GIS空间分析原理与方法网络分析

1、实验八、网络分析(道路网络分析)xxxxxxx xxx一、实验目的通过対本实习的学习，应达到以下儿个目的：(1) 加深对网络分析基本原理、方法的认识；(2) 熟练掌握arcgis下进行道路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、实验准备软件准备：arcmap,要求有网络分析扩展模块的许可授权数据准备：shape文件创建网络数据集(高速公路:highways,主要街道:major streets,公园：parks, 湖泊:lakes,街道：streets)geodatabase网络数据集：networkanalysis.mdb：包含：街道图层：s

2、treets仓库图层： warehouses 商店图层：stores在arcmap中加载启用network anylyst网络分析模块：三、实验内容及步骤3. 1最佳路径分析3.1.1数据准备(1) 双击arcmap工程,或从arcmap中打开工程ex8_1. mxd.(2) 如果网络分析扩展模块(network analyst extension)已经启用(参考实验准备中的步 骤)(3) 如果网络分析t具栏没有出现，则在工具栏显区点右键打开或执行菜单命令view-视 图toolbars-工具栏，并点击network analyst以显示网络分析丁具栏。network analyst 卫：也

3、昭 3 network dataset: streets ndd3304,562jnetwork ana1ur?bs±12jqrawing13636551.39 422011&72 mherte bedit yiew bookmarks insert election jools window hdpex8.1.mxd - arcmap - arcinfo$ 0 h $ bs 0e 0 hospitalhighways major streets streetsparkslakesshore line3.1.2创建路径分析图层在网络分析工貝栏network analyst上点

4、击下拉菜单network analyst,然后点击new route 菜单项.3j曰qrawing2jj :!*q ex8.1.mxd arcmap arclnfofile edit yiew bookmarks insert selection jools jtfndow helpoptions曰口叫 a o aridcreate a new route13647200.17 4220118.72 metersnew routt田 田 田39new service areanew closest facilitynew oo cost mmbnew yehicle routing probl

5、emq hospiul 聞s highway s major st q streets _ 0 parkss lakes h shore une streets.nd edgesnetwork anlyit v qbfneuvork dataset： |street_rd3.1. 3添加停靠点(1) 在网络分析窗口 network analyst window中点选 stops (0).(2) .在网络分析工具栏network analyst上点击“新建网络位置” create network location(3) 在地图的街道网络图层的任意位置上点击以定义一个新的停靠点。程序将在街道网络上

6、自动的计算并得到一个距离给定位置最近的停靠点，已定义的停靠点会以 特别的符号进行显示。停靠点会保持被选中的状态，除非它被明确地反选(unselected)或者乂新 增了一个另外的停靠点。停靠点的所在的位置会同时显示一个数字“1”，数字表示经停的顺序。(4) 再添加4个停靠点。新增加的停靠点的编号为2, 3, 4, 5。经停的顺序可以在网络分析窗 口 network analyst window中更改。第一个停靠点被认定为出发点，最后一个停靠点被认定为是 目的地。3.1.4设置分析选项如图所示，在网络分析窗口 network analyst window中点击分析图层属性按钮analysis l

7、ayer properties打开图层route的属性设置対话根：(2) 在分析图层一route属性対话框中，点击分析设置analysis settings选项页，并确认一阻 抗impedance设置为分钟 minutes (minutes).不使用时间限制(保持use time windows |jij的检查框为非选中状态)。当必须在规定时间在 某个停靠点停留时才使用这个选项，选则这个选项后可以通过设置停靠点属性來设置某个停靠点到 达的时间，离开的时间(在arcmap联机帮助中查询关键词network analysis, routing with time windows可以了解详细内容)(

8、4) 不使用"经停点重排序功能”(保持reorder stops to find optimal route检查框为未选 中状态)。这保证了经停顺序为你事先指定的顺序。在"允许路口调头"allow u-turns下拉列表屮选择 任何路i i everywhere(6) 在“输出图形类型” output shape type f扌立列表中选择 实际形状true shape(7) 选中“忽略无效位置” gnore invalid locations检查框。这样分析时将会忽略那些不 在道路网络上的停靠点。(8) 在“约朿规划” restrictions列表框中选择单彳亍

