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1、 ArcGIS网络数据集的创建与网络分析1. 学会采集、存储和管理GIS-T的数据,结合课堂理论知识,更加深入地理解GIS-T的数据特征、数据获取、数据模型和数据组织等相关概念。2. 在完成GIS-T数据采集的基础上,对数据进行处理,添加相关属性信息,学会建立交通网络数据集,结合实际来理解GIS-T模型的构建和分析。3. 创建完交通网络数据集之后,学会使用ArcGIS中的Network Analyst工具来测试自己创建的路网模型,进行最短路径分析、服务区分析、新建OD成本矩阵、设施定位等,理解GIS-T的分析模型。 4在完成整个实习任务之后,对GIS-T有个完整的了解和认识,并会使用它来解决生
2、活中的实际问题,如车辆配送(VRP)、最短路径、道路导航、改善交通路网等。 实验工具:ArcGIS For Desktop 10.01. 交通数据的采集。要采集的数据包括:道路网数据、道路附属设施数据、 交通流量调查 、信号灯时间间隔采集。其中:道路网数据根据影像地图矢量化得来,其他三类数据则要到实地进行测量和记录得出。数据形式:分层存储的点线要素,或道路网要素属性 。交通数据采集范围如下图:根据影像数据使用ArcGIS矢量化道路线及其附属设施,相关属性存储在要素属性表中。在ArcCatalog中,交通地理信息系统实习中新建 个人地理数据库,在地理数据库中新建Feature Dataset,命
3、名为:道路网 ,在 道路网 要素集中新建线要素(道路),点要素(公交站、加油站等),之后在ArcMap中进行数据采集,并添加相关属性。采集完成的数据存储在ArcCatalog个人地理数据库中。其相关属性信息如下表:交通信号灯:人行道:公交站:道路:车流量:最终数据汇总如下:注意:在矢量化道路的时候,一条道路上的点的数量要适中或者尽可能少,在转向处和道路交叉口处一定要有点,在有交通设施的地方最好也要有点,这样,在最后建立网络数据集的时候回带来很大方便。由于ArcGIS 10 编辑工具中,在矢量化时具有捕捉点线功能,这对于矢量化道路网这样的影像数据提供了很大的便利,可以保证在矢量化过程中,线与线之
4、间具有连通性。道路矢量化完成后,结果如下:然后使用Split Line At Vertices工具处理,输出要素为道路_SplitLine。注意:网络数据集的要素源为边、连接点和转向。因此,使用建网的线要素必须为许多相互连接的线段。因此,处理后的数据要进行检查,方法有两种:一种是进行拓扑检查;另一种是在ArcMap使用编辑器,检查是否都是线段,是否连接好,使用要素编辑时自动捕捉功能。只有数据无错,才能正确建立网络数据集,进行后面的模型分析。建立道路网络数据集:此网络数据集中包括道路,转向,公交站点,加油站。上述步骤为添加网络数据集的属性,包括时间成本,距离成本,转向成本,单行道设置等。由于光谷
5、大转盘只能单向行车,所以其为单行道。对网络数据集的属性赋值如下,设置完成之后,点击下一步,进行方向设置,要进行方向设置,道路属性字段必须具有Length和Text,也就是有所有道路要有名称和长度属性。设定完成后,点击确定,点击下一步,点击Finish,点击Yes完成创建。将建好的网络数据集加载到ArcMap中,进行相关设置。结果如下:注意:公交站点和加油站点要在连接点上。2.路径分析分析模型:最短路径,最近设施,游离方案,VRP。说明:网络数据集的距离属性单位是:米;时间属性单位是:秒。通过百度地图测量工具,求得图上距离与实际距离的比大约为1:6.8281。查阅相关资料,得出武汉武昌主城区平均
6、车速约为20km/h,约合5.56m/s.因此,通过图上距离转化为与实际相近的距离,使得分析的结果更贴合实际情况,这样对解决实际问题更有帮助。利用上面建立的网络数据集,即可以进行路径分析。打开ArcMap中的Network Analyst扩展工具,加载交通网络数据集到ArcMap中,点击,打开Network Analyst Window。 如下图所示:(1)最短路径选择Network Analyst下拉框中的New Route,点击添加起始点,点击求解,点击显示方向窗口。路径长度在Directions窗口中展示。A.两结点间最短路径由于光谷大转盘为逆时针方向单行道,因此,最短路径如图所示。B.
7、考虑转向代价的最短路径 途中红色部分为转向要素,由于汽车转弯要进行减速行驶或者等红绿灯,都会多花费时间,因此多花费的时间可以转化为多走一段距离的时间,所以把转弯长度作为其转弯代价。如下图所示,考虑转向代价最短路径为右边道路。如下图所示:上图选中部分道路总长度为1869.6米。上图选中部分道路长度为1822.8米。由此对比,可看出上述结果为考虑转弯代价后的最短路径。C,起点和中点在道路中间的最短路径使用工具,在道路中间添加起始点,点击Solve,求得结果。(2)最近设施A驾驶者和加油站都在结点上选择Network Analyst下拉框中的New Closest Facility,在网络分析属性窗
8、口中选中Facilities,右键,选择Load Locations,设施选择加油站。点击添加起位置,点击进行设置,点击求解,点击显示方向窗口。路径长度在Directions窗口中展示。选择加油站,点击确定。然后进行设置。得出如下结果:B. 驾驶者和加油站不受路网约束,可以在任意地点操作过程同上:(3)游历方案具体操作如下图所示:Orders和Depots都是公交站,制定起始点都为关山大道关山街,结果如下图: 分析时,假定游历所有公交站点,得出如下结果。(4)VRP问题Orders和Depots分别是公交站和加油站,制定起始点都为名为“加油站“的加油站,对公交站点进行配送,结果如下: 3设施定
9、位(1)服务区分析选择Network Analyst下拉框中的New Service Area,选择Facilities,右键Load Locations,选择加油站,点击确定,选择Polygons,选择网络分析属性窗口进行设置,保存设置,最后,点击求解.服务范围设为5分钟,得出如下结果。重新设置服务范围选择服务范围为1000米,得出如下结果。(2)设施定位分析选择Network Analyst下拉框中的New Location-Allocation,打开网络分析窗口。在网络分析窗口中:选择Facilities,右键Load Locations,选择加油站,点击确定;选择Demand Points,右键Load Locations,选择公交站,点击确定;选择网络分析窗口中的属性窗口进行设置,保存设置,最后,点击求解.此分析中,加油站为待选点,公交站为需求点,设置如下:以最小成本(时间或距离)为依据,只选择一个加油站,选址结果如下如果选择2个加油站,设置如下:选址结果如下: