arcgis中两种网络分析对比

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ArcGIS的网络分析分为两类：传输网络(NetworkAnalyst)和效用网络(UtilityNetworkAnalyst)。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(NetworkAnalyst)基于NetworkDataset；效用网络(UtilityNetworkAnalyst)基于Geometric Network它们的区别可以参考下面的表格:GeometricnetworkNetworkdatasetNetworkfeatures:EdgesandjunctionsNetworkelements:Edges,junctions,andturns数据源:GDBfeatureclassesonly数据源:GDBfeatureclasses,shapefiles,orStreetMapdataSystemmanagesconnectivityUsercontrolswhenconnectivityisbuiltWeightsbasedonfeatureattributefieldsMorerobustattribute(weight)model存在于:Featuredatasetonly存在于:Featuredatasetorworkspace单模型单模型或者多模型NetworktracingfunctionalityNetworksolverfunctionalityutilities/naturalresourcesmodelingtransportationmodeling不支持转弯支持转弯usescustomfeatures:simple/complexedgefeaturesandjunctionsusessimplefeatures:pointsandlines Network的类型   （1）TransportationNetwork：是UndirectedNetwork。表示Network的Edge具备方向，用户可以自由定义在网络中前进的方向，速度以及终点。例如一个卡车司机可以决定在哪条道路上开始行进，在什么地方停止，采用什么方向。并且还可以给网络设置限定性规则，例如是单行线还是禁行。在ArcGIS中，TransportationNetwork是通过NetworkDataset创建的。   （2）UtilityNetwork：是DirectedNetwork类型，意味着网络中流动的物质必须按照在Network中定义好的规则前进，运行路径都是事先定义好的，可以被修改，但是不能被物质本身修改，而是被网络的工程师来修改网络的规则，使通过设置结点的开启状态来改变网络的流动方向。在ArcGIS中，UtilityNetwork是通过GeometricNetwork模拟的。TransportationNetwork介绍   ArcGISNetworkAnalyst分析模块使用的网络是存储在NetworkDataset中。NetworkDataset由Feature要素创建而来，能够用来表现复杂场景，包括Multimodal交通网络，同样也可以包含多个网络属性以模拟网络限制条件和层次结构。NetworkDataset类型（1）NetworkDtaset：创建网络的数据源存储于Personal或者EnterpriseGeodatabase中，因为其中可以存储很多数据源，因此可以构建MultimodalNetwork（2）Shapefile-basedNetworkDataset：是基于PolylineShapefile文件创建的，也可以添加ShapefileTurnFeatureClass，这种NetworkDataset不能够支持多种Edge类型，也不能用于创建MultimodalNetworks（3）ArcGISNetworkAnalyst也可以读取SDCNetworkDataset，可以实现网络分析功能，而不能创建NetworkDatasetNetworkElementsEdgesJunctions TurnsConnectivityGroup要想定义ArcGISNetworkAnalyst的Connectivity，首先要定义ConnectivityGroup。每一个EdgeSource只能够被赋予一个ConnectivityGroup，而JunctionSource可以被赋予多种ConnectivityGroup。只有将Junction设为两种或者多种ConnectivityGroup，才可以去连接不同ConnectivityGroup的Edge。ConnectivityGroup用于创建MultimodalTransportationNetwork。以下为NetworkDataset所支持的三种ConnectivityModel：（1）ConnectingEdgeswithinaConnectivityGroup可以设置“EndpointConnectivity”，也可以设置“AnyVertexConnectivity”。第一种方式中，边和边只能在终点处相交，第二种方式则可以在边的任意位置相交（2）ConnectingEdgesthroughJunctionsacrossConnectivityGroup能够将不同ConnectivityGroup中的Edge通过被不同ConnectivityGroup共享的Junctions连接。