上機六 交通網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和設(shè)施服務(wù)區(qū)分析[技術(shù)學(xué)習(xí)]

1、上機六：交通網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和設(shè)施服務(wù)區(qū)分析本練習(xí)將利用ArcGIS精確地構(gòu)建城市交通網(wǎng)絡(luò)，包括道路線形、道路通暢情況、車速、路口禁轉(zhuǎn)、單行線、高架路、路障等。然后在此基礎(chǔ)上計算最短車行路徑和設(shè)施的服務(wù)區(qū)域。在操作過程中，主要通過ArcGIS的“網(wǎng)絡(luò)分析”擴展模塊來完成，在第一次使用該 模塊之前需要首先加載該模塊，可點擊菜單【自定義】【擴展模塊】，在【擴展模塊】對話框中勾選其中的【Network Analyst】選項。一、道路交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建1.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)簡介要進行和路網(wǎng)有關(guān)的分析，首先要在計算機中模擬出現(xiàn)實的道路情況。本練習(xí)的數(shù)據(jù)取自某城市的局部路網(wǎng)，打開地圖文檔“chap08練習(xí)數(shù)據(jù)道路交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)

2、建交通網(wǎng)絡(luò).mxd”，可以看到路網(wǎng)的基本情況。該路網(wǎng)存放在個人地理數(shù)據(jù)庫【道路】要素類中。【道路】要素類是由幾何線段構(gòu)成的，每段線代表一段道路，所有道路都在路口打斷。*說明一：平面交叉口是多條道路相交的地方，一定要把所有道路在路口打斷（圖A），或者在道路交點處為每條道路增加一個中間折點（圖B），只有這樣ArcGIS網(wǎng)絡(luò)模型才會認(rèn)為這些道路是相交的，并識別這個路口。此外，也有不需要打斷或增加中間折點的情況，例如一條路通過橋梁跨越另一條路，那么這兩條路實際上是不相交的（圖C）。*說明二：為了把兩條線在交點處打斷，可以在編輯狀態(tài)下，使用【高級編輯】工具欄中的【線相交】工具。查看【道路】要素類的屬性可

3、以看到它有4個自定義屬性：ROAD_TYPE：道路類型；Shape_Length：路段長度（單位：米）；Drive Time：車行時間（單位：分鐘）；Walk Time：步行時間（單位：分鐘）。1.2道路交通網(wǎng)絡(luò)簡單建模交通網(wǎng)絡(luò)建模是一項十分復(fù)雜的工作，首先建議一個最簡單的交通網(wǎng)絡(luò)模型，不考慮單行線、路口禁轉(zhuǎn)等情況。步驟1：啟動ArcMap，打開地圖文檔【chap08練習(xí)數(shù)據(jù)道路交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建交通網(wǎng)絡(luò).mxd】，點擊菜單【自定義】【擴展模塊】，在【擴展模塊】對話框中勾選其中的【Network Analyst】選項。步驟2：新建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集。在【目錄】面板中，瀏覽到【chap08練習(xí)數(shù)據(jù)道路交通網(wǎng)

4、絡(luò)的構(gòu)建交通網(wǎng)絡(luò).mdb路網(wǎng)】項，右鍵點擊【路網(wǎng)】要素數(shù)據(jù)集，在彈出菜單中選擇【新建】【網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集】。之后會彈出【新建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集】向?qū)υ捒?。步驟3：輸入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的名稱【交通網(wǎng)絡(luò)】，然后點擊【下一步】。步驟4：選擇要參與網(wǎng)絡(luò)模型的要素類。勾選【道路】要素類，然后點擊【下一步】。步驟5：設(shè)置路口轉(zhuǎn)彎。接受默認(rèn)【是】和【通用轉(zhuǎn)彎】，意味著所有路口均可以隨意轉(zhuǎn)彎，點擊【下一步】。步驟6：設(shè)置連通性，規(guī)定線和線如何聯(lián)通。點擊【連通性】按鈕，顯示【連通性】對話框。該對話框列表顯示了參與網(wǎng)絡(luò)模型的要素類。這是模型中暫時只有【道路】要素類。 點擊【道路】行的【連通性策略】列對應(yīng)的單元格，彈出一個下拉列表，

5、從中選擇【端點】，意味著一條線只能通過端點和相接的另一條線連通（如果選擇【任意節(jié)點】則意味著一條線可以通過其上的任何折點（包括端點）和另一條線連通，當(dāng)然連通處也必須是另一條線上的折點）。 點【確定】返回，然后點擊【下一步】。步驟7：設(shè)置高程建模。網(wǎng)絡(luò)模型還可以根據(jù)高程建立連通性，例如兩條線交于端點，但兩端點的高程不同，則不會建立連通。這里接受默認(rèn)設(shè)置，點【下一步】。步驟8：為網(wǎng)絡(luò)指定通行成本、等級、限制等屬性。ArcGIS會從參與網(wǎng)絡(luò)的要素類的屬性中自動識別一些基本屬性。這里系統(tǒng)自動識別了【Minutes】屬性，作為網(wǎng)絡(luò)通行成本，單位是【分鐘】。 選中【Minutes】行，然后點擊【賦值器】（

