MATLAB山地三维路径规划系统：基于改进A*算法的无路网环境解决方案

资 源 简 介

本项目在MATLAB中实现了针对山地地形的三维路径规划算法，通过改进A*算法的评价函数，引入等效水平距离计算和坡度分析机制，优化无路网环境下的路径选择效率与安全性。

详 情 说 明

基于改进A*算法的山地三维路径规划系统

项目介绍

本项目实现了一套专门针对山地无路网环境的三维路径规划系统。系统通过改进传统A*算法，将空间距离评价标准优化为等效水平距离计算，并结合坡度分析机制，生成符合人步行习惯的相对平缓且长度较短的可行路径。该系统能够有效处理DEM地形数据，实现山地环境下的最优路径规划。

功能特性

• 三维地形路径规划：在真实山地地形环境下进行三维路径搜索
• 改进A*算法：将传统空间距离评价改进为等效水平距离计算，更符合实际行走能耗
• 坡度分析优化：通过搜索点周围环境的整体坡度信息优化路径选择
• 多目标优化评估：综合考虑路径长度、坡度平缓度等多重因素
• DEM数据处理：支持GeoTIFF、ASC等格式的DEM地形数据加载与分析
• 可视化分析：提供三维地形上的路径轨迹展示和统计分析功能

使用方法

输入参数配置

1. 地形数据：准备DEM数据文件（GeoTIFF或ASC格式）
2. 路径端点：设置起点和终点的三维坐标（经度、纬度、高程）
3. 坡度阈值：设定最大允许坡度值（根据行人能力调整）
4. 地形分辨率：配置地形数据处理精度参数
5. 算法参数：调整启发式权重、步长设置等搜索参数

运行流程

系统启动后，将自动加载地形数据，进行坡度分析和特征提取，执行改进A*算法搜索最优路径，最终输出路径结果和可视化图形。

输出结果

• 三维最优路径坐标序列
• 路径统计分析报告（长度、坡度、高程变化等）
• 三维可视化图形展示
• 算法性能分析报告
• 路径可行性评估

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 图像处理工具箱
• 足够的内存空间（根据DEM数据大小而定）
• 支持三维图形显示的显卡

文件说明

主程序文件实现了系统的核心控制逻辑，包括地形数据加载与预处理、改进A*算法的参数初始化与执行、坡度分析机制的应用、路径结果的生成与优化评估，以及最终的可视化展示和统计分析报告输出。该文件整合了所有关键算法模块，确保整个路径规划流程的完整执行。