大嶺山森林公園特色旅游路線設(shè)計(jì)及系統(tǒng)開發(fā)

吳小芳，龔丹丹

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，廣東 廣州 510642； 2.建設(shè)用地再開發(fā)國(guó)土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510642)

大嶺山森林公園特色旅游路線設(shè)計(jì)及系統(tǒng)開發(fā)

吳小芳1，2，龔丹丹1

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，廣東 廣州 510642； 2.建設(shè)用地再開發(fā)國(guó)土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510642)

運(yùn)用WebGIS和Flex技術(shù)，構(gòu)建大嶺山森林公園旅游信息查詢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖形的瀏覽、可視、景點(diǎn)景區(qū)查詢、照片瀏覽、林班專題圖表達(dá)、空間分析、旅游路線分析等功能。同時(shí)，將Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法與GIS空間分析相結(jié)合，構(gòu)建Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，依據(jù)該模型設(shè)計(jì)3條特色游覽路線：休閑保健游覽路線、戶外體驗(yàn)游覽路線及花季特色游覽路線，向游客提供直觀的旅游信息服務(wù)，從而進(jìn)一步促進(jìn)大嶺山森林公園的管理和旅游推廣。

WebGIS；特色旅游路線；Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

隨著國(guó)民生活水平的提高，生態(tài)旅游已成為普通民眾回歸自然的首要選擇，基于自然風(fēng)景特色及休閑度假療養(yǎng)于一體的森林公園旅游模式，非常符合現(xiàn)代旅游的發(fā)展趨勢(shì)和廣大民眾的現(xiàn)實(shí)需求。如何利用現(xiàn)代化信息技術(shù)建立功能全面、結(jié)構(gòu)完整、信息共享的森林公園旅游信息系統(tǒng)，滿足人們的旅游需求，是目前森林公園信息化建設(shè)中的重要工作[1-2]。

本文應(yīng)用WebGIS和Flex技術(shù)，根據(jù)大嶺山森林公園旅游信息管理和應(yīng)用的實(shí)際需求，以森林資源、景點(diǎn)、地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等為主要信息源，構(gòu)建大嶺山森林公園旅游信息系統(tǒng)，將大嶺山森林公園的自然地理要素和人工設(shè)施要素等呈現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)大嶺山森林公園景點(diǎn)信息查詢、專題圖表達(dá)、空間分析等功能，并將Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法與GIS空間分析相結(jié)合，進(jìn)行特色游覽路線設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了休閑保健游覽路線、戶外體驗(yàn)游覽路線及花季特色游覽路線，從而進(jìn)一步促進(jìn)大嶺山森林公園的管理和旅游推廣。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

大嶺山森林公園旅游信息系統(tǒng)是采用B/S的三層體系架構(gòu)體系，將公園的空間信息、屬性信息有機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)，利用Flex 技術(shù)構(gòu)建大嶺山森林公園旅游信息系統(tǒng)[3]，實(shí)現(xiàn)大嶺山森林公園旅游信息的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布、景點(diǎn)信息查詢、專題圖顯示、空間分析、特色旅游線路設(shè)計(jì)等功能(圖1)。

圖1 系統(tǒng)功能模塊圖

1.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

大嶺山森林公園的數(shù)據(jù)資源包括林班、景點(diǎn)、地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、照片等，筆者通過分類整理，采用柵格數(shù)據(jù)庫、矢量數(shù)據(jù)庫、照片數(shù)據(jù)庫相互關(guān)聯(lián)的組織方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理，數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)見圖2[4]。

圖2 數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)

1)矢量數(shù)據(jù)庫：按照點(diǎn)、線、面3種矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以圖層的方式對(duì)大嶺山森林公園的道路、水系、林班等空間數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。其中，在ArcGIS中依據(jù)道路矢量數(shù)據(jù)構(gòu)建道路幾何網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，為系統(tǒng)路徑分析功能提供數(shù)據(jù)支持。

