GIS空間分析第二章矢量數(shù)據(jù)分析

第二章矢量數(shù)據(jù)分析

(VectorDataAnalysis)2.1鄰近分析2.2空間提取2.3疊加分析2.4網(wǎng)絡(luò)分析第1頁2.1 鄰近分析(Proximityanalysis)當(dāng)現(xiàn)實(shí)實(shí)體被抽象為幾何對象時(shí)，就可以對它們之間距離進(jìn)行查詢和分析。一般來說，鄰近分析或研究兩個(gè)對象之間距離，包括通過空間連接和建立緩沖區(qū)來發(fā)覺近來鄰居。第2頁1.距離量測——尋找近來鄰居距離量測是指要素之間直線（歐式）距離量測。量測可在一種圖層中點(diǎn)到另一圖層點(diǎn)之間，或一種圖層各點(diǎn)到另一圖層中最鄰近點(diǎn)或線之間進(jìn)行。量測成果保存在一種字段中。通過空間連接（spatialjoin）作為鄰近分析工具來實(shí)現(xiàn)操作。第3頁通過空間連接能夠確認(rèn)距離每個(gè)井位近來河流。 通過空間連接建立新圖層屬性表包括了兩個(gè)圖層數(shù)據(jù)項(xiàng)，以及統(tǒng)計(jì)從每個(gè)井位到近來河流距離數(shù)據(jù)項(xiàng)。距離數(shù)據(jù)項(xiàng)可用于其他分析和顯示。 第4頁課堂練習(xí)：點(diǎn)與線之間距離量測練習(xí)內(nèi)容：要求對deer.shp中每個(gè)鹿場點(diǎn)和edge.shp中原始森林與皆伐區(qū)邊緣近來距離進(jìn)行量測。練習(xí)辦法：通過定位辦法使用合并數(shù)據(jù)；使用AnalysisTools/Proximity工具箱中Near工具。第5頁2.緩沖分析(Buffering)緩沖分析或建立緩沖是指圍繞某一種或多個(gè)地理要素建立一種或多種鄰近區(qū)，并將其用于顯示和其他空間查詢。一種緩沖區(qū)就是圍繞一定地理要素或要素集（點(diǎn)、線、面）一種多邊形要素或簡單圖形。第6頁緩沖區(qū)基礎(chǔ)從數(shù)學(xué)角度，緩沖區(qū)是給定空間對象或集合后取得它們領(lǐng)域，鄰域大小由鄰域半徑或緩沖區(qū)建立條件來決定，因此對于一種給定對象A，它緩沖區(qū)能夠定義為：

