扩展学习笔记2-Network-Analyst扩展模块

1、Network Analyst网络分析扩展模块1 概述Network Analyst网络分析扩展模块是ArcGIS Desktop中重要的扩展模块。基干Network Analysi网络分 析扩展模块，我们可以1 针对交通网络(Transporunion Nwork)创建和Network Dataset网络数据集。 2基于Network Dataset网络数据集执行网络分析。网络分析主要包括5种分析类型：寻找昴优路径、寻找 服务区域.寻找昴邻近设施、创建OD (Original-Destination)成木矩阵、解决午辆行午路线(路径规划) 问題。2 组成Network Analyst网络分析

2、扩展模块由以下四个部分组成：l. ArcCatalog中创建Nehvork Dataset网络数据集的向导：利用向导匸具，可基于shapefile文件或者要 素集中要素类创建网络数据集并定义网络源数据及其在网络中扮演的角色、抬定网络中的连通性和网络 属性。Q 匚标58Arclnp Arcinfo二回因、 IIArcCatalog - Arcln*fo - D: ArcTnt orXHctvork. Analyst Excrcisc6KctvoTkAnaly3is zdbftnol. 上 |jjgdit Vi w Go Tools Yindcv HlpLflgtion： p：iXrcrutrft

3、tvork_An4.Copy,s*pCtrltfS*.rl V圧TjJ 4j 匸J5) f 1 GttttingjSt*rt6dv I_ GP Service Exnpl ex4 匸Klp3) O Lioormv |_| Li ne arIkf er cnc 2 nc4 O Np5) GJ NaplaM-I_ Ke tv &rk_Ajwlys t* 2J Exercize ILJ Exercise?4 Cj E:erc:s3nanuiAHdfrashA:ic-/x tXw2* U Excrcdzc l LJ Exercis5-Q) I:trc:sc6B Q NaggUXMLyki!： f t之

4、圖小如口 C&=n*t:cLayer5 * KatvorkLyarz (3 “eweInpriExpertCotTiprczz 7il GcodatobasQ . Vncnprcss Tila go&QtabyQ . JIpgffideUofereMeAdd Global IDs.Proper lie s.I FAfttnre Class.E Bdlfttionship C1*sk.钿 Irrainork Dataset.Iopolcgy.C4dLstrol f4br:c.Elyccn FeoVore CLcss Fron Lixie:.Qcnetric Netuxk .8jiercise5.

5、rwd Q Tzreiz7，LJ ExercjsrB O Ixcrc:zc93 U Ripr as*nt at j oas :.Gt n v|2. ArcMap中网络分析窗口：网络分析窗口帮助你管理用于网络分析的输入和分析结果，例如障碍.站点和路线。3. ArcMap中网络分析工具栏：网络分析工具栏是一系列菜収和按钮的集合.用于添加和修改网络位宜、产生方向.识别网络要素、 构建网络和基于网络数据集执行网络分析。4. ArcToolbox中GP工具:用于网络分析操作的一系列匚具。除此之外网络分析扩展模块也支持网络数据集图层和网络分析图层的使用和创建。基于网络数据集 图层（lyr）可显示和査询基础

6、的网络数据集数据。网络分析图层是网络分析操作创建的图层，利用ArcMap 中的提供的接口和GP匸具可用于进一步的分析操作。?il& Editbooinorks IxqyI SalacU&Xi Too Ytiidw HolpD 2 Q G4/ p3t71?5:g & 尊 O - *? TrMrktn Analyxi +): M.tork Analyxi0 StTQgJfl) Edc?s xource口 Sirat%_ND_Junc(ioav-0 StrutsOi农多 So.ree| Sdecticr.Save Layer3 &! etlsihl RI s|88|Save匚 rcd蛇-ND.IhS

7、as 阿LjwfilMCW一1用户大合LJ h 邮C w】tr o Wp一1总虑念弭2j tutorCjGKool:;1 Tiyial匚la2jTc5ta*pCjmMDKaISDaf (JOmB_Lnxd - Arclap - ArcTnfo图1网络数据集图层 lcdt8UnlcteS Error 7沁 Violftti )Barr i er*O rrcrO SaWd? UaloxMd0伽 Eouteli(3 Kospit StreetsPar如回F色。叵JE圉%A5上TroLbwUBSUJLtyVUr口存TLJYXnMrac-Crotty Kb ntolCptWD泪 机尊口 ! *? BeM

