Arcgis空间分析.doc
ArcGIS的网络分析 2007年09月11日23:08 Geoinformatics标签：校园生活 ArcGIS的网络分析分为两类：传输网络(Network Analyst)和效用网络(Utility Network Analyst)。一、从应用上来考虑：1.传输网络常用于道路、地铁等交通网络分析。特点：在传输网络中，汽车和火车都是可以自由移动的物体，具有主观选择方向的能力。传输网络解决的问题有：A.计算点与点之间的最佳距离，时间最短或者距离最短，最佳路径能够绕开事先设置的障碍物B.可以进行多点的物流派送，能够按照规定时间规划送货路径，也能够自由调整各点的顺序，也会绕开障碍物C.寻找最近的一个或者多个设施点D.确定一个或者多个设施点的服务区，绘制服务区范围的条件可以是多个，例如，同时列出3分钟、6分钟、9分钟的服务区E.绘制起点终点距离矩阵2.效用网络常用于水、电、气等管网的连通性分析。特点：在效用网络中，水、电、气通过管道和线路输送给消费者，水、电、气被动地由高压向低压输送，不能主观选择方向。效用网络解决的问题有：A.寻找 连通的/不连通的 管线B.上/下游追踪C.寻找环路D.寻找通路E.爆管分析二、从技术上来考虑：传输网络(Network Analyst)基于Network Dataset效用网络(Utility Network Analyst)基于Geometric Network它们的区别可以参考下面的表格:Geometric networkNetwork datasetNetwork features:Edges and junctionsNetwork elements: Edges, junctions, and turns数据源:GDB feature classes only数据源:GDB feature classes, shapefiles, or StreetMap dataSystem manages connectivityUser controls when connectivity is builtWeights based on feature attribute fieldsMore robust attribute (weight) model存在于:Feature dataset only存在于:Feature dataset or workspace单模型单模型或者多模型Network tracing functionalityNetwork solver functionalityutilities/natural resources modelingtransportation modeling不支持转弯支持转弯uses custom features: simple/complex edge features and junctionsuses simple features: points and linesArcGIS网络分析转- - 一、 目的 网络分析是GIS空间分析的重要组成部分，它的主要内容包括：l 寻找最佳行进路线，如：找出两地通达的最佳路径。l 确定最近的公共设施，如：引导最近的救护车到事故地点。l 创建服务区域，如：确定某零售店的服务区域，从而查明区域内的顾客数等等。通过对本实习的学习，应达到以下几个目的：1、加深对网络分析基本原理、方法的认识；2、熟练掌握ARCGIS网络分析的技术方法。3、结合实际、掌握利用网络分析方法解决地学空间分析问题的能力。二、 实验准备 1、 软件准备：ArcGIS2、 数据准备：文件s_fran.dbf，s_fran.shp，s_fran.shx，文件hospital.dbf，hospital.shp，hospital.shx，文件del_loc.dbf，del_loc.shp，del_loc.shx三、 实验内容 1、 ArcGIS网络分析模块的装入 图1 装入Network Analyst模块方法 从【Files】菜单选择【Extensions】命令，在Extensions对话框中选中Network Analyst（见图1），单击OK，即装入Network Analyst空间分析扩展模块。 2、 寻找最佳路径例：为邮递员设计最佳投递路线，该路线应是投递时的最短路线，并选择最有效率的投递顺序。具体的操作如下：(1)添加城市街道的网络线层面S_fran和投递点层面Del_loc。（见图2）。 图2 城市街道线主题 (2)从【Network】菜单选择【Find Best Route】命令。 (3)出现路径Route1对话框（见图3），单击Property按钮，在下来出现的Properties对话框（见图4）中，从Cost Field下拉列表中选择街道层面属性表中的一个字段作为费用字段用来计算最佳路线，费用可以是穿过一个特征所须的平均时间或平均距离。