ArcGIS网络数据集的创建与网络分析
A r c G I S网络数据集的创
建与网络分析
Last updated on the afternoon of January 3, 2021
A r c G I S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NetworkAnalyst
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:
1.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FeatureDataset，命名为：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ArcGIS10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，线与线之间具有连通性。
道路矢量化完成后，结果如下：
然后使用SplitLineAtVertices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:。
查阅相关资料，得出武汉武昌主城区平均车速约为20km/h，约合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NetworkAnalyst扩展工具，加载交通网络数据集到ArcMap中，点击，打开NetworkAnalystWindow。如下图所示：
（1）最短路径
选择NetworkAnalyst下拉框中的NewRoute，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.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米。
上图选中部分道路长度为米。
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NetworkAnalyst下拉框中的NewClosestFacility，在网络分析属性窗口中选中Facilities，右键，选择LoadLocations，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．设施定位
（1）服务区分析
选择NetworkAnalyst下拉框中的NewServiceArea，选择Facilities，右键LoadLocations，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NetworkAnalyst下拉框中的NewLocation-Allocation，打开网络分析窗口。
在网络分析窗口中：
选择Facilities，右键LoadLocations，选择加油站，点击确定；
选择DemandPoints，右键LoadLocations，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：