9、线oneway 0(9) 点击方向directions选项页，确定距离单位distance units设置为米meters,显示时 间display time检查框被选中，时间属性time attribute被设置为分钟minutes点击确定 按钮退出“图层属性”对话框。3.1. 5运行最佳路径分析得到分析结果分析结果一最佳在网络分析工具栏network analyst上点击"求解” solve按钮囲。路径线状要素图层将在地图中显示,在"网络分析窗【i ” network analyst window中"路径” route 目录下也会同时显示：路径(2) 在网络分

10、析窗口 network analyst window中点击route树状结点左边的加号(+)显示最佳曰 uy«n 2 s route沁sb located “uuocted error time >6out>on ? 0 bmfwtso error o looted ? unaocmeda-e routes routes e h hospiuiej £ b m9h*»y« s mjjoc streets ： a s<rw<s b pxs . b utoe s shore ufw 8 _ edersbarriers (0)celet

11、e率 zoom to selected features矽 pan to se<«cted femures凸 proptrtiti.cj< ji“ming * a ：'< 2 upuy difctiom v| io" v ii / y a & q iw57734s 420?640.7l meters(3) 右键击最佳路径“graphic pick”或在网络分析工貝栏中点击方向direction按钮打开“行驶方向”窗口。k £&t j5fw fiooimarict mrjfipndow h«lpft x|l tt.

12、otftjjnetimxi analytt cj 认 r / network dmtet |<tr«ett.nd3. 1. 6 设置路障(barrier)(1) .在arcmap的中执彳亍菜单命令window>>magnifier显示放大镜窗li magnifier(2) .通过按住放大镜窗口 magnifier的标题栏在地图上移动，在地图中找到已经计算得到的最 佳路径，松开鼠标。这时最佳路径的一部分应该显示在放大镜窗口 magnifier的中心位置，我们将 这这个区域的某个路段上放置一个路障。.(3) .在网络分析窗口 network analyst window

13、中单击"路障” barrier (0).(4) .在网络分析t具栏network analyst上点击“新建网络位置” create network location 工具按钮矗o(5) .在放大镜窗口 magnifier中最佳路径上的某个位置放置一个路障。(6) .在网络分析工具栏network analyst±点击“求解” solve超按钮，得到新的最佳路径，从而避开路障3.1.7保存分析结果一一最佳路径(1) .在网络分析窗口 network analyst window中右键点击"路径” routes (1),在出现的 右键菜单中点击“导出数据” expo

14、rt data菜单命令。(2) .在"导出数据” export data对话框中指定导出的文件命。(3) .点击ok按钮，最佳路径就会保存为指定的shape文件。.(4) .当arcmap询问“是否要将导出数据作为一个图层添加到地图中”时，点击否no(5) 关闭 arcmap3.2最近服务设施分析(查找最近的消防队)3. 2.1数据准备(1) .双击 arcmap i程 ex8_2.mxd,或从 arcmap 中打开工程 ex8_2. mxd.(2) 如果网络分析扩展模块(network analyst extension)已经启用(参考实验准备中的步 骤)network analy

15、st (3) 如果网络分析工具栏没有出现，则在工具栏显区点右键打开或执行菜单命令view-视 sj>>toolbars-工具栏，并点击network analyst以显示网络分析丁具栏。network dataset: streets_nd3. 2.2创建“最近服务设施分析图层”在网络分析工具栏network analyst上点击下拉菜单network analyst,然后点击"新建最 近服务设施” new closest facility菜单命令此时在网络分析窗口 network analyst window中包含一个空的列表，显示"设施"facil

16、ities, 事故incidents,路径routes,路障barriers树状;目录。同时，在toc(图层列表)血板上添加 了新建的一个“最近服务设施图层route组合”3. 2.3添加“服务设施”图层(1) .在“网络分析窗口”中右键点击树状结点：facilities (0),在出现的右键菜单中点击命 令"加载位置” load locations o(2) 在“加载位置” load locations对话框中从“由图层加载” load from k拉列表中选择 file_staion。点击确定。在网络分析窗口 network analysis window中显示有40个消防队。加