2)柵格數(shù)據(jù)庫：主要是遙感影像數(shù)據(jù)，應(yīng)用ArcGIS的柵格管理模塊建立影像金字塔進(jìn)行管理。同時(shí)采用統(tǒng)一的坐標(biāo)系對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)矢量、柵格數(shù)據(jù)能無縫疊置顯示。

3)照片數(shù)據(jù)庫：主要是公園內(nèi)各景點(diǎn)的照片數(shù)據(jù)，共計(jì)400多張，其中1個(gè)景點(diǎn)對(duì)應(yīng)多張照片數(shù)據(jù)，采用文件的形式統(tǒng)一規(guī)整管理照片數(shù)據(jù)，并且通過照片ID(即照片的文件名)與矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

2 特色旅游線路建模

采用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行特色旅游線路建模。用網(wǎng)絡(luò)框架表示旅游路線問題，每個(gè)神經(jīng)元對(duì)應(yīng)1個(gè)按次序排列的主要景點(diǎn)[5]。鑒于該問題的解是n個(gè)主要景點(diǎn)的有序排列，因此可用1個(gè)由n×n個(gè)神經(jīng)元構(gòu)成的矩陣(也可稱為換位陣)來描述旅游路線。根據(jù)二值型網(wǎng)絡(luò)的特征，各神經(jīng)元的輸出在0～1之間，2個(gè)極端取值則對(duì)應(yīng)的是訪問和不訪問[5]。換位陣則由景點(diǎn)行和位置列表示[6-7]。

由于是針對(duì)不同年齡階段的游客，每條特色旅游路線中主要景點(diǎn)的數(shù)目n也是視情況而定。根據(jù)大嶺山森林公園實(shí)際情況，我們可以將景點(diǎn)分為3大類：出入口、人文景觀、自然景觀。出入口是旅游路線中不可缺少的一部分，是主要景點(diǎn)中必須出現(xiàn)的。另外，由于每個(gè)景點(diǎn)僅能訪問一次，因此換位陣中每個(gè)景點(diǎn)行只允許并必須只有1個(gè)1，其余元素均為0。為了用神經(jīng)元的狀態(tài)表示某個(gè)景點(diǎn)在某一有效路線中的位置，采用雙下標(biāo)Vxi，x為景點(diǎn)名，i為該景點(diǎn)在旅游路線中的排列位置。

依據(jù)景點(diǎn)行約束、旅游路線最短路徑、出入口是否存在、旅游路線的總評(píng)分等設(shè)計(jì)能量函數(shù)，并進(jìn)行離散化為差分方程，見公式(1)，(2)。其詳細(xì)公式推理見參考文獻(xiàn)[8]。

(1)

(2)

式中：x、y為景點(diǎn)編號(hào)；A、B、C、D、F、K為權(quán)重系數(shù)；Vxi為各神經(jīng)元對(duì)應(yīng)的輸出；dxy為景點(diǎn)x、y之間的距離；n為景點(diǎn)數(shù)目；Rxi為當(dāng)前旅游路線中出入口是否存在；ax為第x個(gè)景點(diǎn)的評(píng)分。uxi為神經(jīng)元xi的輸入值，u0為神經(jīng)元函數(shù)的斜率。算法過程見圖3。

圖3 算法流程圖

3 系統(tǒng)核心功能實(shí)現(xiàn)

3.1 景點(diǎn)查詢

景點(diǎn)信息查詢是向用戶展示大嶺山森林公園景區(qū)信息的平臺(tái)接口，主要包括公園基礎(chǔ)設(shè)施查詢，景點(diǎn)、景區(qū)查詢，林木信息查詢。通常采用由圖到屬性數(shù)據(jù)的查詢和由屬性數(shù)據(jù)到圖的查詢2種方式。

由屬性數(shù)據(jù)到圖的查詢：依據(jù)用戶輸入的查詢條件，通過FindTask接口對(duì)地圖服務(wù)進(jìn)行模糊檢索，查找出與查詢條件相匹配的幾何要素，并將查詢結(jié)果進(jìn)行高亮顯示。

