最短路径算法在旅游线路规划中的应用_以庐山为例

1、第33卷第5期2008年9月测绘科学Science of Surveying and Mapp ingVol .33No .5Sep. 作者简介:邹时林(19712,男,九江瑞昌人,副教授,博士生,从要从事数字测绘与地理信息系统应用的研究。E 2mail:liubo_7161631co m 收稿日期:2007212214最短路径算法在旅游线路规划中的应用以庐山为例邹时林,阮见,刘波,郭先春(中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;东华理工大学地球科学与测绘工程学院,江西抚州344000【摘要】本文以庐山旅游风景区为例,以一日游为主题,结合旅游景区景点知名度和各景点的停留

2、时间,改进了GI S 中的最短路径算法,利用VC +分析旅游区内各个景点之间的最短路径关系,得出该旅游区内的三条较合理的不同主题的一日游路线。通过本文的研究,希望能加强对庐山风景区的开发力度,促进庐山风景区的发展,并最终能推广GI S 在旅游线路规划中的应用。【关键词】最短路径分析;旅游线路规划;GI S;庐山【中图分类号】P208【文献标识码】A 【文章编号】1009-2307(200805-0190-03DO I :1013771/j 1issn 11009223071200810510671引言不管是在旅游景区景观路线规划的过程中,还是在旅行社旅游线路设计的过程中,旅游线路都是使用频率很

3、高的一个词。就旅游者而言,对旅游线路的期望是最大化地满足其消费需要,成本最小、日程安排最方便;对旅行社来说,则希望在满足旅游者需求的前提下,降低成本、提高效益,并可面对突发事件及时调整路线。旅游景区在规划设计时就要考虑景区内线路空间布局的合理性、科学性,在管理中也要考虑如何合理分流、控制游客数量的问题。显然,不管从哪个角度来说,旅游线路问题都是十分重要并值得深入研究的问题。然而从旅游线路的研究方法上来看,通过科学的方法进行定量化的研究几乎没有,只是一些定性的研究1。目前旅游设计跨学科性质比较明显,吴凯2曾提出,使用运筹学进行旅游线路分析可以获得定量结果,但是在整体水平上还是比较的低。GI S

4、作为一门介于信息科学、计算机科学、地理学和测绘学之间的新兴学科,它通过对空间数据的采集、存贮、管理及分析,具有一般数据库系统所不能媲美的、强大的空间分析能力。最短路径分析作为GI S 空间分析中的一个重要组成部分,已成功用于很多领域,本文将其应用于庐山风景区旅游线路规划设计中来,通过改进最短路径分析算法,考虑景点停留时间和景点知名度等因素,将旅游线路量化,通过比较得到最合适的旅游路线,以提高各种单项旅游产品之间的有效组合,使旅客更合理地安排旅游时间,以此来增强旅游景区的特点及旅游过程的特色。2G I S 的特征及其对旅游业所提供的技术支持211G I S 的特征在信息时代的今天,许多以往都需靠

5、文字记载成册的资料,例如:姓名、地址、年龄等数字或文字,大都通过计算机建立成文件加以管理,甚至广泛采用多媒体的技术,加入影像、声音及动画等,以更为生动的表达方式,将死板的文字或数字资料展现出来。GI S 是对地理环境有关问题进行和研究一门学科。它将地理环境的各种要素,包括它们的空间位置、形状及分布特征和与之有关的社会、经济等专题信息(属性数据以及这些信息之间的联系等,进行获取、组织存储、检索分析并在管理、规划与决策中应用。简言之,它是能对空间数据进行空间分析的信息系统。212G I S 为旅游业所提供的技术支持旅游业是与旅游资源密切相关的,它离不开自然界的地理要素,借助GI S 强大的地学分析

6、与空间数据管理功能,可以为旅游业提供以下几个方面的技术支持:提供电子地图的支持,同时提供游客所需的空间及属性信息,通过数据的输入、编辑、建库,对空间数据进行查询、漫游、管理和分析(如最佳路径选择等;对旅游数据(客源、客流、游客需求进行分析,为管理者提供决策依据;对于一些大面积的自然景观,利用GI S 技术为景区提供科学管理,可有效的保护景区的环境质量。3基于景点知名度和停留时间的最短路径算法的基本原理311基于景点知名度和停留时间的最短路径改进算法最短路径分析的算法很多,但算法较成熟和适用的主要有D ijkstra 算法和Fl oyd 算法,上述两种最短路径算法实质都是寻找互通的两点间某种权重

7、最小或最优。如果将此算法直接用到旅游路线的选择上,则可以简单地表现为考虑两景点的路程,但对旅游者而言,如果仅仅考虑景点间的相互距离肯定是不够的。本文针对旅游者主要关心的问题旅游景点的知名度和旅游路线主题等问题,将各景点的知名图设定为一定的权值,并且考虑在各个不同景点停留的时间,将D ijkstra 算法加以改进,以此来满足该算法在旅游景点路线选择上的需要,并通过VC +加以实现,最终得到适合不同人群和不同目的的最优旅游线路。由于D ijkstra 算法比较成熟,在此不再对其进行较详细的描述,本文主要对改进的算法进行描述。改进的算法主要数据结构如下:#define MAXV 100/最大顶点个数

