Arcgis操作 实验十五：最短路径分析
Arcgis操作 实验十五：最短路径分析
实验十五：最短路径分析一、实验目的1、掌握各种类型的最短路径分析；2、理解网络分析原理。
二、实验准备数据准备：City.mdb软件准备：ArcGIS Desktop9.x，ArcCatalog三、实验内容根据不同的要求，获得到达指定目的地的最佳路径，并给出路径的长度；找出距景点最近的某设施的路径。
1、在网络中指定一个商业中心，分别求出在不同距离、时间的限制下从家到商业中心的最佳路径；2、给定访问顺序，按要求找出从家出发，逐个经过访问点，最终到达目的地的最佳路径；3、研究阻强的设置对最佳路径选择的影响。
四、实验步骤启动ArcMap ，打开city. mdb ，双击city数据库，加载数据。
对点状要素place符号化：以HOME字段，1值为家，0值为商业中心。
具体步骤见操作视频：最短路径分析.exe图1 无权重参照的最短路径显示（1）无权重最佳路径的生成1）在网络分析工具条上，选择旗标工具，将旗标放在“家”和想要取得“商业中心”点上。
2)选择Analysis/Options命令，打开Analysis Options对话框，确认Weights和Weight Filter 标签项全部是None，这种情况下进行的最短路径分析是完全按照这个网络自身的长短来确定。
3)在Track Task文本框中选择Find path。
单击solve按钮。
显示最短路径(图1)，这条路径的总成本显示在状态栏中。
（2）加权最佳路径生成1)在设施网络分析工具条下，点选旗标工具，将旗标分别放在“家”和想去的某个“商业中心”的位置上。
2)选择Analysis/Options命令，打开Analysis Options对话框(图2)进入Weights标签页，在边的权重上，全部选择长度权重属性。
图2 长度权重属性设置3)在Track Task文本枢中选择Find path，单击solve按钮，则以长度为比重的最短路径将显示出来(图3），这条路径的总成本显示在状态栏中。
基于arcgis最短路径分析
✓ 网络组成要素
结点(Node)：网络中任意两条线段的交点，属性如资源数 量等
链(Link)：连接两个结点的弧段。供物体运营的通道，链间 的连接关系由弧段-结点拓扑数据结构来表达。属性如资源 流动的时间、速度等
中心(Center)：网络中位于结点处，具有沿着链收集和发 放资源能力的设施，如邮局、电站、水库等
要素，如果代表天桥的两条弧段相交于一个
节点（高程为0），那么代表天桥下面的街
道的两条弧段就相交于另一节点（高程为1
）
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(1)网络数据集的连通性---（Connectivity）
连通性可在参与网络的要素类中定义
也可以在要素类子类（subtype）中定义
可以使用高程字段判断连通性
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连通组和连通策略
几何网络（Geometric networks）
用于定向网络分析 （如： 水流、电流等） 线 & 点 －> Geometric network ArcMap中使用 Utility Network Analyst 工具条
网络数据集（Network datasets）
用于非定向网络分析 （如：交通问题） 线,点&转弯（ turns）-> Network dataset 使用 ArcGIS Network Analyst扩展模块
为了实现供需关系，在网络中必然存在资源的运 输和流动。资源要么由供方送到需方，要么由需 需方到供方索取。
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关于Allocate的两个例子
Supply-To-Demand的例子：负荷设 计、时间与距离损耗估算
电能从电站产生，并通过电网传送到客户那 里去。在这里，电站就是网络模型中的 “Center”,因为它可以提供电力供应。电能的 客户沿电网的线路(网络模型中的Link)分布， 他们产生了“Demand”。在这种情况下，资源 是通过网络由供方传输到需方来实现资源分配 。可用来分析输电系统是否超载；停电的社会 、经济影响估计等。
ArcGISFlex+GP服务完成最短路径分析
