擴(kuò)展學(xué)習(xí)筆記2-Network-Analyst擴(kuò)展模塊

1、Network Analyst網(wǎng)絡(luò)分析擴(kuò)展模塊1 概述Network Analyst網(wǎng)絡(luò)分析擴(kuò)展模塊是ArcGIS Desktop中重要的擴(kuò)展模塊?；蒒etwork Analysi網(wǎng)絡(luò)分 析擴(kuò)展模塊，我們可以1 針對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)(Transporunion Nwork)創(chuàng)建和Network Dataset網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集。 2基于Network Dataset網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)分析。網(wǎng)絡(luò)分析主要包括5種分析類型：尋找昴優(yōu)路徑、尋找 服務(wù)區(qū)域.尋找昴鄰近設(shè)施、創(chuàng)建OD (Original-Destination)成木矩陣、解決午輛行午路線(路徑規(guī)劃) 問題。2 組成Network Analyst網(wǎng)絡(luò)分析

2、擴(kuò)展模塊由以下四個(gè)部分組成：l. ArcCatalog中創(chuàng)建Nehvork Dataset網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的向?qū)В豪孟驅(qū)[具，可基于shapefile文件或者要 素集中要素類創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集并定義網(wǎng)絡(luò)源數(shù)據(jù)及其在網(wǎng)絡(luò)中扮演的角色、抬定網(wǎng)絡(luò)中的連通性和網(wǎng)絡(luò) 屬性。Q 匚標(biāo)58Arclnp Arcinfo二回因、 IIArcCatalog - Arcln*fo - D: ArcTnt orXHctvork. Analyst Excrcisc6KctvoTkAnaly3is zdbftnol. 上 |jjgdit Vi w Go Tools Yindcv HlpLflgtion： p：iXrcrutrft

3、tvork_An4.Copy,s*pCtrltfS*.rl V圧TjJ 4j 匸J5) f 1 GttttingjSt*rt6dv I_ GP Service Exnpl ex4 匸Klp3) O Lioormv |_| Li ne arIkf er cnc 2 nc4 O Np5) GJ NaplaM-I_ Ke tv &rk_Ajwlys t* 2J Exercize ILJ Exercise?4 Cj E:erc:s3nanuiAHdfrashA:ic-/x tXw2* U Excrcdzc l LJ Exercis5-Q) I:trc:sc6B Q NaggUXMLyki!： f t之

4、圖小如口 C&=n*t:cLayer5 * KatvorkLyarz (3 “eweInpriExpertCotTiprczz 7il GcodatobasQ . Vncnprcss Tila go&QtabyQ . JIpgffideUofereMeAdd Global IDs.Proper lie s.I FAfttnre Class.E Bdlfttionship C1*sk.鈿 Irrainork Dataset.Iopolcgy.C4dLstrol f4br:c.Elyccn FeoVore CLcss Fron Lixie:.Qcnetric Netuxk .8jiercise5.

5、rwd Q Tzreiz7，LJ ExercjsrB O Ixcrc:zc93 U Ripr as*nt at j oas :.Gt n v|2. ArcMap中網(wǎng)絡(luò)分析窗口：網(wǎng)絡(luò)分析窗口幫助你管理用于網(wǎng)絡(luò)分析的輸入和分析結(jié)果，例如障礙.站點(diǎn)和路線。3. ArcMap中網(wǎng)絡(luò)分析工具欄：網(wǎng)絡(luò)分析工具欄是一系列菜収和按鈕的集合.用于添加和修改網(wǎng)絡(luò)位宜、產(chǎn)生方向.識(shí)別網(wǎng)絡(luò)要素、 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)和基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)分析。4. ArcToolbox中GP工具:用于網(wǎng)絡(luò)分析操作的一系列匚具。除此之外網(wǎng)絡(luò)分析擴(kuò)展模塊也支持網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集圖層和網(wǎng)絡(luò)分析圖層的使用和創(chuàng)建?；诰W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集 圖層（lyr）可顯示和査詢基礎(chǔ)

6、的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)分析圖層是網(wǎng)絡(luò)分析操作創(chuàng)建的圖層，利用ArcMap 中的提供的接口和GP匸具可用于進(jìn)一步的分析操作。?il& Editbooinorks IxqyI SalacU&Xi Too Ytiidw HolpD 2 Q G4/ p3t71?5:g & 尊 O - *? TrMrktn Analyxi +): M.tork Analyxi0 StTQgJfl) Edc?s xource口 Sirat%_ND_Junc(ioav-0 StrutsOi農(nóng)多 So.ree| Sdecticr.Save Layer3 &! etlsihl RI s|88|Save匚 rcd蛇-ND.IhS

