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增加一点关于网络分析的资料!(转)

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前一段时间给用户培训网络分析,积累了一点零散的资料。希望对大家有点帮助

                                                                           Network的类型
      (1)Transportation Network:是Undirected Network。表示Network的Edge具备方向,用户可以自由定义在网络中前进的方向,速度以及终点。例如一个卡车司机可以决定在哪条道路上开始行进,在什么地方停止,采用什么方向。并且还可以给网络设置限定性规则,例如是单行线还是禁行。在ArcGIS中,Transportation Network是通过Network Dataset创建的。
       (2)Utility Network: 是Directed Network类型,意味着网络中流动的物质必须按照在Network中定义好的规则前进,运行路径都是事先定义好的,可以被修改,但是不能被物质本身修改,而是被网络的工程师来修改网络的规则,使通过设置结点的开启状态来改变网络的流动方向。在ArcGIS中,Utility Network是通过Geometric Network模拟的。
                                                                           Transportation Network介绍
    ArcGIS Network Analyst分析模块使用的网络是存储在Network Dataset中。Network Dataset由Feature要素创建而来,能够用来表现复杂场景,包括Multimodal交通网络,同样也可以包含多个网络属性以模拟网络限制条件和层次结构。
    Network Dataset包含以下三种类型:
(1)Network Dtaset:创建网络的数据源存储于Personal 或者Enterprise Geodatabase中,因为其中可以存储很多数据源,因此可以构建Multimodal Network
(2)Shapefile-based Network Dataset:是基于Polyline Shapefile 文件创建的,也可以添加Shapefile Turn Feature Class,这种Network Dataset不能够支持多种Edge类型,也不能用于创建Multimodal Networks
(3)ArcGIS Network Analyst也可以读取SDC Network Dataset,可以实现网络分析功能,而不能创建Network Dataset

Network Elements包括三类:Edges,Junctions,Turns。

Connectivity Group
要想定义ArcGIS Network Analyst的Connectivity,首先要定义Connectivity Group。每一个Edge Source只能够被赋予一个Connectivity Group,而Junction Source可以被赋予多种Connectivity Group。只有将Junction设为两种或者多种Connectivity Group,才可以去连接不同Connectivity Group的Edge。Connectivity Group用于创建Multimodal Transportation Network。
以下为Network Dataset所支持的三种Connectivity Model:
(1)Connecting Edges within a Connectivity Group
可以设置“Endpoint Connectivity”,也可以设置“Any Vertex Connectivity”。第一种方式中,边和边只能在终点处相交,第二种方式则可以在边的任意位置相交
(2)Connecting Edges through Junctions across Connectivity Group
能够将不同Connectivity Group中的Edge通过被不同Connectivity Group共享的Junctions连接。
(3)Elevation Fields
主要用于Network Dataset中检查Line Endpoints的Connectivity。每一个Edge Feature具备两个字段用来描述每一个端点的高程。

Network Attribute
Network Attribute主要用于设定网络的流通属性,包括:
Name:
Usage Type:
Unit:Centimeter,Meter等等
Data Types:Boolean,Integer,Float,Double
Use by Default:
Cost:例如走过某段路需要花费的时间
Descriptors:对某条道路的描述信息,例如道路速度的限制,有多少个红绿灯等。
Restrictions:例如某条线是禁行,或者是单向的
Hierarchy:例如道路的分级

Types of Evaluators used by a network
Network的Attribute都需要设定Value,通常是利用Evaluators从Network Source中获取属性值。具备四种Evaluators:
Field Evaluator:利用属性字段的值;
Field Expression Evaluator:利用属性字段构建计算表达式;
   Constant Evaluators:赋予常数;
   VBscript Evaluators:通过执行VBScript代码,主要用于赋予复杂的属性值
每个Junction Source和Turn Source需要一个Evaluator,而每个Edge Source需要两个-Edge的每个方向都需要一个Evaluator

Turns in the Network Dataset
Turn的类型有多种,可以是Multi Edge Turn,也可以是U-Turn。在ArcGIS中,Turn是通过Turn Feature Class转变而来的,这些Turn Feature Class都是Polyline Feature Class。Turn Feature Class必须是与其他Network要素位于同一个Feature Dataset中,具备相同的空间参考,不参与Connectivity Groups,也不具备Elevation信息。Turn至少具备两条Edge,至多20条Edge。

Setting Directions
支持Directions的Network Dataset必须至少满足以下要求:
具备Length属性,包括Length单位;
至少有一个Edge Source;
在Edge Source上至少有一个Text字段。

