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60000字论文范文大面积分布式多级路网最优路径设计与服务研究

论文类型:论文范文
论文字数:60000字
论点:道路网,数据,路径
论文概述:

本文为道路论文,主要论述基于nItern。t的大区域分布式多级道路网的最优路径分析问题是当前随着网络技术的发展和海量数据的增加而必须解决的一个问题。

论文正文:

第一章导言

 1.1研究背景和意义最优路径分析是GIS网络分析的一个基本功能,中心任务是对规划区域内的地理信息进行组织、分析和处理,确定满足约束条件的最优路径(MithcellSB,1987)。其应用领域非常广泛,在车辆导航系统、无人飞行器路径规划、机器人视觉等各应用方面都有一定的研究价值。在道路交通系统中,最优路径分析是指在旅行前或旅行中为驾驶员提供参考行驶路线和驾驶引导的过程,是车辆定位与导航系统的基本功能之一,也是当前的研究热点智能交通系统(IntelligentTransportati。nsystem,xTs)的重要组成部分。随着世界各国经济的发展和城市化进程的加快,车辆增长的速度远远高于道路和其它交通设施的增长速度,道路的复杂性和拥挤度与日俱增,对社会经济生活和生态环境造成了很大影响。很多国家逐渐认识到,欲有效地解决这些问题,仅仅依靠道路建设、扩大道路网规模是远远不够的,交通问题的解决必须依赖现代信息技术与管理技术的有机结合,建立卓有成效的、对环境危害低的交通监控、导航等系统,更方便快捷地指导行车,减少交通事故,促进经济发展。......... 1.2国内外相关工作研究现状 1.2.1多级道路网的数据模型研究现状为了能够满足多级道路网的最优路径算法需求,首先讨论多级道路网的数据模型问题。随着地理信息系统技术(GIS)的发展,描述交通特征的空间数据及其对应的属性数据(如速度限制、车道等)的数据模型已经成为交通基础设施建设的重要内容,同时对智能化交通运输系统(工TS)的发展起着重要的作用。道路数据作为车载导航电子地图中的主要数据己经引起非常广泛的重视,许多学者对道路网的数据模型进行了研究,如探讨了侧重道路数据组织的城市道路数据模型(DeukerKennethJ,AllisonBJ,1997);分析了ITS数据转换的要求,对于道路数据分析的需要做了说明(Goodwin,CeeilwH,1996);在提供的Are/Info数据转换标准中,对道路实体区别于其它实体进行详细的描述(ESRI,1995);针对在GSI应用中常见的道路实体特征,分析了要素构成,并从制图本身给出了其表达方法(HadzilaeoST,TryfonaN,1996);针对道路数据,从其道路空间综合描述、属性描述和道路信息逻辑关系三个方面来探讨建立车载导航电子地图道路空间数据的逻辑描述方案(刘春,姚连壁,2002)。在处理大区域道路网方面,有些学者提出了道路网分解、分级的数据模型(G.R.Jgadaeesh,2002;陈则王,2003;彭飞,张其善,2002)。这些研究内容对道路数据的图形表达和内容的划分,道路实体之间的逻辑关系等方面数据模型的构建起到推动作用。随着网络技术的发展,越来越多的道路网数据分布在不同空间、不同数据服务器上。如何集成这些异构分布式道路网数据,构建大区域道路网的合理数据模型是需要认真研究的问题。本文将在现有的道路网分解、分级的数据模型基础上,提出金字塔似多级道路网数据模型,探讨数据模型构建中存在的关键技术问题,为分布式多级道路网数据的集成和多级道路网最优路径服务提供有效的数据建模方案。........ 第二章多级道路网的数据模型研究 2.1道路网的数据模型研究概述 2.1.1道路网的数据特点道路网是整个智能化交通运输系统的重要组成部分,是各种网络分析功能的数据基础,如路径寻优、地图匹配等。可以说道路网在多级道路网的路径分析算法中起着至关重要的作用。道路网有着其自身特点,主要包括以下几个方面:l)多维性。道路网中的地物具有多维性特征,可以是。维、1维或2维的。其中。维与1维特征是构成道路网络的基础,2维特征采用O维或0维与1维特征的复合结构表达。0维地物主要包括:桥梁、交叉路口、公共车站等;1维地物有路段、限速段等;2维地物包括:交通分析区、停车区等。2)多尺度性。尺度是空间数据的重要特征,指数据表达的空间范围的相对大小和时间的相一对长短,不同尺度所表达的信息密度有很大的差异。道路网中地物在不同尺度的抽象层次下表现出不同的结构、形态和细节。3)数据获取多源性。获取道路网数据信息的方法很多,主要包括实地勘测、GPS测量、遥感信息处理、现有系统数据的综合等等。不同方式获得的数据其存储格式以及数据处理等方法也各不相同。4)分布式特征。数据分布式特征是指空间数据存储、更新和使用等操作物理上不在一处,而通过计算机网络基于地学规律、地理特征和过程的相关性在逻辑上联系到一起。