ArcGISFlex+GP服务完成最短路径分析最近用arcgis GP服务做了几个Demo，为了不丢失自己的实践经验，我决定把过程记下来（一）最短路径分析以上为效果图，在此感谢/newOperate/html/5/51/514/15549.h tml博文给我的启发，我用自己的数据做了实验，并且汉化了路径描述（因为从英文直接汉化，因此可能有点Ehinese的不足），下面描述整个模型制作和程序实现过程：（1）数据准备这里必须是使用网络数据集，我从ShapeFile生成，在ArcCatalog里面操作，首先建立一个叫TestRouting的空文件夹，同时建立Scrach和ToolData子文件夹，Scrach用来存放模型生成的脚本结果，ToolData饱含制作模型的原数据，再建立一个叫TestRouting的工具箱，像下图这样子：在ToolData文件夹里放入我们的实验数据，并制作网络数据集，当然这个实验数据不是简单的道路数据，包括一些网络数据集必须的字段（zbcov.shp）,单击右键，选择New NetworkDataset...一些基本设置都是默认的，但是有一点必须注意,在下面这个窗口中，需要对elevation数据做以下设置，field要选择自己数据中对应的字段。
一路next，生成下面的两个数据，zbcov_ND和zbcov_ND_Junctions。
（2）模型制作在ArcMap中打开zbcov_ND，并在ArcToolBox中加入刚才新建的TestRouting,在TestRouting上点击右键，new一个model，命名为ShortestRoute,按照下面的pic制作最短路径分析的模型.制作模型需要注意很多，直接用Arcgis例子里的当然不是不行，但是制作模型本来也是一种乐趣，并且有助于理解ArcGIS的一些算法过程，由于我自己在这个过程碰到了很多问题，因此打算一步步把过程写下来。
首先要加入Network 的扩展模块，Tools->Extension，选择Network Analyst复选框。
ArcGIS网络分析[2.1]最短路径
![ArcGIS网络分析[2.1]最短路径](https://img.taocdn.com/s3/m/034262c8cf2f0066f5335a8102d276a200296001.png)
ArcGIS ⽹络分析[2.1]最短路径最短路径求解【如果看到此博客还没有⽹络数据集的，请参考第⼀章的内容，，看⽬录】最短路径，是什么最短？时间最短？距离最短？什么距离？路程距离？考虑到拥堵问题，限速问题，换乘问题，在现实的最短路径远远⽐计算机中的最短路径要复杂，因为要考虑的因素太多了。
这些因素就叫作最短路径求解过程中的“阻抗”，和电阻阻碍电流类似。
最短路径是后⾯⼏个分析类型的基础，只有求得了最短路径，才知道能覆盖多⼤地⽅（服务区）、事故点与最近设施的路径怎么⾛（最近设施）等。
在上⼀章，就已经有了最简单的路径分析：单⼀的道路⽹，阻抗仅仅为公路⽹的长度。
在这⾥不讨论最短路径的内部算法，似乎有⼤佛说过，ESRI是⽤的Dijkstra算法的变种算法。
最短路径中有什么元素呢？换句话说，最短路径要什么东西才能分析？途径点、障碍。
最短路径输出了什么？当然就是最短路径的那条线啊！换成图的形式，就是这样⼦。
输⼊必选参数[途径点]，可选参数：充当障碍的[点线⾯]，基于连通策略和阻抗，就能计算出最短路径。
什么是障碍呢？例如，某条路正在封闭施⼯，那施⼯的那个地⽅就是障碍，这⾥是不能通⾏的，就代表最短路径是不会⾛过障碍的。
路径分析常⽤设置在这⾥打开⽹络分析图层的属性窗⼝找到分析设置选项卡，就会有如下图：输⼊元素输出元素途径点障碍最短路径经常会使⽤到的设置是：阻抗、限制、⽅向、交汇点的U形转弯、这⼏个。
阻抗很简单，分析的时候经过这条路的花费成本，可以这么简单的理解。
可以是时间、平均消耗体⼒、道路长度等。
限制限制主要有两种：转弯限制和单⾏线限制。
有的⼗字路⼝会有禁⽌转向左边或者右边，或者⼗字路⼝等红绿灯的时间⽐较长的情况，这个就是转弯限制。
转弯限制怎么来的呢？当⽹络数据集中加⼊了转弯要素类的时候，这个复选列表就可以选择了。
有关如何制作转弯要素类，请跳到第四章。
单⾏线，有的道路只能⼀个⽅向⾛，不能来回⾛，这也是很常见的。
⽅向这个是导航设置。
矢量数据的空间分析-以最短路径分析为例
兰州交通大学开放性实验基于ArcGIS的地理分析实验报告实验名称：矢量数据的空间分析-以最短路径分析为例学生姓名：***学生学号：*********指导老师：朱*时间：2016年5月1日1. 实验背景最短路径的分析问题在现实生活中有着广泛的应用，可以有助于提高效率，减少资源的消耗，故对最短路径的研究有着重要的意义。