17、载的服务设施消防队在地图上显示为服务设施符号。zj3k>11q "x8,2.mxd arcmipj closest facilityaridr *trte<$.nd edgwa 自 uyi e h 9-s facilities error located ?ouhoc«ted9-0 incidents .error .locxi ?nudocated 三 g barriers o error o located ?c uriocateds8 routes «»rcutes e e are .station o .b highwtyt &

18、; b m«yor streets b streets s b parks ( b l«kes fe b shore linenetwork an«ly5t ej 氏 tf.network dauset i strw<s.ndincidents (0；routes (0)barrien (0) 1m744w 420m2$.793. 2. 4设定火灾事故发生地点(1) 在网络分析窗口 network analyst window中点选树状结点tncidents (0),将在此图 层上添加一个一个网络位置(事故地点)(2) 将地图适当放大并平移到如下的区域，在如

19、下图所示的位置添加一个火灾事故点：3. 2. 5设置分析选项如图所示，在网络分析窗口 network analyst window中点击closest facility k拉歹ij表右边的"分析图层属性”按钮analysis layer properties打开图层closest facility 的属性设置对话框：(2) 在图层属性对话框中点击“分析设置” analysis settings选项页，在“i饥抗”impedance 下拉列表中选择"分钟” minutes (minutes)<>(3) 将“默认响应条件” default cutoff value设

20、置为3 (单位：分钟)。arcgis将查找能 够在3分钟到达火灾事故地点的最近的消防队。(4) 将“查找服务设施数目” facilities to find设置为5。arcgts将试图查找5个能够在 3分钟到达火灾事故地点的消防队，如果不能够在规定时间内到达的设施将被忽略。(5) 将“救援方向” travel from设定为“从服务设施到事故点” facility to incident(由 消防队到火灾事故点)。(6) 在"允许路口调头” allow u-turns t拉列表中选择 任何路口 everywhere(7) 在“输出图形类型” output shape type下拉列表

21、中选择 实际形状true shape(8) 选中"忽略无效位置” ignore invalid locations检查框。这样分析时将会忽略那些不 在道路网络上的停靠点(事故点)0(9) 在"约束规则"restrictions列表框中选择单行线oneway 0(10)点击“确定” 0k按钮。3. 2. 6运行分析过程查找最近的服务设施(1)在网络分析工具栏network analyst上点击“求解”solve按钮甜。分析结果一救援路径线状要素图层将在地图中显示,在“网络分析窗口” network analyst window中“路径”route目录下也会同时显示：

22、network analyse * os error located "ounlocz incidenherror looted riunlocfd barrierserrorlocked facilities (40) inckienu (1).uphic pkk 1mlon20-graphic pm tation 12 graphic pick astation 22 graphic pkk osution 39 graphic pick astition 40 graphic kdc barriers (0)& edit yiew bookmarks insert el

23、ection look jfiflndow helpg |l ts.9531/国 » network 0«uwt iitrectt.ndeh rovtes »routes8 b ar«.st*t»oroi q highway!£ h major stfmtss 8 stre«u8b b paries a b uks 8 shore line8 ttrwti.nd _ cd0e«-1j637595.96 4209336.13 meters(2)在网络分析t具栏network analyst上点击"行驶方向”

24、 directions t具按钮可以显示每条救援线路的导航信息。(3) 退出 arcmapo3.3服务区分析3. 3.1数据准备(1) 双击 arcmap 工程 ex8_3. mxd,或从 arcmap 中打开工程 ex8_3. mxd.(2) 如果网络分析扩展模块(network analyst extension)已经启用(参考实验准备中的步 骤)(3) 如果网络分析t具栏没有出现，则在t具栏显区点右键打开或执行菜单命令view-视图toolbars-工貝栏,并点击network analyst以显示网络分析工具栏。network analyst n etwo r k data set:

25、streets.n d332创建“服务区分析图层”在网络分析t具栏network analyst上点击下拉菜单network analyst,然麻点击"新建服务区” new sere ice area菜单命令:/謨 d卜0new kuuu夕 lyrrt pn«w “dlhyohhwoo 3n<wfumbnyprumvn o mvou 决lem -afunc cussh c©untygmit»b pamnrt atfkbom.如k< * a * fw new jvk. az an>>p*% l>y«b 自 layer

26、sbservice arealaifacilities error located ?o unlocated-h barriersg error located? unlocatedel-h lineslinesfacilities (0)polygons (0) lines (0) barriers (0)q口 r.20 polygons3.3.3加载服务设施图层在网络分析窗口 network analyst window中右键点选faci 1 ities(0)树状结点，然后在右键 菜单中点击“加载位置"load locations命令。在出现的load location对话框中，

27、.将下拉菜单 “load from”设置为“warehouse”,然后点击确定ok'鼻 |l3 :幺 0口 aq必起"3 金 z ud4m j g b 0 w«r*h«mmrttorritfs <0)tygons (0)«4w*(w 巧» 0 i 知 jfz ，u °w*ou”)a f<卩 b omym3.3.4设置分析选项仃).在网络分析窗口 network analyst window中点击分析图层(service area)属性按钮打开 分析图层属性对话椎：(2) 点击分析设置选项页analysis sett

28、ings(3) 点击阻抗impedance下拉列表，并选择"驾车需时” drivetime (minutes)(4) 在“默认分隔” default breaks输入框中输入“3 5 10”(输入3 5 10，三个数字以窗 格分隔，引号不需要输入)(5) 在"方向”选项中选择"从设施出发"away from facility(6) 在“允许调头” allow u-turns下拉列表中选择“任意路口都不允许” nowhere(7) 在"约束规则” restrictions列表框中选择单行线oneway o(8) 选中"忽略无效位置” i

29、gnore invalid locations检查框。(9) 点击"多边形生成"polygon generation选项页(10) 确认"生成多边形” generate polygons选项被选中.(11) 多边形类型polygon type选择为：“普通的” general ized.( “普通”多边形生成的比 较快，“详细的”多边形detailed更梢确但需要多一些时间)(12) 将“服务区冲突选项” multiple facilities options单选项设置为"每个设施用单多 边形表示” separate polygons per facil

30、ity under.,这个选项生成的服务区可能会有相互重叠 的部分。.(13) 将“叠置类型” overlap type单选项设置为“环” rings,这样5分钟服务区中将会去 除3分钟服务区的部分，10分钟服务区将只表示5-10分钟的服务区(14) 点击“应用” apply按钮保存所做设置generalpolygon generationlayersline generationsourceaccusaulationanalysis settingsnmtwork locations0 generate polygonspolygon type介 generalizeddetaied7 tr

31、im polygonswo| metersfmjtiple facilities optionsg overiapptngcreate polygons for each facility these polygons may overlap.( not overlappingallocate polygons to the closest facilitymerge by break valuejoin polygons of multple facilities havng the same break values excluded sources t ransf er_street _

32、stat>on 口 transfer-stations streets metro_linesovetiap typeg ringsdo not jndude the area of the smaller breaks.create the polygons going between consecutive breaks.c diskscreate the polygons going from the facility to the break.确走 | 取消 | 应用s)仃5)点击“线段生成” line generation选项页，确定检查框"牛.成线段” genera

33、te lines为未选中状态layer propertieslayer properties(16)点击确定ok按钮，保存所做设置.3.3.5运行分析过程创建服务区在“网络分析”工具栏network analyst中点击“求解” solvet具按钮二二生成的服务 区多边形。在地图及网络分析窗口 network analyst window中同时显示，结果是儿个透明多边形图 层，可以同时显示其下的道路网络，很明显地显示了每个服务设施基于现有道路网络状况的3分钟、5分钟、10分钟服务区。3. 3.6确定没有处在服务区内的商店(1) 在t0c图层列表血板中将图层“stores”移到最而血，以更好地显

