几何网络分析

ArcGIS:网络分析(转)

 

 

出于事先对网络分析的知道有成百上千题材,所以在网上找了有些材料,这是其中一篇我以为相比较好的,所以就打点了刹那间,发到网上来,留个底吧,呵呵

注:关于几何网络的成立见前方的《空间数据采集协会篇》

力排众议功底图论运筹学

定义:利用运筹学建立模型,再采纳其网络本身的空间关系,采取数学的形式来贯彻这一个模型,最终赢得结果,来辅导具体和应用。

网络分析的基础知识:

1、网络的六个基本成分:线(edges)交点(junctions)。

边线可以代表街道、管线和江河等消息,交点可以表示路口、电闸及河流的交汇点等新闻。边线通过交点连接在同步,组成网络,汽车、电流和流水等均可以从一条边经过交点转移到另一条边。

2、网络模型

①几何网络和逻辑网络

二.网络模型 

二.网络模型

①几何网络和逻辑网络

在ArcInfo中,一个网络能够由四个要素类(Feature class)组成。例如:在电力系统中,可以由电线、开关、保险丝和变压器等组成一个网络。因为要素具有几何样子并且能够显示,所以这种网络被称为几何网络(geometric network)。在一个几何网络中不得不分包线要素和点要素。

对于每一个几何网络,均对应一个逻辑网络,它是一个背后的数据结构,存储边线和交点的总是关系。当一个几何网络被生成时,一个逻辑网络将电动被ArcInfo发生和掩护。在大家开展网络流向分析时,将只涉及到逻辑网络。

几何网络的情节:

* 社团具有要素类,构成网络。  

* 包括边线和交点要素。 

* 在几何网络上举行编制和呈现。 

* 包括所有属性、关系和行之有效规则。 

逻辑网络的情节:

* 存储网络的连通性。  

* 包括边线和交点元素。 

* 开发网络分析程序将只提到到逻辑网络。 

* 逻辑网络由一些表(Table)组成,不含有几何音讯。 

* 当几何网络被改动后,逻辑网络活动被保障。 

②要素类(Feature class)

要素类在网络中分四大类 :简单边线(Simple edge)、简单交点(Simple junction)、复杂边线(Complex edge)、复杂交点(Complex junction)。此外,在每一个网络中还有一个要素类,用于存储孤立的交点。

(1) 简单边线和概括交点

简短交点在点元素和交点元素之间所有一一对应涉及,简单边线在线要素和边线元素之间也有各种对应涉及,即几何网络中的要素(Feature)与逻辑网络中的元素(Element)存在一一对应。

譬如,在城际路网中,一个城池可以用一个点因素表示,并且对应于逻辑网络中的一个交点元素;一条公路能够用一个线要素表示,并且对应于逻辑网络中的一个边线元素。许多网络可以用简易边线和简易交点很容易地建模。
在局部网络中,几何要素与逻辑元素之间顺次对应的关系有所很大限制性。复杂边线和复杂性交叉点在网络建模中提供了更强大的手段。

(2) 复杂边线

倘诺在一条大街上有一条几百米长的自来水管线,沿着这条管线有过多分领悟(交点)连接到通往住宅的管线。所有数据查询和敬重工作需要将这条管线当作一条单一元素,可是,因为在你的网络分析中需要构建自来水的流向,逻辑网络需要将分清楚之间的管线当成一条边。当使用简便边线时,自来水主管线将被细分成许多段(形成不少因素),从而对数据的询问和掩护造成很大的困苦。

复杂边线可以将交点放置在边线的别样地点上,而不对边线要素举办划分,使用这种情势可以缓解线段的破损问题。一个富含复杂边线的几何网络对于每一个要素得以生出众多边线元素。当你生成一个几何网络时,你无法不指定一个线要素类是纵横交错边线依然简单边线。借使它是繁体边线,当您扩张新的交叉点时,边要素将不会被划分。

亚洲城误乐城ca88网站,(3) 复杂交点

清楚复杂交点的最好方法是在一个电力网络中假诺一个开关柜。开关柜在网络中是一个犬牙交错交点,但其实是一个紧缩了的网络,由简单交点和简单边线组成。

在几何网络中,开关(SW-2)被用作一个复杂的交点要素,有两条电线连入,两条电线连出。在逻辑网络中,开关模型由四条边线和多少个交点组成。为落实上述开关对象,需要编制代码,在逻辑网络中追加边线和交点元素。

(4) 孤立交点

孤立交点是在网络建立和编排过程中生出的,孤立交点维护这多少个不可以由简单交点和错综复杂交点所标识的边线的端点。网络建立过程接连由边线终点生成孤立交点开端,然后相比孤立交点的职务和另外点元素的职务。假若发现一个匹配(在snapping容差内),则点元素被拔取,孤立交点被摒弃。倘若没有发现其它匹配,则孤立交点被写入一个孤立交点要素类。