2. 实验目的通过本练习，掌握ArcGIS最短路径分析的方法，深入理解网络分析的原理。
3. 实验要求通过分析能够得到到达指定目的地的路径选择方案及根据不同的权重得到不同的最佳路径，并给出路径的长度（总成本）。
（1）在网络中指定一个点，分别求出在不同距离、时间的限制下从指定的另一点到此点的最短路径。
（2）给定访问顺序，按要求找出逐个经过中间位置最终到达目的地的最佳路径。
（3）研究阻抗的设置对最佳路径选择的影响。
4. 实验操作步骤1）无权重最佳路径的选择无权重最短路径，即说明路径的长短是此网络分析的唯一标准。
此时计算出的是距离上最短的路径，左下角显示出此网络的总成本，本例中显示为20，即为总共经过20个路口的含义。
（以下图中都可显示总成本，不再一一说明）2）加权最佳路径的选择加权最佳路径的选择，可以是距离、时间、速度等的加权，要根据分析的具体情况决定以何属性加权。
以下以时间加权与距离加权为例说明。
时间加权距离加权加权的意义，既为网络分析提供分析依据，即以何作为计算因素来进行分析。
3）按要求和顺序能够逐个通过目标点的路径的实现如果在一个网络分析中按照一定的顺序依次标定所要经过的点位，此时可以同时赋予权重（本图中以距离权重为例），则可以得到按指定顺序行进的最优路径。
4）阻强问题权重是通过边线或连接的成本，它只能基于长整型或双精度型数据类型创建。
在本例阻强问题指的是点状要素或线状要素因为某些突发事件而不可运行时，原先获取的最优路径就可能会被修正。
本例中同时设置了点要素障碍与边要素障碍，可以看出设置阻碍后最优路线的修正。
最短路径分析
空间分析实习报告基于ArcGIS实现最短路径分析学院：** 专业：** 学号：** 姓名：*** 指导老师：*** 实现最短路径分析基于ArcGIS实现最短路径分析实现最短路径分析 一、实习题目：基于ArcGIS实现最短路径分析）了解最短路径的几种算法二、实习目的：（1）了解最短路径的几种算法）实现最短路径的分析（2）实现最短路径的分析）使用一种方法实现最短路径分析三、实习内容：（1）使用一种方法实现最短路径分析实现最短路径（2）用ArcGIS实现最短路径（3）掌握最短路径的算法）掌握最短路径的算法四、实习过程四、实习过程1、数据：DEM数据、startPot点数据、endPot点数据和river 河流数据河流数据2、要求：（1）新建路径成本最小）新建路径成本最小）路径最短（2）路径最短3、1）运行ArcMap，加载数据，如下图所示：，加载数据，如下图所示：图1记载数据记载数据2）坡度成本数据计算）坡度成本数据计算（1）选择SpatialAnalystToolsàSuferàSlope生成坡度数据集，记为slope （2）SpatialAnalystToolsàReclassàReclassify对slope进行重分类，分类原则：利用等间距分为12级，坡度最小的为一级，记为reslope 3)起伏度成本数据计算起伏度成本数据计算（1）选择SpatialAnalystTools àNeighborhood àFocalStaticals 工具，工具，其中其中Height 和Width 都设为11，点击OK ，记为QFD （2）选择重分类工具，对QFD 进行重分类，地形越起伏，级数越高，结果记为reQFD 4）河流成本数据集计算）河流成本数据集计算选择重分类工具对河流数据进行重分类，按照河流等级如下进行分类：4级赋值10，依次为8,5,1，结果记为reriver 5）加权合并单因数成本数据，生成最终成本数据集）加权合并单因数成本数据，生成最终成本数据集选择SpatialAnalystTools àMapAlgebra àRasterCalculator 工具合并数据集，计算式如下：具合并数据集，计算式如下：Cost=reriver+reslope*0.6+reQFD*0.4 6）计算成本权重距离）计算成本权重距离选择SpatialAnalystTools àDistance àCostDistance 生成的结果如下图：果如下图：图2成本距离图成本距离图最短路径图图4最短路径图。
ArcGIS网络分析（最短路径问题分析）
ArcGIS网络分析（最短路径问题分析）第一篇：ArcGIS网络分析(最短路径问题分析)网络分析（最短路径问题分析）一、实验目的：理解最短路径分析的基本原理，学习利用arcgis软件进行各种类型的最短路径分析的操作。
