ArcGIS几何网络分析

. 教育资料 ArcGIS的几何网络

易智瑞（中国）信息技术有限公司 2019年12月 .

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教育资料 制定及修订记录 版本 完成日期 编写/修订纪要 所属部门 编写者 备 注 .

教育资料 目 录

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教育资料 1 逻辑网络 创建几何网络时，地理数据库还会创建一个对应的逻辑网络，用于表示要素间的连通性关系并为这种关系建模。逻辑网络是用于追踪操作和流式操作的连通图。边和交汇点之间的所有连通性都在逻辑网络中进行维护。 系统将逻辑网络作为由地理数据库创建和维护的表集合进行管理。这些表记录了几何网络所涉及的要素如何互相连接。通过逻辑网络，能够在编辑和分析期间快速发现几何网络中相连的边和交汇点之间的连通性关系并为这种关系建模。这可以实现快速的网络追踪，并便于在编辑期间建立动态连通性。 在几何网络中编辑或更新边和交汇点时，对应的逻辑网络也会进行自动更新和维护。无需重新构建要素的连通性或直接访问逻辑网络；地理数据库会维护逻辑网络。 下图显示了给水干管（在几何网络中由单个复杂边表示）在逻辑网络中由多个元素构成的方式。逻辑网络中与给水干管对应的表由 ArcGIS 创建并维护。在对几何网络中的给水干管进行编辑时，ArcGIS 会自动更新逻辑网络中的对应元素，并且会保持几何网络中要素间的连通性。 .

教育资料 2 概念模型 网络要素类中的拓扑连通性基于几何重叠。如果沿着一条边添加交汇点，或者沿着另一条边添加一条边，它们彼此之间将进行拓扑连接。几何网络中的边可以是简单边，也可以是复杂边。几何网络中的简单边与逻辑网络中的边元素具有“一对一”关系。复杂边与逻辑网络中的边元素具有“一对多”关系。因此，几何网络中的一条复杂边可表示逻辑网络中的多条边。当移动网络边或交汇点时，与其相连的网络要素会通过进行自我拉伸和调节来保持连通性

2.1 网络的划分 1、从抽象的层次来说，网络分为逻辑网络和几何网络 逻辑网络是与地理无关的网络，只表达点线之间的联通关系，类似于图论中图的概念（其实底层来说，逻辑网络就是图）；而几何网络是与地理相关的，它只是在逻辑网络的基础之上加上了地理相关的东西，所以核心还是逻辑网络。 . 教育资料 2、从网络本身的特性来说，可以把网络分为传输网络和效能网络 传输网络指的是像道路网这样的网络，车辆在道路上行驶时是可以自由改变行进线路的（当然是遵守交通规则的前提下），像水路网、航空网都是这样。这类网络有个特点，就是网络本身连接关系及性质，不能完全决定网络中的物体行进的路径。 效能网络指的是像电力网络、自来水网络等，这类网络的特点为，一旦决定了网络的连接关系及参数，网络中所流动的物体的行进路径就被确定了。 这两种网络在底层来说，都是通过逻辑网络进行表达的。在上层，传输网络是通过geonetwork datasets来实现，而效能网络则是通过geometric network来实现。

2.2 网络的构成 一个网络只能由点和边来构成，并且只能是点和边相连，不能点和点连，边和边连；在构建网络的时候，如果边的端点没有点，则会自动增加点；网络中能够存在不和任何边相连的孤立点。 点和边都有二种：简单的、复杂的（这种概念只在几何网络中有，在逻辑网络中不存在简单复杂的概念）。简单点和简单边指的是地理图层中的一个点或一条边与逻辑网络中的元素是一一对应的；复杂点与复杂边指的是地理图层中一个点或边对应到逻辑网络中时，是多个元素。在arcgis9.3中，复杂点还是没有实现，需要开发者自己扩展。 . 教育资料 下面这幅图是简单边的示意图：

从这个示意图可知，如果边上存在点，在建立网络时，如果该边被指定为简单边，则这条边将会以边上的点进行打断。以下为复杂边的示意图： .

