最短路徑算法在旅游線路規(guī)劃中的應(yīng)用_以廬山為例

1、第33卷第5期2008年9月測繪科學(xué)Science of Surveying and Mapp ingVol .33No .5Sep. 作者簡介:鄒時(shí)林(19712,男,九江瑞昌人,副教授,博士生,從要從事數(shù)字測繪與地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的研究。E 2mail:liubo_7161631co m 收稿日期:2007212214最短路徑算法在旅游線路規(guī)劃中的應(yīng)用以廬山為例鄒時(shí)林,阮見,劉波,郭先春(中國礦業(yè)大學(xué)煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100083;東華理工大學(xué)地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院,江西撫州344000【摘要】本文以廬山旅游風(fēng)景區(qū)為例,以一日游為主題,結(jié)合旅游景區(qū)景點(diǎn)知名度和各景點(diǎn)的停留

2、時(shí)間,改進(jìn)了1引言不管是在旅游景區(qū)景觀路線規(guī)劃的過程中,還是在旅行社旅游線路設(shè)計(jì)的過程中,旅游線路都是使用頻率很高的一個(gè)詞。就旅游者而言,對旅游線路的期望是最大化地滿足其消費(fèi)需要,成本最小、日程安排最方便;對旅行社來說,則希望在滿足旅游者需求的前提下,降低成本、提高效益,并可面對突發(fā)事件及時(shí)調(diào)整路線。旅游景區(qū)在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮景區(qū)內(nèi)線路空間布局的合理性、科學(xué)性,在管理中也要考慮如何合理分流、控制游客數(shù)量的問題。顯然,不管從哪個(gè)角度來說,旅游線路問題都是十分重要并值得深入研究的問題。然而從旅游線路的研究方法上來看,通過科學(xué)的方法進(jìn)行定量化的研究幾乎沒有,只是一些定性的研究1。目前旅游設(shè)計(jì)跨學(xué)科

3、性質(zhì)比較明顯,吳凱2曾提出,使用運(yùn)籌學(xué)進(jìn)行旅游線路分析可以獲得定量結(jié)果,但是在整體水平上還是比較的低。GI S 作為一門介于信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)和測繪學(xué)之間的新興學(xué)科,它通過對空間數(shù)據(jù)的采集、存貯、管理及分析,具有一般數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所不能媲美的、強(qiáng)大的空間分析能力。最短路徑分析作為GI S 空間分析中的一個(gè)重要組成部分,已成功用于很多領(lǐng)域,本文將其應(yīng)用于廬山風(fēng)景區(qū)旅游線路規(guī)劃設(shè)計(jì)中來,通過改進(jìn)最短路徑分析算法,考慮景點(diǎn)停留時(shí)間和景點(diǎn)知名度等因素,將旅游線路量化,通過比較得到最合適的旅游路線,以提高各種單項(xiàng)旅游產(chǎn)品之間的有效組合,使旅客更合理地安排旅游時(shí)間,以此來增強(qiáng)旅游景區(qū)的特點(diǎn)及旅游過程

4、的特色。2G I S 的特征及其對旅游業(yè)所提供的技術(shù)支持211G I S 的特征在信息時(shí)代的今天,許多以往都需靠文字記載成冊的資料,例如:姓名、地址、年齡等數(shù)字或文字,大都通過計(jì)算機(jī)建立成文件加以管理,甚至廣泛采用多媒體的技術(shù),加入影像、聲音及動(dòng)畫等,以更為生動(dòng)的表達(dá)方式,將死板的文字或數(shù)字資料展現(xiàn)出來。GI S 是對地理環(huán)境有關(guān)問題進(jìn)行和研究一門學(xué)科。它將地理環(huán)境的各種要素,包括它們的空間位置、形狀及分布特征和與之有關(guān)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等專題信息(屬性數(shù)據(jù)以及這些信息之間的聯(lián)系等,進(jìn)行獲取、組織存儲(chǔ)、檢索分析并在管理、規(guī)劃與決策中應(yīng)用。簡言之,它是能對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析的信息系統(tǒng)。212G I

5、S 為旅游業(yè)所提供的技術(shù)支持旅游業(yè)是與旅游資源密切相關(guān)的,它離不開自然界的地理要素,借助GI S 強(qiáng)大的地學(xué)分析與空間數(shù)據(jù)管理功能,可以為旅游業(yè)提供以下幾個(gè)方面的技術(shù)支持:提供電子地圖的支持,同時(shí)提供游客所需的空間及屬性信息,通過數(shù)據(jù)的輸入、編輯、建庫,對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、漫游、管理和分析(如最佳路徑選擇等;對旅游數(shù)據(jù)(客源、客流、游客需求進(jìn)行分析,為管理者提供決策依據(jù);對于一些大面積的自然景觀,利用GI S 技術(shù)為景區(qū)提供科學(xué)管理,可有效的保護(hù)景區(qū)的環(huán)境質(zhì)量。3基于景點(diǎn)知名度和停留時(shí)間的最短路徑算法的基本原理311基于景點(diǎn)知名度和停留時(shí)間的最短路徑改進(jìn)算法最短路徑分析的算法很多,但算法較成熟