③网络流向

网络分为二种:市政网络和交通网络。在交通网络中,物质在网络中流动,可以有“它们自己的愿望”,例如,汽车驾驶员可以决定他们在网络中的行驶方向。在市政网络中,物质(水、电流、石油)在网络中流淌,无法有“自己的心愿”,例如,在上水管线中,自来水不能够随随便便方向流动。

网络通过设置源头、终点和开关决定流向。在市政网络的使用中,物质沿着边线的流淌方向是确定的,而不是在需要时暂时总结暴发的。举例表明,在一个开展裁决协理的几何网络中,决定是否关闭一个开关或者打开一个阀门往日,你必须通晓当前的流向,以发出不利的表决,并且你还非得清楚决策是否发生不利的流向。网络设施的状态影响流向,由此,你需要精通网络中的源头、终点的岗位及开关和阀门等配备的场合。

几何网络有一个确立流向的方法。这种艺术是基于当下设置的源流、终点的地点和各类要素的Enabled/Disabled状态,决定物质在网络中的流向。流向可以是沿着线段数字化的可行性,也可以是逆着线段数字化方向。

(1) 源头(Sources)和终点(Sinks)

在一个市政网络中,设置源头和终点的岗位,可以用来指定流向。任何交点要素均可以作为源头或极端。源头是物质流出的起源,例如,一个致电厂。终点是物质流入的尽头,例如,一个污水处理厂。当你构建和编排一个几何网络时,你可以指定一个点因素是否是源头或极端。

(2) Enabled/Disabled要素

富有网络中的要素都有一个Enabled/Disabled状态。具有Disabled状态的元素不出席网络流向分析,没有其他物质流入或流出该因素。在开拓电闸开关或关闭阀门的施用中,要素的Disabled状态特别重要。

源头、终点和要素的Enabled/Disable状态均对成立网络流向暴发影响。

(3) 不彰着的流向

当源头、终点和因素的Enabled/Disabled 状态音信不足或有误时,可能不可以确定一条边的流向,则该条边的流向称为不明了的流向。

(4) 未开头化流向

当一些边与另外有流向的边没有连接,并且在这个边上也绝非源头和终端时,则那么些边的流向不能确定,称为未起首化的流向。 

④权值

边线和交点可以涵盖自由数量的权值。权值紧要用于存储穿过一条边或者经过一个交点时所需要的付出。一种典型的权值就是边线的长度。权值存储在边线和交点的属性字段上。

权值存储在逻辑网络中,分析程序可以很实惠地存取它们。当要素属性表中的一个权值被改动后,逻辑网络中的权值被电动被涂改。任何数字字段都可以成为权值。确定什么字段作为权值完全看重于您打算执行何种分析。Bitgate是一种十分类其余权值,紧要用于数据具有多系列型,例如一条街道上同意通过哪系列型的车辆。 

⑤有倾向的权值

边线的权值可以和线条的数字化方向相关。你可以用一个边线的权值代表沿着线段数字化方向(from-to)行进时的支付,另一个权值代表逆着线段数字化方向(to-from)行进时的支出。

具备可行性的权值紧要用来运输网络中,道路两边均有交通流向。使用有来头权值的状态如下:

* 每一天来回上班时间,早上进城道路交通堵塞,离城道路交通畅通。

* 单行线,某一个流向的权值是负值,意味着该方向不允许通过(权值为负值,意味开销无限大)。

* 山区,某些交通工具(卡车、自行车)上山时进度较慢。  ⑥连通性规则

在诸多网络中,不是独具品类的边线可以连接到独具品类的交点上。同样,不是兼备类型的边线通过交点可以和此外门类的边线相接。例如,在一个自来水网中,一个消防支线可以连接到一个消防栓,但不可能连续到一个维修支线上。同样地,在一如既往的自来水网中,一个10英寸的掌管可以通过一个减压器连接到一个8英寸的主办上。

网络连通性规则可以设置相互连接的网络要素类型及可以与另一种元素连接的任一特定要素的数额。通过建立网络连通性规则及此外规则(例如,属性域),你可以保障数据库中网络数据的完整性。在任什么时候候,你都可以有选用地验证数据库中的要素,爆发报告,提出网络中怎样要素违反连通性规则或者其他规则。

(1) 边线-交点规则(Edge-junction rule)

类型A的边线可以与类型B的交点相连接的涉嫌。

(2) 边线-边线规则(Edge-edge rule)

类型A的边线可以因而类型C的交点与类型B的边线相连接的涉及。边线-边线规则中接二连三包含一个交点类型。

(3) 缺省的交点类型(Default junction type) 

