CN106777017B - 一种基于电子地图的时限内通勤范围查询系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于电子地图的时限内通勤范围查询系统及其方法。该系统包括：查询信息输入单元，用于接收输入条件；电子地图网格生成单元，基于输入条件，对指定位置对应的电子地图进行网格化划分，生成电子地图网格；通勤距离计算单元，基于输入的出行方式来计算根据该出行方式在指定时限内所能到达的通勤范围；电子地图展示单元，用于将通勤范围在电子地图上进行展示。本发明有利于人们知晓城市交通的通勤状态和能力，进行指导自己的行为，如选择适当的交通工具出行，或选择适当的地点进行消费等。本发明使用户不必多次单点查询出行范围，有利于减少用户的搜索次数，提高用户搜索效率，可广泛用于房地产、旅游、公共出行、市场调研等行业。

Description

一种基于电子地图的时限内通勤范围查询系统及方法

技术领域

本发明涉及一种基于电子地图的时限内通勤范围查询系统及方法。

背景技术

随着网络技术的普及，目前人们出行基本上都会在手机上使用电子地图查询从出发地到目的地的出行路线，从而获知出行状况并选择最优的出行方式。

然而，目前在电子地图上只能查询点与点之间的通勤距离，如通过输入起点和终点来查询线路等，这不方便人们获取指定地理坐标和时限内的通勤范围来优化自己的交通行为，如有时候在租住房屋时，需要看很多房屋来进行选择，此时就需要查看指定时间内，比如1小时内使用公共交通工具所能达到的范围。

因此，亟待需要提供一种能够在指定时限内从某一指定位置出发所能到达的通勤范围的电子地图查询系统。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于电子地图的时限内通勤范围查询系统及方法，通过输入地理坐标和时限等参数，查询获取通勤范围，并在电子地图上进行展示。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的一实施例提供一种基于电子地图的时限内通勤范围查询系统，包括：查询信息输入单元，用于接收输入条件，输入条件至少包括关于出发位置、时限、出行方式的参数，用于指示查询从指定位置出发在指定时限内所能到达的通勤范围；电子地图网格生成单元，基于输入条件，对指定位置对应的电子地图进行网格化划分，生成电子地图网格，并确定电子地图网格中的每个单位网格的中心点坐标，每个单位网格的中心点坐标为确定通勤距离的目的地参考点；通勤距离计算单元，基于输入的出行方式来计算根据该出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离，并以指定位置为圆心和以该参考通勤距离为半径画圆，然后遍历电子地图网格中位于圆内的出行方式所对应的所有道路，选取与指定位置之间的距离最接近参考通勤距离的目的地参考点作为目标地点，汇集所有目标地点从而得到从指定位置出发在指定时限内所能到达的通勤范围；电子地图展示单元，用于将通勤范围在电子地图上进行展示。

可选地，电子地图网格生成单元通过以下步骤来生成电子地图网格：使用矩形网格体系包含电子地图的外形轮廓，选取矩形网格体系中的两个边界点A(x₁,y₁)、B(x₂,y₂)，并利用电子地图直线距离计算公式计算电子地图的实际最长横向长度和最长纵向长度；通过下述公式(1)和(2)来计算电子地图网格中的每个单位网格的长度和高度：

其中，W为单位网格的长度，α为长度缩放系数，abs(x₁-x₂)为x₁,x₂差的绝对值，distance(x₁,x₂)表示x₁,x₂的实际直线距离；H为单位网格的高度，β为高度缩放系数，abs(y₁-y₂)为y₁,y₂差的绝对值，distance(y₁,y₂)表示y₁,y₂的实际直线距离；根据确定的单位网格的长度W和高度H来复制单位网格直至网格体系覆盖整个电子地图，并通过下述公式(3)和(4)来计算单位网格的左上角坐标和中心点坐标：

x_i＝x₁+i*W,y_i＝y_j+j*H (3)

其中，x_i和y_j分别是位于电子地图网格中的i行j列位置的单位网格的左上角坐标的横坐标值和纵坐标值，i取值范围为

j取值范围为

x和y分别为单位网格的中心点坐标的横坐标值和纵坐标值。

可选地，通过下述公式(5)来计算根据选择的出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离：

D_T＝T_limit*C (5)

其中，D_T为根据选择的出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离，T_limit为时限，单位为分钟，C为选择的出行方式的平均行驶速度，单位为公里/分钟。