8、Ty pedef structint no;/顶点编号DataTy pe inf o;/顶点其它信息,用于存放顶点其它记录VertexType;/顶点类型Typedef struct /图的定义第5期邹时林等最短路径算法在旅游线路规划中的应用以庐山为例int edges MAX U MAX U ;/邻接矩阵int vexnu m,arcnu m;/顶点数,弧段数VertexType vexs MAX U ;/存放顶点信息(包括定点名称,知名度权重int m in;/景点停留时间M graph;/图的邻接矩阵类型312旅游景点知名度权重及等级划分旅游线路的设计应该具有明确的导向性,而且要考虑两大

9、效益:尽可能满足旅客的旅游愿望,在有限的时间内、一定的旅游支出的情况下,满足旅游最大化;便于旅游经营者更好地对旅游进行管理和组织,产生最大的旅游效益2。也就是说在旅游线路设计时,需要考虑旅客时间的有限性,满足在一定的时间内,让旅客尽可能的到达旅游知名度比较高的旅游景点。这里就有提到何为知名度,也就是社会公认的比较值得旅游、比较有名气的景点。要比较各旅游路线的整体知名度或景点受游客得欢迎程度如何,就应给各个旅游景点一个划分“等级”和“知名度权值”。本文结合庐山风景区各个旅游景点的特点及现有的知名度,将各个景点的等级和知名度的权重定义如表1所示:表1景点的等级和知名度的权值等级一花径,仙人洞,天桥

10、,龙首崖,庐山会议旧址,黄龙寺,乌龙潭,老别墅故事景区,含鄱口,三叠泉,五老峰。权值:6等级二牯岭街,白居易草堂,庐山博物馆,三宝树,美山别墅,植物园,圆佛洞,大天池,植物园门口。权值:5等级三飞来石,东谷,毛泽东诗词,天心台,登峰门,210别墅。权值:4等级四电站打坝,芦林大桥;环湖路,大天池,悬索桥,三谷路,回环路,交叉口,中三路,天洞狗,环湖路,三谷桥,天心台。权值:34试验结果图1牯岭街至悬索桥各景点示意图411实验条件庐山位于长江和鄱阳湖之间,水气郁结,云蒸霞蔚,云海、瀑布与绝壁构成了庐山三绝。庐山共有瀑布22处,溪涧18条,湖潭14处,再加一些人文景观使庐山成为广大游客休闲观光的好

11、去处。庐山景区较多,假如以一日游为主题,大致可以分成三大块,本文利用A rcGI S 软件,将庐山风景区的主要景点和道路进行了数字化,并通过比例尺转换,得到各互通景点间的距离。通过对庐山风景区现有的一些经典一日游路线进行统计分析,考虑庐山景区的特点,在现有一日游路线基础上,对每个大块选择了一部分景点进行实验,如牯岭街至悬索桥这条路线上,考虑各景点不往返,本文选择了16个景点作为主要研究对象(如图1所示,图1中数字0-15分别代表牯岭街、东林路、李烈军别墅、飞来石、环湖路、天桥、花径亭、白居易草堂、观妙亭、仙人洞、御碑亭、园佛殿、田心台、大天池、龙首崖和悬索桥16个景点。由于本文景点路线选择实验

12、的算法一致,对于其他两个大块中的景点名称及景点间距离在此不一一列举,下文直接显示运行结果。412实验结果本文通过改进GI S 最短路径算法,利用VC +,根据景点的等级知名度、各景点的距离分析得到三条最优路线,以供广大游客参考。表2第一条线路经过的顶点数据起点名称终点名称景点权重路程(m 景点停留时间(min 交通方式牯岭街飞来石435030步行飞来石环湖路320035步行环湖路天桥665030步行天桥仙人洞670040步行仙人洞圆佛殿565035步行圆佛殿天心台325030步行天心台大天池315030步行大天池龙首崖620035步行龙首崖悬索桥330040步行悬索桥牯岭街4300汽车经过的顶

13、点总的权值为:39总的路程(m :7750表3第二条线路经过顶点的相关数据起点名称终点名称景点权重路程(m 景点停留时间(min 交通方式牯岭街三谷桥3110035步行三谷桥庐山会议旧址655060步行庐山会议旧址回环路330025步行回环路芦林大桥380030步行芦林大桥交叉口335035步行交叉口三宝树515040步行三宝树乌龙潭645040步行乌龙潭牯岭街4500汽车经过的顶点总的权值为:29总的路程(m :8200表4第三条路径经过的顶点起点名称终点名称景点权重路程(m 景点停留时间(m in 交通方式牯岭街210号别墅4110035步行210号别墅老别墅故居景址620035步行老别墅