其中，d一般指歐式距離，也能夠是其他距離，r為鄰域半徑或緩沖區(qū)建立條件。根據(jù)緩沖區(qū)建立條件其形態(tài)多種多樣。對于點(diǎn)狀要素有圓形，也有三角形、矩形和環(huán)形等；對于線狀要素有雙側(cè)對稱、雙側(cè)不對稱或單側(cè)緩沖區(qū)；對于面狀要素有內(nèi)側(cè)和外側(cè)緩沖區(qū)，這些形體雖然各異，建立原理都同樣。第7頁線狀要素緩沖區(qū)面狀要素緩沖區(qū)點(diǎn)狀要素緩沖第8頁建立緩沖區(qū)從原理上，對點(diǎn)狀要素直接以其為圓心，以要求緩沖區(qū)距離大小為半徑繪圓，所包容區(qū)域即為所要求區(qū)域；線狀要素和面狀要素緩沖區(qū)建立是以線狀要素或面狀要素邊線為參照線，來做其平行線，并考慮其端點(diǎn)處建立標(biāo)準(zhǔn)，即可建立緩沖區(qū)，不過在實(shí)際中處理起來則比較復(fù)雜要復(fù)雜多。第9頁1.角平分線法該算法原理是首先對邊線做其平行線，然后在線狀要素首尾點(diǎn)處，作其垂線并按緩沖區(qū)半徑r截出左右邊線起止點(diǎn)，在其他折點(diǎn)處，用與該點(diǎn)有關(guān)聯(lián)兩個(gè)相鄰線段平行線交點(diǎn)來確定。該辦法缺陷是在折點(diǎn)處，無法確保雙線等寬性，并且當(dāng)折點(diǎn)處夾角越大，d距離就越大，故而誤差就越大，因此要有對應(yīng)補(bǔ)充鑒別方案來校正處理。第10頁2.凸角圓弧法該算法是首先對邊線做其平行線，然后在線狀要素首尾點(diǎn)處，作其垂線并按緩沖區(qū)半徑r截出左右邊線起止點(diǎn)，然后以r為半徑分別以首尾點(diǎn)為圓心，以垂線截出起止點(diǎn)為圓起點(diǎn)和終點(diǎn)作半圓弧，在其他折點(diǎn)處，首先判斷該點(diǎn)凹凸性，在凸側(cè)用圓弧彌合，在凹側(cè)用與該點(diǎn)有關(guān)聯(lián)兩個(gè)相鄰線段平行線交點(diǎn)來確定。該辦法在理論上確保了等寬性，減少了異常情況發(fā)生概率，該算法在計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化時(shí)非常主要一點(diǎn)是對凹凸點(diǎn)判斷，需要利用矢量空間直角坐標(biāo)系辦法來進(jìn)行判斷處理。第11頁建立緩沖具有很廣應(yīng)用領(lǐng)域。最常見應(yīng)用有：分區(qū)和法律問題（Zoningandlegalissues）：某些城市制訂了法規(guī)，禁止在小學(xué)周圍1公里內(nèi)發(fā)售烈性酒。對此，首先對各小學(xué)建立1公里緩沖區(qū)，然后查詢其中商業(yè)地塊，以確認(rèn)其中沒有違規(guī)商店。應(yīng)急準(zhǔn)備（Emergencypreparedness）:圍繞某一地震斷層建立1公里緩沖區(qū)，以查詢其中有多少大型商場。然后，確認(rèn)哪些商場處在最危險(xiǎn)地震帶之中。第12頁2.2空間提取(Spatialextraction)空間提取是進(jìn)行空間分析時(shí)，在一開始和結(jié)束前經(jīng)常采取步驟，以減少輸出成果中要素?cái)?shù)量。

在街道兩側(cè)建立10米緩沖區(qū)，首先要從都市街路圖層中選擇需要加寬街道。在進(jìn)行了一系列地學(xué)處理之后合并許多小多邊形。第13頁建立子集(Creatingsubsets)

一般情況下，一種數(shù)據(jù)圖層包括了許多要素，而所開展研究只集中在其中一部分。通過對要素建立子集辦法，能夠減少要素?cái)?shù)量。左圖中選中了編碼為15或32土壤類型。要素一旦被選中，就能夠?qū)M(jìn)行查詢。上述選中要素能夠建立新圖層，其中只包括了編碼為15或32土壤類型。第14頁剪切要素(Clippingfeatures)

剪切是用一種多邊形界定范圍對輸入多邊形進(jìn)行剪切。剪切操作不變化輸入圖層屬性。 第15頁左圖中，宗地圖層（Parcelslayer）為剪切圖層。它組成了研究區(qū)邊界。剪切后，土壤圖層與宗地圖層具有相同范圍。 第16頁消減要素(Dissolvingfeatures)

消減能夠把具有相同屬性值鄰近要素聚集合并在一起。本例中，當(dāng)鄰近多邊形具有相同編碼時(shí)，其中邊界被消除（兩個(gè)編碼為B多邊形被合并為一種編碼為B多邊形）。 第17頁左圖表達(dá)了兩種消減操作成果。當(dāng)相鄰多邊形土壤類型編碼相同步，通過消減邊界建立了土壤圖層。當(dāng)相鄰多邊形地質(zhì)類型編碼相同步，通過消減邊界建立了地質(zhì)圖層。 第18頁提取與鄰近分析應(yīng)用示例：都市土地利用分析

(Performingextractionandproximityanalysis:Analyzingacity‘slanduse）一種都市土地利用方式將影響其中居民生活。假如某一都市中許多城區(qū)充滿工廠、煙霧和噪聲污染，這些必將會(huì)影響到本地居民生活質(zhì)量。都市公園和綠地則會(huì)改善本地生活，使人們遠(yuǎn)離噪聲和空氣污染。為了發(fā)揮都市綠地作用，都市長期保護(hù)規(guī)劃將提出對應(yīng)保護(hù)措施。第19頁該土地利用圖層包括了全市12,876個(gè)要素第20頁通過選擇將工業(yè)辨別離到一種新圖層中，其成果被表達(dá)在industry圖層中。第21頁消減（Dissolve）被用來合并所有包括“工業(yè)”用地類鄰近多邊形。成果表達(dá)在Inddiss圖層中。

