1、基于GIS的家鄉公交查詢系統設計報告 學 院： 交通學院 班 級： 交通運輸 學 號： 1301031420 姓 名： 孫悅 指導老師： 張俊友 日期： 2015-11-03 1摘要隨著經濟的不斷發展，人民生活水平的穩步提升，人們出行的代步工具也發生了顯著變化。近幾年，私家車數量猛增，交通擁擠隨處可見，拋開交通規劃與社會需求的合理分析不講，在當前情況下，推行公交出行可以有效改善交通擁堵。現階段，已經有不少公交查詢方式投入使用，如百度地圖，谷歌地圖等。在學習了GIS課程之后，我們基于GIE軟件設計一個公交查詢系統，實現站點查詢、線路查詢、換乘查詢幾個方面的功能，實現公交信息管理的系統化、規范化和

2、自動化，這樣不僅減少了管理工作量，還提高了查詢效率，使得人們乘坐公交更加的方便快捷，從而間接地改善交通擁堵，實現交通與環境的和諧發展。關鍵詞：數字化 屬性分析 網絡分析 最優路徑查詢目錄第一章 功能分析- 4 -第二章 數據的收集和整理- 4 -第三章 數字化處理- 5 -1.錄入柵格底圖- 6 -2.柵格底圖的配準- 7 -3.新建地理信息數據庫- 8 -4.新建要素集和要素類- 9 -第四章 繪制地圖- 10 -1繪制城市路網- 11 -2.繪制公交站點- 11 -3.繪制公交路線- 12 -4.道路打斷- 13 -5.為各要素類添加屬性數據- 14 -第五章 網絡分析- 14 -1.新建

3、網絡數據集- 15 -2.為網絡數據集添加時間屬性- 19 -3.為網絡數據集添加長度屬性- 21 -4.設置網絡的方向屬性- 23 -第六章 路徑分析- 25 -1將新建的網絡數據集添加到ArcMap中- 25 -2.開啟“ArcMap”中的網絡數據分析- 26 - 3 -3.選擇路徑求最優方案- 26 -4.以路徑長度最短為決策目標求解- 27 -5.以時間最短為決策目標求解- 28 -第七章 總結- 29 - - 5 -第一章 功能分析在網絡還未普及時，人們出行獲得公交信息的方式局限于電話、交通圖或向熟人問詢，隨著網絡的發展，公交在線查詢應運而生，當然服務的對象為能上網的公眾。對乘客來說

4、，能夠方便、快捷準時的乘坐公交是他們的主要目的，也是公交管理部門急需提供的服務。面對上述情況，我們利用GIS設計一種公交查詢系統，以實現以下功能：1、 站點查詢：在查詢窗口輸入需要查詢的站點名稱，可以查出該站點所在的具體位置和通過這個站點的公交路線。2、 線路查詢：可以在始發地和終點之間基于路程最短和時間最優選擇不同的公交線路與換乘方式。3、 換乘查詢：可以查詢不同公交線路之間的最佳換乘站點，可以查詢步行通道與乘車站點的距離。第二章 數據的收集和整理以青島即墨地區為例，建立公交查詢系統，首先在桌面新建一個文件夾存儲圖片和數據，然后調查空間數據和屬性數據。先在百度衛星地球在線上截取即墨市區的地圖

5、（含有完整的公交路網）作為需要繪圖的地圖，保存在文件夾里。如圖2-1： 圖2-1 在此圖上選取三個控制點，在百度衛星在線地圖中查找到相應的點，并記錄下所選點的經緯度坐標：即墨市實驗高級中學：經度 120°3026.93 東 緯度 36°2439.9 北市北醫院： 經度 120°2727 東 緯度 36°2512.61 北市政府： 經度 120°2652.74 東 緯度 36°2318.99 東在區域圖和控制點坐標信息整理好之后，接下來要查的就是線路的屬性數據。第三章 數字化處理數字化處理是查詢系統當中很重要的一部分，主要包括鏈接文件夾

