空间网络分析课件.ppt

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1、地理信息系统基础与实践GeographicalInformationSystemTheoryandPractice第六章空间分析——网络分析旅游与地理学院陈世发2021/8/31韶关学院旅游与地理学院陈世发网络分析(NetWork)1.网络分析概念网络是用于实现资源运输和信息交流的一系列相互联接的线性特征组合。是一个由点、线二元关系构成的系统，通常用来描述某种资源或物质在空间上的运动。在GIS中，网络分析是指依据网络拓扑关系，通过考察网络元素的空间及属性数据，以数学理论模型为基础，对网络的性能特征进行多方面研究的一种分析计算。是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好，

2、如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低等其基本思想则在于人类活动总是趋于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置2021/8/32韶关学院旅游与地理学院陈世发2.网络分析理论基础网络图论是空间网络分析的理论基础，它是用图的形式来模拟任何一个能用二元关系来描述的系统。图论是数学的一个分支。它以图为研究对象。图论中的图是由若干给定的点及连接两点的线所构成的图形，这种图形通常用来描述某些事物之间的某种特定关系，用点代表事物，用连接两点的线表示相应两个事物间具有这种关系。2021/8/33韶关学院旅游与地理学院陈世发二、网络图论基础1.图：是一个以抽象的形式来表达确定的事物，以及事

3、物之间是否具备某种特定关系的数学系统。有向图V3V1V2V4V5V6e1e2e3e4e5e6e7e9e8e10V1树V9V10V11V12V8V2V3V5V6V4V7e1e2e3e4e5e6e7e8e9e10e112.图的表示：图形—矩阵（邻接矩阵和关联矩阵）V3V2V1V5e1e2e4e3e5e7e6V4V4邻接矩阵V1V2V3V5关联矩阵e1e2e3e4e5e6e72021/8/34韶关学院旅游与地理学院陈世发3.矢量数据特有的分析方法网络：线的组合，由线、节点组成。网络分析的基础：线—点拓扑关系。依据网络拓扑关系，根据网络的空间数据、属性数据，对网络的特征、性能进行分析。Sh

4、ape文件是没有拓扑结构矢量数据，但是在网络分析时可以产生临时的拓扑关系。2021/8/35韶关学院旅游与地理学院陈世发二、空间网络中的基本类型和构成1、地理空间的网络类型在地理空间中，由于面向网络的地理目标具有不同的形态，因此构成的空间网络也有着不同的类型。根据空间网络的拓扑学分类，一般可分为：平面网络与非平面网络两大类空间网络的拓扑分类平面网络（二维）非平面网络（非二维）道路型树型环网型细胞型交错型平面网络（二维）线型“流”系统线型栅格系统线型立体系统空间网络的拓扑分类2021/8/36韶关学院旅游与地理学院陈世发①链：网络中流动的管线，其状态属性包括阻力和需求。②障碍：禁止网

5、络中链上流动的点。③拐角点：出现在网络链中所有的分割结点上，状态属性有阻力，如拐弯的时间和限制(如不允许左拐)。④中心：是接受或分配资源的位置。其状态属性包括资源容量(如总的资源量)、阻力限额(如中心与链之间的最大距离或时间限制)。⑤站点：在路径选择中资源增减的站点，其状态属性有要被运输的资源需求，如产品数。2、网络中的基本组成部分和属性2021/8/37韶关学院旅游与地理学院陈世发（1）网络图网络图是指由一些点及点之间的连线所组成的图形。(a)无向图(b)有向图υ1υ4υ3υ2υ5υ6e1e4e3e2e5υ1e2e3e1e4e5e6υ2υ4υ5υ6υ3网络图的特点：无向图有n个点

6、，m条边，点为边的端点；有向图同样有n个点，m条边，但点为边的起点和终点；点的位置、边的类型（是曲线还是折线）2021/8/38韶关学院旅游与地理学院陈世发（1）P1={υ1，e1，υ2，e2，υ3，e3，υ4，e8，υ8，e9，υ9}是一条有向路；（2）P2={υ1，e1，υ2，e6，υ6，e7，υ7}是一条路，但不是有向路；（3）P1={υ2，e2，υ3，e3，υ4，e4，υ5，e5，υ6，e6，υ2}是一条回路。υ1υ4υ3υ2υ5υ6e4e3e2e5υ7υ8υ9e8e7e6e9e1（2）路与回路所谓图中的一条路，就是由图中的一个顶点、一条边，再一个顶点、一条边······排

7、列而成，而且要求排在它前面的顶点和排在它后面的顶点都是它的端点。对于有向路来说，要求排在每一条边之前和之后的顶点分别是这条边的起点和终点。而起始顶点和最后顶点重合的路，则称为回路。2021/8/39韶关学院旅游与地理学院陈世发（3）连通性(d)强连通图υ1υ4υ3υ2υ5(c)不连通图υ1υ2υ3υ4υ5(a)连通无向图υ4υ1υ5υ2υ3(b)不连通无向图υ1υ2υ3υ4υ53.应用：管网布设、资源调配、地址匹配4.网络分析的基本方法路径分析：求最佳路径最佳环境：静