由圖到屬性數(shù)據(jù)的查詢：通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊，獲取鼠標(biāo)當(dāng)前位置，采用QueryTask接口查詢?cè)撌髽?biāo)位置上地理要素，獲取其屬性信息，并通過屬性表中的照片編號(hào)信息獲取照片數(shù)據(jù)，將其屬性數(shù)據(jù)和照片進(jìn)行展示(圖4)。

3.2 林班專題統(tǒng)計(jì)

林班專題統(tǒng)計(jì)是針對(duì)林班數(shù)據(jù)中林木分布和生長(zhǎng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)現(xiàn)方式分為地圖展示和統(tǒng)計(jì)圖展示。地圖展示方式是以專題圖的方式將林種分布情況進(jìn)行直觀展示，讓用戶了解林種空間分布格局，如圖5所示，為荔枝樹的空間分布格局圖。統(tǒng)計(jì)圖展示則是將林班數(shù)據(jù)等通過柱狀圖、餅狀圖等統(tǒng)計(jì)圖表的方式進(jìn)行展示。

圖4 景點(diǎn)查詢圖圖5 林班專題統(tǒng)計(jì)圖

3.3 路徑分析

以森林公園道路幾何網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，利用NaServer和Direction控件實(shí)現(xiàn)路徑分析功能。如圖6所示，景區(qū)管理員要查詢從某點(diǎn)A到B的最短路徑，以快速到達(dá)突發(fā)狀況B位置，即可通過路徑分析功能查詢到最短路徑和所需要花費(fèi)的時(shí)間。

圖6 路線查詢圖

3.4 特色旅游路線設(shè)計(jì)與制定

采用大嶺山森林公園的主次干道、步行道等道路數(shù)據(jù)，用ArcGIS 10.0進(jìn)行拓?fù)涮幚砗螅⒌缆肪W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，然后結(jié)合景點(diǎn)等數(shù)據(jù)，利用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法，進(jìn)行旅游線路設(shè)計(jì)。根據(jù)大嶺山森林公園特色和游客需求，設(shè)計(jì)了3種旅游路線，分別是休閑保健游覽路線、戶外體驗(yàn)游覽路線、花季特色游覽路線。以休閑保健游覽路線為例，公式(1)、(2)中的參數(shù)設(shè)置[8]為A=B=1.5(為了保證對(duì)稱性)，C=D=F=K=1.5，h為步長(zhǎng)，u0=0.02。

1)休閑保健游覽路線。主要是針對(duì)中老年游客設(shè)定，路線不宜過長(zhǎng)，根據(jù)大嶺山森林公園管理部門對(duì)各景點(diǎn)的規(guī)劃設(shè)置，考慮到路線途徑的景點(diǎn)不宜過多，且景點(diǎn)之間距離相近，選取公園出入口(每條路線只經(jīng)過1個(gè)出入口)、觀音廟、姻緣石、大嶺山佛像、宜家山莊、霸王城等7個(gè)景點(diǎn)為休閑保健游覽路線的必經(jīng)景點(diǎn)，構(gòu)建休閑保健游覽路線，如圖7所示，路徑長(zhǎng)為78.5 km，汽車行駛需要157 min。

在景點(diǎn)比較密集的地方，游客希望能夠下車步行，真正融入到大自然中，而像觀音廟、霸王城等地方都配有停車場(chǎng)，所以在設(shè)計(jì)上述汽車行駛路線的基礎(chǔ)上，又設(shè)計(jì)了1條從停車場(chǎng)出發(fā)，游覽停車場(chǎng)附近景點(diǎn)的步行路線(圖8)，路徑長(zhǎng)為17.31 km，采用正常人的步行速度5.4 km·h-1，大概需要3.5 h。