6、，建立文件地理信息庫，柵格底圖的配準。1.錄入柵格底圖打開ArcCatalog,鏈接已經創建的文件夾“GIS作業”，并在文件夾下找到底圖“全圖.png”長按鼠標左鍵，將底圖拖至ArcMap左側窗口的“圖層”下。拖動完成后數據框里就會有導入的底圖。如圖3-1-1,3-1-2。 圖3-1-1 文件夾鏈接圖 圖3-1-2在“GIS作業”文件夾下找到“全圖”2.柵格底圖的配準1、在ArcMap界面下，在空白處點擊右鍵，選擇“數據框屬性”，然后在“坐標系”下依次選擇“預定義”“Projected Coordinate Systems”“Gauss Kruger”“Xian 80”，選擇其下的內容，點擊確

7、定完成設置。如圖3-2-1.圖3-2-1 選擇坐標系2. 點擊“地理配準”。取消下拉菜單中的“自動校正”。3. 點擊按鈕，將鼠標拖拽至已經選取的控制點處，單擊鼠標右鍵，選擇“輸入坐標的經度和緯度”,在對話框中分別輸入各對話框的經緯度即可。4. 依次為所選的控制點進行配準，輸入坐標完成后，重新選擇“自動校正”按鈕，完成地圖的配準，如下圖3-2-2。 圖3-2-2 配準后的圖像5.配準完成后，文件保存，關閉ArcMap。3.新建地理信息數據庫打開“ArcCatalog”，找到“GIS作業”文件夾，右鍵選項“新建”，建立一個“新建文件地理數據庫”如圖3-3-1。圖3-3-1 新建文件地理數據庫4.新

8、建要素集和要素類打開“新建文件地理數據庫”,新建一個名為“即墨”的要素集. 新建要素類：打開新建的要素集，在右側空白處依次新建“公交站點”、“公交線路”、“城市路網”三個要素類。為要素類添加屬性：以“公交站點”為例，點擊鼠標右鍵，選擇“屬性”，現在“字段”下為該要素添加“name”、“id”、“subtype”、“站點”字段，并選擇字段類型，再打開“子類型”在子類型字段為“subtype”下添加圖表類型。同理，為“公交線路”添加“name”、“id”、“subtype”、“speed”“length”“time”字段。為“城市路網”添加“name”、“id”、“speed”“length”“t

9、ime”字段。如圖3-4-1。 圖3-4-1 為公交站點添加屬性 在數字化處理的過程中需要注意的問題是：1.底圖配準之后，點擊“自動校正”若發現，柵格圖消失，這時，在窗口上點擊鼠標右鍵，選擇“全圖”，如果還是不出現，則重復點擊“全圖”2.開始新建地理信息數據庫時，可以選擇“新建文件地理信息數據庫”也可以選擇“新建個人地理信息數據庫”；3.為各要素添加字段時，要選擇字段類型，如“name”為“文本”，“subtype”為“長整型”。 第四章 繪制地圖打開ArcMap，將在ArcCatalog下建立好的各要素類拖動到“圖層”下，并編輯各站點“樣式”“顏色”，編輯各路線的“線寬”“顏色”；依次選擇“

10、自定義”“工具條”“捕捉”，開啟對象撲捉功能。1繪制城市路網點擊“編輯工具條”,在編輯器”的下拉菜單中選擇“開始編輯”，在界面左側選中“城市路網”層，在底圖上畫出城市重要道路線，沿著底圖的道路依次畫出所有道路，右鍵，選擇“停止編輯”并保存。在繪制時，一條道路最好用一條路線繪制，如圖4-1-1。圖4-1-1 繪制路網2、繪制公交站點選中“即墨公交”層，沿著已經繪制出的城市道路網依次標注出各路公交車所要經過的公交站點，這里應注意，公交站點一定要畫在道路上，否則路網和站點是不相通的，后期也就無法實現換乘已經最短路選擇。如圖4-2-1。 圖4-2-1 繪制站點3.繪制公交路線公交路線的繪制方法和城市路

