ArcGIS_網(wǎng)絡(luò)分析-張學(xué)寶第一頁，共85頁。培訓(xùn)內(nèi)容一、概述二、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集三、網(wǎng)絡(luò)分析四、ArcGISEngine開發(fā)網(wǎng)絡(luò)分析第二頁，共85頁。一、概述地理網(wǎng)絡(luò)vs網(wǎng)絡(luò)分析第三頁，共85頁。What’sGeoNetwork第四頁，共85頁。

地理網(wǎng)絡(luò)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。如連接各個城市的高速公路、連接各家各戶的排給水網(wǎng)絡(luò)等。什么是地理網(wǎng)絡(luò)第五頁，共85頁。什么是地理網(wǎng)絡(luò)第六頁，共85頁。GeoNetworkType第七頁，共85頁。地理網(wǎng)絡(luò)類型定向網(wǎng)絡(luò)（效用網(wǎng)絡(luò)）流向由源（source）至匯（sink）網(wǎng)絡(luò)中流動的資源自身不能決定流向(如：水流、電流)非定向網(wǎng)絡(luò)（傳輸網(wǎng)絡(luò)）流向不完全由系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)中流動的資源可以決定流向(如：交通系統(tǒng))第八頁，共85頁。HowtoModeling第九頁，共85頁。ArcGIS如何建模這兩種類型網(wǎng)絡(luò)定向網(wǎng)絡(luò)：如水流、電流、氣流，主要通過幾何網(wǎng)絡(luò)建模-GeometricNetwork建模非定向網(wǎng)絡(luò)：如交通系統(tǒng)，主要通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集-NetworkDataset建模這是我們今天主要講的模型，網(wǎng)絡(luò)分析主要建立在該模型之上。第十頁，共85頁。幾何網(wǎng)路vs網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集幾何網(wǎng)絡(luò)（Geometricnetwork）用于定向網(wǎng)絡(luò)分析（如：水流、電流等）線&點－>GeometricnetworkArcMap中使用UtilityNetworkAnalyst工具條網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集（Networkdataset）用于非定向網(wǎng)絡(luò)分析（如：交通問題）線,點&轉(zhuǎn)彎（turns）-> Networkdataset使用ArcGISNetworkAnalyst擴展模塊*要素類不能同時參與構(gòu)成GeometricNetwork和NetworkDataset第十一頁，共85頁。幾何網(wǎng)絡(luò)vs網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集（區(qū)別）幾何網(wǎng)絡(luò)

(GeometricNetwork)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集(NetworkDatasets)網(wǎng)絡(luò)組成元素EdgesandjunctionsEdges,junctions,andturns數(shù)據(jù)源GDB要素類（only）GDB要素類,shapefiles,或StreetMap數(shù)據(jù)連通性管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理創(chuàng)建數(shù)據(jù)集時用戶控制網(wǎng)絡(luò)屬性（權(quán)重）基于要素類屬性更靈活的屬性模型存在位置GDB要素集（only）要素集或文件夾網(wǎng)絡(luò)模式單一模式單一或多模式第十二頁，共85頁。兩種網(wǎng)絡(luò)模型能夠解決的問題1.傳輸網(wǎng)絡(luò)常用于道路、地鐵等交通網(wǎng)絡(luò)分析。(NetworkDataset)

特點：在傳輸網(wǎng)絡(luò)中，汽車和火車都是可以自由移動的物體，具有主觀選擇方向的能力。

傳輸網(wǎng)絡(luò)解決的問題有：

A）計算點與點之間的最佳距離，時間最短或者距離最短，最佳路徑能夠繞開事先設(shè)置的障礙物

B）可以進行多點的物流派送，能夠按照規(guī)定時間規(guī)劃送貨路徑，也能夠自由調(diào)整各點的順序，也會繞開障礙物（VRP-VehicleRoutingProblem）

C）尋找最近的一個或者多個設(shè)施點

D）確定一個或者多個設(shè)施點的服務(wù)區(qū)，繪制服務(wù)區(qū)范圍的條件可以是多個，例如，同時列出3分鐘、6分鐘、9分鐘的服務(wù)區(qū)

E）繪制起點－終點距離矩陣2.效用網(wǎng)絡(luò)常用于水、電、氣等管網(wǎng)的連通性分析。(GeometricNetwork)

特點：在效用網(wǎng)絡(luò)中，水、電、氣通過管道和線路輸送給消費者，水、電、氣被動地由高壓向低壓輸送，不能主觀選擇方向。

效用網(wǎng)絡(luò)解決的問題有：

A）尋找連通的/不連通的管線

B）上/下游追蹤

C）尋找環(huán)路

D）尋找通路

E）爆管分析第十三頁，共85頁。ArcGISNAProducts第十四頁，共85頁。ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析(Desktop)

ArcMap交互式的工具欄和對話框ArcCatalog對話框和向?qū)Э臻g處理模型

和腳本語言工具箱網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集支持shape文件,PGDB,SDE,和SDC格式數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分析解決查找路徑和分配算法通過Arcobjects可擴展第十五頁，共85頁。網(wǎng)絡(luò)分析擴展(Server和Engine)ArcGISServer網(wǎng)絡(luò)分析擴展中央集中式計算方法支持內(nèi)外網(wǎng)企業(yè)級計算環(huán)境可伸縮并且適應(yīng)ITArcGISEngine網(wǎng)絡(luò)分析擴展嵌入式組件輕量級應(yīng)用程序第十六頁，共85頁。UIArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析體系結(jié)構(gòu)地理數(shù)據(jù)庫空間處理網(wǎng)絡(luò)工具網(wǎng)絡(luò)圖層和工具欄SDEShapefilePGDSDC文件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集網(wǎng)絡(luò)分析向?qū)傩皂揂rcMapArcCatalogArcToolbox第十七頁，共85頁。WhatcanNetworkAnalysisdoOurCareTopic第十八頁，共85頁。重點：ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析能做什么路徑分析：點對點最優(yōu)路徑，導(dǎo)航圖生成服務(wù)區(qū)域判定：服務(wù)范圍生成查找最鄰近設(shè)施距離矩陣（ODCost矩陣）VRP(VehicleRoutingProblem)：多目標(biāo)點訪問，如物流配送導(dǎo)航圖生成第十九頁，共85頁。路徑分析通過一些網(wǎng)絡(luò)位置或點查找路線（一些網(wǎng)絡(luò)元素）查找最佳次序旅行售貨員(Travelingsalesperson)網(wǎng)絡(luò)位置興趣點網(wǎng)絡(luò)位置屬性站點順序時間窗口多個可能限制選項障礙物

轉(zhuǎn)向第二十頁，共85頁。路徑分析-添加障礙物第二十一頁，共85頁。路徑分析-精確的路徑選擇使用主要街道的路線使用所有當(dāng)?shù)亟值缆肪€第二十二頁，共85頁。路徑分析（FindBestPath）Demo第二十三頁，共85頁。鄰近設(shè)施分析結(jié)合網(wǎng)絡(luò)位置(突發(fā)事件),查找距離最近的相關(guān)設(shè)施例如:能夠為患者提供服務(wù)的最近的醫(yī)療機構(gòu)離著火點最近的消防設(shè)施離犯罪現(xiàn)場最近的警察離消費者最近的商場第二十四頁，共85頁。鄰近設(shè)施分析(FindClosestFacility)Demo第二十五頁，共85頁。服務(wù)區(qū)范圍分析以某個固定的網(wǎng)絡(luò)位置為中心,按照一定的距離要求在其周圍查找到所有的相關(guān)元素從某一點出發(fā),10分鐘內(nèi)可以到達的街道

某個消防站5分鐘內(nèi)可以到達的街區(qū)計算生成覆蓋的區(qū)域第二十六頁，共85頁。服務(wù)區(qū)范圍分析在SanFrancisco州41個消防點的0.5,1,1.5,2,2.5分鐘服務(wù)區(qū)第二十七頁，共85頁。服務(wù)區(qū)范圍分析某銀行自動取款機在城區(qū)內(nèi)的分布情況,250m,500m,750m,1000m所能覆蓋的區(qū)域第二十八頁，共85頁。服務(wù)區(qū)范圍分析（ServiceArea）Demo第二十九頁，共85頁。VRP(VehicleRoutingProblem)Demo第三十頁，共85頁。二、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集對地理網(wǎng)絡(luò)進行建模第三十一頁，共85頁。目標(biāo)：模擬真實世界網(wǎng)絡(luò)