8、fk AnalE 曰 心 股总 |12U?,9I72f(rork DST(0) Boules (0) Barriers (0)3:A 叫讪g. cueMSave LayexS*e LJ SS.De7* * A |O* AridT I】。二 b / y A *-1362S319 33B C194933.EC6 IS.t.rw图2网络分析图层3 网络数据集ArcGIS Network Analyst网络分析扩展使用的网络数据存储在network dataset网络数据集中，其可通过 参与网络的女个婆素源來创建。网络数据集利用岛级的连通模型來描述复朵的情形例如多样式交通网络 Multimodal t

9、ransportation network Multimodal交通网络拥有丰富的网络属性模型,用来对障碍、限制和等 级进行建模。网络要素集是通过简怔要素线.点和转弯來构建的。在ARC/INF O中.Coverage数据可用來创建网络数据集：Arc View GIS中，X基于线状Shapefile数据第一次进行网络分析时创建网络数据集：ArcGIS中.网络数据存储可持续的网络，支持对网络数据的存储. 屈性編辑.网络建模。创建网络数据集婆设迓许筝选项。由于GeoDatabase中的要素集可存储女个要素类.网络婆素集可利 用藝个数据源对多样式网络进行建模因此网络数据集可利用存储在个人或企业级Geo

10、Database要素集中 的多个婆素类來创建c基于Shapefile的网络数据集为Arc View GIS用户提供了快速迁移数据的机会。Shapefile网络数据集是 由包含网络源（例如街道网络）的shapefile线要素类或者转弯雯素类來创建的，不支持女边的数据源.无 法用于多样式网络建模。ArcGIS Network Analyst扩展可直接读取SDC网络数据集（Smart Data Compression要素类的集合.共 享属性信息）.宜接进行网络分析。1 网络元素network element网络数据集由网络元素组成。网络元素通过创建网络数据集的数据源來创建：连通性通过源要素的几 何形

11、状來构建：网络元素的属性控制网络中的运动。网络元素可划分为三种：边edge、节点Junction和转弯tunu Edge与节点相连，是资源流动的纽带： Junction连接边Edge,引导从一条边到另一条边的移动：转弯记录在两个或多边之间运动的信息。其中Edge 和Junction是网络的基木结构。网络中的连通性处理边、节点和其他元素间的连接。Turn是可选的网络元 素，用來存储特殊的转弯移动的信息.例如左转弯就是对特定边向另一条边转弯的限制。网络数据集源可分为三类：边要素源、节点要素源和转弯要素源。边要素源是线要素类：节点要素源 是点要素类：转弯婆素源是Turn耍素类（Turn Featur

12、e）几何网络不能作为网络数抿集的数抿源。举例：数据源如何创建一个简单的交通网络利用街道要素类來创建Edge元素，街道交叉要素类创建 Junction元素，另外铁路线和公交线也可以用來构建网络Edge元素.火午站和公交车站也可用來构建网络 节点Junction元素。2连通性 Connectivity连通组 Connect i vity groupsArcGIS Network Analsyt的连通性始干连通组的定义。每个Edge源只能分配给一个连通组.而节点源 可分配给一个或女个连通组。连通组可用來对筝层次交通系统建模C例如地诜和街道多层次网络中，地铁 线和地诜出入口分配在同一连通组：街道和地诜

13、出入口分配在另一连通组：分配在两个连通组中的地铁出 入口成为r连接两个连通组的纽帶。两组间的所有路径必须穿过共享的地诜出入口。例如路径提供者婆讣 算行人在一个城市中从一个地方到另一个地方的最佳路线是步行到地铁口.上地诜.在换乘站换乘另一地 铁，然后从另一地铁口出來。连通组独立维护各自的网络.但是在共字的地诜口进行连接。连通组内边连接连通组内的边连接有两种方式：endpoint终点和any vertices任总顶点作为边源的连通策略进行设臥 endpoint终点连接策略，即生成边的线要素仅仅在一致的终点上相连。例如桥和街道的连接桥必须 在其终点连接街道.而在其下穿过的街道与桥不相连。如下图。除此

