摘 要： 選用組件式GIS技術(shù)，采用地理信息系統(tǒng)組件MapX 5.0和高級語言VB 6.0開發(fā)校園救護系統(tǒng),。采用Dijkstra算法,，實現(xiàn)校園救護系統(tǒng)中最短路徑的選擇，結(jié)合可視化編程環(huán)境(Visual Basic)實現(xiàn)了該軟件平臺,。該校園救護系統(tǒng)的實施,，縮短了趕往救護現(xiàn)場的時間，提高了救護的效率,。
關(guān)鍵詞： Dijkstra; MapX; 數(shù)據(jù)庫; 路徑優(yōu)化
地理信息系統(tǒng)GIS(Geographic Information System)是指采集,、存儲、管理,、處理及分析地理信息的軟件系統(tǒng),。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)，是在計算機硬,、軟件系統(tǒng)支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集,、儲存,、管理,、運算、分析,、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng),。地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)在我國已經(jīng)廣泛應用，在資源環(huán)境及設(shè)施的管理和規(guī)劃中發(fā)揮著日益重要的作用,。
在各大高校中,，校園救護系統(tǒng)已是每個學校必備的救護系統(tǒng)，為學校各種緊急突發(fā)的安全事故進行救護,，要求救護人員能及時到達現(xiàn)場,，這需要對前往現(xiàn)場的道路進行選擇，以最短時間內(nèi)到達現(xiàn)場,。但在以往的校園救護方面,，路徑選擇往往是憑個人經(jīng)驗，并沒有達到救護的及時性,。
GIS的特點在于空間信息直觀,、豐富、生動,。信息表現(xiàn)更為多樣化,；空間信息查詢檢索方便；用戶界面靈活方便,、交互性強[1],。GIS系統(tǒng)在維護公共衛(wèi)生安全、提供后勤保障以及現(xiàn)場傷員救助方面發(fā)揮著重要作用,。本文基于GIS技術(shù),，主要討論了采用Dijkstra算法得到最優(yōu)路徑后，結(jié)合MapX組件技術(shù),，將路徑的道路狀況,、道路屬性更直觀地顯示給救護人員，大大提高了救護系統(tǒng)的效率,，確保在最短時間趕到現(xiàn)場進行救護,。
1 校園救護信息系統(tǒng)的建立
一般來說各大高校的地理系統(tǒng)比較龐大，道路的繁多使選擇范圍加大,，但同時也需要結(jié)合道路的具體屬性信息來選擇,。例如有的道路只允許單行，有的道路不允許機動車輛通過,，有的道路在學生下課時會出現(xiàn)擁堵狀況,，且各道路的速度限制等各種屬性。
1.1 校園救護系統(tǒng)的總體框架
通過救護中心的屬性數(shù)據(jù)庫和校園道路的空間數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計,， 救護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架以及實現(xiàn)的功能如圖1所示,。
1.2 校園救護系統(tǒng)的功能設(shè)計
校園救護系統(tǒng)主要基于屬性數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫并且結(jié)合MapX技術(shù)而實現(xiàn)各種功能模塊,，這些模塊的功能基本滿足了系統(tǒng)需求，如圖1所示,。這些功能模塊主要有數(shù)據(jù)庫管理模塊,，用來管理日常的救護中心救護人員和救護車輛等信息；地圖顯示和控制模塊,，顯示地圖以及對地圖的放大,、縮小、漫游等基本操作,；查詢更新模塊用來查詢地圖中的某個道路或某個地點,、添加圖元；信息輸入模塊是輸入起始點和到達點,，查找到最短路徑所經(jīng)過的各個節(jié)點以及總長度,。
2 路徑優(yōu)化算法
2.1 Dijkstra算法
Dijkstra算法是有代表性的最短路徑算法，其基本思想是,，設(shè)置兩個頂點集合S和T＝V－S,，集合S中存放已找到最短路徑的頂點，集合T存放當前還未找到最短路徑的頂點,，通過頂點集合S并不斷地作中心選擇來擴充這個集合,。一個頂點屬于集合S當且僅當從源到該頂點的最短路徑長度已知。
2.2 Dijkstra算法的實現(xiàn)
初始時,，S中僅含有源,。設(shè)u是G的某一個頂點，把從源到u且中間只經(jīng)過S中頂點的路徑稱為從源到u的特殊路徑,，并用數(shù)組dist記錄當前每個頂點所對應的最短特殊路徑長度,。Dijkstra算法每次從V-S中取出具有最短特殊路長度的頂點u，將u添加到S中,，同時對數(shù)組dist作必要的修改,。
一旦S包含了所有V中頂點或無通路為止，dist就記錄了從源到所有其他頂點之間的最短路徑長度,。本文在Visual Basic編程環(huán)境下實現(xiàn)算法,圖2和圖3分別為最短路徑的實現(xiàn)方法和最短路徑輸出方法的流程圖,。
3 救護系統(tǒng)的實現(xiàn)
3.1 數(shù)據(jù)庫的建立
救護系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源主要包括校園的道路圖件數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)資料。
道路圖件數(shù)據(jù)庫即是校園地圖,，包括點狀要素,、線狀要素和面狀要素，以TAB表形式存儲,。其中,，點狀要素包括各個道路交叉口；線狀要素主要包括各個機動或非機動車道、宿舍之間的路線等,；面狀要素包括教學樓,、 操場,、食堂和植被等,可直接用于建立空間數(shù)據(jù)庫,。
根據(jù)模塊的設(shè)計，屬性數(shù)據(jù)庫的設(shè)計以Access存儲屬性數(shù)據(jù),，屬性數(shù)據(jù)庫的設(shè)計包括：車輛表,、救護人員信息表、道路信息表,、道路節(jié)點表等相關(guān)表,，每個表列出了所需的具體信息的字段。
3.2 數(shù)據(jù)庫的訪問
屬性數(shù)據(jù)庫主要是通過Access數(shù)據(jù)庫建立的,，通過對圖層的分層后為所需的圖層賦予相應的屬性表,。在Visual Basic集成環(huán)境下通過ADO 控件連接訪問屬性數(shù)據(jù)庫，利用MapX控件編程訪問空間數(shù)據(jù)庫,，將救護系統(tǒng)應用模型集中在一起,，統(tǒng)一管理，用戶界面使用VB設(shè)計的基于Windows的圖形界面,，可以方便地實現(xiàn)地圖的漫游,、縮放、信息輸入,、道路查詢等基本操作,。
3.3 界面
圖4為救護系統(tǒng)實現(xiàn)后運行的一個顯示地理信息的操作界面，該界面主要實現(xiàn)路徑的選擇,、顯示路徑的詳細信息以及對地圖實現(xiàn)放大,、縮小、漫游,、查詢等操作,。
本文在Visual Basic編譯環(huán)境中利用Dijkstra算法實現(xiàn)了最短路徑的選擇，獲得的最短路徑的屬性數(shù)據(jù)得以顯示,，提供了及時且更直觀的校園救護系統(tǒng)的信息來源,，實現(xiàn)遠程指揮和監(jiān)控的功能，在救死扶傷和挽救生命上發(fā)揮重要的作用,。同時可以將該技術(shù)應用到其他的領(lǐng)域,，如城市交通、對車輛運行數(shù)據(jù)的處理等,，可以幫助交通系統(tǒng)更好地提高效率,，節(jié)省資源。
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