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1、. . . . .上机六:交通网络构建和设施服务区分析本练习将利用ArcGIS精确地构建城市交通网络,包括道路线形、道路通畅情况、车速、路口禁转、单行线、高架路、路障等。然后在此基础上计算最短车行路径和设施的服务区域。在操作过程中,主要通过ArcGIS的“网络分析”扩展模块来完成,在第一次使用该 模块之前需要首先加载该模块,可点击菜单【自定义】【扩展模块】,在【扩展模块】对话框中勾选其中的【Network Analyst】选项。一、道路交通网络的构建1.1基础数据简介要进行和路网有关的分析,首先要在计算机中模拟出现实的道路情况。本练习的数据取自某城市的局部路网,打开地图文档“chap08练习数
2、据道路交通网络的构建交通网络.mxd”,可以看到路网的基本情况。该路网存放在个人地理数据库【道路】要素类中。【道路】要素类是由几何线段构成的,每段线代表一段道路,所有道路都在路口打断。*说明一:平面交叉口是多条道路相交的地方,一定要把所有道路在路口打断(图A),或者在道路交点处为每条道路增加一个中间折点(图B),只有这样ArcGIS网络模型才会认为这些道路是相交的,并识别这个路口。此外,也有不需要打断或增加中间折点的情况,例如一条路通过桥梁跨越另一条路,那么这两条路实际上是不相交的(图C)。*说明二:为了把两条线在交点处打断,可以在编辑状态下,使用【高级编辑】工具栏中的【线相交】工具。查看【道
3、路】要素类的属性可以看到它有4个自定义属性:ROAD_TYPE:道路类型;Shape_Length:路段长度(单位:米);Drive Time:车行时间(单位:分钟);Walk Time:步行时间(单位:分钟)。1.2道路交通网络简单建模交通网络建模是一项十分复杂的工作,首先建议一个最简单的交通网络模型,不考虑单行线、路口禁转等情况。步骤1:启动ArcMap,打开地图文档【chap08练习数据道路交通网络的构建交通网络.mxd】,点击菜单【自定义】【扩展模块】,在【扩展模块】对话框中勾选其中的【Network Analyst】选项。步骤2:新建网络数据集。在【目录】面板中,浏览到【chap08
4、练习数据道路交通网络的构建交通网络.mdb路网】项,右键点击【路网】要素数据集,在弹出菜单中选择【新建】【网络数据集】。之后会弹出【新建网络数据集】向导对话框。步骤3:输入网络数据集的名称【交通网络】,然后点击【下一步】。步骤4:选择要参与网络模型的要素类。勾选【道路】要素类,然后点击【下一步】。步骤5:设置路口转弯。接受默认【是】和【通用转弯】,意味着所有路口均可以随意转弯,点击【下一步】。步骤6:设置连通性,规定线和线如何联通。点击【连通性】按钮,显示【连通性】对话框。该对话框列表显示了参与网络模型的要素类。这是模型中暂时只有【道路】要素类。 点击【道路】行的【连通性策略】列对应的单元格,
5、弹出一个下拉列表,从中选择【端点】,意味着一条线只能通过端点和相接的另一条线连通(如果选择【任意节点】则意味着一条线可以通过其上的任何折点(包括端点)和另一条线连通,当然连通处也必须是另一条线上的折点)。 点【确定】返回,然后点击【下一步】。步骤7:设置高程建模。网络模型还可以根据高程建立连通性,例如两条线交于端点,但两端点的高程不同,则不会建立连通。这里接受默认设置,点【下一步】。步骤8:为网络指定通行成本、等级、限制等属性。ArcGIS会从参与网络的要素类的属性中自动识别一些基本属性。这里系统自动识别了【Minutes】属性,作为网络通行成本,单位是【分钟】。 选中【Minutes】行,然
