ArcGIS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的創(chuàng)建與網(wǎng)絡(luò)分析

1、 ArcGIS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的創(chuàng)建與網(wǎng)絡(luò)分析1. 學(xué)會(huì)采集、存儲(chǔ)和管理GIS-T的數(shù)據(jù)，結(jié)合課堂理論知識(shí)，更加深入地理解GIS-T的數(shù)據(jù)特征、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)組織等相關(guān)概念。2. 在完成GIS-T數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，添加相關(guān)屬性信息，學(xué)會(huì)建立交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，結(jié)合實(shí)際來(lái)理解GIS-T模型的構(gòu)建和分析。3. 創(chuàng)建完交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集之后，學(xué)會(huì)使用ArcGIS中的Network Analyst工具來(lái)測(cè)試自己創(chuàng)建的路網(wǎng)模型，進(jìn)行最短路徑分析、服務(wù)區(qū)分析、新建OD成本矩陣、設(shè)施定位等，理解GIS-T的分析模型。 4在完成整個(gè)實(shí)習(xí)任務(wù)之后，對(duì)GIS-T有個(gè)完整的了解和認(rèn)識(shí)，并會(huì)使用它來(lái)解決生

2、活中的實(shí)際問(wèn)題，如車輛配送（VRP）、最短路徑、道路導(dǎo)航、改善交通路網(wǎng)等。 實(shí)驗(yàn)工具:ArcGIS For Desktop 10.01. 交通數(shù)據(jù)的采集。要采集的數(shù)據(jù)包括：道路網(wǎng)數(shù)據(jù)、道路附屬設(shè)施數(shù)據(jù)、 交通流量調(diào)查 、信號(hào)燈時(shí)間間隔采集。其中：道路網(wǎng)數(shù)據(jù)根據(jù)影像地圖矢量化得來(lái)，其他三類數(shù)據(jù)則要到實(shí)地進(jìn)行測(cè)量和記錄得出。數(shù)據(jù)形式：分層存儲(chǔ)的點(diǎn)線要素，或道路網(wǎng)要素屬性 。交通數(shù)據(jù)采集范圍如下圖：根據(jù)影像數(shù)據(jù)使用ArcGIS矢量化道路線及其附屬設(shè)施，相關(guān)屬性存儲(chǔ)在要素屬性表中。在ArcCatalog中，交通地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)中新建 個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù),在地理數(shù)據(jù)庫(kù)中新建Feature Dataset，命

3、名為：道路網(wǎng) ，在 道路網(wǎng) 要素集中新建線要素（道路），點(diǎn)要素（公交站、加油站等），之后在ArcMap中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并添加相關(guān)屬性。采集完成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在ArcCatalog個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)中。其相關(guān)屬性信息如下表：交通信號(hào)燈：人行道：公交站：道路：車流量：最終數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢鹤⒁猓涸谑噶炕缆返臅r(shí)候，一條道路上的點(diǎn)的數(shù)量要適中或者盡可能少，在轉(zhuǎn)向處和道路交叉口處一定要有點(diǎn)，在有交通設(shè)施的地方最好也要有點(diǎn)，這樣，在最后建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的時(shí)候回帶來(lái)很大方便。由于ArcGIS 10 編輯工具中，在矢量化時(shí)具有捕捉點(diǎn)線功能，這對(duì)于矢量化道路網(wǎng)這樣的影像數(shù)據(jù)提供了很大的便利，可以保證在矢量化過(guò)程中，線與線之

4、間具有連通性。道路矢量化完成后，結(jié)果如下：然后使用Split Line At Vertices工具處理，輸出要素為道路_SplitLine。注意：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的要素源為邊、連接點(diǎn)和轉(zhuǎn)向。因此，使用建網(wǎng)的線要素必須為許多相互連接的線段。因此，處理后的數(shù)據(jù)要進(jìn)行檢查，方法有兩種：一種是進(jìn)行拓?fù)錂z查；另一種是在ArcMap使用編輯器,檢查是否都是線段，是否連接好，使用要素編輯時(shí)自動(dòng)捕捉功能。只有數(shù)據(jù)無(wú)錯(cuò)，才能正確建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，進(jìn)行后面的模型分析。建立道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集：此網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集中包括道路，轉(zhuǎn)向，公交站點(diǎn)，加油站。上述步驟為添加網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的屬性，包括時(shí)間成本，距離成本，轉(zhuǎn)向成本，單行道設(shè)置等。由于光谷