6、或直接雙擊改行），可以查看該設(shè)置的詳細(xì)參數(shù)，如下，其中有兩條記錄。 兩條記錄的【源】都是【道路】要素類。 兩條記錄的【方向】分別是【自至】和【至自】，分別代表道路通行的兩個方向，一個是從道路起點到終點，另一個是從終點到起點（注；線的起點是繪制改線的第一點，終點是最后一點）。 兩條記錄的【元素】都是【邊】，代表路網(wǎng)上的線段。 兩條記錄的【類型】都是【字段】，其【值】是【Drive Time】，意味著根據(jù)【道路】要素類的屬性字段【Drive Time】中的值來確定通行成本。 系統(tǒng)識別的是正確的，點【確定】返回前一對話框。 右鍵點擊【Minutes】行，在彈出菜單中選擇【重命名】，將【Minutes

7、】更名為【車行時間】。步驟9：新建路程成本屬性。 點擊【添加】按鈕，顯示【添加新屬性】對話框，如下圖所示，設(shè)置名稱為【路程】，使用類型選擇【成本】，單位選擇為【米】，數(shù)據(jù)類型選擇【雙精度】，點【確定】返回。 這時屬性列表中新添了【路程】屬性行，但是改行前面有警告符號，意味著設(shè)置還存在問題。選擇【路程】屬性后，點擊【賦值器】按鈕，顯示【賦值器】對話框，按下圖所示進行設(shè)置，這樣設(shè)置意味著用【道路】要素類的長度字段【Shape_Length】的值作為網(wǎng)絡(luò)模型中網(wǎng)段的雙向通行成本。點【確定】返回。 將【路程】屬性作為默認(rèn)屬性。右鍵點擊【路程】屬性，在彈出菜單中選擇【默認(rèn)情況下使用】，之后該屬性前會出現(xiàn)

8、符號，【D】代表“default”。之后進行網(wǎng)絡(luò)分析時會把它作為默認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)屬性，而不是之前的【車行時間】屬性。步驟10：完成設(shè)置。點【下一步】，為網(wǎng)絡(luò)建立行駛方向設(shè)置時，選擇【否】，點【下一步】，然后點【完成】結(jié)束設(shè)置。之后會彈出對話框，詢問【新網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集已創(chuàng)建，是否立即構(gòu)建？】，點【是】。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建完成后提示【是否還要將參與到“交通網(wǎng)絡(luò)”中的所有要素類添加到地圖？】，點【是】。至此，一個簡單的網(wǎng)絡(luò)模型已經(jīng)構(gòu)建完畢。1.3模擬單行線前面建立了一個簡單的路網(wǎng)模型，緊接之前步驟，為其添加一些單行線路段。步驟1：為【道路】要素類添加【Oneway】字段。網(wǎng)絡(luò)模型將根據(jù)該字段確定是否單行，什么方向單行。

9、 在【目錄】面板中右鍵點擊【道路】要素類，在彈出菜單中選擇【屬性】，顯示【要素類屬性】對話框，切換到【字段】選項卡。 在【字段名】列點擊任意一個空單元格，輸入【Oneway】，數(shù)據(jù)類型選擇【短整型】，【字段屬性】欄設(shè)置如下圖所示，默認(rèn)值設(shè)為【0】意味著所有路段默認(rèn)都不是單行線。 點【確定】完成。步驟2：讓【道路】圖層顯示線段方向。 右鍵點擊【道路】圖層，在彈出菜單中選擇【屬性】，顯示【圖層屬性】對話框，切換到【符號系統(tǒng)】選項卡。 點擊【符號】欄中的樣式按鈕，彈出【符號選擇器】，選擇【Arrow Right Middle】樣式，并把顏色設(shè)為墨綠，點【確定】。 點【確定】完成圖層屬性設(shè)置。設(shè)置完成