可选地，输入条件还包括出发日期和网格尺寸，出发位置包括城市名称、地理名称或地理坐标。

可选地，还包括存储单元，存储有通勤数据源并存储查询信息输入单元接收的输入条件、电子地图网格单元生成的电子地图网格、通勤距离计算单元计算的通勤范围数据。

本发明的另一实施例提供一种基于电子地图的时限内通勤范围查询方法，其特征在于，包括以下步骤：S100：接收输入条件，输入条件至少包括关于出发位置、时限、出行方式的参数，用于指示查询从指定位置出发在指定时限内所能到达的通勤范围；S200：基于输入条件，对指定位置对应的电子地图进行网格化划分，生成电子地图网格，并确定电子地图网格中的每个单位网格的中心点坐标，每个单位网格的中心点坐标为确定通勤距离的目的地参考点；S300：基于输入的出行方式来计算根据该出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离，并以指定位置为圆心和以该参考通勤距离为半径画圆，然后遍历电子地图网格中位于圆内的出行方式所对应的所有道路，选取与指定位置之间的距离最接近参考通勤距离的目的地参考点作为目标地点，汇集所有目标地点从而得到从指定位置出发在指定时限内所能到达的通勤范围；S400：将通勤范围在电子地图上进行展示。

本发明提供的基于电子地图的时限内通勤范围查询系统可以实时地计算指定地理坐标时限内的通勤范围，并在电子地图上展示。本发明有利于人们知晓城市交通的通勤状态和能力，进行指导自己的行为，如选择适当的交通工具出行，或选择适当的地点进行消费等。本发明使用户不必多次单点查询出行范围，有利于减少用户的搜索次数，提高用户搜索效率，可广泛用于房地产、旅游、公共出行、市场调研等行业。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于电子地图的时限内通勤范围查询系统的结构示意图。

图2(a)和图2(b)为本发明实施例的电子地图网格生成示意图。

图3为本发明实施例的通勤范围计算的一个示例图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

图1为本发明实施例提供的基于电子地图的时限内通勤范围查询系统的结构示意图。图2(a)和图2(b)为本发明实施例的电子地图网格生成示意图。图3为本发明实施例的通勤范围计算的一个示例图。

如图1所示，本发明的一实施例提供一种基于电子地图的时限内通勤范围查询系统，包括查询信息输入单元1、电子地图网格生成单元2、通勤范围计算单元3、电子地图展示单元4和存储单元5。以下对各单元进行介绍。

<查询信息输入单元>

查询信息输入单元1用于接收输入条件，输入条件至少包括关于出发位置、时限、出行方式的参数，用于指示查询从指定位置出发在指定时限内所能到达的通勤范围。具体地，该查询信息输入单元1用于搜集用户的输入条件作为查询参数，包括但限于以下条件参数：城市名称、地理名称(如A地)、地理坐标(如GPS地理坐标)、时限(如20分钟、1小时)、出行方式(如公共交通、自驾、步行等)，以上示例仅为说明用途，并非用于限定范围，可根据实际情况来设置更多的条件参数。其中地理名称和地理坐标是二必选一填入方式，如果两者都填，默认选择地理名称参数的内容。该单元包括地理名称转换为地理坐标功能，转换方式可以来源于第三方的API服务，也可以从系统的存储单元5中保存的通勤数据源中查询获取。

<电子地图网格生成单元>

电子地图网格生成单元2，用于基于输入条件，对指定位置对应的电子地图进行网格化划分，生成电子地图网格，并确定电子地图网格中的每个单位网格的中心点坐标，每个单位网格的中心点坐标为通勤距离的目的地参考点。具体地，该电子地图网格生成单元2用于在电子地图上进行网格化划分，单位网格按电子地图比例表示实际区域大小，如0.1cm*0.1cm的单位网格表示现实中1km²的实际范围。网格与电子地图同比例缩放，可以通过设置输入网格尺寸参数，即单位网格宽度、高度对应的实际公里数，来控制通勤距离计算的精度，网格尺寸可以通过用户输入选择，也可以调用系统默认的设置。网格需要覆盖城市电子地图的全部范围。

电子地图网格生成单元2通过以下步骤来生成电子地图网格：

1.对于任意形状的城市或区域的电子地图，有两种网格生成方式：

(a)使用一个矩形网格体系包含电子地图的外形轮廓：如图2(a)所示，用边界点为A(x₁，y₁)，B(x₂，y₂)的矩形包含电子地图的外形轮廓，点A和点B为矩形中的对角关系，可以是左下-右上关系，也可以是左上-右下关系。以左上-右下关系为例，x₁为电子地图外形轮廓的最左方坐标值，y₁为电子地图外形轮廓的最上方坐标值，x₂为电子地图外形轮廓的最右方坐标值，y₂为电子地图外形轮廓的最下方坐标值。点A和点B为左下-右上关系时，电子地图外形轮廓坐标定位方式与左上-右下关系类似，不再赘述。