名詞：道路網(wǎng)絡(luò)是線要素圖層，具有拓?fù)鋵傩院陀糜趯ο罅?如交通)的適當(dāng)屬性。第三十二頁，共85頁。目標(biāo):模擬真實世界網(wǎng)絡(luò)(續(xù))AB街道地鐵輕軌目標(biāo)第三十三頁，共85頁。What’NetworkDataset第三十四頁，共85頁。什么是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集（NetworkDataset）

ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析所使用的網(wǎng)絡(luò)存儲在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集中它由一系列參與網(wǎng)絡(luò)的要素構(gòu)成是一種高級的連通性模型可以模擬復(fù)雜的場景，如多模的交通網(wǎng)絡(luò)也可以對復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)屬性進行處理，例如各種限制，網(wǎng)絡(luò)等級等。對傳輸網(wǎng)絡(luò)進行建模的一種網(wǎng)絡(luò)模型第三十五頁，共85頁。ConstitutionofNetworkDataset第三十六頁，共85頁。網(wǎng)路數(shù)據(jù)集的組成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集由兩部分組成：物理網(wǎng)絡(luò)：用于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)并生成網(wǎng)絡(luò)元素：邊線（edges）、交匯點（junctions）和轉(zhuǎn)彎（turns）。邏輯網(wǎng)絡(luò)：由一系列屬性表組成，用來模擬網(wǎng)絡(luò)的連通性，定義網(wǎng)絡(luò)元素的關(guān)系。第三十七頁，共85頁。DatasourcesofNetworkDataset第三十八頁，共85頁。構(gòu)造網(wǎng)路數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)源邊線數(shù)據(jù)：線數(shù)據(jù)。參與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的邊線被定義為雙向的。交匯點數(shù)據(jù)：點數(shù)據(jù)。交匯點可以連接任意多條邊線。轉(zhuǎn)彎數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)彎數(shù)據(jù)。該類型數(shù)據(jù)專門用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，可由線數(shù)據(jù)或描述邊界轉(zhuǎn)向關(guān)系的turn表生成。第三十九頁，共85頁。CoreConceptsofNetworkDataset第四十頁，共85頁。CC1.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的連通性(Connectivity)連通性可在參與網(wǎng)絡(luò)的要素類中定義也可以在要素類子類（subtype）中定義可以使用高程字段判斷連通性

第四十一頁，共85頁。CC1.1連通組(ConnectivityGroup)默認(rèn)情況下參與網(wǎng)絡(luò)要素處于同一個連通組也可以在一個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集中定義多個組，用來進行高級網(wǎng)絡(luò)建模，多連通組構(gòu)建多模式(multimode)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)第四十二頁，共85頁。新的網(wǎng)絡(luò)模型增強的建模能力高級屬性模型支持復(fù)雜的轉(zhuǎn)向和機動支持多態(tài)網(wǎng)絡(luò)支持運輸模型應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)分析擴展模塊

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集第四十三頁，共85頁。支持Shape文件直接使用shape文件支持個人地理數(shù)據(jù)庫桌面用戶支持企業(yè)地理數(shù)據(jù)庫大型網(wǎng)絡(luò)多用戶服務(wù)環(huán)境可伸縮支持直接讀取SDC網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集第四十四頁，共85頁。目標(biāo):模擬真實世界網(wǎng)絡(luò)支持多態(tài)網(wǎng)絡(luò)第四十五頁，共85頁。目標(biāo):模擬真實世界網(wǎng)絡(luò)(續(xù))AB支持多態(tài)網(wǎng)絡(luò)街道地鐵輕軌目標(biāo)第四十六頁，共85頁。ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析和NetEngineArcGis網(wǎng)絡(luò)分析NetEngine在ArcObjects框架中可行的

N/A高級的API支持最新的開發(fā)環(huán)境包括：C++,VB.NET,Java使用C和VB工作支持最新的窗口和UNIXSunSolaris,Linux操作系統(tǒng)不支持最新的操作系統(tǒng)可以創(chuàng)建多個格式的網(wǎng)絡(luò)—.shp,pGDB,GDB,SDC僅僅存在在壓縮硬盤文件可以工作于大型的數(shù)據(jù)集可以工作于帶有GDB的較大型的數(shù)據(jù)集和支持使用SDC自然野外的路由選擇只支持Shape文件標(biāo)準(zhǔn)的新的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集—動態(tài)的柵欄,多峰,多部分旋轉(zhuǎn)不能訪問網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集,限制的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)能力增強的解決方案—時間窗口,路邊辦法,服務(wù)區(qū)