教育资料 从图中可知，复杂边不会被打断，而是通过Sub-ID来将一条边标示为不同的子部分，这样，一条边要素在逻辑网络中就对应多条记录。 . 教育资料 3 可以执行的操作

3.1 使用网络分析工具栏可执行的追踪操作  网络中位于给定点上游的所有网络元素（追踪上游）。  网络中位于给定点下游的所有网络元素（追踪下游）。  网络中位于给定点上游的所有网络元素的总成本（上游蓄积）。  网络中某点的上游路径（查找路径上游）。  位于网络中点集合上游的公用要素（查找公用原型）。  通过网络连接到给定点的所有要素（查找连接的）。  未通过网络连接到给定点的所有要素（查找未连接的）。  可以在网络中的各点之间生成多条路径的闭合线（查找闭合线）。  网络中两点间的路径。找到的路径可能只是这两点间的多条路径之一，具体取决于网络是否包含闭合线（查找路径）。

3.2 网络构建错误 构建网络错误架构说明： 字段名 错误信息 ErrorID 错误对象的 ID ClassID 包含非法几何的要素类的对象类 ID ObjectID 包含非法几何的要素的对象 ID ErrorType 该要素的错误

esriNetworkErrorType错误类型枚举： . 教育资料 3.3 几何网络捕捉模型 成功的几何网络创建始于整洁的数据，只有这样才能保证分配正确的连通性。虽然几何网络向导中提供的捕捉功能有助于确保重叠，但还应辅之以其他解决方案。也可以使用“拓扑”等其他选项来确保数据整洁，这有助于在准备阶段对数据进行清理以便用于构建几何网络。

3.4 向网络添加要素类 在几何网络的生命周期中可随时添加新的边和交汇点要素类。这些新要素类为空——不能向现有几何网络添加包含数据的要素类。 .

教育资料 3.5 几何网络增量加载 步骤: 1) 在 ArcMap 中，单击自定义下拉菜单。 2) 选择自定义模式，然后选择命令选项卡。 3) 选择数据转换器类别，选择网络增量加载程序命令，然后将其拖放到现有工具栏上。 4) 在 ArcMap 的内容列表中，选择一个参与了要加载要素的几何网络的要素类，然后单击几何网络增量加载程序命令。 5) 单击添加数据按钮并导航到源数据。几何网络增量加载程序命令可以将 ArcGIS 所支持的任何数据源视为输入。 6) 选择一组输入要素类。 7) 单击下一步。 . 教育资料 8) 将每个源要素类分别映射到一个网络要素类。该命令将自动映射具有相同名称的要素类。

3.6 设置流向 为了设置流向，网络必须至少包含一个指定为包含源头和/或汇点的交汇点要素类，可以使用 ArcMap 在几何网络中保持流向。ArcMap 使用网络连通性、网络要素的启用或禁用状态及源头和汇点的位置来建立流向。 执行下列操作都必须设置流向：  创建新几何网络。  向网络添加要素或从中移除要素。  修整要素以便更改网络连通性。  连接或断开要素。 . 教育资料  添加或移除源头或汇点。  启用或禁用要素。  协调版本。

3.7 管理几何网络 几何网络实际上是多个要素类之间的关联，在数据库中用多个表加以表示。 删除几何网络后，会发生以下变化： 1) 网络要素类恢复为简单要素类。边要素类变为线要素类，交汇点要素类变为点要素类。 2) 几何及逻辑网络表将被删除。 3) 孤立交汇点类将被删除。为此，建议不要使用孤立交汇点存储附加信息。删除几何网络之前，如果需要保留孤立交汇点要素，则可将这些要素复制或导出到新要素类中。 4) 连通性规则和权重将被删除。 5) 启用的字段和辅助角色字段不会从要素类中移除。如果重新创建几何网络，可能会重复使用这些字段及其包含的值。 6) 构建过程中对网络执行的任何捕捉操作都不会被撤消。如果重新创建几何网络，则不必重新指定捕捉，除非需要更大的捕捉容差。 在以下任何情况下，您都需要删除并重新创建几何网络： 1) 需要向网络添加新的已填充要素类。 . 教育资料 2) 需要移除网络中的权重。 3) 在先前构建过程中指定的捕捉容差过小。 4) 需要将要素类从简单边更改为复杂边，反之亦然。 5) 需要添加特定交汇点要素类作为源点或汇点，或者需要移除其辅助角色。 6) 想要重命名几何网络。

4 关键的概念 4.1 禁用要素和禁用图层 禁用要素是在特定位置创建障碍的一种更加持久的方法。例如，在城市供水管网中如果给水干管因道路施工项目被挖开并封死，自来水将无法通过这段给水干管。如果禁用代表此给水干管的网络要素，将在此要素处停止追踪。 在某些情况下，可能有必要禁用整个图层。例如，通过禁用配电网络中的开关图层并从网络中的某点进行追踪，可以找出为在网络中隔离此点需要扳动的开关，即追踪操作停止处的要素。 网络要素的启用或禁用状态是由“启用”字段维护的一种属性。“启用”字段有一个关联的域，即 EnabledDomain。EnabledDomain 以及“启用”字段有两个可用值：真或假。当基于简单要素类构建几何网络时，该字段会自动添加到输入要素类，并且会创建