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一、地理網絡
(一)基本概念
由一系列互相連通的點和線組成,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)至彙(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)和網絡資料集(NetworkDatasets)兩種,其差別見下表:
比較項目 | 幾何網絡/設施網絡 GeometricNetwork UtilityNetwork | 網絡資料集/運輸網絡 NetworkDatasets TransportationNetwork |
對應地理網絡 | 定向網絡 | 非定向網絡 |
對應圖示 | | |
組成元素 | 邊線和交彙點 Edgesandjunctions | 邊線、交彙點和轉彎 Edges,junctionsandturns |
存儲位置 | GeoDatabase要素集(Only) | GeoDatabase要素集 或檔案夾 |
應用要素 | GeoDatabase | GeoDatabase Shapefile |
可否編輯 | 一種特殊的特征要素類(Features), 由一系列不同類别的點要素和線要 素(可以度量并能圖形表達)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”其拓撲關系而建立的, 不能編輯網絡中的圖形要素。 |
連通性管理 | 網絡系統管理 | 建立資料集時使用者控制 |
網絡屬性 | 基于要素類屬性 | 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 |
對應子產品 | 設施網絡分析子產品 UtilityNetworkAnalyst | 網絡分析子產品 NetworkAnalyst |
應用範圍 | 常用于基礎設施網絡(如綜合管網、 電纜線等),研究網絡的狀态及模拟和 分析資源在網絡上的流動與配置設定情況。 | 常用于地理網絡(如交通網絡)的路 徑、服務範圍與資源配置設定等分析。 |
注釋:1、在建立這2種網絡的時候,Dataset下會自動産生2項,NetworkDataset會産生test_ND、test_ND_Junctions,GeometricNetwork會産生test_Net、test_Net_Junctions。test_ND和test_Net用于管理網絡的規則、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配接點,所有的連接配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、網絡資料集(Networkdatasets)
(一)網絡組成
1、實體網絡
用于建構網絡并生成網絡元素:邊線(edges)、交彙點(junctions)和轉彎(turns)。
2、邏輯網絡
由一系列屬性表組成,用來模拟網絡的連通性,定義網絡元素的關系。
(二)實體要素
1、邊線資料(Edge):線資料,參與網絡資料集的邊線被定義為雙向的。
2、交彙點資料(Point):點資料,交彙點可以連接配接任意多條邊線。
3、轉彎資料(Turn):轉彎資料,該類型資料專門用于網絡資料集,可由線資料或描述邊界轉向關系的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、邊線與交彙點的連通政策: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為平面要素,如果代表天橋的兩條弧段相交于一個節點(高程為0),那麼代表天橋下面的街道的兩條弧段就相交于另一節點(高程為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。預設情況下參與網絡要素處于同一個連通組,也可以在一個網絡資料集中定義多個組,用來進行進階網絡模組化,多連通組建構多模式網絡的基礎。
2、連通政策(ConnectivityPolicies)
用來定義一個連通組内的網絡元素互相之間的連通方式。
(1)邊線連通性
每個子類要素隻能隻能參與到一個連通組中;連通政策在同一個連通組中定義;預設情況下,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)交彙點連通性
可以參與到多個連通組中;可以将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) | 邊線隻能在端點處與其它邊線或交彙點連通。 |
任意節點(Anyvertexes) | 一條邊線可以與其它邊線或交彙點的任意節點處連通。 |
交彙點連通性 | |
依據邊線規則(Honor) | 根據邊線元素的連通性政策決定交彙點與邊線的連通性。 |
交點處連通(Override) | 交彙點與邊線的連通政策為任意節點處連通。忽略邊線的連通政策。 |
3、高程字段(ElevationField)
通過應用高程字段,使得網絡資料集能夠表達線要素的高度起伏關系,通過高程字段判定邊線的連通性,通常命名為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)
轉彎是網絡中基于線要素建立的特殊要素類,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征,用于模拟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)網絡資料集屬性(Attributes)
可以通過資料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、單行路等設定。每個屬性都有相應的名稱(Name)、用途(Usage)、機關(Units)、資料類型(Datatype),使用者可以根據需要添加/删除這些屬性。
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,通過屬性字段确定成本。
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标示在網絡屬性表中。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,用于在網絡資料集中查找路徑。預設支援三個等級,如:RoadType:1=highway,2=majorroad,3=localstreet。
4、描述符(Descriptor)
用于描述網絡元素的整體特征。如:車道數、材質等屬性資訊。
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)建立網絡資料
(七)網絡分析流程
四、幾何網絡(GeometricNetworks)
1、Networks are made up of:
(1)Edges (derived from Line feature classes):
1These have distance and direction
(2)Junctions (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
2、Edges 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)
3、Weights 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)