14、之外.立交桥等也可利用该连接策略。any vertices任意顶点连接策略.即线要素在一致的顶点上分割开.例如交叉街道。如果两个线要素没有一致的顶点.则无法在相交处分割。通过节点在连通组间进行边连接在不同连通组的边是通过共享的节点來进行连接的。例如女样式交通系统中的公交网络和街道网络，通过点数据源添加公交午站存在与两个连通组中C公 交午站的点位在空间上必须与公交线和街道线保持一致。半添加一个公交牛站点时，该点能否成为节点依 赖于节点连通策略。节点在终点还是顶点连接边，依赖于目标边数据源的连通策略。然而，有些情形下可 能需要复写连通行为C例如.公交线采用公交牛站的终点连通策略.但是经常可能需要把

15、公交午站放在中间的某个顶点上。 要实现上述这种节点的连通.必须设迓节点连通策略用來复写默认的行为.从而把节点连接到给定的边上。 对公交牟站节点不进行连通策略复写的实现，如图3 (a)所示。连通策略复写后如图3 (b)所示。图3 (a)不复写连通策略Cxmectivi Croups:SouceI Connect讥y Polw | 1 |BusrineErdport庖Bus_jhp1 OverridejJ 匡IHctoi1图4(b)复写连通策略高程字段商程字段用于ARC/INFO,ArcView GIS和ArcGIS的连通性建模，精化网络数据集模型。该商程字段不同于构建Z拓程字段.Z拓程是物理商程

16、信息被存储在在要素的每个节点中。该岛程字段用來描述线要素 终端的岛程。例如下图所示的4条线要素EFl、EF2. EF3、EF4.属于同一连通组并设宜终点连通策略。EF3和EF4的髙程值是0： EF1和EF2的商程值是1。因此在线要素相交处.EF3与EF4是相连的.EF1 和EF2是相连的。在ArcGIS中利用岛程字段可増强建模的精度，尤其是对桥和隧道的建模。3网络屈性网络属性是网络元素的基木屈性，控制网络的可通达性。网络属性由五种基木持性组成：名称.使用 类型.总位.数据类型和使用默认设宜。(1) 使用类型：定义在网络分析中属性的使用方式作为成木、描述、限制和层次。成木属性用于计算最短路径(最

17、小距离)和最快路径(最小时间。描述：用于说明网络或网络元素特征，例如街道网络中的牟道数虽、限速等。描述器不是成木属性， 但其可以和距离结合來创建成木属性。限制：限制被看作是持殊的网络元素.在网络分析中.限制元素是不能被穿越的。例如单向街道可通 过限制属性來建模。层次：网络元素的顺序或等级。例如在街道网络中道路的等级划分。在ArcGIS网络分析中.不同等 级的道路可划分为三个层次主要道路、二级道路和区域道路(2) 的位：成木屈性的讥位是距离或时间，例如cm、m. min和sec秒：描述器.等级和限制都是没 有单位的。(3) 数据类型：Boolean.整形.tloal和double型。成木属性不能

18、是布尔型.限制通常是布尔型的. 等级通常是整形的。(4) 使用默认设迓：使用默认设宜可在新创建的网络分析图层上自动设置屈性。4 网络分析实例网络分析实例将在下一篇中进行介绍。(1) 创建基于Shapefile的网络数据集(2) 创建基于GeoDatabase的网络数据集(3) 创建多样式的网络数据集(4) 査找最优路径(5) 査找最近的消防站(6) il算服务区域和0D成木矩阵5 附录：网络类型介绍网络是由相互作用元素构成的系统，连通性是在网络间移动的根木。在ArcGIS中，网络用于两种类型 的模型构建一交通网络模型和公用设施网络模型。交通网络：交通网络是无方向网络，即虽然在网络中给边分配方向.但行为者可以自由决定移动方向、 速度和目的地。例如，在街道上驾年行驶的人可选择硬转弯的街道.停午的时间、行驶的方向。网络上的 限制.例如单向行驶或者不允许U型转弯是行为者要逍循的规萃。这是交通网络与公用设施网络截然不同 的地方。在ArcGIS中.交通网络是通过网络数据集Network Dataset來建模的：其网络分析功能是通过 Network Analyst扩展模块來完成的，具体功能参见上文介绍。Arc4ap中