ArcGIS網絡概述

 

轉載自原文 ArcGIS網絡概述  

一、地理網絡

(一)基本概念

由一系列相互連通的點和線組成,用來描述地理要素(資源)的流動情況。

(二)網絡類型

1、定向網絡

(1)流向由源(source)至匯(sink)。

(2)網絡中流動的資源自身不能決定流向。

例如:水流、電流等。

 

2、非定向網絡

(1)流向不完全由系統控制

(2)網絡中流動的資源可以決定流向。

例如:交通系統等。

 

 

二、ArcGIS網絡

ArcGIS中網絡類型包涵幾何網絡(GeometricNetworks)和網絡數據集(NetworkDatasets)兩種,其區別見下表:

比較項目

幾何網絡/設施網絡

GeometricNetwork

UtilityNetwork

網絡數據集/運輸網絡

NetworkDatasets

TransportationNetwork

對應地理網絡

定向網絡

非定向網絡

對應圖標

 

 

組成元素

邊線和交匯點

Edgesandjunctions

邊線、交匯點和轉彎

Edges,junctionsandturns

存儲位置

GeoDatabase要素集(Only)

GeoDatabase要素集

或文件夾

應用要素

GeoDatabase

GeoDatabase

Shapefile

可否編輯

一種特殊的特徵要素類(Features),

由一系列不同類別的點要素和線要

素(可以度量並能圖形表達)組成

的,可進行圖形與屬性的編輯。

點要素和線要素的集合,是

「記錄」其拓撲關係而創建的,

不能編輯網絡中的圖形要素。

連通性管理

網絡系統管理

創建數據集時用戶控制

網絡屬性

基於要素類屬性

更靈活的屬性模型

網絡模式

單一模式

單一或多模式

分析類型

流向分析

追蹤分析

最佳路徑分析

服務區分析

最近服務設施分析

起止成本矩陣分析

對應模塊

設施網絡分析模塊

UtilityNetworkAnalyst

網絡分析模塊

NetworkAnalyst

應用範圍

常用於基礎設施網絡(如綜合管網、

電纜線等),研究網絡的狀態及模擬和

分析資源在網絡上的流動與分配情況。

常用於地理網絡(如交通網絡)的路

徑、服務範圍與資源分配等分析。

註釋:1、在建立這2種網絡的時候,Dataset下會自動產生2項,NetworkDataset會產生test_ND、test_ND_Junctions,GeometricNetwork會產生test_Net、test_Net_Junctions。test_ND和test_Net用於管理網絡的規則、屬性等,test_ND_Junctions和test_Net_Junctions都是點層,他們的作用是線層中的線互相連通時的連接點,所有的連接點都是自動生成的;2、要素類不能同時參與構成GeometricNetwork和NetworkDataset。

三、網絡數據集(Networkdatasets

(一)網絡組成

1、物理網絡

用於構建網絡並生成網絡元素:邊線(edges)、交匯點(junctions)和轉彎(turns)。

2、邏輯網絡

由一系列屬性表組成,用來模擬網絡的連通性,定義網絡元素的關係。

(二)物理要素

1、邊線數據(Edge):線數據,參與網絡數據集的邊線被定義爲雙向的。

2、交匯點數據(Point):點數據,交匯點可以連接任意多條邊線。

3、轉彎數據(Turn):轉彎數據,該類型數據專門用於網絡數據集,可由線數據或描述邊界轉向關係的turn表生成。

(三)連通性(Connectivity

在網絡中有兩種方法來表示天橋和地下通道:1、邊線與交匯點的連通策略:天橋和其下的道路在它們的交叉處都表示無節點的連續路徑;2、高程方法:是把天橋和地下通道視爲平面要素,如果代表天橋的兩條弧段相交於一個節點(高程爲0),那麼代表天橋下面的街道的兩條弧段就相交於另一節點(高程爲1)。

1、連通組(ConnectivityGroups

對點或線要素的邏輯分組,用來定義哪些網絡元素是連通的。默認情況下參與網絡要素處於同一個連通組,也可以在一個網絡數據集中定義多個組,用來進行高級網絡建模,多連通組構建多模式網絡的基礎。