第22頁對各工業(yè)用地地類按300米建立緩沖區(qū)。成果表達(dá)在圖層Indbuff中。

第23頁剪切（Clip）用來發(fā)覺工業(yè)用地300米緩沖區(qū)內(nèi)都市用地。新圖層Landclip可用來確定該緩沖區(qū)內(nèi)每種地類精確范圍。第24頁利用Landclip圖層中描述性字段能夠創(chuàng)建摘要性統(tǒng)計(jì)，以確定每種地類面積。第25頁2.3疊置分析(OverlayAnalysis)疊置分析是GIS中常用提取空間隱含信息辦法之一。它是將有關(guān)主題各個(gè)數(shù)據(jù)層面進(jìn)行疊置產(chǎn)生一種新數(shù)據(jù)層面，其成果綜合了本來兩個(gè)或多種層面要素所具有屬性，同步不但生成了新空間關(guān)系，也產(chǎn)生了新屬性關(guān)系。其中，被疊加要素層面必須基于相同坐標(biāo)系統(tǒng)，同一地帶還必須基于相同基準(zhǔn)面。從原理上來說，疊置分析是對新要素屬性按一定數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算分析，其中包括邏輯交、并、差等運(yùn)算。根據(jù)操作要素不一樣，疊置分析可提成點(diǎn)與多邊形疊加、線與多邊形疊加、多邊形與多邊形疊加；根據(jù)操作形式不一樣，疊置分析可分為圖層擦除、識(shí)別疊加、交集操作、均勻差值、圖層合并和修正更新。第26頁疊加操作類型（Typesofoverlayoperations）從分離圖層合并數(shù)據(jù)三種基本疊加分析操作創(chuàng)建出新地理要素，并統(tǒng)計(jì)了這些要素之間關(guān)系。第27頁點(diǎn)對面疊加（Point-in-polygon）

點(diǎn)對面疊加是將一種點(diǎn)圖層和一種面圖層在空間上相結(jié)合，建立一種新點(diǎn)圖層。此類疊加用于發(fā)覺落入多邊形中點(diǎn)。

假設(shè)找出每個(gè)普查單元中雜貨店數(shù)量。新（輸出）雜貨店點(diǎn)要素類將擁有普查單元屬性。據(jù)此能夠查詢某個(gè)商店所屬普查單元，或查找每個(gè)普查單元內(nèi)所有商店數(shù)量。

第28頁線對面疊加（Line-in-polygon）

線對面疊加是將一種線圖層和一種面圖層在空間上相結(jié)合，建立一種新線圖層。此類疊加用于發(fā)覺一種線要素類和一種多邊形要素類之間共同地理空間。

假如有河流要素類和宗地要素類，就能夠發(fā)覺哪條河落入到哪個(gè)地塊中，精確找出每個(gè)地塊中包括了多少河流。輸出成果要比通過相交查詢更精確，由于輸入要素通過疊加實(shí)現(xiàn)了物理上切斷，并重新計(jì)算了長度。

第29頁面向面疊加（Polygon-on-polygon）面向面疊加是將兩個(gè)不一樣圖層中多邊形要素結(jié)合成一種單一圖層。此類疊加操作能夠研究兩個(gè)要素類之間共同區(qū)域。假如第一種要素類代表行政區(qū)，第二個(gè)要素類代表洪泛區(qū)，據(jù)此能夠發(fā)覺洪水風(fēng)險(xiǎn)和每個(gè)行政區(qū)內(nèi)所包括洪泛區(qū)位置。

第30頁圖層擦除（Erase）

圖層擦出是指輸入圖層根據(jù)擦除圖層范圍大小，將擦除參照圖層所覆蓋輸入圖層內(nèi)要素清除，最后得到剩下輸入圖層成果。數(shù)學(xué)空間邏輯運(yùn)算表達(dá)為：多邊形與多邊形第31頁線與多邊形點(diǎn)與多邊形第32頁識(shí)別疊加（Identity）

