毕业设计 基于Google Map的路径规划系统

毕业设计（论文）

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二○一○ 年五月十四日

浙江大学城市学院毕业论文 摘要

基于Google Map的路径规划系统

【摘要】 谷歌地图(Google Maps)是Google公司提供的地图服务，包括局部详细的卫星照片。2005年6月20日，Google Maps的覆盖范围从原先的美国、英国及加拿大扩大为全球。它能提供两种图：一是矢量地图；二是不同分辨率的卫星照片(跟Google Earth上的卫星照片基本一样)[1]。

电子地图的实际应用将越来越广泛，而功能详细的地图无疑将受到更多的亲睐。

动态网络中的最短路径计算问题一直是智能交通系统( Intelligent Transpo rtation System) 的研究热点。 最短路径计算不仅是动态路径诱导系统( Dynam Ic route Guidance System) 的核心部分, 而且在ITS 中的大量模型都需要在动态网络中寻找大量的最短路径[2]。 【关键词】 Google Map，路径规划

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浙江大学城市学院毕业论文 Abstract

Google map-based path planning system

【Abstract】 Google Maps (Google Maps) is a map provided by Google services, including local detailed satellite photos.June 20, 2005, Google Maps coverage from the original United States, Britain and Canada to expand the world.It offers two plans: one vector map; second, different resolution satellite photos (with Google Earth's satellite photos basically the same). The practical application of electronic maps will be more extensive, and features detailed maps will undoubtedly be more pro-gaze.

Dynamic network has been the shortest path computation Intelligent Transportation System (intelligent transpo rtation system) the research focus.Shortest path computation is not only a dynamic route guidance system (dynam ic route guidance system) of the core part, and the large number of models in the ITS need to look for in a dynamic network, a large number of the shortest path.

【Key Words】 Google Map，Path planning

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浙江大学城市学院毕业论文 目录

目录

第1章 绪论 ........................................................................................................................... 1

1.1项目的研究意义 ....................................................................................................... 1 1.2研究内容和研究方法 ............................................................................................... 2

1.2.1设计要求 ........................................................................................................ 2 1.2.2研究方法及思路 ............................................................................................ 3

第2章系统的总体结构研究 ................................................................................................. 4

2.1系统的总体结构 ....................................................................................................... 4

2.1.1程序的主要实现功能 .................................................................................... 4

第3章主程序及各模块程序的设计分析 ............................................................................. 6

3.1基于Google Map 的路径规划系统程序 ................................................................ 6

3.1.1 Google map API ............................................................................................. 9

3.1.2简单的地图调用 .......................................................................................... 10 3.1.3地图地点选定标示 ...................................................................................... 10 3.1.4地图最短路径显示 ....................................................................................... 11

第4章系统开发 ................................................................................................................... 14

4.1系统完成成品与原计划差别 ................................................................................. 14 4.2设计与开发过程中遇到的困难 ............................................................................. 14

4.2.1成品形式的选择 .......................................................................................... 14 4.2.2开发语句的选择 .......................................................................................... 14 4.2.3开发阶段Google退出中国事件 ................................................................ 14

结论 ....................................................................................................................................... 15 参考文献 ............................................................................................................................... 16 附录 ....................................................................................................................................... 17 致谢 ....................................................................................................... 错误！未定义书签。

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浙江大学城市学院毕业论文 图目录

图目录

图2.1成果完成基本步骤 .............................................................................................. 5 附录A程序界面 .......................................................................................................... 17

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浙江大学城市学院毕业论文 第1章 绪论

第1章 绪论

1.1项目的研究意义

现有电子导航地图存在的问题虽然近年来电子导航地图得到了迅速发展，许多地图系统已经投入使用，并取得了良好的经济效益；但是，现有的电子地图还存在有以下问题：

（1）图幅接边容易错位现有电子地图基本上都是从纸质地图数字化得来的， 由于对原有纸质地图或航片的数字化是分幅进行的，各幅图间的接边问题没有得到很好的解决。跨越图幅的道路，在接边处会出现扭曲错位。虽然可以人工修整，但花费的工作量大，并且不能从根本上杜绝错位的发生。一旦某条道路发生了错位，当进行地图匹配、最优行车路线搜索、路径导航时，得到的必然是错误的结果，严重影响了车载导航系统的质量[3]。

