专利名称：一种基于电子地图的步行商圈生成方法
技术领域：
本发明涉及一种基于电子地图的步行商圈生成方法。
背景技术：
近年来，随着经济体制的改革、城市化水平的加快和居民生活水平的持续提高，零售业已成为我国目前发展最为迅速、开放程度最高，同时也是竞争最为激烈的行业之一。各类新型零售业大量涌现，如连锁超市、大卖场、购物中心、餐饮店等。业态的多样化、经营的连锁化及消费者需求的个性化，都迫切需要综合运用有效的技术工具对零售商业的区位、 商圈形态、商业空间结构、竞争环境等进行合理分析。餐饮业是一种非常重要的零售业类型，在零售业发展过程中起着举足轻重的作用。作为选址的产业，餐饮业选址的好坏是其成败的关键，而选址的核心是商圈分析与评估。商圈分析不仅可以帮助投资者确定最具有投资潜力的店址，还可以帮助餐饮业的经营者利用分析结果来调整经营战略。餐饮业的合理选址不仅关乎到投资者和经营者的利益， 还与城市发展建设及城市居民的生活息息相关。因此，无论是跨国的餐饮业巨头，还是我国的餐饮业都非常重视其前期商圈选址分析工作。地理信息系统(Geography Information System, GIS)具有空间数据的输入、存储、管理、分析和输出等功能，它把计算机技术和空间数据相结合，以地理空间数据库为基础，通过一系列的空间操作和空间分析，为人们提供空间决策支持信息。GIS技术在餐饮业上的应用是零售业现代化的产物。据估算，目前超过80%的餐饮业商业数据与空间位置或者空间属性有关，而且在连锁餐饮业商圈选址与评估工作中，对空间位置与属性信息的综合分析是其必然要求。传统的管理信息系统，只能管理属性信息，缺乏空间信息分析与管理的功能。地理信息系统具有属性信息与空间信息一体化管理和空间分析的功能，GIS空间数据库可以将大量可用的餐饮业商业调查数据纳入到地理位置数据中，利用GIS的空间分析功能，餐饮业经营者可以很直观地对不同区域的情况进行比较，并对区域内各方面条件做出分析和判断。GIS的空间数据库技术和GIS的空间分析功能对餐饮业经营者的投资与开发产生了积极的作用。目前，国内餐饮商在测定商圈的范围时常采用经验判断和理论模型推算相结合的传统方法。虽然这种传统的方法有一定的科学依据，但存在着明显的不足，如需要大量的市场调查数据、复杂的经验分析预测，工作量大，投入成本也大。为了弥补传统方法的不足，国内部分餐饮商开始尝试利用GIS强大灵活的网络分析功能来帮助他们测定餐饮店的商圈范围，实现商圈范围的可视化、动态化。从短期来看， 这些餐饮商希望利用GIS的网络分析功能为其传统测定商圈的方法做验证，从长远来看， 他们更希望利用GIS灵活的网络分析功能为其商圈分析与评估提供辅助决策服务，从而减少人力物力的投入，提高工作效率。目前，基于GIS的步行商圈范围划定多采用穷举法，即对电子地图上每个点或以机会点(选址点)为圆心、临界距离(给定的步行时间乘步行速度)为半径的圆范围内所有结点至机会点的距离与临界距离进行比较，若小于临界距离，则该结点作为步行商圈内部的结点，否则该结点作为步行商圈的外部结点。该算法的运算量巨大，处理速度慢，耗时长，并且现有步行商圈范围生成方法中，没有考虑天桥及斑马线的因素，使最终得到步行商圈与实际存在偏差，对选址结果造成负面影响。
发明内容
本发明要解决技术问题是克服现有技术的上述不足，提供一种基于电子地图的步行商圈生成方法，其运算速度快，充分考虑天桥因素，生成的步行商圈更贴近于实际。为了解决以上技术问题，本发明提供的一种基于电子地图的步行商圈生成方法， 包括以下步骤第一步、根据给定的步行时间和步行速度计算临界距离值；第二步、选取机会点，并将机会点转移到离其最近的道路弧段结点上，并将该结点加入到开启表；若机会点映射到的道路弧段上有天桥，则将天桥的兄弟点所在道路弧段的两端结点加入到开启表中，若机会点映射到的道路弧段上有斑马线，则将斑马线的兄弟点所在道路弧段的两端结点加入到开启表中；第三步、若开启表中距离机会点最近的结点至机会点的距离小于临界距离值，则该结点从开启表中删除，并将其添加到关闭表中，将与该结点相邻的所有结点、相邻天桥 (如果存在的话)的兄弟点所在弧段的两端结点、相邻斑马线(如果存在的话)的兄弟点所在弧段的两端结点更新至开启表中；第四步、重复第三步直到开启表中距离机会点最近的结点至机会点的距离大于临界距离值；第五步、寻找临界弧段，所述临界弧段满足两端点分别在开启表和关闭表中，在临界弧段上内插到机会点的距离等于临界距离值的临界点；第六步、将所有临界点与关闭表中的所有结点做最小凸包，该最小凸包即为所要生成的步行商圈。本发明步行商圈生成方法充分利用了电子地图中道路结点之间的拓扑结构，从机会点起始，从内而外的进行结点筛选，并将至机会点距离小于临界距离值的结点存放于关闭表中，最终结合临界弧段上的内插点，生成步行商圈；正因为本方法利用了道路结点之间的拓扑关系，使得本发明结点的筛选过程快速而有序，其带来另一大优点在于当关闭表中结点添加完毕后，开启表中的结点正好是商圈外围最近的结点，从而有利于方便快速的找到临界弧段；并且本发明方法考虑了人行天桥及斑马线的因素，使生成的步行商圈更贴合于实际，为选址决策提供准确有效的信息。本发明构思巧妙，能快速准确的生成步行商圈， 提高选址效率。进一步的本发明开启表中的结点以最小堆的优先级队列形式存放。由于采用最小堆这种经典的数据结构，使加入的结点能够自动排序，使距离机会点最近的结点放在最小堆的第一个节点上，从而在本发明第三步中，可以直接对最小堆中的第一个节点上的结点进行判断，而不需要将开启表中的所有结点进行比较筛选，可见利用最小堆形式存放结点简化了本发明运算过程，提高了运算效率，节约了生成步行商圈的耗时。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。图1是标有机会点及道路结点的电子地图示意图。图2是基于图1生成的步行商圈。图3为最小堆数据结构示意图。