輸入圖層和另外一種圖層進(jìn)行識(shí)別疊加，在圖形交迭區(qū)域，識(shí)別圖層屬性將賦給輸入圖層在該區(qū)域內(nèi)地圖要素，同步也有部分圖形變化在其中，多邊形與多邊形第33頁點(diǎn)與多邊形線與多邊形第34頁交集操作（Intersect）交集操作是將兩個(gè)圖層要素和屬性交集部分結(jié)合成第三個(gè)圖層，原圖層所有屬性將同步在新圖層上顯示出來。輸出圖層將包括與輸入圖層相同要素類型和屬性數(shù)據(jù)項(xiàng)。如果輸入都是多邊形圖層，則輸出圖層將會(huì)反應(yīng)出要素和屬性結(jié)合。相交用疊加圖層要素切割輸入圖層，產(chǎn)生一種包括要素輸出圖層，它包括了兩個(gè)輸入圖層屬性數(shù)據(jù)。 第35頁在數(shù)學(xué)運(yùn)算上體現(xiàn)為：x∈

A∩B（A,B分別是進(jìn)行交集兩個(gè)圖層）。由于點(diǎn)，線，面三種要素都有也許取得交集因此它們交集情形有七種：線與多邊形多邊形與多邊形點(diǎn)與多邊形第36頁點(diǎn)與線點(diǎn)、線與多邊形三者相交線與線點(diǎn)與點(diǎn)第37頁上圖：緩沖圖層與地塊圖層相交。下列圖：輸出圖層只包括了處于兩個(gè)輸入圖層共同空間范圍內(nèi)要素。 左圖顯示了相交三步過程：地塊圖層用緩沖區(qū)多邊形剪切。緩沖圖層用地塊多邊形剪切。兩個(gè)剪切圖層結(jié)合，形成最后圖層。第38頁圖層合并（Union）圖層合并是一次將兩（多）個(gè)多邊形圖層結(jié)合成一種新多邊形圖層。新圖層中包括了兩（多）個(gè)圖層中所有多邊形和屬性，一般會(huì)有更多多邊形。相稱于布爾運(yùn)算or，輸出圖層對應(yīng)于輸入圖層或疊加圖層疊加范圍。圖層合并將本來多邊形要素分割成新要素，新要素綜合了本來兩（多）層屬性。圖層合并數(shù)學(xué)體現(xiàn)式為：{x│x∈AUB}第39頁作為合并成果，輸出多邊形是植被和土壤多邊形界限結(jié)合。植被圖層和土壤圖層擁有相同空間范圍，因此，輸出圖層范圍相同。當(dāng)兩個(gè)圖層具有相同空間范圍時(shí)，合并和相交操作成果相同。 第40頁疊加分析與屬性

OverlayanalysisandattributesWheneveryouperformaunionorintersect,inadditiontofeaturegeometrytheinputlayers'attributesarejoined.Boththeinputlayerfeatureidentifiersanduser-addedattributefieldsareaddedtotheoutputlayer'sattributetable.疊加輸出圖層保存了兩個(gè)輸入圖層屬性表中所有獨(dú)立屬性，包括原始圖層中FID。為了節(jié)省空間，上例中FID項(xiàng)被省略了。 第41頁合并成果（上表）顯示了所有處于緩沖區(qū)內(nèi)(BufferDist=500)，并Landuse=134多邊形。也能夠懂得緩沖區(qū)面積。相交成果（下表）。只要列出屬性表就能夠懂得哪些地塊、有多少地塊落在了緩沖區(qū)內(nèi)。上表為合并成果，下表為相交成果。注意，下表中，只有那些處于緩沖區(qū)內(nèi)地塊被包括在表格和圖層中。 第42頁均勻差值（Symmetricaldifference）均勻差值就是在兩個(gè)圖層疊置中去掉它們之間公共部分后剩下部分，同步對原有圖層空間上分布進(jìn)行一定區(qū)域內(nèi)調(diào)整，新生成圖層屬性是綜合二者屬性而產(chǎn)生。其數(shù)學(xué)邏輯運(yùn)算式表達(dá)為：x∈AUB-A∩B（A,B為兩個(gè)輸入圖層）。第43頁破碎多邊形(Slivers)