从Working Unit下拉列表中选择工作单位，工作单位确定了该路线的总的费用，在本例中选择Meters（街区长度）作为费用字段，Meters为工作单位。图3. Route1对话框 图4 定义费用字段与工作单位 (4)同时，视图中添加缺省名为“Route 1”的新主题来包含最佳路线。(5)在街道主题上指定投递起点（邮递员从邮局出发）及各个投递站点，可以采用两种方法可以选择访问站点：1) 从工具栏中选择添加位置工具 ，在线主题上用鼠标直接点击，确定起点与各投递点。 2)在Route1对话框中选择Load Stop按钮，在Load Stops对话框中添加一个点主题作为站点位置。(6)当指定站点后，他们被加入到Route1对话框（见图3）中的站点列表的Label栏中。列表中第一个站点是投递路线的起点，其他投递点将以其在列表中出现的次序被访问；要改变访问次序，选中站点，用箭头工具 和 在列表中移动它；按下 按钮可删除站点。(7)邮递员投递完毕之后须返回邮局，选中Route1对话框中的Return to origin复选框，保证路线的终点是邮局；选中Find best order复选框，得出最有效的投递顺序（见图3）。 (8)单击solve按钮 ，计算投递的最短路线，其路线显示在Route 1主题中；穿过该路线所需的距离显示在Route1对话框中站点列表中的miles栏中（见图5）。图5. 投递最短路线的图形与属性示意 (9)在Route1对话框中，单击Direction按钮，在Direction对话框中对生成的最佳路线进行了详细说明（见图6）。图6. 对路线的详细说明3、 确定最近设施例：寻找最近的医院。 (1)添加包含医院位置的点主题Hospitals和城市街道的网络线层面S_fran。 (2)激活街道线层面S_fran.shp。 (3)从【Network】菜单选择【Find Closest Facility】命令,打开设施Fac1对话框（见图7），同时，在视图目录表中添加缺省名为“Fac1”的新主题来包含事件到最近设施的最佳路线。 图7 Fac1对话框 (4)在Fac1对话框中单击Property按钮，出现Properties对话框，从线主题的特征表中选择费用字段, 本例中为Meters（距离），Network Analyst 将根据此字段来查询最近设施；同时指定工作单位，本例中为meters（米），Network Analyst 将根据此单位来计算通向最近设施所需的总开销，单击OK。 在Fac1对话框中有以下几个选项： Facilities 在Facilities下拉列表中选择一个点主题作为设施主题，本例中为Hospitals。如果用选择工具 事先已选中了部分设施，则在解决问题时只考虑被选中的设施；如果无任何设施被选中，则所有的设施都被考虑。 Number of facilities to find 在此框中确定要找出的最近设施的数目。 Cutoff cost在此输入框中输入一个最远阀值，对最近设施的最远距离进行限制。如果不做限制，则此项为空白。其单位应与指定的工作单位一致。 Event 指定发生的事件。可采用Add Location工具 在线主题上点直接点击，事件的位置将以绿色符号显示在视图上；也可用Load event按钮装入一个包含事件的点主题。如果采用工具指定事件，事件的缺省名为“Graphic pick ”，n是唯一的编号。 Travel to event / Travel from event 指定路线的行进方向，Travel to event表示路线方向从设施到事件；Travel from event表示路线方向从事件到设施。 (5)单击solve按钮 ，找出最近的医院，并显示最佳路线（见图8）。最近设施的名称显示在Fac1的Label栏中，其距事件的距离显示在meters栏中。 图8. 最近设施与最佳路线的显示 4、创建服务区域 创建服务区时，必须指定行进方向，从某地点到周围地区或从周围地区到某地点。因为交通方式、行驶速度、单行线及禁止转弯等因素的影响，路线行进方向不同，服务区域将会不同。 Network Analyst可建立两种服务区域：一般服务区General area和紧凑服务区Compact area（见图9、图10）。一般服务区比紧凑服务区稍大，边界较为光滑，一般服务区可能会与行进时间或距离确定的范围之外几个街道相迭；紧凑服务区即指服务网络覆盖的区域，通常有参差不齐的边界，它与区域外的街道交错较少，但可能漏掉一些应在服务区内的位置。在特殊情况下，例如：当线主题中的某些线特征横跨另一些线特征（如立交桥）时，Network Analyst将提示不能生成紧凑服务区，而生成一个一般服务区。 