6、和適用的主要有D ijkstra 算法和Fl oyd 算法,上述兩種最短路徑算法實(shí)質(zhì)都是尋找互通的兩點(diǎn)間某種權(quán)重最小或最優(yōu)。如果將此算法直接用到旅游路線的選擇上,則可以簡單地表現(xiàn)為考慮兩景點(diǎn)的路程,但對旅游者而言,如果僅僅考慮景點(diǎn)間的相互距離肯定是不夠的。本文針對旅游者主要關(guān)心的問題旅游景點(diǎn)的知名度和旅游路線主題等問題,將各景點(diǎn)的知名圖設(shè)定為一定的權(quán)值,并且考慮在各個(gè)不同景點(diǎn)停留的時(shí)間,將D ijkstra 算法加以改進(jìn),以此來滿足該算法在旅游景點(diǎn)路線選擇上的需要,并通過VC +加以實(shí)現(xiàn),最終得到適合不同人群和不同目的的最優(yōu)旅游線路。由于D ijkstra 算法比較成熟,在此不再對其進(jìn)行較詳細(xì)

7、的描述,本文主要對改進(jìn)的算法進(jìn)行描述。改進(jìn)的算法主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下:#define MAXV 100/最大頂點(diǎn)個(gè)數(shù)Ty pedef structint no;/頂點(diǎn)編號DataTy pe inf o;/頂點(diǎn)其它信息,用于存放頂點(diǎn)其它記錄VertexType;/頂點(diǎn)類型Typedef struct /圖的定義第5期鄒時(shí)林等最短路徑算法在旅游線路規(guī)劃中的應(yīng)用以廬山為例int edges MAX U MAX U ;/鄰接矩陣int vexnu m,arcnu m;/頂點(diǎn)數(shù),弧段數(shù)VertexType vexs MAX U ;/存放頂點(diǎn)信息(包括定點(diǎn)名稱,知名度權(quán)重int m in;/景點(diǎn)停留時(shí)間M g

8、raph;/圖的鄰接矩陣類型312旅游景點(diǎn)知名度權(quán)重及等級劃分旅游線路的設(shè)計(jì)應(yīng)該具有明確的導(dǎo)向性,而且要考慮兩大效益:盡可能滿足旅客的旅游愿望,在有限的時(shí)間內(nèi)、一定的旅游支出的情況下,滿足旅游最大化;便于旅游經(jīng)營者更好地對旅游進(jìn)行管理和組織,產(chǎn)生最大的旅游效益2。也就是說在旅游線路設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮旅客時(shí)間的有限性,滿足在一定的時(shí)間內(nèi),讓旅客盡可能的到達(dá)旅游知名度比較高的旅游景點(diǎn)。這里就有提到何為知名度,也就是社會(huì)公認(rèn)的比較值得旅游、比較有名氣的景點(diǎn)。要比較各旅游路線的整體知名度或景點(diǎn)受游客得歡迎程度如何,就應(yīng)給各個(gè)旅游景點(diǎn)一個(gè)劃分“等級”和“知名度權(quán)值”。本文結(jié)合廬山風(fēng)景區(qū)各個(gè)旅游景點(diǎn)的特點(diǎn)及

9、現(xiàn)有的知名度,將各個(gè)景點(diǎn)的等級和知名度的權(quán)重定義如表1所示:表1景點(diǎn)的等級和知名度的權(quán)值等級一花徑,仙人洞,天橋,龍首崖,廬山會(huì)議舊址,黃龍寺,烏龍?zhí)?老別墅故事景區(qū),含鄱口,三疊泉,五老峰。權(quán)值:6等級二牯嶺街,白居易草堂,廬山博物館,三寶樹,美山別墅,植物園,圓佛洞,大天池,植物園門口。權(quán)值:5等級三飛來石,東谷,毛澤東詩詞,天心臺(tái),登峰門,210別墅。權(quán)值:4等級四電站打壩,蘆林大橋;環(huán)湖路,大天池,懸索橋,三谷路,回環(huán)路,交叉口,中三路,天洞狗,環(huán)湖路,三谷橋,天心臺(tái)。權(quán)值:34試驗(yàn)結(jié)果圖1牯嶺街至懸索橋各景點(diǎn)示意圖411實(shí)驗(yàn)條件廬山位于長江和鄱陽湖之間,水氣郁結(jié),云蒸霞蔚,云海、瀑布