(b)使用多个矩形网格体系包含电子地图的外形轮廓：如图2(b)所示示例，增加和定位新的边界点，在同一坐标系内使用多个矩形来表示电子地图外形轮廓。矩形网格体系的数量多少取决于电子地图的外形轮廓，其目的是尽量减少电子地图的外形轮廓以外的区域，如图2(b)所示的空白区域。

为描述方便，使用一个矩形网格体系包含电子地图的外形轮廓为例，假设A(x₁，y₁)坐标为电子地图左上角坐标，B(x₂，y₂)坐标为电子地图右下角坐标，使用电子地图直线距离计算公式计算城市的实际最长横向长度和最长纵向长度，并向上取整，单位为公里。直线距离计算公式根据电子地图坐标系的不同而有所差异，为业界标准计算公式，电子地图坐标系包括但不限于以下几种：WGS84坐标、GCJ-02坐标、BD-09坐标等。如果使用多个矩形网格体系包含电子地图的外形轮廓，则需要更多的边界坐标，其计算过程与上述计算过程类似，不再赘述。

2.单位网格的长度和高度计算

通过下述公式(1)和(2)来计算电子地图网格中的每个单位网格的长度和高度：

其中，W为单位网格的长度，α为长度缩放系数，例如α＝1表示单位网格的长度代表实际直线距离1公里；abs(x₁-x₂)为x₁,x₂差的绝对值，distance(x₁,x₂)表示x₁,x₂的实际直线距离；H为单位网格的高度，β为高度缩放系数，例如β＝1表示单位网格的高度代表实际直线距离1公里；abs(y₁-y₂)为y₁,y₂差的绝对值，distance(y₁,y₂)表示y₁,y₂的实际直线距离。

当使用多个矩形网格体系包含电子地图时，由于每个矩形网格体系包含的电子地图的面积不同，所以每个矩形网格体系中的单位网格的尺寸，即高度和长度可能会不同，但是计算方法与使用一个矩形网格体系相同。

3.计算单位网格在整个网格中的坐标

根据确定的单位网格的长度W和高度H来复制单位网格直至网格体系覆盖整个区域的电子地图，例如，可自A点开始沿水平和垂直方向分别复制单位网格，直到单位网格构成的网格体系覆盖整个区域的电子地图，也可以从网格体系的任一边界点开始绘制网格体系。可通过下述公式(3)来计算单位网格的左上角坐标：

x_i＝x₁+i*W,y_i＝y_j+j*H (3)

其中，x_i和y_j分别是位于电子地图网格中的i行j列位置的单位网格g(x_i，y_j)的左上角坐标的横坐标值和纵坐标值，i取值范围为

j取值范围为

有了单位网格左上角坐标，配合使用单位网格的长度和高度值，就可以在正确的位置绘制网格。

可将单位网格的中心点M(x，y)作为通勤距离计算的目的地参考点，可通过下述公式(4)来确定中心点M(x，y)：

其中，x，y为单位网格的中心点坐标M M(x，y)的横坐标值和纵坐标值，x_i和y_j为单位网格的左上角坐标(x_i，y_j)的坐标，W、H为上述步骤2中计算出来的单位网格长度和高度。

【电子地图网格示例】

以下通过一示例来进一步对电子地图网格生成单元2生成电子地图网格进行说明。

图2(a)中背景图为某地区地图，其中左上角坐标为A(110.87,89.34)，右下角坐标为B(113.48,87.62)。经电子地图直线距离计算公式计算并向上取整得出实际横向距离为120公里，实际纵向距离为210公里。根据上述步骤2中公式：

计算可得：distance(x₁,x₂)＝120，distance(y₁,y₂)＝210，abs(x₁-x₂)＝2.61,abs(y₁-y₂)＝1.72。W＝0.02175*α，H＝0.0082*β。如果α＝1，单位网格横向长度W＝0.02175表示实际1公里长度；如果α＝2，单位网格横向长度W＝0.0435表示实际1公里长度。β作用与α类似，不再赘述。为举例计算方便，取α＝1，β＝1。此时第一个单位网格的左上角顶点为A(110.87,89.34)，宽度为0.02175，高度为0.0082。