Creating a network Dataset
第一步:准备Feature Dataset和Source;
    如果是要创建Geodatabase-based Network Dataset,则参与创建网络的数据源必须位于同一个Feature Dataset中;如果是创建基于Shapefile的Network,则需要将参与的要素存储到相同的文件夹中。
第二步:为创建Network Dataset的数据源设置属性,为网络添加属性信息;
保证数据源中包含可以设置网络阻力信息的属性值-距离,旅行时间等等。最后是将这些属性值的字段名用相应的Unit命名,使得系统可以自动去识别,例如可以为旅行时间设置字段名为Minutes。对于线状要素来说,如果在不同的方向,阻力值不相同,则应该为两个方向分别设置属性字段,例如“FT_Minutes”和“TF_Minutes”.
    如果是对单行线建立网络,则Edge Source中必须包含一个字段以指定One-Way街道属性,可以将存储这个属性的字段命名为“One_Way”或“Oneway”。创建Evaluator以给该字段赋值:
“FT”或“F”表示沿着数字化方向的单行线;
   “TF”或“T”表示与数字化方向相反的单行线;
   “N”表示禁行线;
如果是其它属性值,则表示该条线路的两边都是可以通行的。
    如果打算通过Z-Elevation或者Z-Level值模拟Overpasses和Underpasses,则必须使得Edge的属性字段包括两个整型字段,Edge的每个结点的高程用一个字段表示。如果字段被命名为“F_ELEV”“T_ELEV”或者“F_ZLEV”“T_ZLEV”,则系统可以将其自动识别为高程字段。
如果希望在网络中保存方向信息,则Edge的属性字段中必须包含产生方向的信息,例如道路等级,高速路障,边界信息等。
第三步:准备Turn Feature Class,添加Turn信息;
创建Feature Dataset时, Turn信息是可选的,如果将转弯信息保存在Turn Table中,则必须将其转变为Turn feature Class。并且还要在Turn Feature Class的属性表中包含属性字段以保留Turn Impedance,以及转弯限制(某个弯只能是货车才可以转)等网络属性信息。
第四步:利用New Network Dataset Wizard创建Network Dataset
为Network Dataset命名,设定数据源,创建连通性,指定高程数据,指定转弯数据源,定义属性,确定方向规则。
第五步:Build Network Dataset
该过程会实现:网络要素创建,连通性创建,为网络属性赋属性值

Network Analyst提供的分析功能
Finding the Best Route
ArcGIS Network Analyst能够分析点与点之间的最优路径,点的位置可以通过三种方式设置:(1)在屏幕上添加点,如果用户添加的点不在路径之上,则系统会根据Snapping设置,将该点自动咬合到近处的点,如果点到线的距离大于设置的咬合值,则无法实现,需要重新设置Snapping ;(2)通过输入Address;(3)从已经存在的Feature Class或者Feature Layer中导入位置。分析最优路径时的点与点之间的顺序,可以用户自己设置,也可以由系统自动设置。
可以实现的最优路径分析包括:最快路径,最短路径,最多场景的路径等,路径分析的内容可以通过设定Impedance实现。

Finding the Closest Facility
查找最近设施:可以设置一个Cutoff Cost,一旦超过这个设置,则不再分析。一旦查找到最近设施,则可以实现的功能包括到达最近设施的路径,旅行花费,方向等。

Finding Service Areas
Network Service Area是包括所有在设定阈值内可以到达的Streets的Region。例如某个点的5分钟服务区是从该点5分钟之内可以到达的所有街道的Region。
Accessibility表示从某个点到达其它地点的容易程度。在ArcGIS中,Accessibility可以通过Travel Time,Distance和任意其它的Impedance进行设定。

Creating an OD Cost Matrix
能够从多个源点和终点之间创建Origin-Destination(OD) Cost Matrix。OD Cost Matrix是一个包含从每一个Origin到每一个Destination的总Impedance的Table。在地图上表示时,Origin 到Destination的Path是用直线表示的。

                                                                     Geometric Network介绍
    Geometric Network 主要用于模拟现实世界中的水网,电网,煤气网,电话服务等资源网络。
    Geometric Network由一套相互连接的Edge和Junctions组成,并且包含Connectivity Rules。必须构建于Geodatabase的Feature Dataset中,其中的Feature Class是作为Junctions和Edge的数据源。
Geometric Network中包含两种主要的要素:Edges和Junctions
    在网络中,Edge和Junctions是Topologically Connected to each other:Edge和Edge在Junctions处连接,某个Edge中流动的要素是通过Junctions流动到其它的Edge。
    有两种类型的Edges:
       Simple Edges-连着两个Junctions,Edge的每一头连接一个Junction;
       Complex Edges-通常在端点处至少连接两个Junctions,而且在Edge的中间部分,也可以连接很多Junctions,例如:主管道上可以连接多个支管道。
有两种类型的Junctions:
   User defined Junctions:在构建Geometric Network时,根据用户定义的Point Source生成的Junctions;
   Orphan Junctions:当第一个Edge Feature Class添加到Geometric Network时,创建了Simple Junction Feature Class ,被称为Orphan Junction Feature Class,主要是用于维护网络的完整性。当用户添加其它的Junctions Feature时,该点处的Orphan Junctions将被删除;此外当用户删除Geometric Network时,则Orphan Junctions也被删除。
当创建一个Geometric Network时,也创建了一个相应的Logic Network,用于表现和模型化要素之间的连通关系,实现Tracing和Flow计算。Logic Network是由一系列的Table组成,并且由ArcGIS维护。当Geometric Network被更新或者删除时,Logic Network会自动更新。

   Sources 和Sinks
    网络要素的流动方向是从Sources和Sinks来计算的,从Sources流出,汇于Sinks。可以在创建Geometric Network时,将Junctions设置为Sources或者Sinks或者都不是,一旦设定为Source或者Sink,则在属性表中添加字段AncillaryRole用于记录其类型。

   Network Weight
网络可以被设置权重,用于表示网络要素在其中流动的环境,使利用参与网络的Feature的属性来设置网络的Weight。

Enable and Disable Feature
Geometric Network中的Edge和Junctions可以在Logic Network中设置为Enabled或者Disabled。网络的Enabled或者Disabled状态是由要素属性字段Enabled设置的,可以选择的属性为True,False,当通过简单要素类创建Geometric Network时,该字段自动添加为输入要素中,并且缺省状态下属性值为True。

Connectivity
在现实生活中,Geometric Network中并不是所有的要素都是可以相互连接的,系统所创建的网络连通性可能不适合,则用户可以根据自己的需要修改Connectivity,方法是:在ArcCatalog中点击创建的Geometric Network,在Properties中选择Connectivity面板,实现Connectivity的设置。
可以创建的Connectivity Rule包括两种:Edge-Junction Connectivity,Edge-Edge Connectivity
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