7、as 阿LjwfilMCW一1用戶大合LJ h 郵C w】tr o Wp一1總慮念弭2j tutorCjGKool:;1 Tiyial匚la2jTc5ta*pCjmMDKaISDaf (JOmB_Lnxd - Arclap - ArcTnfo圖1網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集圖層 lcdt8UnlcteS Error 7沁 Violftti )Barr i er*O rrcrO SaWd? UaloxMd0伽 Eouteli(3 Kospit StreetsPar如回F色。叵JE圉%A5上TroLbwUBSUJLtyVUr口存TLJYXnMrac-Crotty Kb ntolCptWD淚 機(jī)尊口 ! *? BeM

8、fk AnalE 曰 心 股總 |12U?,9I72f(rork DST(0) Boules (0) Barriers (0)3:A 叫訕g. cueMSave LayexS*e LJ SS.De7* * A |O* AridT I】。二 b / y A *-1362S319 33B C194933.EC6 IS.t.rw圖2網(wǎng)絡(luò)分析圖層3 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集ArcGIS Network Analyst網(wǎng)絡(luò)分析擴(kuò)展使用的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在network dataset網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集中，其可通過 參與網(wǎng)絡(luò)的女個(gè)婆素源來創(chuàng)建。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集利用島級(jí)的連通模型來描述復(fù)朵的情形例如多樣式交通網(wǎng)絡(luò) Multimodal t

9、ransportation network Multimodal交通網(wǎng)絡(luò)擁有豐富的網(wǎng)絡(luò)屬性模型,用來對(duì)障礙、限制和等 級(jí)進(jìn)行建模。網(wǎng)絡(luò)要素集是通過簡(jiǎn)怔要素線.點(diǎn)和轉(zhuǎn)彎來構(gòu)建的。在ARC/INF O中.Coverage數(shù)據(jù)可用來創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集：Arc View GIS中，X基于線狀Shapefile數(shù)據(jù)第一次進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析時(shí)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集：ArcGIS中.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，支持對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ). 屈性編輯.網(wǎng)絡(luò)建模。創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集婆設(shè)迓許箏選項(xiàng)。由于GeoDatabase中的要素集可存儲(chǔ)女個(gè)要素類.網(wǎng)絡(luò)婆素集可利 用藝個(gè)數(shù)據(jù)源對(duì)多樣式網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模因此網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集可利用存儲(chǔ)在個(gè)人或企業(yè)級(jí)Geo

10、Database要素集中 的多個(gè)婆素類來創(chuàng)建c基于Shapefile的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集為Arc View GIS用戶提供了快速遷移數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)。Shapefile網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集是 由包含網(wǎng)絡(luò)源（例如街道網(wǎng)絡(luò)）的shapefile線要素類或者轉(zhuǎn)彎雯素類來創(chuàng)建的，不支持女邊的數(shù)據(jù)源.無 法用于多樣式網(wǎng)絡(luò)建模。ArcGIS Network Analyst擴(kuò)展可直接讀取SDC網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集（Smart Data Compression要素類的集合.共 享屬性信息）.宜接進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析。1 網(wǎng)絡(luò)元素network element網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集由網(wǎng)絡(luò)元素組成。網(wǎng)絡(luò)元素通過創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)源來創(chuàng)建：連通性通過源要素的幾 何形

11、狀來構(gòu)建：網(wǎng)絡(luò)元素的屬性控制網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)動(dòng)。網(wǎng)絡(luò)元素可劃分為三種：邊edge、節(jié)點(diǎn)Junction和轉(zhuǎn)彎tunu Edge與節(jié)點(diǎn)相連，是資源流動(dòng)的紐帶： Junction連接邊Edge,引導(dǎo)從一條邊到另一條邊的移動(dòng)：轉(zhuǎn)彎記錄在兩個(gè)或多邊之間運(yùn)動(dòng)的信息。其中Edge 和Junction是網(wǎng)絡(luò)的基木結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中的連通性處理邊、節(jié)點(diǎn)和其他元素間的連接。Turn是可選的網(wǎng)絡(luò)元 素，用來存儲(chǔ)特殊的轉(zhuǎn)彎移動(dòng)的信息.例如左轉(zhuǎn)彎就是對(duì)特定邊向另一條邊轉(zhuǎn)彎的限制。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集源可分為三類：邊要素源、節(jié)點(diǎn)要素源和轉(zhuǎn)彎要素源。邊要素源是線要素類：節(jié)點(diǎn)要素源 是點(diǎn)要素類：轉(zhuǎn)彎婆素源是Turn耍素類（Turn Featur

