【ArcGIS|空間分析|網路分析】0 網路分析總結
文章目錄
網路分析一般步驟
- 配置Network Analyst環境
- 向ArcMap新增網路資料集
- 建立網路分析圖層
- 新增網路分析物件（車輛配送需要新增路徑）
- 設定網路分析圖層屬性
- 執行分析並顯示結果
1 配置Network Analyst環境
- 空間分析準備
- 啟用 ArcGIS Network Analyst 擴充套件模組(自定義 > 擴充套件模組)
- 新增Network Analyst 工具條(自定義 > 工具條)
- 開啟可停靠的 Network Analyst 視窗(Network Analyst 工具條> Network Analyst 視窗)
2 向ArcMap新增網路資料集
3 建立網路分析圖層和新增網路分析物件
網路分析圖層和網路分析物件的關係
| 網路分析圖層 | 概念 | 網路分析圖層應用 | 網路位置 | 網路位置應用 | 備註 |
|---|---|---|---|---|---|
| 路徑 | 查詢一條按預定順序訪問一組停靠點時的最快或最短路徑 | 使用網路資料集查詢最佳路徑 | 停靠點、點障礙 | 商店、家 | |
| 服務區 | 包括所有設定閾值內可以到達的街道的區域，閾值可以是時間或距離等 | 計算服務區 | 設施點、點障礙 | 倉庫 | |
| 最近設施點 | 查詢離某個位置最近的設施 | 查詢最近的消防站 | 設施點、事件點、點障礙 | 消防站 | |
| OD成本矩陣 | 計算從源點到目標點的距離成本 | 後勤路線分析模型 | 起始點、目的地點、點障礙 | 倉庫、商店 | |
| 車輛配送（VRP)1 車輛配送（VRP)2 | 主要針對多車輛、多訂單的配送情況，為各車輛分配一組配送的訂單，並確定送貨的順序，從而將總運輸成本控制在最低。 | 使用一支車隊服務一組停靠點、查詢能夠為需求點對提供服務的最佳路徑 | 停靠點、站點，點障礙 | 商店、家，醫院；配送中心，物流公司 | 可以考慮訂單的時間視窗，特殊要求，需求點對，貨物補給點，加班（路徑屬性）、休息時間（中斷點），帶薪休假（isPaid）,車輛對某個區域熟悉的程度（按聚類中心配送、路徑區）等 |
| 位置分配 | 根據選址的要求為設施選擇最優的位置，使得這些位置能夠覆蓋儘可能多的居民，並且建設成本能夠控制在預算範圍裡 | 選擇建商場、建醫院的位置 | 設施點、請求點、障礙點 | 候選點、人口集中點 | 可以考慮商店擴張問題（設施點為必選點、最大化人流量），競爭商店（設施點為競爭點、最大化市場份額），領 70% 的市場份額需要開多少家店（目標市場份額） |
網路分析物件屬性欄位
| 屬性欄位 | 概念 |
|---|---|
| SourceID | 網路位置所在的源要素類的數字識別符號 |
| SourceOID | 源要素的數字識別符號 |
| PosAlong | 沿源線要素的資料化方向的位置點。該值以比率形式儲存；然而，如果網路位置引用的是一個交匯點，則該值為空 |
| SideOfEdge | 線要素的數字化方向上的邊側 |
| 舉例 |  停靠點位於街道 6460左側的 47.8% 位置處 |
4 設定網路分析圖層屬性
路徑分析圖層屬性分析設定
【阻抗】
- 成本屬性
- 該阻抗需要在確定最佳路徑時進行最小化
- 例如，選擇 Minutes 屬性，結果會產生最快路徑
【使用開始時間】
- 時間：要離開第一個停靠點的時間
- 星期：指定星期日和星期六之間的任一天或者選擇今天以使用系統的當前日期設定
- 具體日期：在文字框中輸入一個日期值或單擊下箭頭開啟一個用於選擇日期的日曆
【應用時間窗】
- 可以為停靠點指定時間窗，並使 Network Analyst 嘗試查詢遵循這些時間範圍
