形式等进行描述．如城市规划、天气预报。
4 几点看法
计算机和电子技术的发展和应用，使地图学发生了重大变革，改变了传统地图的生产和应用模式，使传统的模拟地图学进入了现代的数字地图学。但也应该看剑，电子地图的设计原理和方法还有不尽如人意的地方，需要进一步完善；对电子地图的表示内容还未形成标准，电子地图的生产存在无统一标准，缺少应遵守的规范，各类产品杂乱无章的局面；电子地图产品还不能完全满足用户的需求。在用户界面的设计方面，存在过于专业化的倾向，应该更加人性化，人机交互功能也需要进一步的增强；在电子地图的内容表示方面，存在过于追求全面的问题，应在满足其用途的前提下，尽量简单、明了，方便使用者分析、查询；另外，电子地图对软、硬件环境的依赖性很强，在一些特殊的场合，仍旧需要使用纸介质地图，因此，在设计电子地图时仍然需要考虑其喷绘成图的效果。由此可见，电了地图需要从用户的需求出发，不断加以完善，并按人的认识心理合理确定其表示内容。
The Design And Contents of The Electronics Map
Wu Jianzhong
【Summary】 This paper analyzed the actual need of the electronics map customer, discussing the design principle of the electronics map, and means the contents carries on the analysis and summary to the electronics map.
【Keyword】 The electronics map, map design, multimedia
1 Lead Speech
The electronics map is the outcome of that the electronics technique and the graphics theories combine together, it lies the quality diagram with traditional paper to compare, having obvious superiority .The Multimedia technique ,can see to turn to get involved technically, make the performance contents of the electronics map more abundant with the image .Because the data is saving to mean with data that separate mutually, make the manifestation of the electronics map sketch have very strong dynamic state characteristic, can read map to melt to put together with creation, bring the all new concept of the map graphics from here .Currently, international community all Be developing competitively with produce each from of the electronics map product, in recent years there are also not a few electronics map products in domestic publish, the use and function of the electronics map along with science development of technical progress and society economy but increasingly perfect, more and more electronics map products walked to go into usually common people's family.
2 The design principle of the electronics map
Because the electronics map and paper lie the quality diagram to present a way, information to carry a body, read the diagram environment etc. To exist many differences in the color .Therefore, the design of the electronics map since want to follow the design principle that the paper lies the quality diagram, and then want well a characteristics of consider the oneself to satisfy the design request of the electronics map.
2.1 characteristics of the electronics map
The electronics map takes numerical map as foundation, and can see to turn a product by many medium manifestation data. The electronics map and paper lie the quality diagram to compare, show the characteristic of the most is the data is saving the manifestation separates mutually with the data, feel aspect in the sense of vision, the electronics map is an activity of interactive, and can carry on an expression with the form of various medium .The new characteristics of the electronics map mainly has a few aspects as follows:
2.1.1 Present situation
The electronics map manifestation the latest fact .The geography phenomenon cans be true with various variety of special subject information and reflects quickly on the electronics map.
2.1.2 Dynamic state
The electronics map can solid hour ,the dynamic state earth's surface is a space information now .The geography phenomenon's development variety in time can carry on the dynamic state reflection, the static state phenomenon can pass flicker ,change gradually ,animation etc. the means carry on a dynamic state reflection.
2.1.3 Hand over with each other sex
The electronics map emphasizes the information hands over with each other sex to obtain with the manifestation .The customer uses the electronics map, can with logarithms according to of importation, edit, show etc. carries on an operation, the graphics process with merge into an integral whole with the diagram process.
2.1.4 Super medium characteristic
The electronics map can the applied super medium technique carry out diagram, text, voice to repair with each other. The customer can pass the usage customer interface importation, creation, operation and output information. Such as writing, picture, voice and video frequency etc., the way that obtains an information is quick more, keep a view, vivid.
2.2 design principle of the electronics maps
Customer to the reaction of the electronics map, first is as to it's the reaction of the function, seeing it can satisfy to use a diagram request; be the reaction that appreciates beauty aspect secondly, see the whole result of the diagram whether beauty. The electronics map has to be taken a look at on the screen, as a result be subjected to the calculator screen to explain a rate and can see scope etc. the influence compare greatly, and the different use request to the contents that the electronics map mean and also do not fulfill a homology, so the electronics map has to be designed respectively according to the different application. Total of to say, the design of the electronics map should follow a few principles as follows:
2.2.1 Function
A good map work, use in spite of what carry a body, have to use a door an ability convenient obtain various information need fast.
2.2.2 Legibility
The diagram noodles of the electronics map should compare the traditional paper quality diagram to design of more simple and direct, clear, read easily. If a map, the contents design very reasonable, abundant, but the visual effect is miscellaneous disorderly have no a chapter, so, its map design end can be treated as failure of.
2.2.3 Use convenience
The user of the electronics map, a lot of isn't a graphics expert, is not the software usage either superior, this customer interface that will beg the electronics map to have already kept a view, simple operation step.
2.3 contents of the electronics map designs
The design of the electronics map includes the system design and the technique design two greatly part of. The system design is the foundation of the electronics map design, is the design of the electronics map existence environment. The main contents includes the data process design, software design, hardware of the electronics map to install valuation etc. of design and system.
The technique design is the key of the electronics map design. The main contents has the overall design, mathematics foundation design, the contents design, sign design, data of the electronics map to save the management design, manifestation technique design, and the sketch picture handle to design and calculate way etc..
T The contents design that mainly aims at the electronics map here carries on analysis. The contents design is an establishment in a kind of design of the use and the environment foundation: The map is reflection some one region objective environment. Therefore graphics have to know object deeply. Then can reflect object better The district range of research involves a various problem of the politics ,military, economy and natural environment, the data use is extensive very, design want to make sure to mean which contents, mean to what detailed degree. For example want to mean highway, can is divided into highway according to environment characteristics in district and the map use the superhighway, National Freeway, the province way and County Road etc..
3 The electronics map means a contents
The capacity of the map is limited, impossible mean all objects and phenomenon of the ground all, how build up unify to a great deal of data and the data of concept model, the completion is a to need the problem that the point resolve to the valid and reasonable reflection of the electronics map contents.
The traditional paper lies the quality diagram, data of saving mean to merge into an integral whole with data, the map contents is the fusion of the multi-layer sketch in the demonstration of the paper noodles, is various customer to need a contents of and gather, so the map design the personnel have to raise the map diagram noodles to carry negative quantity as far as possible. For the electronics map but speech, carry the negative quantity isn't a key problem, can see a concrete circumstance to carry on the manifestation exportation with the methods, such as classification, ratings and layering...etc. The electronics map means the contents really settles to mainly be decided by its use, data and the data circumstance and geography environment characteristics etc.
3.1 The classification of the electronics map main factor
The electronics map main factor the entity that have mutually congeniality gather and its numerical sketch mean. Will mutually the entity of the congeniality induce together. The numerical form and screen sketch form that counteract an assurance add in token of, be called electronics map main factor. For example will have a railroad, highway, big car road, bridge .etc. of go through the function to gather to call it as the road of the electronics map to want to search.
The classification of the electronics map main factor. The property and use that usually is the thing or phenomenon that press objective world carry on divide the line of, and have already become standard, this main body is the map diagram type and norm of various scale now in. The electronics map and numerical map have to accept up the under of near concern, therefore, the main factor of the electronics map classification should and the main factor of the numerical map classification consistent.
The electronics map main factor makes use of its tribute information, several information, to rush toward the information and the assistance information to carry on a description, these information use data as to carry a body. The attribute information is the information that describes the electronics map to want the search classification ratings and the quality quantity characteristic; Several information foot electronics map main factor space positions with several the information of the sketch; rushing toward an information is description with the crunodes, the segment and the noodles area represent of the map main factor abutment, connection, include etc. the information of relation; Lend support to the information means in addition to the attribute information, several information ,and rush toward an information of. The information of the basis effective demand, for example the color, ash degree, the line type flicker, elucidation etc..
3.2 The assurance of the electronics map contents
The electronics map the contents that need to be mean mainly includes a few aspects as follows:
3.2.1 The reflection of the objective world
The objective realistic world includes the natural geography main factor and social economic main factor.
The natural geography main factor includes ocean, the land water to fasten, the geography and land plant a quilt etc. The ocean main factor that the electronics map means up, mainly include the coast and the bottom of sea geography, sometimes also mean the ocean current, current, the bottom of sea bottom quality and ice boundary, sail marking at the sea etc., the land water fastens to include the river, take, reservoir and garden pond and order the form water to fasten sign, water to fasten the adjunct and water to fasten to note to record mainly etc. The soil quality with plant a quilt is the object that a kind of noodles form distribute, in common usably type the boundary, the elucidation sign, dead color and elucidation note to record to match each other to match to mean. The request of the geography that the map means up mainly has an appearance characteristic of reflect the geography, meaning a different type of geography and distributing a characteristics, have can measurement, display stereoscopic feeling etc. in ground, usually adopt a contour line in maps method, layering to establish a dizzy method of the color method and geography to mean.
The social economic main factor includes residents' ground, transportation net, state etc. Residents' ground center place that is mankind to live and carry on various activity, should mean a quality characteristic of shape, building of residents' ground, the administration grade and population few etc. The transportation net is the generic name of various transportation, it includes the land transportation, water road transportation, air transportation and pipeline to transport several etc. On the map should the exactitude mean the type and grade, position and shape of the transportation net, go through degree and transport ability and other main factor of relation etc. The state classifieds into the area state and other state. The area state includes national boundary(have already settle, undecided, province, autonomous region, central and direct jurisdiction city boundary, autonomy state, alliance, direct jurisdiction city boundary, county, autonomy County, ensign boundary etc.; Other state includes region field, cease fire line boundary and forbids area boundary etc..
3.2.2 The special subject
It is objective to the relevant population, income, work agriculture production value, the transportation condition and the other with the juice data and document etc. of the abstract thing, know together as a special subject information.
In the electronics map, the special subject main factor can adopt the form of the special subject diagram to mean. Can also ask for help the multimedia technique and the animation technique to carry on the manifestation exportation.
3.2.3 Analyze, programming and the estimate result etc.
Carry on to the natural main factor of the objective existence and the phenomenon of the abstraction analysis, can analysis result manifestation is the special subject diagram and the form of the animation, if see through analysis, the slope ascent to analysis, soil analysis, geography analysis etc..
The building, road, street etc. of the programming can adopt various forms to carry on a manifestation in the electronics map; Predict the result can also adopt the dynamic state map,3D model and animation form etc. to carry on a description. such as city planning, weather forecast.
4 What time viewpoint
The calculator and electronics technical development and applied, make the map learn to take place the graveness change, change the production of the traditional map and apply mode, make the traditional emulation map learn into the numerical map of the modern to learn. But should also see sword, the design principle and method of the electronics map still don't to the utmost have such as the place of[with] person's idea, needing to be further perfect; Mean the electronics map a contents to haven't yet become standard, the production existence of the electronics map didn't unify standard, being in need of the norm that should obey, each kind of product is miscellaneous disorderly have no the situation of the chapter; The electronics map product can't also satisfy the need of the customer completely. Design aspect in the customer interface, exist too professional tendency turn, should humanize more, person's machine hands over with each other function to also need further to build up; Mean aspect in the contents of the electronics map, exist to pursue an overall problem too, should Be satisfying the premise of its use under, as far as possible simple, understand, convenient user analysis, search; Moreover, the electronics map to soft, the dependence of the hardware environment is very strong, needing to use paper to lie the quality diagram still at some special situations, therefore still needing to consider the result that it sprays to draw diagram while design the electronics map. Be showed from this, the need that gave or get an electric shock map to need from the customer set out, taking into continuously perfect, and press the person's understanding mental reasonable to make sure it means a contents.