多邊形傳統(tǒng)的解決方案最短路線,沒有時間窗口支持travelingsaleman第四十七頁，共85頁。標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)位置要素網(wǎng)絡(luò)位置屬性累積屬性(例如：延遲)路邊引道(例如：僅僅離開街道的左邊)從和去時間窗口(用于路線選擇操作)需要輸入終點,突發(fā)事故,設(shè)施,障礙物SourceID和SourceOID,位置,邊的側(cè)面使用網(wǎng)絡(luò)位置代理來計算第四十八頁，共85頁。典型路徑查找（Pathfinding）參數(shù)層級

關(guān)照更高級（更快速）街道路邊引道從路的一邊到達站點的引道默認(rèn)轉(zhuǎn)向左轉(zhuǎn)比右轉(zhuǎn)費時從低級道路到高級道路處罰的處罰限制基于網(wǎng)絡(luò)屬性障礙物轉(zhuǎn)向表幫助在網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建更精確的路徑第四十九頁，共85頁。路線選擇實現(xiàn)通過一些列網(wǎng)絡(luò)位置或點查找路線（一些網(wǎng)絡(luò)元素）查找最佳次序移動售貨員網(wǎng)絡(luò)位置停止點障礙物網(wǎng)絡(luò)位置屬性站點順序時間窗口

路邊引道可用方向多個可能限制選項障礙物

轉(zhuǎn)向第五十頁，共85頁。有障礙物的路線選擇第五十一頁，共85頁。精確路線選擇和分級的選擇使用主要街道的路線使用所有當(dāng)?shù)亟值缆肪€第五十二頁，共85頁。最近設(shè)施實現(xiàn)給定一個網(wǎng)絡(luò)位置（一個突發(fā)事故），查找N個最近的設(shè)施例如：緊急交通調(diào)度病人到健康醫(yī)療中心消費者到商店輸入網(wǎng)絡(luò)位置設(shè)施—通常是固定的位置突發(fā)事故/事件—暫時的位置障礙物實現(xiàn)選項查找設(shè)施的數(shù)目截止距離(例如,在三英里內(nèi)的最近的ATM)分層的網(wǎng)絡(luò)

方向第五十三頁，共85頁。方向產(chǎn)生一系列的方向基于路線選擇和最近設(shè)施分析獲取的路線可展開的插入式地圖單個報告選項打印預(yù)覽選項第五十四頁，共85頁。服務(wù)區(qū)給定一個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集在確定位置附近創(chuàng)建多邊形創(chuàng)建服務(wù)區(qū)線網(wǎng)絡(luò)位置設(shè)施障礙物實現(xiàn)選項截止點(20分鐘的開車時間)間斷(5,10,15,和20

分鐘的開車時間)行進的方向來/去設(shè)施多邊形產(chǎn)生分離或合并拓?fù)漕愋痛疟P或環(huán)形網(wǎng)絡(luò)第五十五頁，共85頁。服務(wù)區(qū)多邊形在SanFrancisco,CA的41消防點的0.5,1,1.5,2,2.5分鐘服務(wù)區(qū)第五十六頁，共85頁。起點目的點成本矩陣1234512345t,dt,dt,dt,dt,dt,dt,dt,dt,dt,d例如:t=時間d=距離產(chǎn)生一個OD矩陣：在網(wǎng)絡(luò)中任何一個位置到其他位置的費用網(wǎng)絡(luò)位置起點目的地障礙物實現(xiàn)選項分等級的網(wǎng)絡(luò)目的地數(shù)目截止點選項第五十七頁，共85頁?？臻g處理和ArcMap工具欄和網(wǎng)絡(luò)分析窗口集成和在ArcMap和硬盤中的網(wǎng)絡(luò)分析圖層一起起作用模型和腳本語言用于批處理或多步驟分析第五十八頁，共85頁。網(wǎng)絡(luò)分析工具箱創(chuàng)建圖層路由選擇最近設(shè)施服務(wù)區(qū)線和多邊形ODCost矩陣第五十九頁，共85頁。網(wǎng)絡(luò)分析工具箱添加網(wǎng)絡(luò)位置站點突發(fā)事故點設(shè)施障礙物執(zhí)行分析方向輸出是XML文件第六十頁，共85頁。模型和腳本語言第六十一頁，共85頁。命令窗口交互式的命令行輸入

