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ArcGIS中network analysis简介.doc

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  • 卖家[上传人]:飞***
  • 文档编号:4652432
  • 上传时间:2017-08-21
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    • 1 概述Network Analyst 网络分析扩展模块是 ArcGIS Desktop 中重要的扩展模块基于 Network Analyst 网络分析扩展模块,我们可以 1.针对交通网络(Transportation Network)创建和编辑 Network Dataset 网络数据集2. 基于Network Dataset 网络数据集执行网络分析网络分析主要包括 5 种分析类型:寻找最优路径、寻找服务区域、寻找最邻近设施、创建 OD(Original-Destination)成本矩阵、解决车辆行车路线(路径规划)问题2 组成Network Analyst 网络分析扩展模块由以下四个部分组成:(1).ArcCatalog 中创建 Network Dataset 网络数据集的向导:利用向导工具,可基于 shapefile 文件或者要素集中要素类创建网络数据集,并定义网络源数据及其在网络中扮演的角色、指定网络中的连通性和网络属性2).ArcMap 中网络分析窗口 :网络分析窗口帮助你管理用于网络分析的输入和分析结果,例如障碍、站点和路线3).ArcMap 中网络分析工具栏 :网络分析工具栏是一系列菜单和按钮的集合,用于添加和修改网络位置、产生方向、识别网络要素、构建网络和基于网络数据集执行网络分析。

      4).ArcToolbox 中 GP 工具:用于网络分析操作的一系列工具除此之外,网络分析扩展模块也支持网络数据集图层和网络分析图层的使用和创建基于网络数据集图层(.lyr)可显示和查询基础的网络数据集数据网络分析图层是网络分析操作创建的图层,利用 ArcMap 中的提供的接口和 GP 工具可用于进一步的分析操作3 网络数据集ArcGIS Network Analyst 网络分析扩展使用的网络数据存储在 network dataset 网络数据集中,其可通过参与网络的多个要素源来创建网络数据集利用高级的连通模型来描述复杂的情形,例如多样式交通网络 Multimodal transportation networkMultimodal 交通网络拥有丰富的网络属性模型,用来对障碍、限制和等级进行建模网络要素集是通过简单要素线、点和转弯来构建的 在 ARC/INFO 中,Coverage 数据可用来创建网络数据集;ArcView GIS 中,当基于线状 Shapefile 数据第一次进行网络分析时创建网络数据集;ArcGIS 中,网络数据存储可持续的网络,支持对网络数据的存储,属性编辑、网络建模。

      创建网络数据集要设置许多选项由于 GeoDatabase 中的要素集可存储多个要素类,网络要素集可利用多个数据源对多样式网络进行建模,因此网络数据集可利用存储在个人或企业级 GeoDatabase 要素集中的多个要素类来创建基于 Shapefile 的网络数据集为 ArcView GIS 用户提供了快速迁移数据的机会Shapefile 网络数据集是由包含网络源(例如街道网络)的 shapefile 线要素类或者转弯要素类来创建的,不支持多边的数据源,无法用于多样式网络建模ArcGIS Network Analyst 扩展可直接读取 SDC 网络数据集( Smart Data Compression 要素类的集合,共享属性信息) ,直接进行网络分析1)网络元素 network element网络数据集由网络元素组成网络元素通过创建网络数据集的数据源来创建;连通性通过源要素的几何形状来构建;网络元素的属性控制网络中的运动网络元素可划分为三种:边 edge、节点 Junction 和转弯 turnEdge 与节点相连,是资源流动的纽带;Junction 连接边 Edge,引导从一条边到另一条边的移动;转弯记录在两个或多边之间运动的信息。

      其中 Edge 和 Junction 是网络的基本结构网络中的连通性处理边、节点和其他元素间的连接Turn 是可选的网络元素,用来存储特殊的转弯移动的信息,例如左转弯就是对特定边向另一条边转弯的限制网络数据集源可分为三类:边要素源、节点要素源和转弯要素源边要素源是线要素类;节点要素源是点要素类;转弯要素源是 Turn 要素类(Turn Feature) 几何网络不能作为网络数据集的数据源举例:数据源如何创建一个简单的交通网络利用街道要素类来创建 Edge元素,街道交叉要素类创建 Junction 元素,另外铁路线和公交线也可以用来构建网络 Edge 元素,火车站和公交车站也可用来构建网络节点 Junction 元素2)连通性 Connectivity连通组 Connectivity groupsArcGIS Network Analsyt 的连通性始于连通组的定义每个 Edge 源只能分配给一个连通组,而节点源可分配给一个或多个连通组连通组可用来对多层次交通系统建模例如地铁和街道多层次网络中,地铁线和地铁出入口分配在同一连通组;街道和地铁出入口分配在另一连通组;分配在两个连通组中的地铁出入口成为了连接两个连通组的纽带。