破碎多邊形是來自地圖疊加過程中常見誤差。GIS軟件通過含糊容差（fuzzytolerance）清除破碎多邊形合適含糊容差值是清除破碎多邊形關(guān)鍵最小制圖單元（minimummappingunit）表達(dá)由政府機(jī)構(gòu)或公司部門指定最小面積單元。最小制圖單元是較好清除破碎多邊形辦法第44頁誤差傳遞(ErrorPropagation)由于輸入地圖不精確而造成誤差產(chǎn)生被稱為誤差傳遞。誤差傳遞有兩種類型：位置誤差（positionalerror）：由于數(shù)字化和解譯誤差造成邊界不精確，破碎多邊形代表了地圖疊加中產(chǎn)生位置誤差。標(biāo)識(shí)誤差（identificationerror）：由于屬性數(shù)據(jù)不精確或標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤。第45頁練習(xí)：分析都市中心用地類型本練習(xí)任務(wù)是發(fā)覺在都市中心區(qū)每種土地利用類型總面積。通過ArcMap中相關(guān)工具能夠獲得所希望信息。第46頁練習(xí)2：為高速馬路出口停車場選址美國加州地方政府為了減少空氣污染，鼓勵(lì)居民在市區(qū)乘座公交工具，在高速馬路出口建新停車場。選址條件如下：位置便捷：距離高速馬路出口500米以內(nèi)；

STR_NAME=I10,CLASS=9節(jié)省成本和減少對周圍小區(qū)影響：目前用地類型為空地，規(guī)劃為商業(yè)用地；LU_CODE=VAC,ZONE；ZONE-CODE=COM

