区位分析是地理学的重要研究内容,设施区位分析作为传统区位分析的一个发展,正是当前学术界研究的热点。传统的地理学区位分析主要是在宏观尺度上进行,大多数时候是定性分析;设施区位分析主要是从中观甚至微观尺度上来研究区位问题,通常是采用可计算模型进行定量计算。设施区位分析与地理信息系统的结合,特别是与空间分析的结合是学科发展的必然趋势。 本文从新增设施区位模型、网络设施区位模型以及Voronoi图与市场分割模型等三个方面研究了设施区位分析的可计算模型,并在此基础之上进行了实现,构建了设施区位分析的系统原型。 我们所采用的设施区位模型都是通过把经典运筹学模型与GIS的空间数据模型整合得到。区位本身就是一个空间的概念,因此不能抛开空间数据模型,单纯从运筹学角度来规划设施区位。空间分析功能一直都是GIS系统的薄弱环节,设施区位问题的可计算分析功能可以作为GIS的空间分析功能的一个重要实现,它增强了GIS的空间分析功能。本文中的新增设施区位模型、网络设施区位模型和Voronoi图分割市场的模型都具有很强的实用性和广泛的应用范围。 在系统需求分析的过程中,我们分析了系统的模型特征和用户特征。我们认为模型是整个系统的核心部分,算法的实现以及数据结构的组织都是建立在模型分析的基础之上。在王铮(1993)提出的GIS需求分析模式的基础上,我们根据软件工程理论新的发展,提出需求分析要兼顾系统的目标和地学原理。在系统开发的前期还要对软件的用户特征进行分析,所开发出的系统才能满足用户的需求。 在模型实现的算法方面,我们都采用了成熟的空间运筹算法。软件系统的稳定性和可靠性是其赖以生存的根本,只有采用成熟的算法才能保证计算结果的有效性和可靠性,重新开发新算法在时间上和经济上都不是最好的选择。设施区位的计算问题是属于NP完全问题,其大规模的最优化问题还是很难解决的,我们采用了启发式搜索法来求解此类问题。因此在算法设计方面能够达到系统设计的目标。 在对用户需求分析的基础上,我们进行了系统设计。在系统界面设计的过程中,我们采用传统的Windows界面,力争做到界面友好,简捷方便易用。因此我们选用了Borland公司的可视化开发语言Delphi和ESRI公司的GIS二次开发控件MapObjects以及栅格图像处理控件Image来进行用户界面设计。为了让系统具有很好的可重用性和可扩展性,我们采用了模块化的设计思想来设计各个设施区位的模型,这样以后无论是修改还是进行功能扩展都是很方便的。