6、后点击【赋值器】(或直接双击改行),可以查看该设置的详细参数,如下,其中有两条记录。 两条记录的【源】都是【道路】要素类。 两条记录的【方向】分别是【自至】和【至自】,分别代表道路通行的两个方向,一个是从道路起点到终点,另一个是从终点到起点(注;线的起点是绘制改线的第一点,终点是最后一点)。 两条记录的【元素】都是【边】,代表路网上的线段。 两条记录的【类型】都是【字段】,其【值】是【Drive Time】,意味着根据【道路】要素类的属性字段【Drive Time】中的值来确定通行成本。 系统识别的是正确的,点【确定】返回前一对话框。 右键点击【Minutes】行,在弹出菜单中选择【重命名】,
7、将【Minutes】更名为【车行时间】。步骤9:新建路程成本属性。 点击【添加】按钮,显示【添加新属性】对话框,如下图所示,设置名称为【路程】,使用类型选择【成本】,单位选择为【米】,数据类型选择【双精度】,点【确定】返回。 这时属性列表中新添了【路程】属性行,但是改行前面有警告符号,意味着设置还存在问题。选择【路程】属性后,点击【赋值器】按钮,显示【赋值器】对话框,按下图所示进行设置,这样设置意味着用【道路】要素类的长度字段【Shape_Length】的值作为网络模型中网段的双向通行成本。点【确定】返回。 将【路程】属性作为默认属性。右键点击【路程】属性,在弹出菜单中选择【默认情况下使用】,
8、之后该属性前会出现符号,【D】代表“default”。之后进行网络分析时会把它作为默认的网络属性,而不是之前的【车行时间】属性。步骤10:完成设置。点【下一步】,为网络建立行驶方向设置时,选择【否】,点【下一步】,然后点【完成】结束设置。之后会弹出对话框,询问【新网络数据集已创建,是否立即构建?】,点【是】。网络构建完成后提示【是否还要将参与到“交通网络”中的所有要素类添加到地图?】,点【是】。至此,一个简单的网络模型已经构建完毕。1.3模拟单行线前面建立了一个简单的路网模型,紧接之前步骤,为其添加一些单行线路段。步骤1:为【道路】要素类添加【Oneway】字段。网络模型将根据该字段确定是否单
9、行,什么方向单行。 在【目录】面板中右键点击【道路】要素类,在弹出菜单中选择【属性】,显示【要素类属性】对话框,切换到【字段】选项卡。 在【字段名】列点击任意一个空单元格,输入【Oneway】,数据类型选择【短整型】,【字段属性】栏设置如下图所示,默认值设为【0】意味着所有路段默认都不是单行线。 点【确定】完成。步骤2:让【道路】图层显示线段方向。 右键点击【道路】图层,在弹出菜单中选择【属性】,显示【图层属性】对话框,切换到【符号系统】选项卡。 点击【符号】栏中的样式按钮,弹出【符号选择器】,选择【Arrow Right Middle】样式,并把颜色设为墨绿,点【确定】。 点【确定】完成图层
10、属性设置。设置完成后,图中每条路段中间都多了一个表示线段绘制方向的箭头,如下图所示。步骤3:录入【Oneway】字段的属性。 点击【标准工具】工具条中的选择元素工具,然后按住【Shift】键,依次选择下图所示路段,该路段位于路网的左下角。 右键点击【道路】图层,在弹出菜单中选择【打开属性表】,显示【表】对话框,右键点击表头【Oneway】,在弹出菜单中选择【字段计算器】,显示【字段计算器】对话框,在【Oneway=】下输入【1】,点【确定】。这里设为【1】意味着只允许沿道路箭头方向通行。 按住【Shift】键,依次选择路网左下角的第二条道路,如下图所示,将这条路的【Oneway】属性设为【-1
