基于gis软件设计的青岛即墨公交路线

1、基于GIS的家乡公交查询系统设计报告 学 院： 交通学院 班 级： 交通运输 学 号： 1301031420 姓 名： 孙悦 指导老师： 张俊友 日期： 2015-11-03 1摘要随着经济的不断发展，人民生活水平的稳步提升，人们出行的代步工具也发生了显著变化。近几年，私家车数量猛增，交通拥挤随处可见，抛开交通规划与社会需求的合理分析不讲，在当前情况下，推行公交出行可以有效改善交通拥堵。现阶段，已经有不少公交查询方式投入使用，如百度地图，谷歌地图等。在学习了GIS课程之后，我们基于GIE软件设计一个公交查询系统，实现站点查询、线路查询、换乘查询几个方面的功能，实现公交信息管理的系统化、规范化和

2、自动化，这样不仅减少了管理工作量，还提高了查询效率，使得人们乘坐公交更加的方便快捷，从而间接地改善交通拥堵，实现交通与环境的和谐发展。关键词：数字化 属性分析 网络分析 最优路径查询目录第一章 功能分析- 4 -第二章 数据的收集和整理- 4 -第三章 数字化处理- 5 -1.录入栅格底图- 6 -2.栅格底图的配准- 7 -3.新建地理信息数据库- 8 -4.新建要素集和要素类- 9 -第四章 绘制地图- 10 -1绘制城市路网- 11 -2.绘制公交站点- 11 -3.绘制公交路线- 12 -4.道路打断- 13 -5.为各要素类添加属性数据- 14 -第五章 网络分析- 14 -1.新建

3、网络数据集- 15 -2.为网络数据集添加时间属性- 19 -3.为网络数据集添加长度属性- 21 -4.设置网络的方向属性- 23 -第六章 路径分析- 25 -1将新建的网络数据集添加到ArcMap中- 25 -2.开启“ArcMap”中的网络数据分析- 26 - 3 -3.选择路径求最优方案- 26 -4.以路径长度最短为决策目标求解- 27 -5.以时间最短为决策目标求解- 28 -第七章 总结- 29 - - 5 -第一章 功能分析在网络还未普及时，人们出行获得公交信息的方式局限于电话、交通图或向熟人问询，随着网络的发展，公交在线查询应运而生，当然服务的对象为能上网的公众。对乘客来说

4、，能够方便、快捷准时的乘坐公交是他们的主要目的，也是公交管理部门急需提供的服务。面对上述情况，我们利用GIS设计一种公交查询系统，以实现以下功能：1、 站点查询：在查询窗口输入需要查询的站点名称，可以查出该站点所在的具体位置和通过这个站点的公交路线。2、 线路查询：可以在始发地和终点之间基于路程最短和时间最优选择不同的公交线路与换乘方式。3、 换乘查询：可以查询不同公交线路之间的最佳换乘站点，可以查询步行通道与乘车站点的距离。第二章 数据的收集和整理以青岛即墨地区为例，建立公交查询系统，首先在桌面新建一个文件夹存储图片和数据，然后调查空间数据和属性数据。先在百度卫星地球在线上截取即墨市区的地图

5、（含有完整的公交路网）作为需要绘图的地图，保存在文件夹里。如图2-1： 图2-1 在此图上选取三个控制点，在百度卫星在线地图中查找到相应的点，并记录下所选点的经纬度坐标：即墨市实验高级中学：经度 120°3026.93 东 纬度 36°2439.9 北市北医院： 经度 120°2727 东 纬度 36°2512.61 北市政府： 经度 120°2652.74 东 纬度 36°2318.99 东在区域图和控制点坐标信息整理好之后，接下来要查的就是线路的属性数据。第三章 数字化处理数字化处理是查询系统当中很重要的一部分，主要包括链接文件夹

6、，建立文件地理信息库，栅格底图的配准。1.录入栅格底图打开ArcCatalog,链接已经创建的文件夹“GIS作业”，并在文件夹下找到底图“全图.png”长按鼠标左键，将底图拖至ArcMap左侧窗口的“图层”下。拖动完成后数据框里就会有导入的底图。如图3-1-1,3-1-2。 图3-1-1 文件夹链接图 图3-1-2在“GIS作业”文件夹下找到“全图”2.栅格底图的配准1、在ArcMap界面下，在空白处点击右键，选择“数据框属性”，然后在“坐标系”下依次选择“预定义”“Projected Coordinate Systems”“Gauss Kruger”“Xian 80”，选择其下的内容，点击确

7、定完成设置。如图3-2-1.图3-2-1 选择坐标系2. 点击“地理配准”。取消下拉菜单中的“自动校正”。3. 点击按钮，将鼠标拖拽至已经选取的控制点处，单击鼠标右键，选择“输入坐标的经度和纬度”,在对话框中分别输入各对话框的经纬度即可。4. 依次为所选的控制点进行配准，输入坐标完成后，重新选择“自动校正”按钮，完成地图的配准，如下图3-2-2。 图3-2-2 配准后的图像5.配准完成后，文件保存，关闭ArcMap。3.新建地理信息数据库打开“ArcCatalog”，找到“GIS作业”文件夹，右键选项“新建”，建立一个“新建文件地理数据库”如图3-3-1。图3-3-1 新建文件地理数据库4.新