12、e）幾何網(wǎng)絡(luò)不能作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)抿集的數(shù)抿源。舉例：數(shù)據(jù)源如何創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的交通網(wǎng)絡(luò)利用街道要素類來創(chuàng)建Edge元素，街道交叉要素類創(chuàng)建 Junction元素，另外鐵路線和公交線也可以用來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)Edge元素.火午站和公交車站也可用來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)Junction元素。2連通性 Connectivity連通組 Connect i vity groupsArcGIS Network Analsyt的連通性始干連通組的定義。每個(gè)Edge源只能分配給一個(gè)連通組.而節(jié)點(diǎn)源 可分配給一個(gè)或女個(gè)連通組。連通組可用來對(duì)箏層次交通系統(tǒng)建模C例如地詵和街道多層次網(wǎng)絡(luò)中，地鐵 線和地詵出入口分配在同一連通組：街道和地詵

13、出入口分配在另一連通組：分配在兩個(gè)連通組中的地鐵出 入口成為r連接兩個(gè)連通組的紐帶。兩組間的所有路徑必須穿過共享的地詵出入口。例如路徑提供者婆訃 算行人在一個(gè)城市中從一個(gè)地方到另一個(gè)地方的最佳路線是步行到地鐵口.上地詵.在換乘站換乘另一地 鐵，然后從另一地鐵口出來。連通組獨(dú)立維護(hù)各自的網(wǎng)絡(luò).但是在共字的地詵口進(jìn)行連接。連通組內(nèi)邊連接連通組內(nèi)的邊連接有兩種方式：endpoint終點(diǎn)和any vertices任總頂點(diǎn)作為邊源的連通策略進(jìn)行設(shè)臥 endpoint終點(diǎn)連接策略，即生成邊的線要素僅僅在一致的終點(diǎn)上相連。例如橋和街道的連接橋必須 在其終點(diǎn)連接街道.而在其下穿過的街道與橋不相連。如下圖。除此

14、之外.立交橋等也可利用該連接策略。any vertices任意頂點(diǎn)連接策略.即線要素在一致的頂點(diǎn)上分割開.例如交叉街道。如果兩個(gè)線要素沒有一致的頂點(diǎn).則無法在相交處分割。通過節(jié)點(diǎn)在連通組間進(jìn)行邊連接在不同連通組的邊是通過共享的節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行連接的。例如女樣式交通系統(tǒng)中的公交網(wǎng)絡(luò)和街道網(wǎng)絡(luò)，通過點(diǎn)數(shù)據(jù)源添加公交午站存在與兩個(gè)連通組中C公 交午站的點(diǎn)位在空間上必須與公交線和街道線保持一致。半添加一個(gè)公交牛站點(diǎn)時(shí)，該點(diǎn)能否成為節(jié)點(diǎn)依 賴于節(jié)點(diǎn)連通策略。節(jié)點(diǎn)在終點(diǎn)還是頂點(diǎn)連接邊，依賴于目標(biāo)邊數(shù)據(jù)源的連通策略。然而，有些情形下可 能需要復(fù)寫連通行為C例如.公交線采用公交牛站的終點(diǎn)連通策略.但是經(jīng)?？赡苄枰?/p>

15、公交午站放在中間的某個(gè)頂點(diǎn)上。 要實(shí)現(xiàn)上述這種節(jié)點(diǎn)的連通.必須設(shè)迓節(jié)點(diǎn)連通策略用來復(fù)寫默認(rèn)的行為.從而把節(jié)點(diǎn)連接到給定的邊上。 對(duì)公交牟站節(jié)點(diǎn)不進(jìn)行連通策略復(fù)寫的實(shí)現(xiàn)，如圖3 (a)所示。連通策略復(fù)寫后如圖3 (b)所示。圖3 (a)不復(fù)寫連通策略Cxmectivi Croups:SouceI Connect譏y Polw | 1 |BusrineErdport庖Bus_jhp1 OverridejJ 匡IHctoi1圖4(b)復(fù)寫連通策略高程字段商程字段用于ARC/INFO,ArcView GIS和ArcGIS的連通性建模，精化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集模型。該商程字段不同于構(gòu)建Z拓程字段.Z拓程是物理商程