要求畫出操作流程框圖，提交成果圖第47頁分析流程圖第48頁2.4網(wǎng)絡(luò)分析空間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分析是對地理網(wǎng)絡(luò)、都市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（如：多種網(wǎng)線、電纜線、電力線、電話線、供水線、排水管道等）進(jìn)行地理分析和模型化過程，通過研究網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)以及模擬和分析資源在網(wǎng)絡(luò)上流動(dòng)和分派情況，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造及其資源等優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)分析理論基礎(chǔ)是圖論和運(yùn)籌學(xué)。它從運(yùn)籌學(xué)角度研究、統(tǒng)籌、籌劃具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫再|(zhì)工程，安排各個(gè)要素運(yùn)行，使其能充足發(fā)揮作用或達(dá)成預(yù)想目標(biāo)。資源最佳分派，最短途徑尋找，地址查詢匹配第49頁網(wǎng)絡(luò)組成和建立現(xiàn)實(shí)中網(wǎng)絡(luò)是由鏈和結(jié)點(diǎn)組成、帶有環(huán)路，并伴隨一系列支配網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)之約束條件線網(wǎng)圖形。網(wǎng)絡(luò)中基本組成部分和屬性如下：1．線狀要素——鏈網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)管線，包括有形物體，如：街道、河流、水管、電纜線等，無形物體，如：無線電通訊網(wǎng)絡(luò)等，其狀態(tài)屬性包括阻力和需求。2．點(diǎn)狀要素1）障礙：嚴(yán)禁網(wǎng)絡(luò)中鏈上流動(dòng)點(diǎn)；2）拐角點(diǎn)：出目前網(wǎng)絡(luò)鏈中所有分割結(jié)點(diǎn)上狀態(tài)屬性阻力，如：拐彎時(shí)間和限制（如不允許左拐）；第50頁3）中心：是接收或分派資源位置，如：水庫、商業(yè)中心、電站等。其狀態(tài)屬性包括：資源容量—如：總資源量；阻力限額—如：中心與鏈之間最大距離或時(shí)間限制；4）站點(diǎn)：在途徑選擇中資源增減站點(diǎn)，如：庫房、汽車站等，其狀態(tài)屬性有要被運(yùn)輸資源需求，如：產(chǎn)品數(shù)。網(wǎng)絡(luò)中狀態(tài)屬性有阻力和需求兩項(xiàng)，通過空間屬性和狀態(tài)屬性轉(zhuǎn)換，根據(jù)實(shí)際情況賦到網(wǎng)絡(luò)屬性表中。一般情況下，網(wǎng)絡(luò)是將內(nèi)在線、點(diǎn)等要素在對應(yīng)位置繪出后，根據(jù)它們空間位置以及多種屬性特性建立拓?fù)潢P(guān)系，使之成為進(jìn)行一定網(wǎng)絡(luò)空間分析和操作基礎(chǔ)。第51頁在ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析中網(wǎng)絡(luò)是由一系列不一樣類別要素組成幾何網(wǎng)絡(luò)。在同一網(wǎng)絡(luò)中可同步表達(dá)如運(yùn)輸線、閘門、保險(xiǎn)絲與變壓器等不一樣性質(zhì)數(shù)據(jù)。一種幾何網(wǎng)絡(luò)包括了線段與交點(diǎn)連結(jié)信息且定義出部分規(guī)則，如：哪一種類別線段能夠連至某一特定類別交點(diǎn)，或某兩個(gè)類別線段必須連至哪一種類別交點(diǎn)。一種完整幾何網(wǎng)絡(luò)包括空間圖形網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)要素屬性。一旦網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)建立起來，所有數(shù)據(jù)被寄存在地理數(shù)據(jù)庫中，由數(shù)據(jù)庫生命循環(huán)周期來維持其運(yùn)作。當(dāng)使用者使用或編輯部分或所有圖形、屬性數(shù)據(jù)時(shí)，都將以原先地理數(shù)據(jù)庫中已定義好連接規(guī)則和互相關(guān)系為基礎(chǔ)。在ArcGIS中建立幾何網(wǎng)絡(luò)格式是Geodatabase，所有要素被封裝在一種文獻(xiàn)中。第52頁網(wǎng)絡(luò)分析預(yù)處理1．網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加載：進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析前提是網(wǎng)絡(luò)調(diào)用。一般來說，根據(jù)分析工作需要，選擇調(diào)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)?；揪W(wǎng)絡(luò)分析，必須加載最少一種包括網(wǎng)絡(luò)屬性要素類型。而對于所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)制圖輸出，則必須加載包括網(wǎng)絡(luò)屬性整個(gè)要素?cái)?shù)據(jù)庫。