（3）ElevationFields主要用于NetworkDataset中检查LineEndpoints的Connectivity。每一个EdgeFeature具备两个字段用来描述每一个端点的高程。NetworkAttributeNetworkAttribute主要用于设定网络的流通属性，包括：NameUsageTypeUnit：Centimeter，Meter等等DataTypes：Boolean，Integer，Float，DoubleUsebyDefault：Cost：例如走过某段路需要花费的时间；Descriptors：对某条道路的描述信息，例如道路速度的限制，有多少个红绿灯等；Restrictions：例如某条线是禁行，或者是单向的；Hierarchy：例如道路的分级。 TypesofEvaluatorsusedbyanetworkNetwork的Attribute都需要设定Value，通常是利用Evaluators从NetworkSource中获取属性值。具备四种Evaluators：FieldEvaluator：利用属性字段的值；FieldExpressionEvaluator：利用属性字段构建计算表达式；ConstantEvaluators：赋予常数；VBscriptEvaluators：通过执行VBScript代码，主要用于赋予复杂的属性值每个JunctionSource和TurnSource需要一个Evaluator，而每个EdgeSource需要两个，Edge的每个方向都需要一个EvaluatorTurnsintheNetworkDatasetTurn的类型有多种，可以是MultiEdgeTurn，也可以是U-Turn。在ArcGIS中，Turn是通过TurnFeatureClass转变而来的，这些TurnFeatureClass都是PolylineFeatureClass。TurnFeatureClass必须是与其他Network要素位于同一个FeatureDataset中，具备相同的空间参考，不参与ConnectivityGroups，也不具备Elevation信息。Turn至少具备两条Edge，至多20条Edge。SettingDirections支持Directions的NetworkDataset必须至少满足以下要求：具备Length属性，包括Length单位；至少有一个EdgeSource；在EdgeSource上至少有一个Text字段。CreatinganetworkDataset第一步：准备FeatureDataset和Source，如果是要创建Geodatabase-basedNetworkDataset，则参与创建网络的数据源必须位于同一个FeatureDataset中；如果是创建基于Shapefile的Network，则需要将参与的要素存储到相同的文件夹中。第二步：为创建Network Dataset的数据源设置属性，为网络添加属性信息；保证数据源中包含可以设置网络阻力信息的属性值-距离，旅行时间等等。最后是将这些属性值的字段名用相应的Unit命名，使得系统可以自动去识别，例如可以为旅行时间设置字段名为Minutes。对于线状要素来说，如果在不同的方向，阻力值不相同，则应该为两个方向分别设置属性字段，例如“FT_Minutes”和“TF_Minutes”.   如果是对单行线建立网络，则EdgeSource中必须包含一个字段以指定One-Way街道属性，可以将存储这个属性的字段命名为“One_Way”或“Oneway”。创建Evaluator以给该字段赋值：“FT”或“F”表示沿着数字化方向的单行线；“TF”或“T”表示与数字化方向相反的单行线；“N”表示禁行线；如果是其它属性值，则表示该条线路的两边都是可以通行的。   如果打算通过Z-Elevation或者Z-Level值模拟Overpasses和Underpasses，则必须使得Edge的属性字段包括两个整型字段，Edge的每个结点的高程用一个字段表示。如果字段被命名为“F_ELEV”“T_ELEV”或者“F_ZLEV”“T_ZLEV”，则系统可以将其自动识别为高程字段。如果希望在网络中保存方向信息，则Edge的属性字段中必须包含产生方向的信息，例如道路等级，高速路障，边界信息等。第三步：准备TurnFeatureClass，添加Turn信息；创建FeatureDataset时，Turn信息是可选的，如果将转弯信息保存在TurnTable中，则必须将其转变为TurnfeatureClass。并且还要在TurnFeatureClass的属性表中包含属性字段以保留TurnImpedance，以及转弯限制（某个弯只能是货车才可以转）等网络属性信息。第四步：利用NewNetworkDatasetWizard创建NetworkDataset为NetworkDataset命名，设定数据源，创建连通性，指定高程数据，指定转弯数据源，定义属性，确定方向规则。第五步：BuildNetworkDataset该过程会实现：网络要素创建，连通性创建，为网络属性赋属性值NetworkAnalyst提供的分析功能FindingtheBestRoute ArcGISNetworkAnalyst能够分析点与点之间的最优路径，点的位置可以通过三种方式设置：（1）在屏幕上添加点，如果用户添加的点不在路径之上，则系统会根据Snapping设置，将该点自动咬合到近处的点，如果点到线的距离大于设置的咬合值，则无法实现，需要重新设置Snapping；（2）通过输入Address；（3）从已经存在的FeatureClass或者FeatureLayer中导入位置。