5、大轉(zhuǎn)盤只能單向行車，所以其為單行道。對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的屬性賦值如下，設(shè)置完成之后，點(diǎn)擊下一步，進(jìn)行方向設(shè)置，要進(jìn)行方向設(shè)置，道路屬性字段必須具有Length和Text，也就是有所有道路要有名稱和長(zhǎng)度屬性。設(shè)定完成后，點(diǎn)擊確定，點(diǎn)擊下一步，點(diǎn)擊Finish,點(diǎn)擊Yes完成創(chuàng)建。將建好的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集加載到ArcMap中，進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。結(jié)果如下：注意：公交站點(diǎn)和加油站點(diǎn)要在連接點(diǎn)上。2.路徑分析分析模型：最短路徑，最近設(shè)施，游離方案，VRP。說(shuō)明：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的距離屬性單位是:米；時(shí)間屬性單位是：秒。通過(guò)百度地圖測(cè)量工具，求得圖上距離與實(shí)際距離的比大約為1:6.8281。查閱相關(guān)資料，得出武漢武昌主城區(qū)平均

6、車速約為20km/h，約合5.56m/s.因此，通過(guò)圖上距離轉(zhuǎn)化為與實(shí)際相近的距離，使得分析的結(jié)果更貼合實(shí)際情況，這樣對(duì)解決實(shí)際問(wèn)題更有幫助。利用上面建立的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，即可以進(jìn)行路徑分析。打開(kāi)ArcMap中的Network Analyst擴(kuò)展工具，加載交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集到ArcMap中，點(diǎn)擊，打開(kāi)Network Analyst Window。 如下圖所示：（1）最短路徑選擇Network Analyst下拉框中的New Route，點(diǎn)擊添加起始點(diǎn)，點(diǎn)擊求解，點(diǎn)擊顯示方向窗口。路徑長(zhǎng)度在Directions窗口中展示。A.兩結(jié)點(diǎn)間最短路徑由于光谷大轉(zhuǎn)盤為逆時(shí)針?lè)较騿涡械?，因此，最短路徑如圖所示。B.

7、考慮轉(zhuǎn)向代價(jià)的最短路徑 途中紅色部分為轉(zhuǎn)向要素，由于汽車轉(zhuǎn)彎要進(jìn)行減速行駛或者等紅綠燈，都會(huì)多花費(fèi)時(shí)間，因此多花費(fèi)的時(shí)間可以轉(zhuǎn)化為多走一段距離的時(shí)間，所以把轉(zhuǎn)彎長(zhǎng)度作為其轉(zhuǎn)彎代價(jià)。如下圖所示，考慮轉(zhuǎn)向代價(jià)最短路徑為右邊道路。如下圖所示：上圖選中部分道路總長(zhǎng)度為1869.6米。上圖選中部分道路長(zhǎng)度為1822.8米。由此對(duì)比，可看出上述結(jié)果為考慮轉(zhuǎn)彎代價(jià)后的最短路徑。C，起點(diǎn)和中點(diǎn)在道路中間的最短路徑使用工具，在道路中間添加起始點(diǎn)，點(diǎn)擊Solve，求得結(jié)果。（2）最近設(shè)施A駕駛者和加油站都在結(jié)點(diǎn)上選擇Network Analyst下拉框中的New Closest Facility，在網(wǎng)絡(luò)分析屬性窗

8、口中選中Facilities，右鍵，選擇Load Locations，設(shè)施選擇加油站。點(diǎn)擊添加起位置，點(diǎn)擊進(jìn)行設(shè)置，點(diǎn)擊求解，點(diǎn)擊顯示方向窗口。路徑長(zhǎng)度在Directions窗口中展示。選擇加油站，點(diǎn)擊確定。然后進(jìn)行設(shè)置。得出如下結(jié)果：B. 駕駛者和加油站不受路網(wǎng)約束，可以在任意地點(diǎn)操作過(guò)程同上：（3）游歷方案具體操作如下圖所示：Orders和Depots都是公交站，制定起始點(diǎn)都為關(guān)山大道關(guān)山街，結(jié)果如下圖： 分析時(shí)，假定游歷所有公交站點(diǎn)，得出如下結(jié)果。（4）VRP問(wèn)題Orders和Depots分別是公交站和加油站，制定起始點(diǎn)都為名為“加油站“的加油站，對(duì)公交站點(diǎn)進(jìn)行配送，結(jié)果如下： 3設(shè)施定

9、位（1）服務(wù)區(qū)分析選擇Network Analyst下拉框中的New Service Area，選擇Facilities，右鍵Load Locations，選擇加油站，點(diǎn)擊確定，選擇Polygons，選擇網(wǎng)絡(luò)分析屬性窗口進(jìn)行設(shè)置，保存設(shè)置，最后，點(diǎn)擊求解.服務(wù)范圍設(shè)為5分鐘，得出如下結(jié)果。重新設(shè)置服務(wù)范圍選擇服務(wù)范圍為1000米，得出如下結(jié)果。（2）設(shè)施定位分析選擇Network Analyst下拉框中的New Location-Allocation，打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)分析窗口。在網(wǎng)絡(luò)分析窗口中：選擇Facilities，右鍵Load Locations，選擇加油站，點(diǎn)擊確定；選擇Demand Poin