8、建要素集和要素类打开“新建文件地理数据库”,新建一个名为“即墨”的要素集. 新建要素类：打开新建的要素集，在右侧空白处依次新建“公交站点”、“公交线路”、“城市路网”三个要素类。为要素类添加属性：以“公交站点”为例，点击鼠标右键，选择“属性”，现在“字段”下为该要素添加“name”、“id”、“subtype”、“站点”字段，并选择字段类型，再打开“子类型”在子类型字段为“subtype”下添加图表类型。同理，为“公交线路”添加“name”、“id”、“subtype”、“speed”“length”“time”字段。为“城市路网”添加“name”、“id”、“speed”“length”“t

9、ime”字段。如图3-4-1。 图3-4-1 为公交站点添加属性 在数字化处理的过程中需要注意的问题是：1.底图配准之后，点击“自动校正”若发现，栅格图消失，这时，在窗口上点击鼠标右键，选择“全图”，如果还是不出现，则重复点击“全图”2.开始新建地理信息数据库时，可以选择“新建文件地理信息数据库”也可以选择“新建个人地理信息数据库”；3.为各要素添加字段时，要选择字段类型，如“name”为“文本”，“subtype”为“长整型”。 第四章 绘制地图打开ArcMap，将在ArcCatalog下建立好的各要素类拖动到“图层”下，并编辑各站点“样式”“颜色”，编辑各路线的“线宽”“颜色”；依次选择“

10、自定义”“工具条”“捕捉”，开启对象扑捉功能。1绘制城市路网点击“编辑工具条”,在编辑器”的下拉菜单中选择“开始编辑”，在界面左侧选中“城市路网”层，在底图上画出城市重要道路线，沿着底图的道路依次画出所有道路，右键，选择“停止编辑”并保存。在绘制时，一条道路最好用一条路线绘制，如图4-1-1。图4-1-1 绘制路网2、绘制公交站点选中“即墨公交”层，沿着已经绘制出的城市道路网依次标注出各路公交车所要经过的公交站点，这里应注意，公交站点一定要画在道路上，否则路网和站点是不相通的，后期也就无法实现换乘已经最短路选择。如图4-2-1。 图4-2-1 绘制站点3.绘制公交路线公交路线的绘制方法和城市路

11、网大致相同，将已画设的站点用各自对应的公交线路依次连接起来，不同的公交路线选择不同的图层。如图4-3-1。 图4-3-1 绘制线路4.道路打断选择上方中的按钮，对路网和公交线路进行双击打断，打断时为避免出现遗漏，应该逐条打断，现将“公交线路”关闭，在“城市路网”上操作，用按钮，选中一条线路，在各个拐点和交叉路口处进行打断；路网打断完成后，将路网关闭，打开线路层，采用相同的手段进行打断，但此处只在公交站点处双击打断即可。5.为各要素类添加属性数据分别点击“图层”下的“公交站点”“城市路网”“公交线路”,选择“打开属性表”，弹出添加属性的对话框，对话框中有对各要素类添加的属性字段，根据前期搜集到的

12、属性数据，逐个添加属性，如图4-5-1。图4-5-1 添加公交站点属性数据 完成各属性数据的添加之后，返回“ArcMap”界面，右击“图层”下的“公交站点”,选择“显示属性数据”将属性数据标注在图像上，如图4-5-2。 图4-5-2 数字化完成后的图像在以上过程中需要注意的问题有：1. 选择站点样式，和线路的线宽与颜色时，尽量选择容易区分的颜色，且为避免错乱，不同公交线路应选择不同的颜色；2. 为各个公交站点添加属性数据时，如果填写完整的名称，可能会使得地图杂乱，这是可用数字代替，如“110”“111”。第五章 网络分析要进行网络分析，就要首先建立一个网络数据集，在建立好网络数据集后，我们可以

13、以“路程最短”“时间最短”分别作为两个决策目标，实现查询功能，求得最优路径。1. 新建网络数据集 1、保存数字化完成后的图像，关闭“ArcMap”，打开“ArcCatalog”,在上方工具栏中选择“自定义”在下拉菜单中选择“扩展模块”，在弹出的对话框中勾选“Network Analyst”和“Geostatistical Analyst”选项，开启网络分析，如图5-1-1。 图5-1-1 选择网络分析选项2.在作侧的目录框内，打开，再双击打开，在空白处右击，选择“新建网络数据集”，并输入名称为“即墨公交”,点击“下一步”，如图5-1-2。图5-1-2 新建网络数据集3.选择参与到网络数据集的要