11、網大致相同，將已畫設的站點用各自對應的公交線路依次連接起來，不同的公交路線選擇不同的圖層。如圖4-3-1。 圖4-3-1 繪制線路4.道路打斷選擇上方中的按鈕，對路網和公交線路進行雙擊打斷，打斷時為避免出現遺漏，應該逐條打斷，現將“公交線路”關閉，在“城市路網”上操作，用按鈕，選中一條線路，在各個拐點和交叉路口處進行打斷；路網打斷完成后，將路網關閉，打開線路層，采用相同的手段進行打斷，但此處只在公交站點處雙擊打斷即可。5.為各要素類添加屬性數據分別點擊“圖層”下的“公交站點”“城市路網”“公交線路”,選擇“打開屬性表”，彈出添加屬性的對話框，對話框中有對各要素類添加的屬性字段，根據前期搜集到的

12、屬性數據，逐個添加屬性，如圖4-5-1。圖4-5-1 添加公交站點屬性數據 完成各屬性數據的添加之后，返回“ArcMap”界面，右擊“圖層”下的“公交站點”,選擇“顯示屬性數據”將屬性數據標注在圖像上，如圖4-5-2。 圖4-5-2 數字化完成后的圖像在以上過程中需要注意的問題有：1. 選擇站點樣式，和線路的線寬與顏色時，盡量選擇容易區分的顏色，且為避免錯亂，不同公交線路應選擇不同的顏色；2. 為各個公交站點添加屬性數據時，如果填寫完整的名稱，可能會使得地圖雜亂，這是可用數字代替，如“110”“111”。第五章 網絡分析要進行網絡分析，就要首先建立一個網絡數據集，在建立好網絡數據集后，我們可以

13、以“路程最短”“時間最短”分別作為兩個決策目標，實現查詢功能，求得最優路徑。1. 新建網絡數據集 1、保存數字化完成后的圖像，關閉“ArcMap”，打開“ArcCatalog”,在上方工具欄中選擇“自定義”在下拉菜單中選擇“擴展模塊”，在彈出的對話框中勾選“Network Analyst”和“Geostatistical Analyst”選項，開啟網絡分析，如圖5-1-1。 圖5-1-1 選擇網絡分析選項2.在作側的目錄框內，打開，再雙擊打開，在空白處右擊，選擇“新建網絡數據集”，并輸入名稱為“即墨公交”,點擊“下一步”，如圖5-1-2。圖5-1-2 新建網絡數據集3.選擇參與到網絡數據集的要

14、素類，點擊“全選”按鈕，將三個要素全部選中，點擊“下一步”，如圖5-1-3。 圖5-1-3 選擇參與網絡分析的要素類4. 構建轉彎模型，如圖5-1-4。圖5-1-45.彈出網絡分析資料組的窗口，如圖5-1-5。 圖5-1-56. 設置連通性 點擊上圖窗口中的按鈕，點擊“subtypes”,將“公交站點（4）”、“公交線路（4）”全部選中，點擊“確定”添加。如圖5-1-6。 圖5-1-6 7、在“Group Columns”下選2，公交線路、城市路網的連通性策略為“Any Vertex”任意節點連通，站點的連通性策略為“Override”依邊線連通，點擊“確定”，如圖5-1-7。進入下一步，在彈

15、出的網絡分析資料組的對話框中選擇“確定”，如圖5-1-8。 圖5-1-7圖5-1-82.為網絡數據集添加時間屬性1.添加“time”屬性，點擊“添加”按鈕，彈出對話框，按照下圖所示填寫，然后點擊“確定”，如圖5-2-1。 圖5-2-1 添加time屬性2. 在出現新窗口處添加時間屬性賦值，如圖5-2-2。選擇窗口右下角的“賦值器”按鈕，彈出另一個新窗口，在“類型”的下拉菜單下全部選擇“字段”，如圖5-2-3。選擇“公交線路行，然后點擊右側“”按鈕，在彈出的“字段賦值器”窗口中，編輯“time”的賦值公式，將公式“SHAPE_Length*2000/Speed”填入圖5-2-4。同理為“公交站點