具体实施例方式下面根据附图详细说明本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。本实施例的一种基于电子地图的步行商圈生成方法，包括以下步骤第一步、根据给定的步行时间和步行速度计算临界距离值。本例中，给定步行时间8分钟，步行速度为1. 2米/秒，那么临界距离值为576米。第二步、选取机会点(图1中的M)，并将机会点M转移到离其最近的道路弧段结点 M'上，并将该结点加入到开启表；若机会点M映射到的道路弧段上有天桥，则将天桥的兄弟点所在道路弧段的两端结点加入到开启表中；若机会点映射到的道路弧段上有斑马线， 则将斑马线的兄弟点所在道路弧段的两端结点加入到开启表中。图1的是实例中，机会点M映射到的道路弧段上有天桥，那么将天桥的兄弟点1~2加入到开启表；此时开启表中有两个结点M'和T2。对有斑马线情况的处理方式与之相同。第三步、若开启表中距离机会点最近的结点至机会点的距离小于临界距离值，则该结点从开启表中删除，并将其添加到关闭表中，将与该结点相邻的所有结点、相邻天桥的兄弟点所在弧段的两端结点、相邻斑马线的兄弟点所在弧段的两端结点更新至开启表中；此时，开启表中，结点W为距离机会点M最近的结点，判断结点W至机会点M的距离，本例中该距离为10米，显然小于临界距离值(576米)，那么将结点M'从开启表中删除，加入关闭表，并且将与该结点M'相邻的结点1\、队加入开启表中，此时开启表中的结点包括 \、Τ2、Ν2 ；关闭表中的结点包括Μ'。第四步、重复第三步直到开启表中距离机会点最近的结点至机会点的距离大于临界距离值。不断循环第三步的过程中，商圈范围内的结点不断从开启表中加入关闭表，而开启表中的结点又是关闭表中结点外侧的结点，因此这是一种从内而外进行运算和判断的步行商圈生成方法，具有较高的处理效率，错误率低。第五步、寻找临界弧段，所述临界弧段满足两端点分别在开启表和关闭表中，在临界弧段上内插到机会点的距离等于临界距离值的临界点；第六步、将所有临界点与关闭表中的所有结点做最小凸包，该最小凸包即为所要生成的步行商圈。如图2所示，为最终生成的步行商圈。本发明中，开启表中的结点以最小堆的优先级队列形式存放。最小堆的数据结构如图3所示。采用最小堆来存储开启表中的数据，可以快速地访问最小花费值的结点，并且在插入或移除元素时，只需移动较少元素的位置。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.一种基于电子地图的步行商圈生成方法，包括以下步骤 第一步、根据给定的步行时间和步行速度计算临界距离值；第二步、选取机会点，并将机会点转移到离其最近的道路弧段结点上，并将该结点加入到开启表；若机会点映射到的道路弧段上有天桥，则将天桥的兄弟点所在道路弧段的两端结点加入到开启表中，若机会点映射到的道路弧段上有斑马线，则将斑马线的兄弟点所在道路弧段的两端结点加入到开启表中；第三步、若开启表中距离机会点最近的结点至机会点的距离小于临界距离值，则该结点从开启表中删除，并将其添加到关闭表中，将与该结点相邻的所有结点、相邻天桥的兄弟点所在弧段的两端结点、相邻斑马线的兄弟点所在弧段的两端结点更新至开启表中；第四步、重复第三步直到开启表中距离机会点最近的结点至机会点的距离大于临界距离值；第五步、寻找临界弧段，所述临界弧段满足两端点分别在开启表和关闭表中，在临界弧段上内插到机会点的距离等于临界距离值的临界点；第六步、将所有临界点与关闭表中的所有结点做最小凸包，该最小凸包即为所要生成的步行商圈。
2.根据权利要求1所述的基于电子地图的步行商圈生成方法，其特征在于所述开启表中的结点以最小堆的优先级队列形式存放。
全文摘要
本发明基于电子地图的步行商圈生成方法，充分利用了电子地图中道路结点之间的拓扑结构，从机会点起始，从内而外的进行结点筛选，并将至机会点距离小于临界距离值的结点存放于关闭表中，最终结合临界弧段上的内插点，生成步行商圈；正因为本方法利用了道路结点之间的拓扑关系，使得本发明结点的筛选过程快速而有序，其带来另一大优点在于当关闭表中结点添加完毕后，开启表中的结点正好是商圈外围最近的结点，从而有利于方便快速的找到临界弧段；并且本发明方法考虑了人行天桥和斑马线的因素，使生成的步行商圈更贴合于实际，为选址决策提供准确有效的信息。本发明构思巧妙，能快速准确的生成步行商圈，提高选址效率。
文档编号G06F17/30GK102495856SQ20111037225
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者崔璨, 曹凯, 王结臣, 王豹, 胡玮 申请人:南京大学