从A点沿着水平方向和垂直方向分别复制单位网格，直到网格体系全部覆盖区域电子地图，则第i行j列的单位网格左上角坐标为：

x_i＝x₁+i*W,y_i＝y_j+j*H

带入数值有：

x_i＝110.87+i*0.02175

y_j＝89.34-j*0.0082

对于每一个单位网格g(x_i，y_j)，其中心点将用于计算时限内通勤距离，中心点M(x,y)坐标为：

x＝x_i+w/2,y＝y_j-H/2

<通勤距离计算单元>

通勤距离计算单元3，用于基于输入的出行方式来计算根据该出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离，并以指定位置为圆心和以该参考通勤距离为半径画圆，然后遍历电子地图网格中位于圆内的出行方式所对应的所有道路，选取与指定位置之间的距离最接近参考通勤距离的目的地参考点作为目标地点，汇集各目标地点从而得到从指定位置出发在指定时限内所能到达的通勤范围。具体地，该单元使用查询信息输入单元1输入的地理坐标(如图3中E点)、出行方式和时限参数进行计算，获取符合时限要求的各网格中心点坐标(例如图3中B(2,2),B(2,3),…,B(i,j)点)。在本发明中，出行方式可包括使用多种交通工具进行出行，可包括公交、地铁、驾车、骑车、轮渡、步行等。计算时限T_limit内自E点出发最远到达网格B(i,j)的方法如下：

首先计算根据选择的出行方式计算的参考通勤距离。

假设选择某单一交通工具出行，则计算时限内该交通工具能够行驶的距离可利用下述公式(5)来计算：

D_T＝T_limit*C (5)

其中，D_T为根据选择的出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离，为理论上的行驶距离，T_limit为时限，单位为分钟，C为选择的出行方式的平均行驶速度，单位为公里/分钟。例如，选择汽车出行，汽车的平均行驶速度为50公里/小时，则1小时时限内的参考通勤距离D_T＝1*50＝50公里。

接着，以出发点E为圆心，D_T为半径作圆，如图3中的虚线圆圈所示，该虚线圆圈表示自E点出发在时限T_limit内在该交通工具所能达到的各个方向的理论出行边界。

接着，遍历虚线圆圈内的所有出行方式所对应的道路，即，在对选择的出行方式所能到达每条道路上确定从指定位置E点出发所能到达的实际距离约等于参考通勤距离的位置，例如，假设参考通勤距离为10km，则在出行方式能够到达的道路上确定距离出发点E点的实际距离为10km的位置，假设该位置位于电子地图网格中的第i行中的第j列，则目标地点与出发点E之间的通勤距离可表示为D_(i，j)＝distance(E，F_(i，j))，如图3中所示。因为道路原因，例如道路的曲直度、拥堵状况等不同，通勤距离通常不是直线，所以D_(i，j)≤D_T。在所有道路上确定与指定位置例如E点之间的实际距离约等于参考通勤距离的目的地参考点，并将该目的地参考点记录为目标地点，然后汇集这些目标地点，可以得到通勤范围，如图3中的灰色圆点所示。

当使用多种交通工具出行时，即使用混合交通工具出行时，则可通过下述公式(6)来计算参考通勤距离D_T

D_T＝T₁*C₁+T₂*C₂+...+T_n*C_n (6)

其中，T₁，T₂，…T_n为选择的不同交通工具的行驶时间，T₁+T₂+...+T_n＝T_limit，n大于等于2，各交通工具的行驶时间可根据实际交通情况来确定，C₁，C₂，…C_n为选择的不同交通工具的平均行驶速度，D_T为使用不同交通工具所能达到的参考通勤距离。

在混合使用多种交通工具的情况下，则在计算通勤距离时，需将分段计算使用某种交通工具经过的通勤距离，计算过程与使用单一交通工具的计算过程相同，并将结果求和，最终也能获得通勤最大范围边界网格列表，在此省略对其的具体计算过程。

<电子地图展示单元>

电子地图展示单元4用于将通勤范围在电子地图上进行展示。例如在电子地图上将通勤范围的边界点用线段连接，可以展示在时限范围内至出发点可到达的通勤范围，如图3所示。电子地图展示单元4展示于电子地图上的覆盖物包括但不限于点、线、面、热区、标签、自定义覆盖物、行政区划等，展示方式包括但不限于全景图、热力图等。电子地图展示单元4可以切换显示使用不同交通工具的时限内通勤范围。该单元可以展示多个出发点的通勤范围，其重合部分会叠加颜色展示。