16、信息被存儲(chǔ)在在要素的每個(gè)節(jié)點(diǎn)中。該島程字段用來描述線要素 終端的島程。例如下圖所示的4條線要素EFl、EF2. EF3、EF4.屬于同一連通組并設(shè)宜終點(diǎn)連通策略。EF3和EF4的髙程值是0： EF1和EF2的商程值是1。因此在線要素相交處.EF3與EF4是相連的.EF1 和EF2是相連的。在ArcGIS中利用島程字段可増強(qiáng)建模的精度，尤其是對(duì)橋和隧道的建模。3網(wǎng)絡(luò)屈性網(wǎng)絡(luò)屬性是網(wǎng)絡(luò)元素的基木屈性，控制網(wǎng)絡(luò)的可通達(dá)性。網(wǎng)絡(luò)屬性由五種基木持性組成：名稱.使用 類型.總位.數(shù)據(jù)類型和使用默認(rèn)設(shè)宜。(1) 使用類型：定義在網(wǎng)絡(luò)分析中屬性的使用方式作為成木、描述、限制和層次。成木屬性用于計(jì)算最短路徑(最

17、小距離)和最快路徑(最小時(shí)間。描述：用于說明網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)元素特征，例如街道網(wǎng)絡(luò)中的牟道數(shù)雖、限速等。描述器不是成木屬性， 但其可以和距離結(jié)合來創(chuàng)建成木屬性。限制：限制被看作是持殊的網(wǎng)絡(luò)元素.在網(wǎng)絡(luò)分析中.限制元素是不能被穿越的。例如單向街道可通 過限制屬性來建模。層次：網(wǎng)絡(luò)元素的順序或等級(jí)。例如在街道網(wǎng)絡(luò)中道路的等級(jí)劃分。在ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析中.不同等 級(jí)的道路可劃分為三個(gè)層次主要道路、二級(jí)道路和區(qū)域道路(2) 的位：成木屈性的譏位是距離或時(shí)間，例如cm、m. min和sec秒：描述器.等級(jí)和限制都是沒 有單位的。(3) 數(shù)據(jù)類型：Boolean.整形.tloal和double型。成木屬性不能

18、是布爾型.限制通常是布爾型的. 等級(jí)通常是整形的。(4) 使用默認(rèn)設(shè)迓：使用默認(rèn)設(shè)宜可在新創(chuàng)建的網(wǎng)絡(luò)分析圖層上自動(dòng)設(shè)置屈性。4 網(wǎng)絡(luò)分析實(shí)例網(wǎng)絡(luò)分析實(shí)例將在下一篇中進(jìn)行介紹。(1) 創(chuàng)建基于Shapefile的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集(2) 創(chuàng)建基于GeoDatabase的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集(3) 創(chuàng)建多樣式的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集(4) 査找最優(yōu)路徑(5) 査找最近的消防站(6) il算服務(wù)區(qū)域和0D成木矩陣5 附錄：網(wǎng)絡(luò)類型介紹網(wǎng)絡(luò)是由相互作用元素構(gòu)成的系統(tǒng)，連通性是在網(wǎng)絡(luò)間移動(dòng)的根木。在ArcGIS中，網(wǎng)絡(luò)用于兩種類型 的模型構(gòu)建一交通網(wǎng)絡(luò)模型和公用設(shè)施網(wǎng)絡(luò)模型。交通網(wǎng)絡(luò)：交通網(wǎng)絡(luò)是無方向網(wǎng)絡(luò)，即雖然在網(wǎng)絡(luò)中給邊分配方向.但行為者可以自由決定移動(dòng)方向、 速度和目的地。例如，在街道上駕年行駛的人可選擇硬轉(zhuǎn)彎的街道.停午的時(shí)間、行駛的方向。網(wǎng)絡(luò)上的 限制.例如單向行駛或者不允許U型轉(zhuǎn)彎是行為者要逍循的規(guī)萃。這是交通網(wǎng)絡(luò)與公用設(shè)施網(wǎng)絡(luò)截然不同 的地方。在ArcGIS中.交通網(wǎng)絡(luò)是通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集Network Dataset來建模的：其網(wǎng)絡(luò)分析功能是通過 Network Analyst擴(kuò)展模塊來完成的，具體功能參見上文介紹。Arc4ap中