10、后，圖中每條路段中間都多了一個表示線段繪制方向的箭頭，如下圖所示。步驟3：錄入【Oneway】字段的屬性。 點擊【標(biāo)準(zhǔn)工具】工具條中的選擇元素工具，然后按住【Shift】鍵，依次選擇下圖所示路段，該路段位于路網(wǎng)的左下角。 右鍵點擊【道路】圖層，在彈出菜單中選擇【打開屬性表】，顯示【表】對話框，右鍵點擊表頭【Oneway】，在彈出菜單中選擇【字段計算器】，顯示【字段計算器】對話框，在【Oneway=】下輸入【1】，點【確定】。這里設(shè)為【1】意味著只允許沿道路箭頭方向通行。 按住【Shift】鍵，依次選擇路網(wǎng)左下角的第二條道路，如下圖所示，將這條路的【Oneway】屬性設(shè)為【-1】，設(shè)為【-1】意

11、味著只允許沿道路箭頭的反方向通行。步驟4：設(shè)置網(wǎng)絡(luò)屬性。 在【目錄】面板中，右鍵點擊【交通網(wǎng)絡(luò)】，在彈出菜單中選擇【屬性】，顯示【網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集屬性】。在該對話框中可以對路網(wǎng)作全面調(diào)整。 切換到【屬性】選項卡。 添加道路限行屬性。點擊【添加】按鈕，顯示【添加新屬性】對話框，輸入【名稱】為【道路限行】，【使用類型】選擇【限制】，意味著該屬性是用于限制網(wǎng)絡(luò)通行的；勾選【默認(rèn)情況下使用】，使該屬性默認(rèn)參與所有網(wǎng)絡(luò)分析。設(shè)置后如下圖所示。點【確定】。 選擇前面新建的【道路限行】屬性，點擊【賦值器】按鈕，顯示【賦值器】對話框，將道路的【自-至】行和【至-自】行的類型都設(shè)置為【字段】。 右鍵點擊道路【自-至】

12、行，在彈出菜單中選擇【值】【屬性】，顯示【字段賦值器】對話框。n 在【預(yù)邏輯VB腳本代碼】欄輸入：【restricted=FalseIf Oneway = -1 Then restricted = True】n 在【值=】欄輸入【restricted】。設(shè)置好如下圖所示。該設(shè)置的涵義是如果【Oneway】的值等于-1，那么沿道路箭頭方向限行，亦即只允許沿道路箭頭的反方向通行。點【確定】返回。 雙擊道路【至-自】行，彈出【字段賦值器】對話框。n 在【預(yù)邏輯VB腳本代碼】欄輸入：【restricted=FalseIf Oneway = 1 Then restricted = True】n 在【值=

13、】欄輸入【restricted】。設(shè)置好如下圖所示。該設(shè)置的涵義是如果【Oneway】的值等于1，那么沿道路箭頭反方向限行，亦即只允許沿道路箭頭的方向通行。 點擊【確定】完成【道路限行】屬性的設(shè)置。 點擊【確定】完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集屬性的設(shè)置。步驟5：重新構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)模型。在【目錄】面板中，右鍵點擊【交通網(wǎng)絡(luò)】，在彈出菜單中選擇【構(gòu)建】。1.4模擬禁止轉(zhuǎn)彎緊接之前步驟，為網(wǎng)絡(luò)增加一些禁止轉(zhuǎn)彎的路口。步驟1：新增轉(zhuǎn)彎要素類。 在【目錄】面板中，右鍵點擊【路網(wǎng)】要素數(shù)據(jù)集，在彈出菜單中選擇【新建】【要素類】，顯示【新建要素類】對話框。 將【名稱】設(shè)為【路口轉(zhuǎn)彎】，【類型】選擇【轉(zhuǎn)彎要素】，【選擇轉(zhuǎn)彎要素類所

14、屬的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集】欄選擇之前構(gòu)建好的【交通網(wǎng)絡(luò)】。 點【下一步】，然后點【完成】。之后，新建的【路口轉(zhuǎn)彎】要素類被添加到當(dāng)前地圖文檔，并顯示在【內(nèi)容列表】面板中。步驟2：編輯轉(zhuǎn)彎要素類。 啟動編輯。點擊【編輯器】工具條中的下拉按鈕，在下拉菜單中選擇【開始編輯】，顯示【創(chuàng)建要素】面板。 啟動捕捉。右鍵點擊任意工具條，在彈出菜單中選擇【捕捉】，顯示【捕捉】工具條。工具條中保證【邊捕捉】、【折點捕捉】和【端點捕捉】處于選中狀態(tài)；點擊【捕捉】下拉按鈕，勾選【使用捕捉】和【交點捕捉】。 在【創(chuàng)建要素】面板中點擊【路口轉(zhuǎn)彎】繪圖模板。 繪制轉(zhuǎn)彎要素，禁止下圖中由北至南的小路進入主干道時左轉(zhuǎn)。利用捕捉，依次點