<存储单元>

存储单元5中存储有通勤数据源并存储查询信息输入单元接收的输入条件、电子地图网格单元生成的电子地图网格、通勤距离计算单元计算的通勤范围数据。通勤数据源是用于存储本系统数据的软件系统或/和介质，通勤数据可以是保存于数据库的数据，或者是调用第三方API服务获取的数据。数据内容包括若干数据集，每个数据集包含有若干属性，数据集及其包含的属性如下所示：城市数据集：城市名称、城市边界坐标；城市交通基本数据集：地理位置名称、地理位置坐标、通勤方式、网格缩放系数；城市交通历史数据集：日期、网格坐标、通勤方式、时限、最大通勤范围公里数、最大通勤范围网格列表、最小通勤范围公里数、最小通勤范围网格列表、交通状态系数。数据集和其包含的属性仅用于说明性质，而非限制范围，并保留扩展的可能性。

本发明的另一实施例提供一种基于电子地图的时限内通勤范围查询方法，包括以下步骤：

S100：接收输入条件，输入条件至少包括关于出发位置、时限、出行方式的参数，用于指示查询从指定位置出发在指定时限内所能到达的通勤范围；

S200：基于输入条件，对指定位置对应的电子地图进行网格化划分，生成电子地图网格，并确定电子地图网格中的每个单位网格的中心点坐标，每个单位网格的中心点坐标为确定通勤距离的目的地参考点；

S300：基于输入的出行方式来计算根据该出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离，并以指定位置为圆心和以该参考通勤距离为半径画圆，然后遍历电子地图网格中位于圆内的出行方式所对应的所有道路，选取与指定位置之间的距离最接近参考通勤距离的目的地参考点作为目标地点，汇集各目标地点从而得到从指定位置出发在指定时限内所能到达的通勤范围；

S400：将通勤范围在电子地图上进行展示。

以下对各步骤进行详细说明。

<步骤S100>

在该步骤中，查询信息输入单元搜集用户的输入条件作为查询参数，包括但限于以下条件参数：城市名称、地理名称(如A地)、地理坐标(如GPS地理坐标)、时限(如20分钟、1小时)、出行方式(如公共交通、自驾、步行等)，以上示例仅为说明用途，并非用于限定范围，可根据实际情况来设置更多的条件参数。其中地理名称和地理坐标是二必选一填入方式，如果两者都填，默认选择地理名称参数的内容。该单元包括地理名称转换为地理坐标功能，转换方式可以来源于第三方的API服务，也可以从系统的存储单元中保存的通勤数据源中查询获取。通勤数据源是用于存储本系统数据的软件系统或/和介质，通勤数据可以是保存于数据库的数据，或者是调用第三方API服务获取的数据。数据内容包括若干数据集，每个数据集包含有若干属性，数据集及其包含的属性如下所示：城市数据集：城市名称、城市边界坐标；城市交通基本数据集：地理位置名称、地理位置坐标、通勤方式、网格缩放系数；城市交通历史数据集：日期、网格坐标、通勤方式、时限、最大通勤范围公里数、最大通勤范围网格列表、最小通勤范围公里数、最小通勤范围网格列表、交通状态系数。数据集和其包含的属性仅用于说明性质，而非限制范围，并保留扩展的可能性。

<步骤S200>

在该步骤中，电子地图网格生成单元根据城市名称和网格尺寸生成网格，并计算单位网格的中心点坐标。具体地，电子地图网格生成单元用于在电子地图上进行网格化划分，单位网格按电子地图比例表示实际区域大小，如0.1cm*0.1cm的单位网格表示现实中1km²的实际范围。网格与电子地图同比例缩放，可以通过设置输入网格尺寸参数，即单位网格宽度、高度对应的实际公里数，来控制通勤距离计算的精度，网格尺寸可以通过用户输入选择，也可以调用系统默认的设置。网格需要覆盖城市电子地图的全部范围。

该步骤具体可包括：

S210：使用至少一个矩形网格体系包含电子地图的外形轮廓，选取每个矩形网格体系中的两个边界点A(x₁,y₁)、B(x₂,y₂)，并利用电子地图直线距离计算公式计算电子地图的实际最长横向长度和最长纵向长度。

具体地，对于任意形状的城市或区域的电子地图，有两种网格生成方式：

(a)使用一个矩形网格体系包含电子地图的外形轮廓：如图2(a)所示，用边界点为A(x₁，y₁)，B(x₂，y₂)的矩形包含电子地图的外形轮廓，点A和点B为矩形中的对角关系，可以是左下-右上关系，也可以是左上-右下关系。以左上-右下关系为例，x₁为电子地图外形轮廓的最左方坐标值，y₁为电子地图外形轮廓的最上方坐标值，x₂为电子地图外形轮廓的最右方坐标值，y₂为电子地图外形轮廓的最下方坐标值。点A和点B为左下-右上关系时，电子地图外形轮廓坐标定位方式与左上-右下关系类似，不再赘述。