10、與絕壁構(gòu)成了廬山三絕。廬山共有瀑布22處,溪澗18條,湖潭14處,再加一些人文景觀使廬山成為廣大游客休閑觀光的好去處。廬山景區(qū)較多,假如以一日游為主題,大致可以分成三大塊,本文利用A rcGI S 軟件,將廬山風(fēng)景區(qū)的主要景點(diǎn)和道路進(jìn)行了數(shù)字化,并通過比例尺轉(zhuǎn)換,得到各互通景點(diǎn)間的距離。通過對廬山風(fēng)景區(qū)現(xiàn)有的一些經(jīng)典一日游路線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,考慮廬山景區(qū)的特點(diǎn),在現(xiàn)有一日游路線基礎(chǔ)上,對每個(gè)大塊選擇了一部分景點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如牯嶺街至懸索橋這條路線上,考慮各景點(diǎn)不往返,本文選擇了16個(gè)景點(diǎn)作為主要研究對象(如圖1所示,圖1中數(shù)字0-15分別代表牯嶺街、東林路、李烈軍別墅、飛來石、環(huán)湖路、天橋、花徑亭

11、、白居易草堂、觀妙亭、仙人洞、御碑亭、園佛殿、田心臺(tái)、大天池、龍首崖和懸索橋16個(gè)景點(diǎn)。由于本文景點(diǎn)路線選擇實(shí)驗(yàn)的算法一致,對于其他兩個(gè)大塊中的景點(diǎn)名稱及景點(diǎn)間距離在此不一一列舉,下文直接顯示運(yùn)行結(jié)果。412實(shí)驗(yàn)結(jié)果本文通過改進(jìn)GI S 最短路徑算法,利用VC +,根據(jù)景點(diǎn)的等級知名度、各景點(diǎn)的距離分析得到三條最優(yōu)路線,以供廣大游客參考。表2第一條線路經(jīng)過的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)起點(diǎn)名稱終點(diǎn)名稱景點(diǎn)權(quán)重路程(m 景點(diǎn)停留時(shí)間(min 交通方式牯嶺街飛來石435030步行飛來石環(huán)湖路320035步行環(huán)湖路天橋665030步行天橋仙人洞670040步行仙人洞圓佛殿565035步行圓佛殿天心臺(tái)325030步行天心

12、臺(tái)大天池315030步行大天池龍首崖620035步行龍首崖懸索橋330040步行懸索橋牯嶺街4300汽車經(jīng)過的頂點(diǎn)總的權(quán)值為:39總的路程(m :7750表3第二條線路經(jīng)過頂點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)起點(diǎn)名稱終點(diǎn)名稱景點(diǎn)權(quán)重路程(m 景點(diǎn)停留時(shí)間(min 交通方式牯嶺街三谷橋3110035步行三谷橋廬山會(huì)議舊址655060步行廬山會(huì)議舊址回環(huán)路330025步行回環(huán)路蘆林大橋380030步行蘆林大橋交叉口335035步行交叉口三寶樹515040步行三寶樹烏龍?zhí)?45040步行烏龍?zhí)蛾魩X街4500汽車經(jīng)過的頂點(diǎn)總的權(quán)值為:29總的路程(m :8200表4第三條路徑經(jīng)過的頂點(diǎn)起點(diǎn)名稱終點(diǎn)名稱景點(diǎn)權(quán)重路程(m 景點(diǎn)

13、停留時(shí)間(m in 交通方式牯嶺街210號別墅4110035步行210號別墅老別墅故居景址620035步行老別墅故居景址天洞狗365030步行天洞狗植物園門口5115020步行植物園門口含鄱口645030步行含鄱口廬山植物園550040步行廬山植物園登峰門490020步行登峰門五老峰690060步行五老峰三疊泉6140030步行三疊泉牯嶺街12000汽車經(jīng)過頂點(diǎn)總的權(quán)值:45總的路程(m :19250注:以上停留時(shí)間是根據(jù)景點(diǎn)特點(diǎn)和一日游特征而假設(shè)得到,是指景點(diǎn)停留時(shí)間和相鄰兩景點(diǎn)間同行時(shí)間412旅游路線說明線路1:這是一條以旅游為主的旅游線路(詳見表2,主要內(nèi)容是自然風(fēng)光,同時(shí)考慮到這條線路