由于道路网信息复杂、数据量大,无论从实际需求还是从技术的可行性,都不可能将全球或全国的所有道路网络数据集中在一起。数据的存储、更新等操作必须由分散的空间数据库或专业机构完成的。这也推动了基于nItenret的空间数据共享和互操作的研究发展。5)拓扑性。对于道路网络的分析而言,拓扑关系是非常重要的特征之一。拓扑关系主要表现为空间数据的连通性、邻接性、关联特征等等。在路径寻优算法中可以高效的利用拓扑进行网络分析等操作,是影响算法效率的一个关键因素。........ 2.2道路网的数据组织在讨论大区域多级道路网的数据模型之前,我们先来看看一般情况下道路网数据的组织方式。结合工50GDF4.0这一国际上广泛使用的标准,讨论道路网的元数据信息、道路网的空间要素表达和道路网的属性信碑息,从这三个方面探讨道路网的数据组织问题。这是构建多级道路网中的每一级道路网的基本要素和前提条件。空间数据与一般数据的差别在于其中包含着大量的几何信息和属性信息。由于几何信息比一般的文本、数字型数据的结构要复杂得多,从而使得空间数据的组织管理更为困难。与一般的空间数据管理系统相比,道路网的数据组织和数据管理方面具有一些固有特征。道路网数据是在通常的GIS数据信息基础上进行编辑、加工,增加与道路网络、交通信息、社会经济信息(如商业服务单位等)有关的数据,去除与道路交通、路径分析关系不大的冗余数据后所构建的信息数据库。........ 第三章多级道路网的最优路径算法研究.......................413.1经典的最优路径算法回顾............................................413.2多级道路网的最优路径算法...................................443.3多级道路网的数据匹配研究........................473.4基于模糊数学的权值确定方法...........................553.5多级道路网最优路径算法应用实例...................653.6本章小结...............................70第四章分布式多级道路网的最优路径服务研究...................724.1分布式多级道路网数据架构.............................724.2分布式道路网数据的查找与发现............................744.3分布式道路网数据的共享与互操作...........................804.4分布式多级道路网数据的集成与融合....................844.5分布式多级道路网的最优路径服务.............................974.6本章小结.............................105 第五章分布式多级道路网的最优路径服务系统 5.1系统概述 5.1.1系统设计思想基于WebService技术的多级道路网络最优路径服务系统,是采用Wbe服务手段获取数据服务和功能服务,通过构建金字塔似多级道路网数据模型,逐级进行最优路径分析,为解决基于Internet的大区域路径分析问题开发的应用系统。系统的多级道路网数据来自不同区域、不同尺度、不同GSI平台提供的数据共享服务。web服务是建立在Wbe服务技术和标准基础之上,实现地理空间信息共享的网上在线服务。它利用Wbe服务技术提供的公共接口、交换协议和服务规范。OGC提供的WMS、WFS、WCS标准规范明确定义了一套服务接口以满足数据共享服务的需求。目前各大GIS软件,如AcrGSI、Mapnlof、Geostar等软件平台,逐渐支持翎S、WFS、wCS的标准接口。当这些服务注册到UDDI注册中心后,通过UDDI注册中心可以搜索到所需的服务,并获取相关数据。........ 第六章总结与展望 6.1全文总结基于nItern。t的大区域分布式多级道路网的最优路径分析问题是当前随着网络技术的发展和海量数据的增加而必须解决的一个问题。其中涉及到多级道路网的数据模型构建,最优路径分析算法,多级道路网数据的逻辑一致性、拓扑一致性,多源异构数据的共享和互操作,数据的集成与融合,最优路径的功能共享服务,数据服务和功能服务的集成等一系列问题。本文针对上述问题进行了一定的探讨,主要研究工作如下:1)分析了道路网数据的特点,研究了道路网的元数据信息、空间要素表达和属性信息,为多级道路网的数据组织奠定基础。仔细研究了目前大区域道路网分解、分级的数据模型,分析了两种数据模型的优点以及不足之处。在此基础上,提出金字塔似多级道路网数据模型。在道路属性信息不完备或是涉及区域大、图幅多时,采用多尺度信息作为分级标准;在道路属性信息完备且涉及图幅较少时,采用道路属性信息作为分级标准。将两种分级标准相结合,构建金字塔似多级道路网的数据模型。.............参考文献(略)