*【重新排序停靠點以查詢最佳路徑】
- 取消選中此屬性，Network Analyst 會根據指定的停靠點順序找到最佳路徑
- 選中此屬性，Network Analyst 會查詢訪問停靠點的最佳路徑和最佳順序
- 選中該屬性後，路徑分析將由最短路徑問題變為流動推銷員問題 (TSP)
【交匯點的 U 形轉彎】
- 允許在任何位置、僅在死角（或死衚衕 (cul-de-sac)）或者僅在交點和死角處出現 U 形轉彎
- 禁止在任何位置出現 U 形轉彎
- 允許 U 形轉彎表示車輛可以在交匯點處轉向並沿同一街道往回行駛
【輸出 Shape 型別】
- 實際形狀，生成路徑的精確形狀
- 具有測量值的實際形狀，生成路徑的精確形狀（輸出包括線性參考的路徑測量值。測量值從第一個停靠點增加並記錄累積阻抗）
- 直線，在兩個停靠點之間生成一條直線。
- 無，不返回任何形狀
【應用等級】
- 求解程式更偏好高等級的邊而不是低等級的邊
- 使用等級求解時通常耗時更少
- 可以模擬出駕駛員對道路的偏好
- 如果不使用等級會為網路資料集生成精確的路線
【忽略無效的位置】
- 用於忽略無效的網路位置而僅通過有效的網路位置
- 未選中該選項並且網路位置未定位則求解操作可能會失敗
- 無論在哪種情況下，分析都會忽略無效的位置
【限制】
- RestrictedTurns 和 Oneway
- 在大多數情況下，限制會使道路被禁止選擇
- 也可以使道路被避免選擇或優先選擇
【方向】
- 可以設定距離和時間（如果具有時間屬性）的顯示單位
- 可以選擇路線後生成自動開啟方向資訊
服務區分析圖層屬性分析設定
【阻抗】
- 成本屬性
【限制】
- 在大多數情況下，限制會使道路被禁止選擇
- 也可以使道路被避免選擇或優先選擇
*【預設中斷】
- 指定要計算的服務區範圍
- 例如，預設中斷 10 將在設施點建立 10 個單位（例如，分鐘或英里）的服務區
- 該單位由為阻抗特性選擇的成本屬性決定
- 文字框中輸入 2 3 4設定多箇中斷值（2、3 和 4 這些數字之間應該以空格分隔）
【使用開始時間】
- 時間：要離開第一個停靠點的時間
- 星期：指定星期日和星期六之間的任一天或者選擇今天以使用系統的當前日期設定
- 具體日期：在文字框中輸入一個日期值或單擊下箭頭開啟一個用於選擇日期的日曆
*【方向】
- 如果方向設定為遠離設施點，則時間和日期指示服務區何時從設施點開始
- 在遠離設施點的方向上建立比薩外賣店的服務區，因為比薩是從店裡向外遞送到消費者
- 如果方向設定為朝向設施點，則時間和日期指示服務區何時在設施點結束
- 選擇相反的方向來建立醫院的服務區。因為對於正在轉入的病人，在路上緊急的部分是前往醫院
【交匯點的 U 形轉彎】
- 允許在任何位置、僅在死角（或死衚衕 (cul-de-sac)）或者僅在交點和死角處出現 U 形轉彎
- 禁止在任何位置出現 U 形轉彎
- 允許 U 形轉彎表示車輛可以在交匯點處轉向並沿同一街道往回行駛
【應用等級】
- 求解程式更偏好高等級的邊而不是低等級的邊
- 使用等級求解時通常耗時更少
- 可以模擬出駕駛員對道路的偏好
- 如果不使用等級會為網路資料集生成精確的路線
- 等級服務區僅生成面，而不生成線。
取消選中線生成 選項卡上的生成線複選框。 - 等級服務區僅生成面，而不能生成詳細面
在面型別下的面生成 選項卡中選擇概化 - 等級服務區求解程式不能修剪面
即使您選中了面生成選項卡中的修剪面複選框，求解程式也不會修剪服務區面
【忽略無效的位置】
- 用於忽略無效的網路位置而僅通過有效的網路位置
- 未選中該選項並且網路位置未定位則求解操作可能會失敗
- 無論在哪種情況下，分析都會忽略無效的位置
最近設施點圖層屬性分析設定
【阻抗】
- 成本屬性
【限制】
- 在大多數情況下，限制會使道路被禁止選擇