第六十二頁，共85頁。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集第六十三頁，共85頁。UI網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集地理數(shù)據(jù)庫空間處理網(wǎng)絡(luò)工具網(wǎng)絡(luò)圖層和工具欄SDEShapefilePGDSDC文件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集網(wǎng)絡(luò)分析WizardPropertySheetsArcMapArcCatalogArcTool第六十四頁，共85頁。動機幾何網(wǎng)絡(luò)的限制交通運輸建模(轉(zhuǎn)向,多態(tài))改進的屬性和連通性模型不同編輯經(jīng)驗不起反應(yīng)的，類似拓?fù)涓欁兓?如果需要重新創(chuàng)建和空間處理框架集成和拓?fù)浼芍С謘hape文件和SDC第六十五頁，共85頁。體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分析(NA)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集(ND)子系統(tǒng)之間不同點ND是持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)索引ND是擴展GDB新的數(shù)據(jù)集NA是支持使用網(wǎng)絡(luò)算法的APINA是使用ND的一個擴展第六十六頁，共85頁。新的網(wǎng)絡(luò)模型增強的建模能力轉(zhuǎn)向/機動,多態(tài)網(wǎng)絡(luò)高級屬性(重量級)模型通過拓?fù)錇g覽概念臟區(qū)和結(jié)構(gòu)的增加應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)分析擴展

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集第六十七頁，共85頁。從簡單的要素創(chuàng)建不象幾何網(wǎng)絡(luò),沒有特定的要素要素參與還可以參與拓?fù)淇梢詤⑴c網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集或幾何網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集第六十八頁，共85頁。1..*10..********FeatureClass網(wǎng)絡(luò)DatasetConnectivity網(wǎng)絡(luò)Connectivity模型Evaluators屬性FeatureDatasetForwardStarCursor網(wǎng)絡(luò)ElementEdgeElementJunctionElementTurnElement網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集模型第六十九頁，共85頁。網(wǎng)絡(luò)源線要素定義一個或多個邊元素

點要素定義連接點元素

轉(zhuǎn)向要素

在網(wǎng)絡(luò)中定義轉(zhuǎn)向元素在導(dǎo)航中，明確地模擬在邊元素間可能轉(zhuǎn)向的子集未明確指明的移動分配默認(rèn)的旋轉(zhuǎn)屬性值第七十頁，共85頁。轉(zhuǎn)向要素轉(zhuǎn)向要素簡單線要素類模擬為任何數(shù)目連接線的序列旋轉(zhuǎn)不能改變連通性但是可以改變來回移動性例如,U-turn限制第七十一頁，共85頁。簡單兩個部分轉(zhuǎn)向N個部分轉(zhuǎn)向限制基于交通工具特點合法限制默認(rèn)轉(zhuǎn)向處罰網(wǎng)絡(luò)屬性模型的一部分“所有U-turns受限制”“所有左轉(zhuǎn)向耗費30秒”Turn要素第七十二頁，共85頁。網(wǎng)絡(luò)元素從網(wǎng)絡(luò)源獲取的三種元素類型Edges—連接兩個交叉點,雙向的Junctions—連接邊Turns—(新)描述邊和交叉點間的轉(zhuǎn)向第七十三頁，共85頁?？刂埔厝绾芜B接簡單、基于規(guī)則的途徑用戶定義連通性模型當(dāng)網(wǎng)絡(luò)被創(chuàng)建或連通性更新時使用連通性被工具在執(zhí)行分析的時候使用連通性模型第七十四頁，共85頁。支持多態(tài)網(wǎng)絡(luò)的定義海洋貨船,鐵路,和道路網(wǎng)絡(luò)道路,高速公路,地鐵,和公共汽車網(wǎng)絡(luò)水,下水道,和洪水網(wǎng)絡(luò)兩種典型使用模式endpointelevation—最簡單(ArcView3.x)中跨/多態(tài)—使用連通組擴展了GN模型連通性模型第七十五頁，共85頁。使用非常簡單非常簡單的分析算法在ArcView3.x網(wǎng)絡(luò)分析中使用僅僅連接端點elevation是個邏輯連通性組而非一個真的ZelevationEndpointElevation第七十六頁，共85頁。支持端點和中跨連通性復(fù)雜邊要素模型線類分布到一個單一組允許任何數(shù)目組但僅僅在一個組中連接點類分布到任何數(shù)目組