34、示此图层。(2) 执彳亍菜单命令选择-selection根据位置选择- select by location(3) 如卜图所示，在“根据位置选择”対话框中，牛.成一个表达式“select features from stores that are completely within the features in layer:polygons".select by location0lets you select features from one or more layers based on where they are located in relation to the fe

35、atures in another layerk incident/tour eiffelh q metro system streets countybmitsoh |0.000000metershelp |ok | apply |close点击“应用” apply按钮，将会选择所有位于服务区内的商店。点击“关闭” close按钮。(5)在toc图层列表面板中右键点击图层“stores”3 自 layers日0fservice area图 open attribute tablejoins and relates, zoom to layer| 金 zoom to make visible(

36、visible scale range(use symbol levelsselectionlabel featureszoom to selected features 殍 pan to selected featuresi0convert labels to an notation.歹 convert features to graphics.convert symbology to representation.0 clear selected featureso select allswitch selectione incdatae 0 wiq make this the only

37、selectable layercody records for selected features(6) 现在，选择集屮显示了没有被任何服务区包含的所有商店的分布情况，可以基于此选择集 重新布局现有仓库。.(7) 在t0c图层列表面板中右键点击图层“stores”，在右键菜单中执行命令选择集-selctions >>清除已选择的要素一cl ear selected features3. 3.7将分布不合理的设施(仓库)重新布局仃)查看2号仓库一warehouse #2的服务区多边形，可以发现它的3分钟、5分钟、10分钟服 务区内都没有商店，因此可以重新选择新的位置，以使2号仓库能

38、够更好地为:其它商店提供服务(2) 在网络分析窗口 network analyst window中树状结点facilities (6)下选择2号仓库 warehouse #2(3) 使用网络分析工貝栏上的“选择/移动网络位置”工具移动2号仓库warehouse#2到地图中 心位置。如下图所示：3. 3. 8运行分析过程重新计算服务区在“网络分析”工具栏network analyst中点击"求解” solve工具按钮牛成的服务区多边形:rehouse #23. 3. 9确认所有每商店归属于哪个服务区多边形(1) .在toc图层列表血板中右键点击图层“stores”，在右键菜单中执行命令

39、：joins andrelates>>join. .按如下图所示进行设置：.点击确定0k执行“连接” join操作(4) 在t0c面板中右键点击新牛成的图层storeswithpoly ,在右键菜单中执行命令“打开属性 表"open attribute table.attributes of slorttwithocintwpoicc4o4brcularcadts du lido©t>j*ct!d19facliltylvarthoucen«m6 ： s -10froobreakstobcintrbc：«wefcialc>aler：

40、6 dv clarxxb19v&rehouse6:s -10sctntmcokmbrcxalblyskb 26：9var«bous«6:9 -10sctxtrbccwmbrc1alcalkr：6 saint dxd2br：9<ar<houst6:9 -10zcixtrbcommercialgat.cr：8 oswefcxalb pa5sy plaza：9<ar*houi<6:9 -10scintfbcokxbkculav wzntbxps kavssman21var«bous«x:s -10scex7feccwekcial

41、galexes lafayette havssxa5n21:5 -x03centreccwef.cialgaite22tax*heuse4:5x05centrecc«merc：ali7alie 222warehouse4:5 -105centrecckxef.cialcexths coxxeecial xassexa 1322arthouse4:5 -x05lcentrecowffircialgalerie des 7eois quarters24warehouse2:5 -1051centrec06mrculkaini-mostpakkasse24v&rehousc2:5

42、-10slcixtreccwkercialles bcutiqs du palais des c0ncp1s23v&rehoust:3 -53lcentf.eccamrculprin7emps katiox26v&rthogst3:3 -53lcbntreccdfldrcxalespaci expansion foruv des kill"2tv&rehome2:3 -s3c1ntp.ecc4fl££rcxalbazar de l hotbl-db-vxllb27v&rehocse2:3 -53tcin7rbccmm8rcullb