分析最优路径时的点与点之间的顺序，可以用户自己设置，也可以由系统自动设置。可以实现的最优路径分析包括：最快路径，最短路径，最多场景的路径等，路径分析的内容可以通过设定Impedance实现。FindingtheClosestFacility查找最近设施：可以设置一个CutoffCost，一旦超过这个设置，则不再分析。一旦查找到最近设施，则可以实现的功能包括到达最近设施的路径，旅行花费，方向等。FindingServiceAreasNetworkServiceArea是包括所有在设定阈值内可以到达的Streets的Region。例如某个点的5分钟服务区是从该点5分钟之内可以到达的所有街道的Region。Accessibility表示从某个点到达其它地点的容易程度。在ArcGIS中，Accessibility可以通过TravelTime，Distance和任意其它的Impedance进行设定。CreatinganODCostMatrix能够从多个源点和终点之间创建Origin-Destination（OD）CostMatrix。ODCostMatrix是一个包含从每一个Origin到每一个Destination的总Impedance的Table。在地图上表示时，Origin到Destination的Path是用直线表示的。GeometricNetwork介绍   GeometricNetwork 主要用于模拟现实世界中的水网，电网，煤气网，电话服务等资源网络。   GeometricNetwork由一套相互连接的Edge和Junctions组成，并且包含ConnectivityRules。必须构建于Geodatabase的FeatureDataset中，其中的FeatureClass是作为Junctions和Edge的数据源。GeometricNetwork中包含两种主要的要素：Edges和Junctions。在网络中，Edge和Junctions是TopologicallyConnectedtoeachother：Edge和Edge在Junctions处连接，某个Edge中流动的要素是通过Junctions流动到其它的Edge。   有两种类型的Edges：   SimpleEdges-连着两个Junctions，Edge的每一头连接一个Junction；   ComplexEdges-通常在端点处至少连接两个Junctions，而且在Edge的中间部分，也可以连接很多Junctions，例如：主管道上可以连接多个支管道。有两种类型的Junctions：  UserdefinedJunctions：在构建GeometricNetwork时，根据用户定义的PointSource生成的Junctions；  OrphanJunctions：当第一个EdgeFeatureClass添加到GeometricNetwork时，创建了SimpleJunctionFeatureClass，被称为OrphanJunctionFeatureClass，主要是用于维护网络的完整性。当用户添加其它的JunctionsFeature时，该点处的OrphanJunctions将被删除；此外当用户删除GeometricNetwork时，则OrphanJunctions也被删除。当创建一个GeometricNetwork时，也创建了一个相应的LogicNetwork，用于表现和模型化要素之间的连通关系，实现Tracing和Flow计算。LogicNetwork是由一系列的Table组成，并且由ArcGIS维护。当GeometricNetwork被更新或者删除时，LogicNetwork会自动更新。Sources和Sinks网络要素的流动方向是从Sources和Sinks来计算的，从Sources流出，汇于Sinks。可以在创建GeometricNetwork时，将Junctions设置为Sources或者Sinks或者都不是，一旦设定为Source或者Sink，则在属性表中添加字段AncillaryRole用于记录其类型。 NetworkWeight网络可以被设置权重，用于表示网络要素在其中流动的环境，使利用参与网络的Feature的属性来设置网络的Weight。EnableandDisableFeatureGeometricNetwork中的Edge和Junctions可以在LogicNetwork中设置为Enabled或者Disabled。网络的Enabled或者Disabled状态是由要素属性字段Enabled设置的，可以选择的属性为True，False，当通过简单要素类创建GeometricNetwork时，该字段自动添加为输入要素中，并且缺省状态下属性值为True。Connectivity在现实生活中，GeometricNetwork中并不是所有的要素都是可以相互连接的，系统所创建的网络连通性可能不适合，则用户可以根据自己的需要修改Connectivity，方法是：在ArcCatalog中点击创建的GeometricNetwork，在Properties中选择Connectivity面板，实现Connectivity的设置。可以创建的ConnectivityRule包括两种：Edge-JunctionConnectivity，Edge-EdgeConnectivity