(b)使用多个矩形网格体系包含电子地图的外形轮廓：如图2(b)所示示例，增加和定位新的边界点，在同一坐标系内使用多个矩形来表示电子地图外形轮廓。矩形网格体系的数量多少取决于电子地图的外形轮廓，其目的是尽量减少电子地图的外形轮廓以外的区域，如图2(b)所示的空白区域。

为描述方便，使用一个矩形网格体系包含电子地图的外形轮廓为例，假设A(x₁，y₁)坐标为电子地图左上角坐标，B(x₂，y₂)坐标为电子地图右下角坐标，使用电子地图直线距离计算公式计算城市的实际最长横向长度和最长纵向长度，并向上取整，单位为公里。直线距离计算公式根据电子地图坐标系的不同而有所差异，为业界标准计算公式，电子地图坐标系包括但不限于以下几种：WGS84坐标、GCJ-02坐标、BD-09坐标等。如果使用多个矩形网格体系包含电子地图的外形轮廓，则需要更多的边界坐标，其计算过程与上述计算过程类似，不再赘述。

S220：通过下述公式(8)和(9)来计算电子地图网格中的每个单位网格的长度和高度：

其中，W为单位网格的长度，α为长度缩放系数，例如α＝1表示单位网格的长度代表实际直线距离1公里；abs(x₁-x₂)为x₁,x₂差的绝对值，distance(x₁,x₂)表示x₁,x₂的实际直线距离；H为单位网格的高度，β为高度缩放系数，例如β＝1表示单位网格的高度代表实际直线距离1公里；abs(y₁-y₂)为y₁,y₂差的绝对值，distance(y₁,y₂)表示y₁,y₂的实际直线距离；

S230：根据步骤S220中确定的单位网格的长度W和高度H来复制单位网格直至覆盖整个网格体系中的电子地图，例如，可自A点开始沿水平和垂直方向分别复制单位网格，直到单位网格构成的网格体系覆盖整个区域的电子地图，也可以从网格体系的任一边界点开始绘制网格体系。可通过下述公式(10)和(11)来计算单位网格的左上角坐标和中心点坐标：

x_i＝x₁+i*W,y_i＝y_j+j*H (10)

其中，x_i和y_j分别是位于电子地图网格中的i行j列位置的单位网格的左上角坐标的横坐标值和纵坐标值，i取值范围为

j取值范围为

x，y分别为单位网格的中心点坐标的横坐标值和纵坐标值，W、H为上述步骤2中计算出来的单位网格长度和高度。有了单位网格左上角坐标，配合使用单位网格的长度和高度值，就可以在正确的位置绘制网格。

在通勤范围的计算中，可将单位网格的中心点M(x，y)作为通勤距离计算的目的地参考点。

【电子地图网格示例】

以下通过一示例来进一步对电子地图网格的生成进行说明。

图2(a)中背景图为某地区地图，其中左上角坐标为A(110.87,89.34)，右下角坐标为B(113.48,87.62)。经电子地图直线距离计算公式计算并向上取整得出实际横向距离为120公里，实际纵向距离为210公里。根据上述步骤2中公式：

计算可得：distance(x₁,x₂)＝120，distance(y₁,y₂)＝210，abs(x₁-x₂)＝2.61,abs(y₁-y₂)＝1.72。W＝0.02175*α，H＝0.0082*β。如果α＝1，单位网格横向长度W＝0.02175表示实际1公里长度；如果α＝2，单位网格横向长度W＝0.0435表示实际1公里长度。β作用与α类似，不再赘述。为举例计算方便，取α＝1，β＝1。此时第一个单位网格的左上角顶点为A(110.87,89.34)，宽度为0.02175，高度为0.0082。

从A点沿着水平方向和垂直方向分别复制单位网格，直到网格体系全部覆盖区域电子地图，则第i行j列的单位网格左上角坐标为：

x_i＝x₁+i*W,y_i＝y_j+j*H

带入数值有：

x_i＝110.87+i*0.02175

y_j＝89.34-j*0.0082

对于每一个单位网格g(x_i，y_j)，其中心点将用于计算时限内通勤距离，中心点M(x,y)坐标为：

x＝x_i+w/2,y＝y_j-H/2

<步骤S300>

在该步骤中，通勤距离计算单元使用查询信息输入单元1输入的地理坐标(如图3中E点)、出行方式和时限参数进行计算，获取符合时限要求的各网格中心点坐标(例如图3中B(2,2),B(2,3),…,B(i,j)点)。在本发明中，出行方式可包括使用多种交通工具进行出行，可包括公交、地铁、驾车、骑车、轮渡、步行等。计算时限T_limit内自E点出发最远到达网格B(i,j)的方法如下：