43、xarckb saznt cirmazn21tarehouie2二3 92lcintriccdgcbrcullb bon march!v&r«houi«；93匚ctntrbccao<brculs.c i biaugriktlli12faxthcute:030tctntrbccmmbrcialcalir：b camovul du lovvm33varthoute2:0 -30ilcix7ricc664irculsaxar：ta!nt33varebouse2:0a01*rw»record: h| 4 ii2> mshow:! afl selecte

44、drecords (ooutof21 selected)opoons *11每一行显示了商店的名称，以及这个商店位于哪个服务区内。可以基于这个数据表牛成其它的 信息，(5) 关闭属性表(6) 在网络分析窗口 network analyst window中右键点击树状结点facilities (6),在右键 菜单中执行命令“导出数据” export data,然后选择“所有要素” all features,并指定输 出的文件名和位置。当arcmap提示“是否要将新建的要素类加载到地图中”时，选择“否” 3. 3. 10创建0d成本矩阵分析图层(1) 在t0c面板中关闭图层."servi

45、ce area"和"storeswithinpoly”以更好的显示(2) 在网络分析工具栏.network analyst上执行菜单命令new 0d cost matrix在网络分析窗口 network analyst window 包含一个列表，显示"起始位置” origins,"目 的地” destinations, “路线” lines和"路障” barriers分类列表。同吋t0c面板中也加入了新牛成的0d成本矩阵分析图层。3. 3. 11添加起始位置(0) rigin(1) .在网络分析窗口 network analyst windo

46、w中右键点击树状结点origins (0),然后在 出现的右键菜单中点击“加载位置” load locations命令.(2) 在“加载自” load from下拉列表中选择serviceareafacilities(如果没有完成服 务区分析可以使用图层“warehouses” .这样的话结果就会有差界)(3) .设置“只针对已选择的要素” selected features only检查框为未选中状态.(4) 在“位置定位” location position设置项,选择"使用网络位置字段” use network location fields单选按钮，这样将允许arcgts使用

47、服务区设施中已定位的位置作为起始位置, 这样会快一点(如果你加载的是图层warehouses,则需要使用use geometry选项,并设置容差值 为50米.)(5) 点击“确定” 0k按钮.在网络分析窗口 network analyst window及地图屮将显示6个起始位置弓目iy«28 bc-e origins error.located ?q unlocated5- e destinations.error.located ? unlocked £-0 barrierso frror o locked £ unlocted6- s lintflinessb

48、 store«withpo*ye e storeiw service are* 至 inddem - tour ei 目 sb warehousessb metro sysum s 8 strwtifunc.class|od cc»t matrixwarehouse «2 warehouse 书3 warehouse 4 warehouse ©5 wmehoux »6 destinations (0) linet (0) barriers (0),oise«2i soi/ce i section !qrmrg * * a * f<

49、;« 0 ? » jj|rf|ar>tl3 i10 zj b / u山二.24)550).29 meurte«t e<fit 0ew £ookm«rks jmert ehction jook window h«lpdtfqdi jlex m q |ms?5一21network analyst * o tf. i ' ( network 0«us«t |p>n$net3. 3. 12 添加目的地(d) estinations(1)在网络分析窗口 network analyst window中

50、右键点击树状;结点destinations(0),然后 在右键菜单中执行命令“加载位置” lwd locations(2) 从“加载自” load from下拉列表中选择图层stores.(3) 在"位置分析属性” location analysis properties列表中，点击属性propertyname 对应的列，feld,从下拉列表中选择字段一“n0m”。(4)点击“确定” 0k按钮.现在，在网络分析窗口 network analyst window中已经有21个目的地的名称列表，同时在地 图中也显示了这21个目的地阿e沁知 took晒dqa xcix <n * |m

51、 mre ywm m s«rwc«a>nc class5mme5 j4h>rr(n*4w«r*<xjw #5 .wart4«uir m ej2j235j ” boltux« c-j pal «unt£m« hauumauru lamvtnt ma laobds ou uoo 0uug ou oammf .iz24 uud ocsttotsqu/ auatf umt 0<d(cr 、心 u9amwor k> jutra camouul dl bumjuuram buzmocl-momoc vj gpmm commcnoau ( mammc uint g<ftk .bonmaacmt mmintimp% nav