11、】,设为【-1】意味着只允许沿道路箭头的反方向通行。步骤4:设置网络属性。 在【目录】面板中,右键点击【交通网络】,在弹出菜单中选择【属性】,显示【网络数据集属性】。在该对话框中可以对路网作全面调整。 切换到【属性】选项卡。 添加道路限行属性。点击【添加】按钮,显示【添加新属性】对话框,输入【名称】为【道路限行】,【使用类型】选择【限制】,意味着该属性是用于限制网络通行的;勾选【默认情况下使用】,使该属性默认参与所有网络分析。设置后如下图所示。点【确定】。 选择前面新建的【道路限行】属性,点击【赋值器】按钮,显示【赋值器】对话框,将道路的【自-至】行和【至-自】行的类型都设置为【字段】。 右键
12、点击道路【自-至】行,在弹出菜单中选择【值】【属性】,显示【字段赋值器】对话框。n 在【预逻辑VB脚本代码】栏输入:【restricted=FalseIf Oneway = -1 Then restricted = True】n 在【值=】栏输入【restricted】。设置好如下图所示。该设置的涵义是如果【Oneway】的值等于-1,那么沿道路箭头方向限行,亦即只允许沿道路箭头的反方向通行。点【确定】返回。 双击道路【至-自】行,弹出【字段赋值器】对话框。n 在【预逻辑VB脚本代码】栏输入:【restricted=FalseIf Oneway = 1 Then restricted = Tr
13、ue】n 在【值=】栏输入【restricted】。设置好如下图所示。该设置的涵义是如果【Oneway】的值等于1,那么沿道路箭头反方向限行,亦即只允许沿道路箭头的方向通行。 点击【确定】完成【道路限行】属性的设置。 点击【确定】完成网络数据集属性的设置。步骤5:重新构建网络模型。在【目录】面板中,右键点击【交通网络】,在弹出菜单中选择【构建】。1.4模拟禁止转弯紧接之前步骤,为网络增加一些禁止转弯的路口。步骤1:新增转弯要素类。 在【目录】面板中,右键点击【路网】要素数据集,在弹出菜单中选择【新建】【要素类】,显示【新建要素类】对话框。 将【名称】设为【路口转弯】,【类型】选择【转弯要素】,
14、【选择转弯要素类所属的网络数据集】栏选择之前构建好的【交通网络】。 点【下一步】,然后点【完成】。之后,新建的【路口转弯】要素类被添加到当前地图文档,并显示在【内容列表】面板中。步骤2:编辑转弯要素类。 启动编辑。点击【编辑器】工具条中的下拉按钮,在下拉菜单中选择【开始编辑】,显示【创建要素】面板。 启动捕捉。右键点击任意工具条,在弹出菜单中选择【捕捉】,显示【捕捉】工具条。工具条中保证【边捕捉】、【折点捕捉】和【端点捕捉】处于选中状态;点击【捕捉】下拉按钮,勾选【使用捕捉】和【交点捕捉】。 在【创建要素】面板中点击【路口转弯】绘图模板。 绘制转弯要素,禁止下图中由北至南的小路进入主干道时左转
15、。利用捕捉,依次点击小路、交叉点,然后双击主干道,如图所示,如此就绘出了左转弯的通行轨迹。 绘制转弯要素,禁止主干道掉头。利用捕捉,依次点击主干道、掉头地点,再回过头再次点击主干道,如下图所示,如此就绘出了掉头的通行轨迹。 停止并保存编辑,点【编辑器】工具条中的下拉按钮,在下拉菜单中选择【停止编辑】,弹出保存对话框时,点【是】保存编辑内容。步骤3:设置网络属性。 在【目录】面板中,右键点击【交通网络】,在弹出菜单中选择【属性】,显示【网络数据集属性】。 切换到【转弯】选项卡。由于【路口转弯】要素类在创建时已经选择属于【交通网络】,所以这里已经出现在转弯列表中,如果之前没有设置,这需要点击【添加】按钮,为网络添加转弯要素类。 切换到【属性】选项卡,添加转弯属性。点击【添加】按钮,显示【添加新属性】对话框,设置新属性的【名称】为【转弯限制】,设置【使用类型】为【限制】