 

 

2、連通策略(ConnectivityPolicies

用來定義一個連通組內的網絡元素相互之間的連通方式。

(1)邊線連通性

每個子類要素只能只能參與到一個連通組中;連通策略在同一個連通組中定義;默認情況下,不同連通組中的線要素不連通;可以使用點要素定義不同連通組中的線要素的連通性。

1端點連通(Endpoints)

2任意節點(Anyvertexes)

 

 

(2)交匯點連通性

可以參與到多個連通組中;可以將同一或不同連通組中的線要素連。

 

 

1依據邊線規則(Honor):由邊線決定是否連通。

 

 

2交點處連通(Override)

 

 

小結:

邊線連通性

端點連通(Endpoints)

邊線只能在端點處與其它邊線或交匯點連通。

任意節點(Anyvertexes)

一條邊線可以與其它邊線或交匯點的任意節點處連通。

交匯點連通性

依據邊線規則(Honor)

根據邊線元素的連通性策略決定交匯點與邊線的連通性。

交點處連通(Override)

交匯點與邊線的連通策略爲任意節點處連通。忽略邊線的連通策略。

3、高程字段(ElevationField

通過應用高程字段,使得網絡數據集能夠表達線要素的高度起伏關係,通過高程字段判定邊線的連通性,通常命名爲z-elevation或z-levels。

 

 

1連通(高程值相等):平交路口

 

 

2不連通(高程值不等):天橋和地下通道

 

 

(四)轉彎(Turns)

轉彎是網絡中基於線要素創建的特殊要素類,一個弧段到另一個弧段的過渡,描述了兩到多個邊線元素的轉向特徵,用於模擬網絡中流動資源的通行成本或者限制;轉彎成本是完成轉彎所需的時間,通過轉彎表記錄轉彎成本;一個轉彎表有三個項目:交叉的節點數、轉彎涉及的弧段數和轉彎成本。

  

 

(五)網絡數據集屬性(Attributes

可以通過數據集的屬性控制網絡的走向,比如網絡中的要素流動時的阻值、單行路等設置。每個屬性都有相應的名稱(Name)、用途(Usage)、單位(Units)、數據類型(Datatype),用戶可以根據需要添加/刪除這些屬性。

1、成本(Cost

穿過網絡元素時累積的某種屬性值。如行車時間,步行時間,距離等,通過屬性字段確定成本。

  

 

2、限制(Restriction

用布爾表達式Restricted(true)或者Traversable(false)表示,單行道或封禁的街道可以用字段標示在網絡屬性表中。字段值可顯示單行道的交通方向,如FT表示允許從弧段的始節點到終節點,TF表示允許從弧段的終節點到始節點,而N表示在任何方向都不能通行。

3、等級(Hierarchy

通過整型值對邊線元素進行等級劃分,用於在網絡數據集中查找路徑。默認支持三個等級,如:RoadType:1=highway,2=majorroad,3=localstreet。

 

4、描述符(Descriptor

用於描述網絡元素的整體特徵。如:車道數、材質等屬性信息。

 

5、網絡屬性的使用

在網絡分析中使用屬性,可以影響分析結果。

(六)創建網絡數據

 

 

(七)網絡分析流程

 

 

四、幾何網絡(GeometricNetworks

1Networks are made up of:

1Edges (derived from Line feature classes)

1These have distance and direction

2Junctions (derived from Point feature classes)

1All edges end at a junction

2Junctions may be end point of a line or intersections between lines

3If a point from a point feature class is not available to serve as a junction, a point, called an orphan junction, is created in the junction feature class

2Edges and Junctions may be simple or complex

1Simple edges/junctions consist of a single feature

2Complex edges allows edges to connect without separate segments

3Complex junctions represent multiple features

A pump station complex junction may itself consist of multiple water lines (edges) and valves (junctions)

3Weights may be associated with both edges and junctions

1They represent the cost of traveling over that feature

2They are calculated based upon an attribute of the feature (e.g. length of a pipe segment)

 

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