- 也可以使道路被避免選擇或優先選擇
*【預設中斷】
- 不會搜尋超出中斷值的設施點
- 例如，在定位距離事故地點最近的醫院時，如果中斷值設為 15 分鐘，則表示搜尋距離事件點 15 分鐘車程以內的最近醫院
【使用開始時間】
- 時間：要離開第一個停靠點的時間
- 星期：指定星期日和星期六之間的任一天或者選擇今天以使用系統的當前日期設定
- 具體日期：在文字框中輸入一個日期值或單擊下箭頭開啟一個用於選擇日期的日曆
*【要查詢的設施點】
- 距離一個事件點最近的多個設施點
- 找距離起火地點最近的三個消防站。如果將中斷成本設為 10 分鐘，而最近的三個消防站分別處於 5 分鐘、7 分鐘和 11 分鐘車程的位置，則最近設施點搜尋只會返回前兩個消防站
*【行駛自】
- 從事件點到設施點，模擬消防車響應火情從消防站趕往事故地點
- 從設施點到事件點，模擬一個人尋找最近的醫院
- 約束（例如單向）和阻抗（例如行程時間）應基於行進方向
【交匯點的 U 形轉彎】
- 允許在任何位置、僅在死角（或死衚衕 (cul-de-sac)）或者僅在交點和死角處出現 U 形轉彎
- 禁止在任何位置出現 U 形轉彎
- 允許 U 形轉彎表示車輛可以在交匯點處轉向並沿同一街道往回行駛
【忽略無效的位置】
- 用於忽略無效的網路位置而僅通過有效的網路位置
- 未選中該選項並且網路位置未定位則求解操作可能會失敗
- 無論在哪種情況下，分析都會忽略無效的位置
【輸出 Shape 型別】
- 實際形狀，生成路徑的精確形狀
- 具有測量值的實際形狀，生成路徑的精確形狀（輸出包括線性參考的路徑測量值。測量值從第一個停靠點增加並記錄累積阻抗）
- 直線，在兩個停靠點之間生成一條直線。
- 無，不返回任何形狀
【方向】
- 可以設定距離和時間（如果具有時間屬性）的顯示單位
- 可以選擇路線後生成自動開啟方向資訊
OD成本矩陣圖層屬性分析設定
【阻抗】
- 成本屬性
【限制】
- 在大多數情況下，限制會使道路被禁止選擇
- 也可以使道路被避免選擇或優先選擇
*【預設中斷值】
- 中斷值以外的所有目的地都將被忽略
【使用開始時間】
- 時間：要離開第一個停靠點的時間
- 星期：指定星期日和星期六之間的任一天或者選擇今天以使用系統的當前日期設定
- 具體日期：在文字框中輸入一個日期值或單擊下箭頭開啟一個用於選擇日期的日曆
*【要查詢的目的地】
- 從各個起始點到所有目的地的成本矩陣
- 輸入值限制每個起始點要查詢的目的地數量
【交匯點的 U 形轉彎】
- 允許在任何位置、僅在死角（或死衚衕 (cul-de-sac)）或者僅在交點和死角處出現 U 形轉彎
- 禁止在任何位置出現 U 形轉彎
- 允許 U 形轉彎表示車輛可以在交匯點處轉向並沿同一街道往回行駛
*【忽略無效的位置】
- 用於忽略無效的網路位置而僅通過有效的網路位置
- 未選中該選項並且網路位置未定位則求解操作可能會失敗
- 無論在哪種情況下，分析都會忽略無效的位置
【輸出 Shape 型別】
- 始終沿網路計算路徑並在屬性表中返回與路徑分析相同的總成本。
- 直線連線起始點和目的地
- 無，只對 OD 成本矩陣表（而不是輸出線的形狀）
車輛配送圖層屬性分析設定
*【時間屬性】
- 用於定義沿網路元素的遍歷時間的時間成本屬性
- 時必選項，車輛配送 (VRP) 主要是基於最小化時間
*【距離屬性】
- 用於定義沿網路元素長度的距離成本屬性
- 可選
*【預設日期】
- 星期
- 具體日期
*【容量計數】
- 有關車輛限制的容量維限制
- 容量計數為 2：體積和重量
*【時間欄位單位】
- 分析圖層的子圖層和表（網路分析類）的時態欄位所用的時間單位
- 此單位不必與時間成本屬性的單位相同
*【距離欄位單位】
- 分析圖層的子圖層和表（網路分析類）的距離欄位所用的距離單位