14、故居景址天洞狗365030步行天洞狗植物园门口5115020步行植物园门口含鄱口645030步行含鄱口庐山植物园550040步行庐山植物园登峰门490020步行登峰门五老峰690060步行五老峰三叠泉6140030步行三叠泉牯岭街12000汽车经过顶点总的权值:45总的路程(m :19250注:以上停留时间是根据景点特点和一日游特征而假设得到,是指景点停留时间和相邻两景点间同行时间412旅游路线说明线路1:这是一条以旅游为主的旅游线路(详见表2,主要内容是自然风光,同时考虑到这条线路的知名度适中191测绘科学第33卷(权值39,如果游客既想体验自然风光又想更多的观赏名胜古迹,此路线为最佳选择,

15、它将给游客带来丰富的感官体验。线路2:这一条线路主要适合中老年人,设计的景点有自然风光,也有人文景观,并且整个线路设计的路程较短,中老年人可以得到充分的休息和参观庐山的自然风光和人文景观。线路3:这是一条亲近自然,走进人文的旅游线路,考虑到这条线路的知名度最大(权值45,旅客即能体验自然风光又能更多的观赏名胜古迹。本条路线结合了登高,瀑布观赏等亲近自然的活动,以及庐山文化体验活动,在这一旅游过程中既有活动量较大的登山,也有亲近自如的自然欣赏。5结束语传统的景区旅游线路比较注重线路主体的设计,从行为地学的角度或者旅行社的角度出发,使用一些数学模型或运筹规划模型,分析景点之间的关系,总结旅游线路的

16、安排,但是往往对旅游活动和活动时间的安排不够重视3。然而,使用GI S技术设计旅游路线,其优势在于能在复杂的道路网络中,进行点到点分析,并筛选出路径通路合理的景点组合,从而避开了人为分析设计的主观性,这样组合设计的旅游线路不仅在时间安排上有可靠的确定性,因此也增大了实际操作的弹性,而且在旅游活动的结合上也比较丰富、舒适,旅游活动的主题突出,这是传统旅游线路设计更科学的一大特点。本文通过研究,建立了基于VC+和GI S技术的旅游线路规划及设计的技术线路,并以庐山旅游景区为例,利用最短路径分析原理,考虑各景点路程及各景点知名度等要素,以一日游为主题,组合了三条线路给旅游者参考,为GI S应用于旅游

17、线路规划设计提供一个可行的实例。但就旅游线路的选择而言,除了在相对短的时间内观赏到尽量多的景点之外,线路选择的主观性和灵活性也有很大的需求,游客可以根据自己的偏好进行景点组合,那么就要求在设计GI S最短路径算法上,不仅仅考虑时间、距离等因素,还应根据景点的特色、游客的爱好等因素作为定权,进行综合分析,将这些因素最优地组合起来,对GI S各景点进行分析组合得到满足不同人群、不同目的、不同爱好的旅游路线,将成为下一步的一个重要研究方向。参考文献1蒋三庚1旅游规划M1北京:首都经济贸易大学出版社,200212吴凯1旅游线路设计与优化中的运筹学问题J1旅游科学,2004,18(1:4124413付晶

18、,郑中霖,高峻1GI S技术在旅游线路设计中的应用J1上海师范大学学报(自然科学版,2006,35(3:9229714龚健雅1地理信息系统基础M1北京:科学出版社,200115党安荣,等.A rcGI S8Deskt op地理信息系统应用指南M.北京:清华大学出版社,200316窦长娥,刘仁义,刘南1基于A rc I M S的旅游地理信息系统设计与实现J1计算机应用研究,2006,(917周昕薇,宫辉力,赵文吉,等.北京旅游信息系统的设计与实现J.测绘通报,2006,(5:532561 8徐卓揆,等1基于W ebGI S的动态专题地图发布技术研究J1测绘科学,2006,31(31The app

19、li ca ti on of the shortest pa th a lgor ith m i n the tour ist route pl ann i n gW ith M t1L uShan a s an exam pleAbstract:I n order t o reas onably devel op and p lan the t ouris m res ources of the t ourist area,t o meet the require ments of multi-level visit ors,and t o devel op the t ouris m in

20、dustry increasingly t o infor mati on,net w ork,and aut omati on directi on,this paper used M t1 LuShan as an exa mp le t o i m p r ove the shortest path algorith m1W ith VC+as a t ool t o analyze the shortest path relati ons of attrac2 ti ons,it got three different the mes more reas onable Day tri

21、p s line in the t ourist area1Thr ough this research,the author hoped t o p r o2 mote the devel opment ofM t1Lushan,and finally t o p r omote the app licati on of t ourist r oute p lanning with GI S1 Key words:the shortest path analyses;turist r out p lanning;GI S;M t1LuShanZOU Shi-lin,RUAN J ian2,L

22、 IU B o,G UO X ian-chun(Nati onal Laborat ory of Coal Res ources and M ine Safety, China University ofM inging and Technol ogy,Beijing100083,China;Geosciences and Surveying and mapp ing I nstitute of East Chi2 na I nstitute of Technol ogy,J iangXi Fuzhou344000,China(上接第200页6王磊,周云轩.GI S二维、三维空间信息查询功能的实现与应用J.计算机应用研究,2001,(12:148-148.7