随着嵌入式技术的发展以及智能移动终端的普及,路径规划与导航作为GIS系统中最常用的服务之一,在交通、旅游、物流等领域得到越来越广泛的应用,多样化的应用趋势也使得更多的因素被纳入了路径分析算法中。目前路径分析方法大部分局限于二维平面空间下,由于抽象地图路网与真实交通环境的差异性,导致了地形因素在路径规划中常常被忽视。但无论在步行导航或是车载导航中,地形以及道路行驶工况对于路径规划的结果都应具有重要的影响,并且随着地形起伏的加大,这种影响也更加显著。地形因素对路径规划的影响最直观的体现在出行的难易程度上,地形起伏大坡陡的道路步行难度大而费力,对于机动车驾驶,则由于频繁上下坡而增加了汽油消耗,并且降低了行驶安全系数。能量是用以衡量所有不同运动形式物质的运动规模的统一客观尺度,因此本文从地形与能耗的关系出发,探索如何对路径分析算法进行能耗优化,将地形要素以合理的方式加入路径分析算法中。本文以步行体能消耗和行车油耗为例,对地形与能量消耗的关系进行了研究。在调研和总结国内外关于步行体能消耗和车辆出行能耗研究的相关文献、资料的基础上,首先从理论层面分析了在步行以及行车中的能耗影响因子,研究了现有的步行体能消耗预测模型以及行车油耗预测模型,并根据本文特点对上述模型做出了一定改进。在此基础之上,提出了道路能耗评价指数,通过比值的形式表达道路能耗指数,使能耗评价由绝对值转化为相对值,减少了模型系数准确性的影响,并根据道路能耗评价指数建立了等效水平距离转换机制,使得能量最省问题更易于与传统的距离最短问题结合,并利用经典路径分析算法求解。经过实验分析与对比,本算法能够达到设计的预期目标和要求,通过能耗优化为用户规划出更为合理的出行路线,在地形复杂地区具有较强实际应用价值,可以减少用户出行的无形能耗成本,为用户带来更多的便捷,实现交通运输发展与资源环境的和谐统一。并且本算法的研究也有利于拓宽基于路径分析的服务应用范围,为如何将地形因素纳入路径分析体系提供了新的思路。