（2）难以管理地图信息现有电子地图大多将所有信息放在图面上，不便于信息的获取。导航定位设备传来的是坐标，用户需要的是实体信息，即存在坐标值与道路名等信息的关联问题。若仅仅将道路名写在地图上，虽然可以直接从地图读取信息，但这仅仅是地图显示，不能实现地图匹配、最佳路径搜索、路径导航等功能。系统不能管理坐标间、实体间、坐标和实体间各种现实存在的复杂关系。这严重阻碍了电子导航地图各种功能的实现。

（3）信息量少且难以更新将信息固定在图画上，仅仅含有原纸质地图、航片的信息，不能加入诸如路况信息等内容，而路况信息对于最佳路径搜索、路径导航具有重要作用。因为实际应用中的最佳路径搜索，多是时间最短而非距离最短，而行车时间不仅与距离有关，还与道路是否堵塞、车道情况等路况信息有关。在大城市中，路况信息的重要性更加明显。在图面上是难于保存路况信息等非可视化信息的。此外，现有电子地图一旦制成，其所含的信息就难以改变，这与现实情况中信息的多态性不适应，难于从这些过时的信息中得出正确的结论。

改进工作针对目前电子导航地图中存在的问题，考虑现有的研究条件，主要

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浙江大学城市学院毕业论文 第1章 绪论

从以下几个方面做了一些改进：

（1）建立显示用的电子地图要研究电子导航地图的各种功能系统，必须首先建立可显示的电子地图，可以利用已存在的各大中城市的电子地图矢量化提取有用的信息，填充地图数据库。其中地图数据库是实现电子地图功能的基础和关键。进而利用数据库中的数据自动生成导航地图[4]。

（2）电子地图的道路网络模型、道路网络数据库和兴趣点信息数据库的建立为了克服现有电子地图的缺点，方便地实现最佳路径搜索和地图匹配、地址匹配，建立了一种新的路网模型，采用建立路网数据库和兴趣点信息数据库的方法，将道路、兴趣点与地图联系起来，使电子地图不仅将信息固定在图画上，含有原纸质地图、航片的信息，并且更为重要的是，还能加入诸如实时路况信息、交通管制信息等内容，便于实现电子地图的实时改正，这样电子地图所含的信息就不是固定不变了，而是可以随着实时交通状况信息的变化而变化，使从这些信息中得出的结论更切合实际。

（3）电子地图的功能可以按照兴趣点改变电子地图的比例尺显示地图(即任意地缩小和放大地图)、有选择地显示地图信息、和电子地图的漫游等。并且还可将兴趣点的详细信息等属性与地图关联起来，使得这些属性与地图上兴趣点的地理位置之间可以实现双向查询。

（4）最优路径搜索电子导航地图的主要功能之一就是进行车辆导航，因此，必须能够提供车辆从出发地到目的地的最佳行驶路径。研究最佳路径搜索的数学方法和程序实现，能够以行车距离最近、行车时间最短或者是这几项的组合查询等目标函数计算交通路网上的任何两节点的最佳行车路线，并且在搜索过程中充分考虑了真实道路中的交通限制要求，在静态最优路径查询的基础上提出动态搜索方法，更符合实际情况[5]。

1.2研究内容和研究方法

1.2.1设计要求

Google Map路径规划系统是基于Google Map地图系统的一种再研发。本系统

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浙江大学城市学院毕业论文 第1章 绪论

可通过Google地图，使用JavaScript语言，实现不同的功能。

系统可实现以下几个功能： （1）可实现目标地点坐标显示。

（2）可提供两个目标地点间的最短行程以及相应的行进路径。 （3）可在地图上鼠标划线自行定制行进路线。

1.2.2研究方法及思路

为了实现基于Google Map的路径系统，首先决定采用网页形式成型。因需要在Google Map上实现功能，则需要成品能上网并连接Google Map地图系统，因此，需要得到Google Map API密匙，取得与Google Map函数库的联系，从而创建网页模板，进而通过JavaScript语言调用其他Google 函数，形成其他功能。