2)戶外體驗(yàn)游覽路線。考慮大嶺山森林公園的地貌屬于低山、丘陵，并且公園內(nèi)多山塘水庫，非常適合山地自行車、定向運(yùn)動(dòng)、攀巖、野炊等戶外活動(dòng)。因此，戶外體驗(yàn)游覽路線選取公園出入口、水蓊濕地、鐵架山、馬山廟、插旗石、茶山頂、懷德水庫、龍?zhí)端畮?、?jiǎn)肚、馬草塘水庫、古廟、沙溪水庫等12個(gè)必經(jīng)景點(diǎn)(圖9)，所設(shè)計(jì)的戶外體驗(yàn)路線路徑長(zhǎng)415.56 km，以山地車作為代步工具，山地車騎行需要10.38 h，其線路較長(zhǎng)，基本覆蓋整個(gè)森林公園，運(yùn)動(dòng)量較大，游歷時(shí)間較長(zhǎng)，比較適合熱愛運(yùn)動(dòng)，喜歡挑戰(zhàn)自我，具有忍耐精神的游客。

3)花季特色旅游路線。大嶺山森林公園屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候，全年暖熱，公園內(nèi)栽種了桃花、茶花、杜鵑花、梔子花、龍牙花等四季不同的花種。本文設(shè)計(jì)的花季旅游特色路線選取林科園、碧幽谷、百花園、雞公仔水庫等花種比較集中的景點(diǎn)為必經(jīng)景點(diǎn)，以滿足人們?nèi)粘？椿ㄙp花的旅游需求，另外賞花的游客大多是女性或者是攝影愛好者，且大嶺山森林公園設(shè)有自行車租賃點(diǎn)(圖10)，花季特色旅游路線為105.27 km，普通自行車騎行需要4.38 h。

圖7 休閑保健旅游車行路線圖圖8 休閑保健旅游步行路線圖

圖9 戶外體驗(yàn)游覽路線圖10 花季特色旅游路線

4 小結(jié)

本文基于ArcGIS API for Flex技術(shù)平臺(tái)，設(shè)計(jì)并搭建了大嶺山森林公園旅游信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大嶺山森林公園景點(diǎn)信息查詢、專題圖表達(dá)、空間分析、特色旅游路線等功能，并將Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法應(yīng)用于森林公園路線組織研究，基于大嶺山森林公園實(shí)際情況和游客需求，設(shè)計(jì)了3條特色游覽路線：休閑保健游覽路線、戶外體驗(yàn)游覽路線及花季特色游覽路線，促進(jìn)大嶺山森林公園的管理和旅游信息化的發(fā)展。

此外，文中基于Hopfield算法建立的特色旅游路線，雖然遍歷了所設(shè)置的景點(diǎn)，但仍存在單程路線圖，將導(dǎo)致游客們可能需要重復(fù)部分景點(diǎn)，其主要原因是公園的道路網(wǎng)絡(luò)本身并不是所有路徑都是閉合的，存在著單分支的路徑線段。因此，特色旅游線路仍有待今后進(jìn)一步完善。

[1]莊晨輝，陳銘潮，李閩麗，等.森林公園管理地理信息系統(tǒng)研究[J].林業(yè)資源管理，2005(6)：86-90.

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Development of Management System and Design of Special Tourism Route of Dalingshan Forest Park

WU Xiao-fang1，2GONG Dan-dan1

(1.CollegeofInformation，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510642，Guangdong，China) (2.LandResourceMinistryKeyLaboratoryofConstructionlandimprovement，Guangzhou510642，Guangdong，China)

In the paper，by using WebGIS and Flex technology，the tourism information management system of Dalingshan forest park is built up，which implements various functions such as data management and visualization，inquiry，statistics，chart analysis，thematic map representation and spatial analysis so on.At the same time，the algorithm of hopfield neural network is researched.By considering the factors of view spots，entrance and the shortest route of Dalingshan forest park，the model of hopfield neural network is constructed.The three special routes are designed based on the model，which are leisure and health tourism route，outdoor experience tourism route，flower tourism route.It can provide the support for the information management and tourism promotion of Dalingshan forest park.

WebGIS；special tourism route；Hopfield neural network

2014-07-05；

2014-08-09

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAJ13B005)

吳小芳(1979—)，女，湖北荊州人，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院副教授，博士，從事地圖制圖學(xué)，林業(yè)GIS和地理信息系統(tǒng)理論與方法研究。E-mail：somewxf@163.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.02.038

S759.91

A

1002-7351(2015)02-0174-05