首先计算根据选择的出行方式计算的参考通勤距离。

假设选择某单一交通工具出行，则计算时限内该交通工具能够行驶的距离可利用下述公式(13)来计算：

D_T＝T_limit*C (13)

其中，D_T为根据选择的出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离，为理论上的行驶距离，T_limit为时限，单位为分钟，C为选择的出行方式的平均行驶速度，单位为公里/分钟。例如，选择汽车出行，汽车的平均行驶速度为50公里/小时，则1小时时限内的参考通勤距离D_T＝1*50＝50公里。

接着，以出发点E为圆心，D_T为半径作圆，如图3中的虚线圆圈所示，该虚线圆圈表示自E点出发在时限T_limit内在该交通工具所能达到的各个方向的理论出行边界。

接着，遍历虚线圆圈内的所有出行方式所对应的道路，即，在对选择的出行方式所能到达每条道路上确定从指定位置E点出发所能到达的实际距离约等于参考通勤距离的位置，例如，假设参考通勤距离为10km，则在出行方式能够到达的道路上确定距离出发点E点的实际距离为10km的位置，假设该位置位于电子地图网格中的第i行中的第j列，则目标地点与出发点E之间的通勤距离可表示为D_(i，j)＝distance(E，F_(i，j))，如图3中所示。因为道路原因，例如道路的曲直度、拥堵状况等不同，通勤距离通常不是直线，所以D_(i，j)≤D_T。在所有道路上确定与指定位置例如E点之间的实际距离约等于参考通勤距离的目的地参考点，并将该目的地参考点记录为目标地点，然后汇集这些目标地点，可以得到通勤范围，如图3中的灰色圆点所示。当使用多种交通工具出行时，即使用混合交通工具出行时，则可通过下述公式(14)来计算参考通勤距离D_T

D_T＝T₁*C₁+T₂*C₂+...+T_n*C_n (14)

其中，T₁，T₂，…T_n为选择的不同交通工具的行驶时间，T₁+T₂+...+T_n＝T_limit，n大于等于2，各交通工具的行驶时间可根据实际交通情况来确定，C₁，C₂，…C_n为选择的不同交通工具的平均行驶速度，D_T为使用不同交通工具所能达到的参考通勤距离。

在混合使用多种交通工具的情况下，则在计算通勤距离时，需将分段计算使用某种交通工具经过的通勤距离，计算过程与使用单一交通工具的计算过程相同，并将结果求和，最终也能获得通勤最大范围边界网格列表，在此省略对其的具体计算过程。

<步骤S400>

在步骤中，电子地图展示单元将步骤S300中得出的通勤范围在电子地图上进行展示。例如在电子地图上将通勤范围的边界点用线段连接，可以展示在时限范围内至出发点可到达的通勤范围，如图3所示。电子地图展示单元展示于电子地图上的覆盖物包括但不限于点、线、面、热区、标签、自定义覆盖物、行政区划等，展示方式包括但不限于全景图、热力图等。电子地图展示单元可以切换显示使用不同交通工具的时限内通勤范围。该单元可以展示多个出发点的通勤范围，其重合部分会叠加颜色展示。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种基于电子地图的时限内通勤范围查询系统，其特征在于，包括：

查询信息输入单元，用于接收输入条件，输入条件至少包括关于出发位置、时限、出行方式的参数，用于指示查询从指定位置出发在指定时限内所能到达的通勤范围；

电子地图网格生成单元，基于输入条件，对指定位置对应的电子地图进行网格化划分，生成电子地图网格，并确定电子地图网格中的每个单位网格的中心点坐标，每个单位网格的中心点坐标为确定通勤距离的目的地参考点；

通勤距离计算单元，基于输入的出行方式来计算根据该出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离，并以指定位置为圆心和以该参考通勤距离为半径画圆，然后遍历电子地图网格中位于圆内的出行方式所对应的所有道路，选取与指定位置之间的距离最接近参考通勤距离的目的地参考点作为目标地点，汇集所有目标地点从而得到从指定位置出发在指定时限内所能到达的通勤范围；

电子地图展示单元，用于将通勤范围在电子地图上进行展示；

电子地图网格生成单元通过以下步骤来生成电子地图网格：

使用矩形网格体系包含电子地图的外形轮廓，选取矩形网格体系中的两个边界点A(x₁,y₁)、B(x₂,y₂)，并利用电子地图直线距离计算公式计算电子地图的实际最长横向长度和最长纵向长度；