16、”“城市路網”依次編輯賦值公式。圖5-2-2 在網絡數據集中添加時間屬性 圖5-2-3 為time屬性賦值 圖5-2-4 利用賦值器為time屬性賦值3.為網絡數據集添加長度屬性添加“length”屬性，同添加“time”屬性添加方式相同，點擊“添加”按鈕，按圖5-3-1填寫圖5-3-1 添加“length”屬性點擊“確定”之后，會出現以下的對話框，然后選擇圖5-3-2窗口右下角的“賦值器”按鈕，彈出圖5-3-3所示窗口，在“類型”下拉菜單中全部選擇“常量”，“值”下全部選擇“2”,長度屬性賦值完成。圖5-3-2 在網絡數據集中添加長度屬性 圖5-3-3 length屬性賦值完成4.設置網絡的

17、方向屬性如圖5-4-1，在彈出的對話框中，點擊“方向”按鈕，在網絡方向屬性中點擊“常規”。然后設置方向，顯示的長度單位為“千米”，長度屬性為“length”,時間屬性為“time”。網絡源首先選中“公交路線”,等級為“主要”，前綴和名稱處皆選擇“name”。設置完成后點擊“確定”然后“下一步”，網絡數據集建成，并選擇“立即構建新的網絡數據集” 圖5-4-1圖5-4-2 設置網絡的方向屬性圖5-4-3 網絡數據集構建完成圖5-4-4 選擇立即構建 圖5-4-5 完成后的ArcCatalog窗口第六章 路徑分析1將新建的網絡數據集添加到ArcMap中打開ArcMap，將新建的網絡數據集拖拽到“圖層

18、”下，如圖6-1-1所示，將參與的所有要素集添加到地圖中。圖6-1-12.開啟“ArcMap”中的網絡數據分析在窗口上方的工具條處單擊鼠標右鍵，在下拉菜單處勾選“Network Analyst”選項。此時在窗口上方會出現Network Analyst工具條。點擊此工具條左側“Network Analyst”的下拉菜單中選擇“新路徑”，此時，部分工具會被激活，工具條改為3.選擇路徑求最優方案點擊工具條中的“”按鈕，為路徑確定起點和終點，我們這里任意選擇路徑的起點和路徑的終點，然后點擊工具條上的“”按鈕，進行最優路徑求解。此時，該段道路顯示為棕色，表示得到最優路徑，如圖6-3-1。點擊工具條中的“

19、”就會得到最優方案。如圖6-3-2。 圖6-3-1 得到最優路徑圖6-3-2得到最優方案4.以路徑長度最短為決策目標求解在“圖層”下“路徑”中點擊下拉菜單的“屬性”，在彈出的對話框中勾選“length”,點擊“確定”返回“ArcMap”界面。依次點擊“”“”按鈕，就會生成最短的最優路徑。如圖6-4-1。圖6-4-1 選擇長度為最短決策目標圖6-4-2 以最短路為目標的最優方案 5.以時間最短為決策目標求解 同上，在路徑的屬性對話框里勾選“time”點擊“確定”返回“ArcMap”界面。依次點擊“”“”按鈕，就會生成最短的最優路徑。如圖6-5-1。圖6-5-1以時間最短為目標的最優方案在最優方案的確定環節需要注意的問題有:1. 方案顯示的路徑有重復或折回現象，說明某些路徑沒有安全打斷，應檢查網和公交線路，重新打斷；2. 當出現的最優方案中，現實路徑長度和時間累計值太小或太大時，是因為選的單位不合適，要返回檢查在設置網絡屬性時，選的單位是否合適；如果檢查到不是因為單位的問題，就要依據設置路網屬性數據時的“SHAPE_Length”值適當更改為time屬性賦值的公式，這里指“SHAPE_Length*2000/Speed”。第7章 總結出現的問題1、打開AraCatalog一直不能新建網絡數據