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浙江大学城市学院毕业论文 第2章系统的总体结构研究

第2章系统的总体结构研究

2.1系统的总体结构

系统由JavaScript语句构成网页框架，并连接网络形成一个可视化的网页界面。程序分为网页框架，地图显示，目标查询地点坐标确定，两个目标点间的最简形成以及数个辅助模块组成。

2.1.1程序的主要实现功能

此项目大致可以分为：网页构成，Google Map API，API函数运用等。主要功能如下：

（1）显示地图

可以在网页上显示相应地区地图，地图蓝本为Google Map。 （2）可显示查询地点的坐标并显示

网页页面上有输入框，可输入目标地点，点击确定由地图立即显示目标地点及其坐标。

（3）最短路径显示

最短路径显示是本系统的最大亮点，可显示两地点间的最短路径并且在地图上以线条形式显示出来。

（4）地图比划

在地图页面内，可点击鼠标右键并拖动，可在地图上划出右键拖动路径，用户可自行规划形成。

（5）形成介绍

在查询两地点间最短路径后，可立即显示前往方式，可路段行进公里数等信息，方便用户前往。

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浙江大学城市学院毕业论文 第2章系统的总体结构研究

建立网页基本框架 申请Google API 并将 其本地化 实现杭州地区的地图位置准星 完成软件需求功能 美工成型

图2.1成果完成基本步骤

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浙江大学城市学院毕业论文 第3章主程序及各模块程序的设计分析

第3章主程序及各模块程序的设计分析

3.1基于Google Map的路径规划系统程序

Google 测试

Google 乘车地图测试

地图显示 乘车路径

3.1.1 Google map API

Google地图API免费提供给用户并且适用于所有网站。Google地图API能够使用JavaScript将Google地图嵌入自己的网页中。API提供了大量实用工具用以处理地图（正如Http://ditu.google.com网页上的地图），并通过各种服务向地图添加内容，从而能够在网站上创建功能强大的地图应用程序。

本系统为基于Google Map的地图系统，则需要使用到Google Map API及其API函数库。

若要用到Google Map API函数则必须申请Google Map API密匙。首先通过一个相应地址及Google账号申请可得到API密匙。

以下为本程序所申请到的API：

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浙江大学城市学院毕业论文 第3章主程序及各模块程序的设计分析

yygA-VDdYl4pg\

通过将API密匙写入网页标签中，则可将Google Map地图本地化。完成这步，则才可开始正式的开发。

3.1.2简单的地图调用

function initialize() {

if (GBrowserIsCompatible()) {

map = new GMap2(document.getElementById(\ gdir = new GDirections(map, document.getElementById(\ map.addControl(new GLargeMapControl()); map.addControl(new GScaleControl()); geocoder = new GClientGeocoder();

GEvent.addListener(gdir, \ setDirections(\浙江大学城市学院\杭州火车站\ } }

此段程序为地图调用，即在网页上形成地图后，选取我们所需要的地区地图，这里我以杭州市为准，范围为浙江大学城市学院以及杭州火车站大小范围为准。

3.1.3地图地点选定标示

系统主要实现功能之一为显示目标地点及其坐标等信息。以下程序为实现这个功能：

function showAddress(address) { if (geocoder) { geocoder.getLatLng( address, function(point) { if (!point) {

alert(\不能解析: \

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浙江大学城市学院毕业论文 第3章主程序及各模块程序的设计分析

} else {

map.setCenter(point, 13); var marker = new GMarker(point); map.addOverlay(marker);

marker.openInfoWindowHtml(address+' 经纬度：'+point+'

} } ); } }

此程序可实现地点坐标显示，输入目标地点，立即显示地点及坐标。

3.1.4地图最短路径显示

本程序的最终目的为显示两个目标地点间的最短路径，并显示如何达到目标地点。路径规划使用的是Google Map API路径算法。

以下为相应程序段：