14、素类，点击“全选”按钮，将三个要素全部选中，点击“下一步”，如图5-1-3。 图5-1-3 选择参与网络分析的要素类4. 构建转弯模型，如图5-1-4。图5-1-45.弹出网络分析资料组的窗口，如图5-1-5。 图5-1-56. 设置连通性 点击上图窗口中的按钮，点击“subtypes”,将“公交站点（4）”、“公交线路（4）”全部选中，点击“确定”添加。如图5-1-6。 图5-1-6 7、在“Group Columns”下选2，公交线路、城市路网的连通性策略为“Any Vertex”任意节点连通，站点的连通性策略为“Override”依边线连通，点击“确定”，如图5-1-7。进入下一步，在弹

15、出的网络分析资料组的对话框中选择“确定”，如图5-1-8。 图5-1-7图5-1-82.为网络数据集添加时间属性1.添加“time”属性，点击“添加”按钮，弹出对话框，按照下图所示填写，然后点击“确定”，如图5-2-1。 图5-2-1 添加time属性2. 在出现新窗口处添加时间属性赋值，如图5-2-2。选择窗口右下角的“赋值器”按钮，弹出另一个新窗口，在“类型”的下拉菜单下全部选择“字段”，如图5-2-3。选择“公交线路行，然后点击右侧“”按钮，在弹出的“字段赋值器”窗口中，编辑“time”的赋值公式，将公式“SHAPE_Length*2000/Speed”填入图5-2-4。同理为“公交站点

16、”“城市路网”依次编辑赋值公式。图5-2-2 在网络数据集中添加时间属性 图5-2-3 为time属性赋值 图5-2-4 利用赋值器为time属性赋值3.为网络数据集添加长度属性添加“length”属性，同添加“time”属性添加方式相同，点击“添加”按钮，按图5-3-1填写图5-3-1 添加“length”属性点击“确定”之后，会出现以下的对话框，然后选择图5-3-2窗口右下角的“赋值器”按钮，弹出图5-3-3所示窗口，在“类型”下拉菜单中全部选择“常量”，“值”下全部选择“2”,长度属性赋值完成。图5-3-2 在网络数据集中添加长度属性 图5-3-3 length属性赋值完成4.设置网络的

17、方向属性如图5-4-1，在弹出的对话框中，点击“方向”按钮，在网络方向属性中点击“常规”。然后设置方向，显示的长度单位为“千米”，长度属性为“length”,时间属性为“time”。网络源首先选中“公交路线”,等级为“主要”，前缀和名称处皆选择“name”。设置完成后点击“确定”然后“下一步”，网络数据集建成，并选择“立即构建新的网络数据集” 图5-4-1图5-4-2 设置网络的方向属性图5-4-3 网络数据集构建完成图5-4-4 选择立即构建 图5-4-5 完成后的ArcCatalog窗口第六章 路径分析1将新建的网络数据集添加到ArcMap中打开ArcMap，将新建的网络数据集拖拽到“图层

18、”下，如图6-1-1所示，将参与的所有要素集添加到地图中。图6-1-12.开启“ArcMap”中的网络数据分析在窗口上方的工具条处单击鼠标右键，在下拉菜单处勾选“Network Analyst”选项。此时在窗口上方会出现Network Analyst工具条。点击此工具条左侧“Network Analyst”的下拉菜单中选择“新路径”，此时，部分工具会被激活，工具条改为3.选择路径求最优方案点击工具条中的“”按钮，为路径确定起点和终点，我们这里任意选择路径的起点和路径的终点，然后点击工具条上的“”按钮，进行最优路径求解。此时，该段道路显示为棕色，表示得到最优路径，如图6-3-1。点击工具条中的“

19、”就会得到最优方案。如图6-3-2。 图6-3-1 得到最优路径图6-3-2得到最优方案4.以路径长度最短为决策目标求解在“图层”下“路径”中点击下拉菜单的“属性”，在弹出的对话框中勾选“length”,点击“确定”返回“ArcMap”界面。依次点击“”“”按钮，就会生成最短的最优路径。如图6-4-1。图6-4-1 选择长度为最短决策目标图6-4-2 以最短路为目标的最优方案 5.以时间最短为决策目标求解 同上，在路径的属性对话框里勾选“time”点击“确定”返回“ArcMap”界面。依次点击“”“”按钮，就会生成最短的最优路径。如图6-5-1。图6-5-1以时间最短为目标的最优方案在最优方案的确定环节需要注意的问题有:1. 方案显示的路径有重复或折回现象，说明某些路径没有安全打断，应检查网和公交线路，重新打断；2. 当出现的最优方案中，现实路径长度和时间累计值太小或太大时，是因为选的单位不合适，要返回检查在设置网络属性时，选的单位是否合适；如果检查到不是因为单位的问题，就要依据设置路网属性数据时的“SHAPE_Length”值适当更改为time属性赋值的公式，这里指“SHAPE_Length*2000/Speed”。第7章 总结出现的问题1、打开AraCatalog一直不能新建网络数据