图9 一般服务区 图10 紧凑服务区 Network Analyst可创建包含多个地区的服务区和服务网络，如对上面提到的零售店，可创建1公里范围内、1-2公里、2-3公里范围内的服务区域，外部的区域为环状，不包括内部的区域（见图11）。 图11 创建多层服务区与服务网络 (1) 激活街道线主题S_fran.shp和点主题del_loc.shp。 (2) 从【Network】菜单选择【Find Service Area】命令,打开Sarea1和Snet1对话框（见图12），同时，在视图目录表中增加两个新的主题，缺省名为“Snet1”的新主题包含服务区内的街道网络。缺省名为“Sara1”的新主题包含服务区的多边形区域。 在Sarea1和Snet1对话框中按下Property按钮，在Properties对话框中定义费用字段Meters（距离）和工作单位meters。 图12 Sarea1和Snet1对话框 (3) 在街区线主题中指定零售点的位置。 (4) 双击地点列表中的费用字段Meters，删除缺省值，键入行进距离1000米（见图12），并确保它的单位和工作单位一致，从而指定服务区域和网络的范围。 如果想为一个地点指定多个时间或距离，例如：距零售店12公里的服务区，可分别键入1000和2000，并用空格或逗号分开它们。 选中Compact Area复选框，可创建一个紧凑的服务区，否则，将生成一般意义的服务区域。 选择Travel from site选项表示行进方向从地点到服务区，Travel to site 表示行进方向从服务区到地点。 图13. 服务网络和服务区域的显示 (5)单击solve按钮 ，生成服务区和网络（见图13）。服务区包含在Sarea1主题中，服务网络包含在Snet1主题中。在Sarea1和Snet1对话框的上部，显示了服务区的面积和服务网络的长度，它们的单位是本视图的距离单位。12 络位分单图视的它的网和积服显上框 在主 含务主 含。）（网服生按 显区和服. 到服从方表 务地从示选 择。区服意成，区的个建， 中 们开或并0和0入别可服公 距例距或多点一如。围和区指从致作单的， 0 距键值:除 字费 表击 置点签 : 月 0 零题线 框 单工距 段费中 话 ， 话 :在。边区含 主 的 为 络道区含.题 新 为缺的 个中目 在同 话 /和 开令】 ? %【 菜 )%( .% . 线活%) 络服服多 （区的包状区部域的范 公 围公创店零面如，服务区含创 务 区服 区务一而务凑成不将 ，时如特些跨线的主线如情特的服应掉但，道外域它齐差通域盖网务务凑迭个几的离间进区般一为边区凑比务） 、 务和 活活 _ 络务般务分两可 类 网同域服向方 格的考可的它 基 络效 于 输：考技二析管通 路.踪下上线的不通找 有的解向方观不输压地动、者费路线通电水网在点。性的气、用络用离点点.服钟分、出时例个是条区务绘服施者一定设者的找 碍开也顺整由也径送间定够，物多可 物置开能径，距短时离的之与计的络输能择主具的由可车车，输在特析络等路于网.：虑用一。 网效 络， 的等止 及行驶、 方交 地到 周或围到，方指，务创域服、示佳施最. 图 中 示显件， 显称设最 线佳显医最， 单 。到方示 事设方路表 ，向线定 编是” 为名 事件具 果题件包入按 可 ；在 号符以 位事接 点主具 , 采可 的定 位工 定与 。为此制 不。行 距 的施，远一中框 数施的要:定此 被的 有中设 无设选考: 时决 ，施了先具 工用 为本主为主 一中列 ：个下框 击， 总 所最向 来此根 ） 为 本单定时 施最查 此将 ）离 中本用择征特线框对 ，按 话 在 框 路的近事题的 名缺 中目在 ）图（ 开 令 【 单 【 。 面活) 。 _络的城 主的院加 院 最寻 例最 说 的路 （说行进 最成中 按 击框 在( 属形模 线递 图。图栏 的表点话 显的线过题 在线多线模短递计按 击单 见顺投效 ，复 选是的路 保 对 ， 邮须之员 )(删按 它中 具 头点站/次变 要问次 出表以将 其起线 是点 中。 的点中图见 到被 他 后当(站为主加转 话 在钮 选框 点点确击标上线 工位选具 ：点选法两可递个转发邮递（投上道)(路最来的 名添中时 位工字用 话 / : 图 作 段用）长（ 择中在费总该确作位作中拉 从离均均的特过是费路佳来字字一性面街表拉 中（框 的来在 见话 路 令 选 )(主街城 。 。 层投 _面络街市 ：下的。率有选路的投线该递最员为例路最 模析空 装 ，图 选对 ，】 择菜 块 络图 块分 容验 _，. ， 件 . 件 ， ._ _：据 准软 验、的析间决方分用 掌实 络。术析析网 握 熟、间认的理的析网加组目几以习的本通等客的明从，务零确，区创。故救最：施公的确。佳达两找，路找 ：容的它
