ARCGIS网络分析

ArcGIS空间分析实习
——网络分析
一、目的
网络分析是GIS空间分析的重要组成部分，它的主要内容包括：
l寻找最佳行进路线，如：找出两地通达的最佳路径。

l确定最近的公共设施，如：引导最近的救护车到事故地点。

通过对本实习的学习，应达到以下几个目的：
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
1、软件准备：arcgis
2、数据准备：文件s_fran.dbf，s_fran.shp，s_fran.shx
三、预备知识
需要了解的arcgis的基本概念（通过帮助系统自己了解）
1．Networks概念与组成？
由一系列相互连通的点和线组成，用来描述地理要素（资源）的流动情况。

有定向网络（水流、电流）和非定向网络（道路网络），与之相对应的ArcGIS中的网络类型分为几何网络和网络数据集。

一个要素不能同时参与几何网络和网络数据集。

2．Feature class的概念？Feature dataset的概念？区别及联系？
Feature class即为数据类，包括点、线、面的不同图层；Feature dataset 即为数据类，是具有相同空间参考的Feature Class的集合,在feature dataset 里可以创建拓扑,几何网络等,就是为了保证feature class的空间参考一致,feature dataset里的feature class不要求几何类型一致的.同一个feature dataset里可以包含点,线,面等多个类型。

3．geometric network的概念？如何根据一些数据类型创建geometric network？
网络数据集由两部分组成：
物理网络：
–用于构建网络并生成网络元素：边线（edges）、交汇点（junctions）和转弯（turns）。

逻辑网络：
–由一系列属性表组成，用来模拟网络的连通性，定义网络元素的关系。

通过将以上的边线、交汇点、转弯等添加为属性字段，并进行连通性分析，定义网络字段，即构成地理网络。

4．探索使用软件，用shapefile文件能做networks analysis吗？
不能，因为在ArcGIS中网络被分为几何网络和数据集网络，且在做网络分析的时候只能将数据转换为能执行网络分析的数据，以下前段部分即为转换
数据的步骤。

四、实验内容与步骤
1．文件转换
把上述shapefile文件转换为能做networks analysis文件格式，也就是geometric network文件格式。

具体方法如下：
（1）创建一个personal geodatabase
打开catalog应用程序，在我们data文件夹中创建一个personal geodatabase，命名为Network_Ana。

如下图1：
（2）创建一个Feature Dataset
右键单击刚才创建的geodatase network_ana,单击菜单new->Feature dataset…
并把该dataset命名为road。

具体如下图2：
（3）把上述s_fran文件转换为network_ana中Road dataset中的Feature class。

转换过程中，其参数默认。

具体方法如下：右键单击Road，然后单击import->shapefile to geodatabase…(或者shapefile to geodatabase wizard…)，然后安提示选择相应的shapefile文件即可。

如下图3：
图3 转换Feature class
（4）生成geometric network文件
右键点击road feature dataset，单击new->Geometric network…，按提示选择刚才第（3）步创建的feature class，如下图4所示：
图4 生成geometric network
2．用arcmap进行网络分析
（1）打开arcmap应用程序，右键单击框架，check中utility network analyst；（2）打开Road feature dataset，现在就可以激活utility network analyst中的菜单，进行各种网络分析：
最佳路径分析：
○1添加数据，如下图示：
○2利用“utility network analyst”中的工具添加停靠点，并选择“Find Path”，点击solve，得到最优路径，如下图所示：
○3添加路障，再计算得到新的最优路径，如下图示：
○4设置任务描述为“Find Disconnected”,点击计算效果如下所示：
上图中，红色“叉”为路障，在该不操作后，红点正好指向路障，说明找到的不连接点即为路障点。

五、实习报告与思考
network analyst utility 和network analyst的区别比较：
几何网络(Geometric Newwork)和网络数据集（Network Dataset)是ArcGIS的两种网络数据结构。

前者是一种特殊的特征要素类(Features)，由一系列不同类别的点要素和线要素（可以度量并能图形表达）组成的，可在FeatureDataset下面创建，可进行图形与属性的编辑。

包括流向分析和追踪分析两大功能，对应Utility Network Analyst(设施网络分析)模块。

常用于基础设施网络（如综合管网、电缆线等），研究网络的状态及模拟和分析资源在网络上的流动与分配情况。

后者是点要素和线要素的集合，是“记录”其拓扑关系而创建的，不能编辑网络中的图形要素，相当于FeatureDataset。

包括路由、服务区、最近设施、起止成本矩阵分析四大功能，对应Network Analyst模块。

常用于地理网络（如交通网络）的路径、服务范围与资源分配等分析。

ArcGIS的网络分析分为两类：传输网络(Network Analyst)和效用网络(Utility Network Analyst)。

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(Network Analyst)基于Network Dataset
效用网络(Utility Network Analyst)基于Geometric Network
它们的区别可以参考下面的表格:
Geometric network Network dataset
Network features:Edges and junctions
Network elements: Edges, junctions, and turns
数据源:GDB feature classes only
数据源:GDB feature classes, shapefiles, or StreetMap data
System manages connectivity
User controls when connectivity is built
Weights based on feature attribute fields
More robust attribute (weight) model
存在于:Feature dataset only
存在于:Feature dataset or workspace
单模型单模型或者多模型
Network tracing functionality Network solver functionality utilities/natural resources
modeling
transportation modeling 不支持转弯支持转弯
uses custom features: simple/complex edge features and junctions
uses simple features: points and lines
以上资料摘自ESRI中国论坛。