      两组间的所有路径必须穿过共享的地铁出入口例如路径提供者要计算行人在一个城市中从一个地方到另一个地方的最佳路线是步行到地铁口,上地铁,在换乘站换乘另一地铁,然后从另一地铁口出来连通组独立维护各自的网络,但是在共享的地铁口进行连接连通组内边连接连通组内的边连接有两种方式:endpoint 终点和 any vertices 任意顶点,作为边源的连通策略进行设置endpoint 终点连接策略,即生成边的线要素仅仅在一致的终点上相连 例如桥和街道的连接,桥必须在其终点连接街道,而在其下穿过的街道与桥不相连除此之外,立交桥等也可利用该连接策略any vertices 任意顶点连接策略,即线要素在一致的顶点上分割开,例如交叉街道如果两个线要素没有一致的顶点,则无法在相交处分割通过节点在连通组间进行边连接,在不同连通组的边是通过共享的节点来进行连接的例如多样式交通系统中的公交网络和街道网络,通过点数据源添加公交车站存在与两个连通组中公交车站的点位在空间上必须与公交线和街道线保持一致当添加一个公交车站点时,该点能否成为节点依赖于节点连通策略节点在终点还是顶点连接边,依赖于目标边数据源的连通策略然而,有些情形下可能需要复写连通行为。

      例如,公交线采用公交车站的终点连通策略,但是经常可能需要把公交车站放在中间的某个顶点上要实现上述这种节点的连通,必须设置节点连通策略用来复写默认的行为,从而把节点连接到给定的边上高程字段高程字段用于 ARC/INFO,ArcView GIS 和 ArcGIS 的连通性建模,精化网络数据集模型该高程字段不同于构建 Z 高程字段,Z 高程是物理高程信息被存储在要素的每个节点中该高程字段用来描述线要素终端的高程例如下图所示的 4 条线要素 EF1、EF2 、 EF3、EF4 ,属于同一连通组并设置终点连通策略 EF3和 EF4 的高程值是 0;EF1 和 EF2 的高程值是 1因此要素相交处,EF3 与EF4 是相连的,EF1 和 EF2 是相连的在 ArcGIS 中利用高程字段可增强建模的精度,尤其是对桥和隧道的建模3)网络属性网络属性是网络元素的基本属性,控制网络的可通达性网络属性由五种基本特性组成:名称、使用类型、单位、数据类型和使用默认设置1) 使用类型:定义在网络分析中属性的使用方式,作为成本、描述、限制和层次成本属性用于计算最短路径(最小距离)和最快路径(最小时间) 描述:用于说明网络或网络元素特征,例如街道网络中的车道数量、限速等。

      描述不是成本属性,但其可以和距离结合来创建成本属性限制被看作是特殊的网络元素,在网络分析中,限制元素是不能被穿越的例如 单向街道可通过限制属性来建模层次:网络元素的顺序或等级例如在街道网络中道路的等级划分在 ArcGIS 网络分析中,不同等级的道路可划分为三个层次:主要道路、二级道路和区域道路2) 单位: 成本属性的单位是距离或时间 ,例如 cm、m、min 和 sec 秒;描述器、等级和限制都是没有单位的3) 数据类型:Boolean、整形、float 和 double 型成本属性不能是布尔型,限制通常是布尔型的,等级通常是整形的4) 使用默认设置:使用默认设置可在新创建的网络分析图层上自动设置属性附录:网络类型介绍网络是由相互作用元素构成的系统,连通性是在网络间移动的根本在ArcGIS 中,网络用于两种类型的模型构建-交通网络模型和公用设施网络模型交通网络:交通网络是无方向网络,即虽然在网络中给边分配方向,但行为者可以自由决定移动方向、速度和目的地例如,在街道上驾车行驶的人可选择要转弯的街道、停车的时间、行驶的方向网络上的限制,例如单向行驶或者不允许 U 型转弯是行为者要遵循的规章。

      这是交通网络与公用设施网络截然不同的地方在 ArcGIS 中,交通网络是通过网络数据集 Network Dataset 来建模的;其网络分析功能是通过 Network Analyst 扩展模块来完成的,具体功能参见上文介绍公用设施网络:公用设施网络是有向网络,即行为者要完全遵照已经设定好的网络规则进行运动例如给水、污水和电力等,所经过的网络都是预先定义好的如果要更改,需要控制网络的工程师来更改网络规则在 ArcGIS 中,公用设施网络是通过几何网络 Geometric Network 来建模的,其网络分析功能是通过 ArcGIS Desktop 的核心功能 Utility Network Analysis 公共事业网络分析工具来完成的。

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