二、实验准备1、实验背景：最短路径分析是空间网络分析中最基本的应用，而交通网络中要素的设置对最短路径的选择有着很大的影响。
实验要求根据不同的权重，给出到达指定目的地的路径选择方案，并给出路径长度。
λ在网络中指定一个超市，要求分别求出在距离、时间限制上从家到超市的最佳路径。
λ给定访问顺序，按要求找出从家经逐个地点达到目的地的最佳路径。
2、实验材料：软件：ArcGIS Desktop 9.x，实验数据：文件夹ex6中，一个GeoDatabase地理数据库：City.mdb，内含有城市交通网、超市分布图，家庭住址以及网络关系。
三、实验内容及步骤首先启动ArcMap，选择ex6city.mdb，再双击后选择将整个要素数据集“city”加载进来，然后将“place”点状要素以“HOME”字段属性值进行符号化，1值是家，0值是超市。
第1步无权重最佳路径的选择λ加载“设施网络分析”工具条（“视图”>>“工具条”，勾选“设施网络分析”），点选旗标和障碍工具板下拉箭头，将旗标放在家和想要去的超市点上。
第2步加权最佳路径选择λ在设施网络分析工具条上，点选旗标和障碍工具板下拉箭头，将旗标放在家和想去的某个超市点上。
λ选择“分析”下拉菜单，选择“选项”按钮，打开“分析选项”对话框，选择“权重”标签页，在“边权重”上，全部选择长度“length”权重属性。
λ点选“追踪任务”下拉菜单选择“查找路径”。
单击“执行”键，则以长度为比重为基础的最短路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态列。
λ上述是通过距离的远近选择而得到的最佳路径，而不同类型的道路由于道路车流量的问题，有时候要选择时间较短的路径，同样可以利用网络分析进行获得最佳路径。
arcgis 最短路径 原理
ArcGIS 最短路径原理ArcGIS是一款专业的地理信息系统（GIS）软件，最短路径是ArcGIS中的一个重要功能之一。
最短路径是指在一个网络中，从一个起点到达目标点所需经过的路径中，总距离最短的路径。
在地理空间分析中，最短路径可以用于解决很多问题，比如交通规划、物流配送、紧急救援等。
最短路径算法是基于图论的算法，主要包括两个重要的概念：图和路径。
图在最短路径算法中，图是由节点和边组成的数据结构。
节点表示位置或者地点，边表示节点之间的连接关系，也可以表示节点之间的距离或者权重。
在ArcGIS中，图可以通过矢量数据或者栅格数据来表示，比如道路网络、河流网络等。
图中的节点可以是离散的点，也可以是连续的线或面。
每个节点都有一个唯一的标识符，可以是一个ID号或者一个坐标值。
节点之间的边可以是无向边或者有向边，有向边表示只能从一个节点到另一个节点，而无向边表示可以双向通行。
边可以有不同的权重，表示节点之间的距离或者代价。
在最短路径算法中，边的权重通常用于计算路径的总距离或者代价。
路径路径是指从一个起点到达目标点所需经过的一系列节点和边。
路径可以是一条简单路径，即不经过重复节点的路径，也可以是一条环路，即起点和目标点相同的路径。
在最短路径算法中，路径可以用于计算路径的总距离或者代价。
最短路径算法会根据边的权重来选择最短路径，即总距离或者代价最小的路径。
最短路径算法最短路径算法是用于计算最短路径的一种算法。
常用的最短路径算法有Dijkstra算法、Floyd-Warshall算法和A*算法等。
Dijkstra算法Dijkstra算法是一种单源最短路径算法，用于计算从一个起点到其他所有节点的最短路径。
算法的基本思想是通过不断更新起点到其他节点的最短距离来找到最短路径。
具体步骤如下：1.初始化起点到其他节点的距离为无穷大，起点到自身的距离为0。
2.选择一个距离最小的节点作为当前节点，标记该节点为已访问。
3.更新当前节点的邻居节点的距离，如果经过当前节点到达邻居节点的距离小于已知的最短距离，则更新最短距离。
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实验十五：最短路径分析
一、实验目的
1、掌握各种类型的最短路径分析；
2、理解网络分析原理。
二、实验准备
数据准备：
City.mdb
软件准备：
ArcGIS Desktop9.x，ArcCatalog
三、实验内容
根据不同的要求，获得到达指定目的地的最佳路径，并给出路径的长度；找出距景点最近的某设施的路径。