- 此單位不必與可選距離成本屬性的單位相同
【限制】
- 在大多數情況下，限制會使道路被禁止選擇
- 也可以使道路被避免選擇或優先選擇
【使用開始時間】
- 時間：要離開第一個停靠點的時間
- 星期：指定星期日和星期六之間的任一天或者選擇今天以使用系統的當前日期設定
- 具體日期：在文字框中輸入一個日期值或單擊下箭頭開啟一個用於選擇日期的日曆
【交匯點的 U 形轉彎】
- 允許在任何位置、僅在死角（或死衚衕 (cul-de-sac)）或者僅在交點和死角處出現 U 形轉彎
- 禁止在任何位置出現 U 形轉彎
- 允許 U 形轉彎表示車輛可以在交匯點處轉向並沿同一街道往回行駛
【應用等級】
- 求解程式更偏好高等級的邊而不是低等級的邊
- 使用等級求解時通常耗時更少
- 可以模擬出駕駛員對道路的偏好
- 如果不使用等級會為網路資料集生成精確的路線
【忽略無效的位置】
- 用於忽略無效的網路位置而僅通過有效的網路位置
- 未選中該選項並且網路位置未定位則求解操作可能會失敗
- 整理並解決無效停靠點的原因需要時間
【輸出 Shape 型別】
- 實際形狀，生成路徑的精確形狀
- 具有測量值的實際形狀，生成路徑的精確形狀（輸出包括線性參考的路徑測量值。測量值從第一個停靠點增加並記錄累積阻抗）
- 直線，在兩個停靠點之間生成一條直線。
- 無，不返回任何形狀
【方向】
- 可以設定距離和時間（如果具有時間屬性）的顯示單位
- 可以選擇路線後生成自動開啟方向資訊
位置分配圖層屬性分析設定
【阻抗】
- 成本屬性
【限制】
- 在大多數情況下，限制會使道路被禁止選擇
- 也可以使道路被避免選擇或優先選擇
【使用開始時間】
- 時間：要離開第一個停靠點的時間
- 星期：指定星期日和星期六之間的任一天或者選擇今天以使用系統的當前日期設定
- 具體日期：在文字框中輸入一個日期值或單擊下箭頭開啟一個用於選擇日期的日曆
*【行駛自】
- 從請求點到設施點，零售商店則更關注顧客到達商店所花的時間
- 從設施點到請求點，消防部門需要關注從消防站行駛到緊急救援位置所花的時間
- 限制（例如單行道）和阻抗（例如行駛時間）可基於行駛的方向，因為方向會影響行駛時間
【交匯點的 U 形轉彎】
- 允許在任何位置、僅在死角（或死衚衕 (cul-de-sac)）或者僅在交點和死角處出現 U 形轉彎
- 禁止在任何位置出現 U 形轉彎
- 允許 U 形轉彎表示車輛可以在交匯點處轉向並沿同一街道往回行駛
【忽略無效的位置】
- 用於忽略無效的網路位置而僅通過有效的網路位置
- 未選中該選項並且網路位置未定位則求解操作可能會失敗
- 無論在哪種情況下，分析都會忽略無效的位置
【輸出 Shape 型別】
- 無 ，不返回或不顯示錶示請求點到設施點的分配狀況的線
- 直線 ， 返回和顯示連線請求點與設施點的線。
【方向】
- 可以設定距離和時間（如果具有時間屬性）的顯示單位
- 可以選擇路線後生成自動開啟方向資訊
網路屬性
【概念】：控制網路可穿越性的網路元素的屬性。
【舉例】：指定道路長度情況下的行駛時間、哪些街道限制哪些車輛的通過、沿指定道路行駛的速度以及哪些街道是單行道
【基本屬性】：名稱、使用型別、單位、資料型別和預設情況下使用
【指定項】：
- 使用型別指定在分析過程中使用屬性的方式，屬性可以被標識為成本、描述符、約束或等級。
- 成本屬性的單位是距離或時間單位（例如釐米、米、英里、分鐘和秒）
描述符、等級和約束條件的單位是未知的 - 資料型別可以是布林型、整型、浮點型或雙精度型
成本屬性不能是布林型，約束條件始終為布林型，而等級始終是整型 - 預設情況下使用將自動在新建立的網路分析圖層上設定這些屬性
如果成本、約束條件或等級屬性設定為在預設情況下使用，那麼在網路資料集上建立的網路分析圖層將被設定為自動使用該屬性。