14、的知名度適中191測繪科學(xué)第33卷(權(quán)值39,如果游客既想體驗(yàn)自然風(fēng)光又想更多的觀賞名勝古跡,此路線為最佳選擇,它將給游客帶來豐富的感官體驗(yàn)。線路2:這一條線路主要適合中老年人,設(shè)計(jì)的景點(diǎn)有自然風(fēng)光,也有人文景觀,并且整個(gè)線路設(shè)計(jì)的路程較短,中老年人可以得到充分的休息和參觀廬山的自然風(fēng)光和人文景觀。線路3:這是一條親近自然,走進(jìn)人文的旅游線路,考慮到這條線路的知名度最大(權(quán)值45,旅客即能體驗(yàn)自然風(fēng)光又能更多的觀賞名勝古跡。本條路線結(jié)合了登高,瀑布觀賞等親近自然的活動(dòng),以及廬山文化體驗(yàn)活動(dòng),在這一旅游過程中既有活動(dòng)量較大的登山,也有親近自如的自然欣賞。5結(jié)束語傳統(tǒng)的景區(qū)旅游線路比較注重線路主體

15、的設(shè)計(jì),從行為地學(xué)的角度或者旅行社的角度出發(fā),使用一些數(shù)學(xué)模型或運(yùn)籌規(guī)劃模型,分析景點(diǎn)之間的關(guān)系,總結(jié)旅游線路的安排,但是往往對旅游活動(dòng)和活動(dòng)時(shí)間的安排不夠重視3。然而,使用GI S技術(shù)設(shè)計(jì)旅游路線,其優(yōu)勢在于能在復(fù)雜的道路網(wǎng)絡(luò)中,進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)分析,并篩選出路徑通路合理的景點(diǎn)組合,從而避開了人為分析設(shè)計(jì)的主觀性,這樣組合設(shè)計(jì)的旅游線路不僅在時(shí)間安排上有可靠的確定性,因此也增大了實(shí)際操作的彈性,而且在旅游活動(dòng)的結(jié)合上也比較豐富、舒適,旅游活動(dòng)的主題突出,這是傳統(tǒng)旅游線路設(shè)計(jì)更科學(xué)的一大特點(diǎn)。本文通過研究,建立了基于VC+和GI S技術(shù)的旅游線路規(guī)劃及設(shè)計(jì)的技術(shù)線路,并以廬山旅游景區(qū)為例,利用最短路

16、徑分析原理,考慮各景點(diǎn)路程及各景點(diǎn)知名度等要素,以一日游為主題,組合了三條線路給旅游者參考,為GI S應(yīng)用于旅游線路規(guī)劃設(shè)計(jì)提供一個(gè)可行的實(shí)例。但就旅游線路的選擇而言,除了在相對短的時(shí)間內(nèi)觀賞到盡量多的景點(diǎn)之外,線路選擇的主觀性和靈活性也有很大的需求,游客可以根據(jù)自己的偏好進(jìn)行景點(diǎn)組合,那么就要求在設(shè)計(jì)GI S最短路徑算法上,不僅僅考慮時(shí)間、距離等因素,還應(yīng)根據(jù)景點(diǎn)的特色、游客的愛好等因素作為定權(quán),進(jìn)行綜合分析,將這些因素最優(yōu)地組合起來,對GI S各景點(diǎn)進(jìn)行分析組合得到滿足不同人群、不同目的、不同愛好的旅游路線,將成為下一步的一個(gè)重要研究方向。參考文獻(xiàn)1蔣三庚1旅游規(guī)劃M1北京:首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大

17、學(xué)出版社,200212吳凱1旅游線路設(shè)計(jì)與優(yōu)化中的運(yùn)籌學(xué)問題J1旅游科學(xué),2004,18(1:4124413付晶,鄭中霖,高峻1GI S技術(shù)在旅游線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用J1上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版,2006,35(3:9229714龔健雅1地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)M1北京:科學(xué)出版社,200115黨安榮,等.A rcGI S8Deskt op地理信息系統(tǒng)應(yīng)用指南M.北京:清華大學(xué)出版社,200316竇長娥,劉仁義,劉南1基于A rc I M S的旅游地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J1計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2006,(917周昕薇,宮輝力,趙文吉,等.北京旅游信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.測繪通報(bào),2006,(5:53256

18、1 8徐卓揆,等1基于W ebGI S的動(dòng)態(tài)專題地圖發(fā)布技術(shù)研究J1測繪科學(xué),2006,31(31The appli 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

19、 multi-level visit ors,and t o devel op the t ouris m industry 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,

20、it got three different the mes more reas onable Day tri 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

21、r out p lanning;GI S;M t1LuShanZOU Shi-lin,RUAN J ian2,L 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頁6王磊,周云軒.GI S二維、三維空間信息查詢功能的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用J.計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2001,(12:148-148.7和平鴿工作室.OpenG L高級編程與可視化研究