1、在网络中指定一个商业中心，分别求出在不同距离、时间的限制下从家到商业中心的最佳路径；
2、给定访问顺序，按要求找出从家出发，逐个经过访问点，最终到达目的地的最佳路径；
3、研究阻强的设置对最佳路径选择的影响。
四、实验步骤
启动ArcMap ，打开city. mdb ，双击city数据库，加载数据。
对点状要素place符号化：以HOME字段，1值为家，0值为商业中心。
具体步骤见操作视频：最短路径分析.exe
图1 无权重参照的最短路径显示
（1）无权重最佳路径的生成
1）在网络分析工具条上，选择旗标工具，将旗标放在“家”和想要取得“商业中心”点上。
2)选择Analysis/Options命令，打开Analysis Options对话框，确认Weights和Weight Filter 标签项全部是None，这种情况下进行的最短路径分析是完全按照这个网络自身的长短来确定。
3)在Track Task文本框中选择Find path。
单击solve按钮。
显示最短路径(图1)，这条路径的总成本显示在状态栏中。
（2）加权最佳路径生成
1)在设施网络分析工具条下，点选旗标工具，将旗标分别放在“家”和想去的某个“商业中心”的位置上。
2)选择Analysis/Options命令，打开Analysis Options对话框(图2)进入Weights标签页，在边的权重上，全部选择长度权重属性。
图2 长度权重属性设置
3)在Track Task文本枢中选择Find path，单击solve按钮，则以长度为比重的最短路径将显示出来(图3），这条路径的总成本显示在状态栏中。
以上是通过距离远近的选择而得到的最佳路径。
实际中不同类型的道路由于车流量的问题，有时候要选择通行时间最短的路径，同样可利用网络分析来获得最佳路径，时间属性是在建网之前，通过各个通道的类型（主干道、次要道等）得到速度属性，然后通过距离和速度的商值确定的。
例子里并没有考虑红灯问题以及其他囚素，是一种比较理想的情况，可以通过逐渐加入将其要素来完善。
图3 距离加权路径
（3）按顺序逐个通过访问点的路径生成
1)在设施网络分析工具条上，点选旗标工具，将旗标按照访问的顺序依次放在各个目标点上。
2)选择Analysis/Options命令，打开Analysis Options对话框，进入Weight标签页，在边的权重（Edge weights）上，全部选择长度（length）权重属性。
3)在Track Task文本框中选择Find path，单击solve按钮，最短路径显示出来，这条路
径的总成本显示在状态栏中。
图4 逐个目的地的路径获取
4)同样是经过这11个地点，如果权亚是时间，由于进路车流量的不同，经过的时间也不同，囚此，使路径发生很大改变。
图5 时间权重的逐点路径获取
（4）阻强问题
这里的阻强是指网络中的点状要素或线状要素因为某此突发事件（如交通事故）而不可运行时，原来获得的最短路径就需要进行修比，具体操作如下：
1）修路时，即某个路段不可运行。
可在网络中设置阻强，对其进行表达。
图6 有边阻强的距离加权最佳路径
方法有两种：一种是永久性的，可直接将网络边要素的属性修改成不可运行，即选择此边要素，将其Enabled字段中的属性改成False即可；另一种是暂时性的，可设置边要素障碍。
即利用边要素障碍添加工具进行设置。
同样取上述试验中的某一“商业中心”为目的地，假设其中一条路段i正在修路，则产生的新的最佳路径如图6（图中标注“X”即为阻强设置边）。
可以看出路段的维修状况使最佳路径产生了改变，同时最近距离也随之发生改变。
2）十字路口出现车祸等情况，暂时不可通行，即网络中心结点不可运行。
可通过设置阻强来表达。
与线状要素的方法一样，可通过改变结点属性或利用点要素阻强添加工具
进行设置。
进行同样的最佳路径选去，假设其中某个路口出现阻塞，利用该方法产生的最佳路径如图7。
图7 有点阻强的距离加权最佳路径
以上这个例子能够简单说明网络分析中的最短路径问题在实际中的应用。
并且例子也说明了网络中要素状态的变化对最佳路径的影响。
随着考虑到实际因子的增加，一定会使得网络分析的模型更趋于实际，在指导现实生活方面发挥着越来越重要的作用。
补充知识：
ArcGIS的网络分析分为两类：传输网络(Network Analyst)和效用网络(Utility Network Analyst)。
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。