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1、上 海 市 公 路 学 会 第 四 届 年 会 学 术 论 文 集 借助G I S 技术计算公交覆盖率的方法研究 王宝辉 ( 上海城市建没设计研究院) 摘要 公交夜盖率是评价城市公交建设规模的重要指标， 本文着重介绍公交筱盖率的计算方法和难 点， 并阐述如何利用G I S 软件平台的图形分析功能实现公交线网及公交站点的搜盖率的自 动计算， 最后通 过实例进行验证。 类扭词G I S ( AIV信息系统) 开发平台公交覆盖率图形学 1 . 引言 社会和经济的 迅猛发展使城市中的交通需求量空前提高， 这对城市交通设施建设的规模、 等级、 服务水 平提出了 更高的要求， 交通基础设施建设越来越向网络
2、化、 系统化方向 发展。 目 前， 多数大中城市的交通方式以公交为主， 公交对满足城市交通需求， 缓解交通压力可以起到其它交 通方式不可替代的作用， 它不仅载客量大， 而且对城市道路的占有率比较小。在公交规划过程中， 现行的比 较普遍的评价方法之一就是采用公交覆盖率指标来评价公交的建设规模、 覆盖程度。 2 . 公交硬盖率的计算方法 以公交站点为圆心， 用合理的步行距离( 一般取3 0 0 米) 为半径作圆， 计算其覆盖面积， 或以公交线为轴 线， 用合理的步行距离( 一般取5 0 0 米) 为宽度作带状区域， 计算其覆盖面积， 则公交的覆盖率为: ; = Z a ; A 式中: 卜 一一 .
3、 公交覆盖率; 二公 交 线 或 公 交 站 点 的 数 量; 一每条公交线或公交站点的覆盖面积; A 小区总面积。 以上公交覆盖率的 计算原理很简单， 但在实际操作时， 需要解决以下问题; 1 ) 扭盖区 域或小区可能为不规则多边形， 计 算面积比 较烦琐; 2 ) 上述计算公式中的面积求和， 并不是所有覆盖区域面积的代数和， 而是区域几何合并后的面积， 即面 积代数和减去重叠面积后的结果; 3 ) 极盖区域超过小区范围的部分不应计为有效覆盖面积。 3多边形基本运算原理介绍 上述这些问题可以归结为图形学中的多边形求和、 求交( 见图1 , 图2 ) 及多边形的面积计算等问题。 1 9 0 上
4、海 市 公 路 学 会 第 四 届 年 会 学 术 论 文 集 图 I 多边形求和 圈2 多边形求交 多边形求和与求交， 及面积计算均属于多边形的基本计算， 其计算机求解步骤为: 1 ) 依次获取每个多边形所有角点的坐标， 并按照不同的多边形分别存放在不同的数组中; 2 ) 求两个多 边形的 交点A , B 的 坐 标， 进而 求解交 线A B ; a x + b y + c = 0 ; 3 ) 将每个多边形各个角点的坐标分别代人式a x i t b y , 千 c ， 并根据结果的正负， 将每个多边形的角点 分为两组( 同一组中的角点位于交线A B的同一侧) ; 4 ) 将一个多边形位于交线
5、A B一侧的点与另一个多边形位交线A B另一侧的点重新组合为新的多边形; 5 ) 分别将每个新组的多边形分割为多个互组不交叉的三角形， 每组三角形的面积之和就是一个多边形 的面积， 两个面积中， 数值较大的为多边形的合并面积， 数值较小的为多边形相交部分的面积。 同样， 按照以上算法步骤还可以实现多个多边形的求和与求交。 这些计算采用人工计算不仅烦琐费时， 而且极易出错， 利用计算机图形学的知识编制普通的计算机程序 对多数非计算机专业的人员也勉为其难。 4 . 微机实现方法 这里我们应用G I S ( 地理信息系统) 软件平台 A r c V i e w来编制公交覆盖率的计算程序， 利用平台的
6、 二次开发语言及其图形识别分析功能， 实现覆盖度的计算以及结果的可视化表达。 A r c V ie w是专门开发地理信息系统( G I S ) 的软件平台 功能强大， 利用 A r c N i c w编制公交覆盖率的计算 程序， 主要因为: ( 1 ) A r e V ie w具有良好的图形输人接口和图形编辑功能它可以识别A u t o ( 图形， 并且可以接受数字 化的图形， 这就为我们网络网的输人和编辑提供了 方便。 ( 2 ) A r c V i e w具有强大的图形实体的分析和计算功能， 它采用拓扑结构记录图形实体， 并可利用它二次 开发语言中的R e t u mU n io n (
7、. . . ) 和R e t u ml n t e r s e c t i o n ( . . . ) 两个对象方法， 实现多边形和求和与求交， 以及利 用对象方法R e t u mA r e a 计算不规则封闭区域的面积， 其计算原理如前面所述 在使用A r c V ie w来评价公交网覆盖率时可充分利用这些基本功能， 再合理组织其二次开发语言， 即可 完成上述计算和评价。程序流程图见图3 0 1 9 1 1.，.J! 上海 市 公 路 学 会 第 四届 年 会 学 术 论 文 集 在A r c V i e w中打开公交网络图和小区图 选择需要评价的小区 计算小区总面积 计算公交覆盖面积(
8、排除多余的重叠面积和超出 评价小区范围的面积 计算理盖率指标 绘制覆盖情况示意图 图3 程序流程图 5 . 应用实例 利用上述程序分别计算图4 中合肥市公交网络和 公交站点的覆盖率， 由 程序模块计算的结果见表1 ， 由 程序模块生成的覆盖示意图见图5 、 图6 0 图4 合肥市现状公交网 图5 合肥市公交线网班盖示意图图6 合肥市公交站点欲盖示惫图 图5 和图6的公交粗盖率指标值表 1 1 9 2 上海 市 公 路 学 会 第 四 届 年 会 学 术 论 文 集 6结语 本文介绍了利用覆盖率来评价公交网建设规模、 覆盖程度的方法， 并在G I S -A r c v i e w环境下编制出相
9、应的计算机程序验证方法的正确性， 以及实现覆盖率指标的自 动计算。同时， 本文的另一意义在于探索如何 利用G I S 开发平台的图形分析和信息处理功能， 解决传统交通领域中的疑难问题， 本研究在这方面取得了 初步的成功， 希望能为以后的深人应用起到抛砖引玉的作用 参考文献 1 2. 3. 4. 杨东援， 吴海燕等， 采用分形几何方法概述路网覆盖形态， 中国 公路学报， 1 9 9 6 ( 3 ) 0 周商吾， 交通工程， 同济大学出版社， 1 9 9 0 0 昊海燕江 公路网规划评价指标体系学位论文 ， 同济大学道路与交通工程系, 1 9 9 4 0 【 合肥市公共交通规划研究报告 ， 同济大学道路与交通工程系， 1 9 9 8 0 1 9 3