（1）在ArcGIS中加載單個(gè)幾何網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)要素；（2）在ArcGIS中加載要素?cái)?shù)據(jù)集第53頁2.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)符號化：網(wǎng)絡(luò)線狀要素屬性具可運(yùn)行性，分可運(yùn)行（Enable）與不可運(yùn)行（Disable）情形。在ArcGISArcMap中使用符號化功能可迅速定義可運(yùn)行性?？蛇\(yùn)行要素允許資源流動(dòng)通過，不然反之。該要素類別屬性表中Enable字段值為1代表可運(yùn)行，0為不可運(yùn)行。其他屬性也能夠用符號化顯示出來。對于點(diǎn)狀要素能夠辨別地圖要素在網(wǎng)絡(luò)中起點(diǎn)（source）或終點(diǎn)（sink），或都不是。該項(xiàng)屬性存放在點(diǎn)要素AncillaryRole字段中。字段值為１代表起點(diǎn)，２代表終點(diǎn)，０代表都不是。第54頁3．網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)修改和完善：幾何網(wǎng)絡(luò)建立后，也要進(jìn)行一定程度修改和完善。1）增加幾何網(wǎng)絡(luò)要素：向幾何網(wǎng)絡(luò)添加要素和直接在數(shù)據(jù)庫中添加數(shù)據(jù)要素類似。但添加新網(wǎng)絡(luò)要素時(shí)，地理數(shù)據(jù)庫會(huì)自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)要素之間拓?fù)潢P(guān)系。在ArcGIS中詳細(xì)操作同添加新要素操作同樣。（2）網(wǎng)絡(luò)連通性變更：由于時(shí)間或空間變化，網(wǎng)絡(luò)中空間連通性會(huì)發(fā)生一定變化，如都市中道路由于修路而不能通行，建立立交橋使路面臨時(shí)不能用等。解除連通性只是移除了它與其他要素在空間上關(guān)聯(lián)，并非從數(shù)據(jù)庫中刪除；建立連通性是將該要素與其他要素聯(lián)結(jié)在一起，建立它們之間空間關(guān)聯(lián)。第55頁4．網(wǎng)絡(luò)可運(yùn)行性編輯幾何網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)邊要素分為可運(yùn)行或不可運(yùn)行。在幾何網(wǎng)絡(luò)中預(yù)設(shè)所有邊要素都是可運(yùn)行，而不可運(yùn)行要素能夠當(dāng)作網(wǎng)絡(luò)中中斷來處理，而不需要真移除它與其他空間網(wǎng)絡(luò)要素空間關(guān)系，例如單行道。在ArcGIS中網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行性能夠通過編輯需要操作要素中Enabled屬性來修改。第56頁網(wǎng)絡(luò)分析基本功能和操作1．基本功能基于幾何網(wǎng)絡(luò)特性和屬性，利用距離、權(quán)重和規(guī)劃條件進(jìn)行分析得到成果并且應(yīng)用在實(shí)際中。（1）途徑分析1）最佳途徑分析：分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種，靜態(tài)法是指給定每條弧段屬性后，求最佳途徑；動(dòng)態(tài)法是指實(shí)際網(wǎng)絡(luò)分析中權(quán)值是隨權(quán)值關(guān)系式變化，并且也許會(huì)臨時(shí)出現(xiàn)某些障礙點(diǎn)，因此往往需要?jiǎng)討B(tài)計(jì)算最佳途徑。2）N條最佳途徑分析：確定起點(diǎn)、終點(diǎn)，求代價(jià)較小N條途徑，由于在實(shí)踐中由于種種原因需要選擇近似最佳途徑。3）最短途徑：確定起點(diǎn)、終點(diǎn)和所要求通過中間點(diǎn)、中間連線，求最短途徑或最小成本途徑。第57頁（2）地址匹配它包括地址編碼，實(shí)質(zhì)是對地理位置查詢。與其他網(wǎng)絡(luò)分析功能結(jié)合，可滿足非常復(fù)雜分析要求。所需輸入數(shù)據(jù)包括地址表和含地址范圍街道網(wǎng)絡(luò)及待查詢地址屬性值。（3）資源分派資源分派網(wǎng)絡(luò)模型由中心點(diǎn)（分派中心）及其狀態(tài)屬性和網(wǎng)絡(luò)組成。分派有兩種方式：一是由分派中心向四周輸出，二是由四周向中心集中。這種分派功能可處理資源有效流動(dòng)和合理分派。其應(yīng)用與區(qū)位論中中心地理論類似。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流阻力等研究中心吸引區(qū)，為網(wǎng)絡(luò)中每一連接尋找近來中心，以實(shí)現(xiàn)最佳服務(wù)。第58頁2．分析原理從原理上，任何一種網(wǎng)絡(luò)分析功能或辦法，都是在給定條件和要求下，利用網(wǎng)絡(luò)流向來謀求路線或服務(wù)區(qū)域。例如，最短途徑是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流向和距離權(quán)重，通過途徑追蹤而得到，因此，能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)分析劃提成兩個(gè)基礎(chǔ)模塊：流向分析和追蹤分析。網(wǎng)絡(luò)分析其他功能都是通過這兩個(gè)基礎(chǔ)模塊來組建或衍生出來。（1）流向分析設(shè)施網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上，理解網(wǎng)絡(luò)線段上資源和要素流動(dòng)方向很必要。