網路資料集中只有一個成本屬性可以設定為預設情況下使用。
描述符屬性無法在預設情況下使用。
【建立網路屬性步驟】：
1、定義屬性名及其用法、單位和資料型別
2、為每個源指定賦值器，該賦值器將在構建網路資料集時為網路屬性提供值
【成本】：
- 某些屬性用於測量阻抗和構建阻抗模型，如行程時間（在街道上的行駛時間）或任務量（街道上拾起的垃圾量）
- 這些屬性是可以沿著邊進行分配的，將它們沿某邊長度成比例劃分
- 查詢最佳路徑（行程時間最小化）或最短路徑（距離最小化），行程時間（行駛時間、步行時間）和距離（米）也是網路資料集的成本屬性
如果將帶有負值的成本屬性用作求解程式的阻抗屬性，那麼求解程式會將這些帶有負值的網路元素視為遭禁元素。
【描述符】：
- 用於描述網路或網路元素特徵的屬性
- 描述符屬性是不可分配的，描述符數值不取決於邊元素的長度
- 在街道網路上，車道的數目就是描述符的一個示例。街道速度限制是街道網路的另一個描述符屬性
- 儘管描述符屬性與成本屬性不同，不能作為阻抗使用，但是它可以與距離結合使用來建立可作為阻抗使用的成本屬性（例如行駛時間）
【約束條件】：
-
可以針對特定元素標識約束條件，這樣在分析過程中，可完全禁止、避免或甚至首選使用遍歷受限元素
-
使用布林資料型別來定義約束條件屬性，這樣各個網路元素不是具有約束條件（布林值計算結果為 true）就是不具有約束條件（布林值計算結果為 false），沒有其他可能性
-
“約束條件用法”引數會自動新增到所有約束條件屬性中，但必要時也可以新增更多引數。
-
型別：
禁止
避免：高
避免：中
避免：低
首選：低
首選：中
首選：高 -
分配給該引數的值決定了約束條件屬性是禁止、避免還是首選使用與其相關聯的網路元素
-
網路元素避免或首選使用的程度可通過選擇“高”、“中”或“低”來定義
-
禁止網路元素
約束條件的最常見用法是禁止遍歷。例如，可通過約束條件屬性對單行道建模，這樣只可以從街道的一端遍歷至另一端，但不可以反向遍歷。同樣，人行道上的約束條件屬性可設為完全禁止遍歷，這樣標識為人行道的網路元素就被排除在為機動車生成的所有路徑之外。 -
避免網路元素
需要區域性放寬禁止約束條件而非完全禁止遍歷某網路元素，求解程式可借避免遍歷該元素（除非遍歷無法實現或成本過高）。例如，如果您在安排商業配送車輛的路線時希望它們避免在私家道路上行駛，則可以使用一個約束條件屬性並將其“約束條件用法”引數設定為“避免”。這樣選擇路線時大多會避免私家道路，但如果配送恰好需要經過私家道路，該路線仍能夠到達目的地。同樣，如果在去往停靠點的途中避開私家道路的成本過高（即私家道路附近的繞行路線過長），則求解程式將允許此障礙並安排車輛通過私家道路。 -
首選使用網路元素
儘管與其名稱“約束條件”相矛盾，首選使用約束條件還是能夠增加網路元素對求解程式的吸引力，這樣它們便更有可能包含在分析結果中。試想一輛載有危險材料 (hazmat) 的卡車。在某些道路上運送危險品是非法的，而某些道路則允許通過，還有一些道路屬於首選使用的道路，因為在這些道路上發生事故最容易獲得緊急響應和控制。通過以下方法對這些規則進行建模：在運送危險材料為非法的道路上配置一個“約束條件用法”值為“禁止”的約束條件屬性，而在非常適宜運送危險材料的道路上再配置一個“約束條件用法”值為“首選”的約束條件屬性。這樣一來，車輛將決不會被安排在禁止的道路上行駛，而是可能被安排在首選使用的道路上行駛
【等級】：
- 等級是指分配給網路元素的次序或級別。
- 等級屬性建好後，在求解網路分析時便可以選擇使用等級還是忽略等級
- 可以減少跨越大型網路求解分析時所要花費的時間
- 可以用於模擬司機在高速公路和省際公路上通常會選擇的行駛方式
- 等級求解的缺點是不夠精確，如果忽略等級，反而可能會進一步減小分析中的行駛時間或距離