摘 要： 選用組件式GIS技術，采用地理信息系統組件MapX 5.0和高級語言VB 6.0開發校園救護系統。采用Dijkstra算法，實現校園救護系統中最短路徑的選擇，結合可視化編程環境(Visual Basic)實現了該軟件平臺。該校園救護系統的實施，縮短了趕往救護現場的時間，提高了救護的效率。
關鍵詞： Dijkstra; MapX; 數據庫; 路徑優化
地理信息系統GIS(Geographic Information System)是指采集、存儲、管理、處理及分析地理信息的軟件系統。它是一種特定的十分重要的空間信息系統，是在計算機硬、軟件系統支持下，對空間相關數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。地理信息系統技術(GIS)在我國已經廣泛應用，在資源環境及設施的管理和規劃中發揮著日益重要的作用。
在各大高校中，校園救護系統已是每個學校必備的救護系統，為學校各種緊急突發的安全事故進行救護，要求救護人員能及時到達現場，這需要對前往現場的道路進行選擇，以最短時間內到達現場。但在以往的校園救護方面，路徑選擇往往是憑個人經驗，并沒有達到救護的及時性。
GIS的特點在于空間信息直觀、豐富、生動。信息表現更為多樣化；空間信息查詢檢索方便；用戶界面靈活方便、交互性強[1]。GIS系統在維護公共衛生安全、提供后勤保障以及現場傷員救助方面發揮著重要作用。本文基于GIS技術，主要討論了采用Dijkstra算法得到最優路徑后，結合MapX組件技術，將路徑的道路狀況、道路屬性更直觀地顯示給救護人員，大大提高了救護系統的效率，確保在最短時間趕到現場進行救護。
1 校園救護信息系統的建立
一般來說各大高校的地理系統比較龐大，道路的繁多使選擇范圍加大，但同時也需要結合道路的具體屬性信息來選擇。例如有的道路只允許單行，有的道路不允許機動車輛通過，有的道路在學生下課時會出現擁堵狀況，且各道路的速度限制等各種屬性。
1.1 校園救護系統的總體框架
通過救護中心的屬性數據庫和校園道路的空間數據庫的統計， 救護系統的結構框架以及實現的功能如圖1所示。
1.2 校園救護系統的功能設計
校園救護系統主要基于屬性數據庫和空間數據庫并且結合MapX技術而實現各種功能模塊，這些模塊的功能基本滿足了系統需求，如圖1所示。這些功能模塊主要有數據庫管理模塊，用來管理日常的救護中心救護人員和救護車輛等信息；地圖顯示和控制模塊，顯示地圖以及對地圖的放大、縮小、漫游等基本操作；查詢更新模塊用來查詢地圖中的某個道路或某個地點、添加圖元；信息輸入模塊是輸入起始點和到達點，查找到最短路徑所經過的各個節點以及總長度。
2 路徑優化算法
2.1 Dijkstra算法
Dijkstra算法是有代表性的最短路徑算法，其基本思想是，設置兩個頂點集合S和T＝V－S，集合S中存放已找到最短路徑的頂點，集合T存放當前還未找到最短路徑的頂點，通過頂點集合S并不斷地作中心選擇來擴充這個集合。一個頂點屬于集合S當且僅當從源到該頂點的最短路徑長度已知。
2.2 Dijkstra算法的實現
初始時，S中僅含有源。設u是G的某一個頂點，把從源到u且中間只經過S中頂點的路徑稱為從源到u的特殊路徑，并用數組dist記錄當前每個頂點所對應的最短特殊路徑長度。Dijkstra算法每次從V-S中取出具有最短特殊路長度的頂點u，將u添加到S中，同時對數組dist作必要的修改。
一旦S包含了所有V中頂點或無通路為止，dist就記錄了從源到所有其他頂點之間的最短路徑長度。本文在Visual Basic編程環境下實現算法,圖2和圖3分別為最短路徑的實現方法和最短路徑輸出方法的流程圖。
3 救護系統的實現
3.1 數據庫的建立
救護系統的數據來源主要包括校園的道路圖件數據和屬性數據資料。
道路圖件數據庫即是校園地圖，包括點狀要素、線狀要素和面狀要素，以TAB表形式存儲。其中，點狀要素包括各個道路交叉口；線狀要素主要包括各個機動或非機動車道、宿舍之間的路線等；面狀要素包括教學樓、 操場、食堂和植被等,可直接用于建立空間數據庫。
根據模塊的設計，屬性數據庫的設計以Access存儲屬性數據，屬性數據庫的設計包括：車輛表、救護人員信息表、道路信息表、道路節點表等相關表，每個表列出了所需的具體信息的字段。
3.2 數據庫的訪問
屬性數據庫主要是通過Access數據庫建立的，通過對圖層的分層后為所需的圖層賦予相應的屬性表。在Visual Basic集成環境下通過ADO 控件連接訪問屬性數據庫，利用MapX控件編程訪問空間數據庫，將救護系統應用模型集中在一起，統一管理，用戶界面使用VB設計的基于Windows的圖形界面，可以方便地實現地圖的漫游、縮放、信息輸入、道路查詢等基本操作。
3.3 界面
圖4為救護系統實現后運行的一個顯示地理信息的操作界面，該界面主要實現路徑的選擇、顯示路徑的詳細信息以及對地圖實現放大、縮小、漫游、查詢等操作。
本文在Visual Basic編譯環境中利用Dijkstra算法實現了最短路徑的選擇，獲得的最短路徑的屬性數據得以顯示，提供了及時且更直觀的校園救護系統的信息來源，實現遠程指揮和監控的功能，在救死扶傷和挽救生命上發揮重要的作用。同時可以將該技術應用到其他的領域，如城市交通、對車輛運行數據的處理等，可以幫助交通系統更好地提高效率，節省資源。
參考文獻
[1] 林春，王波，賀貴嘲. 利用Mapx實現的組件式GIS技術[J].計算機工程，2002，28(5):1-3.
[2] 郝偉，劉萬青.基于GIS的救護車輛最短路徑算法[J].計算機應用，2008，28(22)：1-3.
[3] 李根強，斜月娥，吳蓉暉,等.數據結構（C++版）[M].北京：中國水利水電出版社，2005:164-165.
[3] 張萍，陳清國，趙文光. 基于MapInfo 的住宅小區物業管理信息系統研究[J]. 地理空間信息,2008,6(6):2-3.
[4] 李明峰，朱振宇，談俊忠.基于MapX的校園地理信息系統[J]. 南京工業大學學報,2007,29(1):2-4.
[5] 武俊紅，孫久運，周興付.基于MapX的報業信息管理系統的設計與實現[J].海洋測繪，2006，26(5):2-3.