網(wǎng)絡(luò)中流向決定于：A.網(wǎng)絡(luò)連通性B.網(wǎng)絡(luò)中起點(diǎn)或終點(diǎn)要素位置C.網(wǎng)絡(luò)要素可運(yùn)行性第59頁起點(diǎn)及終點(diǎn)位置控制了設(shè)施網(wǎng)絡(luò)流向方向。起點(diǎn)是指交點(diǎn)要素流動(dòng)將由自己開始至網(wǎng)絡(luò)中其他位置，如：在水流分布網(wǎng)絡(luò)中，河流出水口就是終點(diǎn)，因此重力將引導(dǎo)水流流向出水口。流動(dòng)是由起點(diǎn)要素至終點(diǎn)要素，由于流向能夠由起點(diǎn)或終點(diǎn)特性來建立，因此一般在網(wǎng)絡(luò)中只要指令起點(diǎn)或指定終點(diǎn)即可。第60頁1）流向分類。網(wǎng)絡(luò)中邊要素流向可分為三類：A.確定流向。網(wǎng)絡(luò)中流向能夠唯一地用網(wǎng)絡(luò)連通性、起點(diǎn)和終點(diǎn)位置以及網(wǎng)絡(luò)要素可運(yùn)行性來確定，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)邊要素就被當(dāng)作有確定流向，一般來說，邊要素流向可與數(shù)字化方向相同或相反，沒有明確要求。B.不確定流向。一般發(fā)生在循環(huán)或封閉回路情況下，也也許發(fā)生在有數(shù)個(gè)起點(diǎn)及數(shù)個(gè)終點(diǎn)方向線段上。C.未初始化流向。假如網(wǎng)絡(luò)邊要素未與起點(diǎn)或終點(diǎn)連接，或雖然連接上了，但該要素不可運(yùn)行，則該邊要素就具有未初始化流向。在流向確定中應(yīng)注意：都市交通網(wǎng)絡(luò)中，一般存在著回路（連通圖），因此在網(wǎng)絡(luò)中很多邊流向就變成了不確定流向。第61頁2）流向顯示：ArcGIS將網(wǎng)絡(luò)流向信息儲(chǔ)存在網(wǎng)絡(luò)線段圖征中，使用設(shè)施網(wǎng)絡(luò)分析（UtilityNetworkAnalyst）工具能夠顯示網(wǎng)絡(luò)邊要素流向，包括確定流向、不確定流向、未初始化流向。第62頁3）流向設(shè)定：當(dāng)發(fā)生下列幾個(gè)情形時(shí)，必須對網(wǎng)絡(luò)流向進(jìn)行重新設(shè)定：A.建立了一種新幾何網(wǎng)絡(luò)；B.對幾何網(wǎng)絡(luò)中要素進(jìn)行了增加或刪除；C.對網(wǎng)絡(luò)要素進(jìn)行修改后，使得幾何網(wǎng)絡(luò)中拓?fù)潢P(guān)系發(fā)生變化；D.增加或刪除起點(diǎn)或終點(diǎn)；E.網(wǎng)絡(luò)要素連通性發(fā)生變化；F.網(wǎng)絡(luò)要素可運(yùn)行性發(fā)生變化設(shè)定流向功能是為新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系建立資源流向。在設(shè)定流向前，網(wǎng)絡(luò)必須包括最少一種結(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)要素，且被設(shè)定為起點(diǎn)或終點(diǎn)。第63頁（2）追蹤分析追蹤分析是通過追蹤網(wǎng)絡(luò)要素連接性，選擇周圍互相連接網(wǎng)絡(luò)要素，形成一種追蹤成果，即追蹤操作后所找到網(wǎng)絡(luò)要素配備成果。在追蹤成果中，一種網(wǎng)絡(luò)元素均需與其他元素有連接性。網(wǎng)絡(luò)追蹤包括連結(jié)性。1）追蹤分析包括基本概念和簡單操作：A.旗標(biāo)與障礙旗標(biāo)定義追蹤起點(diǎn)，能夠放置在任何交點(diǎn)或線段上。在執(zhí)行追蹤操作時(shí)，使用這些線段或交點(diǎn)作為追蹤操作起點(diǎn)，而連結(jié)至這些線段或交點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)元素就會(huì)被包括于追蹤成果中。障礙用于終止網(wǎng)絡(luò)追蹤分析，可放置在任何交點(diǎn)或線段上。在執(zhí)行追蹤操作時(shí)，遇到障礙就停頓追蹤，形成一種追蹤成果。第64頁B.不可運(yùn)行要素和圖層在特定位置變化要素不可運(yùn)行性是一種更永久辦法，它將迫使網(wǎng)絡(luò)追蹤分析停頓，形成追蹤分析成果，如：在建路不能通行，就應(yīng)將這段路當(dāng)成不可運(yùn)行狀態(tài)。有時(shí)不需要對幾何網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中一種層面進(jìn)行追蹤，此時(shí)可將該層面設(shè)置成不可運(yùn)行，追蹤分析將不會(huì)考慮這個(gè)層面上網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。C.權(quán)重幾何網(wǎng)絡(luò)中邊和結(jié)點(diǎn)要素都可有不一樣權(quán)重，如：道路長度、道路通暢效果，電力網(wǎng)絡(luò)中電阻值。它可用于網(wǎng)絡(luò)分析中計(jì)算費(fèi)用和途徑等。建立網(wǎng)絡(luò)時(shí)，能夠設(shè)定線段與交點(diǎn)要素屬性值為權(quán)重，進(jìn)而確定追蹤分析成果所包括要素成本。在ArcGIS追蹤工具中，只有尋找最佳途徑才使用權(quán)重來計(jì)算追蹤成本。第65頁在使用權(quán)重進(jìn)行最佳