通过下述公式(1)和(2)来计算电子地图网格中的每个单位网格的长度和高度：

其中，W为单位网格的长度，α为长度缩放系数，abs(x₁-x₂)为x₁,x₂差的绝对值，distance(x₁,x₂)表示x₁,x₂的实际直线距离；H为单位网格的高度，β为高度缩放系数，abs(y₁-y₂)为y₁,y₂差的绝对值，distance(y₁,y₂)表示y₁,y₂的实际直线距离；

根据确定的单位网格的长度W和高度H来复制单位网格直至网格体系覆盖整个电子地图，并通过下述公式(3)和(4)来计算单位网格的左上角坐标和中心点坐标：

x_i＝x₁+i*W,y_i＝y_j+j*H (3)

其中，x_i和y_j分别是位于电子地图网格中的i行j列位置的单位网格的左上角坐标的横坐标值和纵坐标值，i取值范围为

j取值范围为

x和y分别为单位网格的中心点坐标的横坐标值和纵坐标值。

2.根据权利要求1的系统，其特征在于，通过下述公式(5)来计算根据选择的出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离：

D_T＝T_limit*C (5)

其中，D_T为根据选择的出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离，T_limit为时限，单位为分钟，C为选择的出行方式的平均行驶速度，单位为公里/分钟。

3.根据权利要求1的系统，其特征在于，输入条件还包括出发日期和网格尺寸，出发位置包括城市名称、地理名称或地理坐标。

4.根据权利要求1的系统，其特征在于，还包括存储单元，存储有通勤数据源并存储查询信息输入单元接收的输入条件、电子地图网格单元生成的电子地图网格、通勤距离计算单元计算的通勤范围数据。

5.一种基于电子地图的时限内通勤范围查询方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100：接收输入条件，输入条件至少包括关于出发位置、时限、出行方式的参数，用于指示查询从指定位置出发在指定时限内所能到达的通勤范围；

S200：基于输入条件，对指定位置对应的电子地图进行网格化划分，生成电子地图网格，并确定电子地图网格中的每个单位网格的中心点坐标，每个单位网格的中心点坐标为确定通勤距离的目的地参考点；

S300：基于输入的出行方式来计算根据该出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离，并以指定位置为圆心和以该参考通勤距离为半径画圆，然后遍历电子地图网格中位于圆内的出行方式所对应的所有道路，选取与指定位置之间的距离最接近参考通勤距离的目的地参考点作为目标地点，汇集所有目标地点从而得到从指定位置出发在指定时限内所能到达的通勤范围；

S400：将通勤范围在电子地图上进行展示；

步骤S200具体包括以下步骤：

S210：使用矩形网格体系包含电子地图的外形轮廓，选取矩形网格体系中的两个边界点A(x₁,y₁)、B(x₂,y₂)，并利用电子地图直线距离计算公式计算电子地图的实际最长横向长度和最长纵向长度；

S220：通过下述公式(1)和(2)来计算电子地图网格中的每个单位网格的长度和高度：

其中，W为单位网格的长度，α为长度缩放系数，abs(x₁-x₂)为x₁,x₂差的绝对值，distance(x₁,x₂)表示x₁,x₂的实际直线距离；H为单位网格的高度，β为高度缩放系数，abs(y₁-y₂)为y₁,y₂差的绝对值，distance(y₁,y₂)表示y₁,y₂的实际直线距离；

S230：根据步骤S220中确定的单位网格的长度W和高度H来复制单位网格直至网格体系覆盖整个电子地图，并通过下述公式(3)和(4)来计算单位网格的左上角坐标和中心点坐标：

x_i＝x₁+i*W,y_i＝y_j+j*H (3)

其中，x_i和y_j分别是位于电子地图网格中的i行j列位置的单位网格的左上角坐标的横坐标值和纵坐标值，i取值范围为

j取值范围为

x和y分别为单位网格的中心点坐标的横坐标值和纵坐标值。

6.根据权利要求5的方法，通过下述公式(5)来计算根据选择的出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离：

D_T＝T_limit*C (5)

其中，D_T为根据选择的出行方式在指定时限内所能到达的参考通勤距离，T_limit为时限，单位为分钟，C为选择的出行方式的平均行驶速度，单位为公里/分钟。

7.根据权利要求5的方法，其特征在于，输入条件还包括出发日期和网格尺寸，出发位置包括城市名称、地理名称或地理坐标。

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