二种档次的边线可以透过多体系型的交点相连通。你可知确定哪一种档次的交点为上述边线相接时的缺省交点。这种交点类型为缺省的交点类型。

(4) 边线-交点基数(Edge-junction cardinality) 

可以存在一种规则,允许类型A的边线连接到类型B的交点上。缺省情状下,类型A任何数据的边线可以连续不断到同一类型B的交点上。你也许需要限制那种情景。你可以指定2至5条项目
A的边线可以连续到类型B的交点上,可是只要个别两条边线或者多于5条边线与该交点相接,将违反连通性规则。同样地,你可知范围与任一个类型D的边线相连的类型C的交点的数额。这种可允许的连天范围被称作边线-交点基数。 

三.网络分析

在ArcInfo中,网络分析通过程序,利用网络的连通性爆发局部妙趣横生的结果,例如,由网络中的一个点追溯到其上游的拥有因素,或者搜索两点之间的最短路径。当然,还有一些别样的剖析工具,例如,你可以在ArcMap中使用基本的挑三拣四工具选拔边线要素,然后总计各序列型边线的总长度。这种措施自然也足以对网络展开有效的辨析,可是因为没有利用网络的连通性,所以不是我们今日所解说的网络分析。 

①解算先后(Solvers)

解算程序即举行网络分析的先后。例如,为了使一条上水管线断流,应关闭哪些阀门?在上例中,解算程序需要对一个逻辑网络展开分析,包括由管线组成的边线(Edge),和阀门组成的交点(Junction)。输出结果为所有被关闭的阀门。

对此各样各类的网络分析,有多种多样的解算程序。ArcInfo的政策是,对于有些通用问题提供丰硕的解算程序,方便用户一贯动用;对于部分久违的网络分析问题,开发者可以因而ArcInfo的零部件,使用任何程序开发语言,很容易地创建解算程序。 

②网络标识(NetFlags)

网络标识用于标识网络中的一个职务。解算程序行使网络标识代表广大有血有肉世界中的对象,例如,最短路径的终端,网络追踪的起源,阀门的岗位及装备的职务等。网络标识不是逻辑网络的一个有的,它们只是用来描述网络中的任一地方。

有两体系型的网络标识:边线标识(Edgeflags)和交点标识(Junctionflags)。网络标识的性质包括元素的要素类名称、要素ID和要素的子ID。交点标识包括上述两个特性。边线标识除上述两个属性外,还包括该职务在边线中的绝对地点(边线标识点和边线起源的相距与边线长度的百分比)。这意味边线标识点可以在边线的别样岗位,从0%(起先点)到100%(终点)。 

3.障碍(Barriers)

在解算程序中,障碍代表逻辑网络中元素的Disabled状态。设置障碍与安装网络元素Enabled/Disabled状态为Disabled的效益一样,只可是障碍不存储在逻辑网络中,障碍只好被解算程序所识别。

阻碍只是将网络元素的状态临时设为Disabled,它既不是边线要素也不是交点要素。在解算程序中有四种方法设置障碍:简单障碍、被选取的要素、要素类和权值过滤器。

(1) 简单障碍(Simple barriers)

简简单单障碍是有些边线和交点元素的成团。ArcInfo允许你拔取一个阻力工具交互地生成简单的障碍 。你可以动用该工具,在屏幕上点击你想设为障碍的元素。

(2) 被拔取的元素(Selected features)

ArcMap中有为数不少取舍要素的工具(图形选拔或性质选用工具),用来生成一个增选集。一个解算程序能够将该采纳集设为屏蔽或设为非屏蔽。

(3)要素类(Feature class)

整整因素类能够被用来设为屏蔽或非屏蔽。

(4)权值过滤器(Weight Filters)

你能够设定一个权值或一个权值范围内的因素为阻碍或非障碍。 

④追踪(Tracing)

追踪是指在网络中沿着或者逆着流向前进,直到一种情景爆发截止。例如,逆着电流方向找到一个变压器,或者提升追踪发现具有阀门。障碍可以影响追踪结果,例如:向上追踪时,碰着阻力该方向的寻踪将告一段落。由此,在给水网络中,你可以用障碍代表阀门,确定关闭这多少个阀门后什么管线将停水。

(1) 逆向追踪

从一个网络标识(Netflag)起首,逆着网络流向举办追踪。当境遇阻力、终点及Disabled状态的网络元素时,追踪截止。

(2) 顺流追踪

从一个网络标识(Netflag)起头,沿着网络流向举行追踪。当境遇障碍、终点及Disabled状态的网络元素时,追踪截止。

(3) 寻找国有源头

从所有网络标识开首,逆流追踪,寻找它们的公家源头。 

5.任何网络分析

(1) 寻找相通要素

查找具有与网络标识相通的边线和交点。

(2) 最佳途径

 

作品出处:http://blog.sina.com.cn/s/blog_6e09af650100r1ay.html