15、擊小路、交叉點，然后雙擊主干道，如圖所示，如此就繪出了左轉(zhuǎn)彎的通行軌跡。 繪制轉(zhuǎn)彎要素，禁止主干道掉頭。利用捕捉，依次點擊主干道、掉頭地點，再回過頭再次點擊主干道，如下圖所示，如此就繪出了掉頭的通行軌跡。 停止并保存編輯，點【編輯器】工具條中的下拉按鈕，在下拉菜單中選擇【停止編輯】，彈出保存對話框時，點【是】保存編輯內(nèi)容。步驟3：設(shè)置網(wǎng)絡(luò)屬性。 在【目錄】面板中，右鍵點擊【交通網(wǎng)絡(luò)】，在彈出菜單中選擇【屬性】，顯示【網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集屬性】。 切換到【轉(zhuǎn)彎】選項卡。由于【路口轉(zhuǎn)彎】要素類在創(chuàng)建時已經(jīng)選擇屬于【交通網(wǎng)絡(luò)】，所以這里已經(jīng)出現(xiàn)在轉(zhuǎn)彎列表中，如果之前沒有設(shè)置，這需要點擊【添加】按鈕，為網(wǎng)絡(luò)添加

16、轉(zhuǎn)彎要素類。 切換到【屬性】選項卡，添加轉(zhuǎn)彎屬性。點擊【添加】按鈕，顯示【添加新屬性】對話框，設(shè)置新屬性的【名稱】為【轉(zhuǎn)彎限制】，設(shè)置【使用類型】為【限制】，勾選【默認(rèn)情況下使用】，使該屬性默認(rèn)參與所有網(wǎng)絡(luò)分析；點【確定】完成新屬性的添加。 選擇上面新建的【轉(zhuǎn)彎限制】屬性，點擊【賦值器】按鈕，顯示【賦值器】對話框，將【路口轉(zhuǎn)彎】行的【類型】設(shè)置為【常量】，【值】設(shè)置為【使用約束條件】，意味著只要存在該要素的位置都不許按要素方向轉(zhuǎn)彎。點【確定】。 點【確定】，完成網(wǎng)絡(luò)屬性設(shè)置。步驟4：重新構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)模型。在【目錄】面板中，右鍵點擊【交通網(wǎng)絡(luò)】，在彈出菜單中選擇【構(gòu)建】。1.5模擬路口紅燈等候緊接之

17、前步驟，為路網(wǎng)模型添加路口通行時間。步驟1：在【目錄】面板中，右鍵點擊【交通網(wǎng)絡(luò)】，在彈出菜單中選擇【屬性】，顯示【網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集屬性】。步驟2：切換到【屬性】選項卡，選擇【車行時間】屬性，然后點擊【賦值器】按鈕，顯示【賦值器】對話框。步驟3：在【賦值器】對話框中，切換到【默認(rèn)值】選項卡。 將【轉(zhuǎn)彎】屬性的【類型】設(shè)置為【通用轉(zhuǎn)彎延遲】。 雙擊【轉(zhuǎn)彎】行的【值】列對應(yīng)的單元格，顯示【通用轉(zhuǎn)彎延遲賦值器】對話框。 設(shè)置各個方向的平均通行時間，其單位是秒，其中【平直從地方到地方道路不穿過任何道路】市值兩條路首尾相接，相接處沒有路口，此時通行時間一般是“0”。步驟4：在所有彈出對話框中，點【確定】完成設(shè)

18、置。步驟5：重新構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)模型。在【目錄】面板中，右鍵點擊【交通網(wǎng)絡(luò)】，在彈出菜單中選擇【構(gòu)建】。1.6模擬地鐵緊接之前步驟，為路網(wǎng)模型添加地下軌道交通網(wǎng)。步驟1：將【路網(wǎng)】要素數(shù)據(jù)集下的【地鐵】和【地鐵出入口】要素類添加到當(dāng)前地圖文檔。步驟2：設(shè)置網(wǎng)絡(luò)。 在【目錄】面板中，右鍵點擊【交通網(wǎng)絡(luò)】，在彈出菜單中選擇【屬性】，顯示【網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集屬性】。 切換到【源】選項卡。點擊【添加】按鈕，為網(wǎng)絡(luò)添加【地鐵】和【地鐵出入口】要素類。 切換到【連通性】選項卡。將【組列數(shù)】欄設(shè)置為【2】，意味著將有2組網(wǎng)絡(luò)；將【地鐵】設(shè)置到組【2】；取消勾選【地鐵】行的列【1】，然后勾選【地鐵】行的列【2】；類似地將【道

19、路】設(shè)置到組【1】；對于【地鐵出入口】，同時勾選該行的列【1】和列【2】，意味著它將被兩組共享。 點擊【地鐵出入口】的【連通性策略】，將其從【依邊線連通】更改為【交點處連通】，意味著該要素?fù)碛懈叩倪B通權(quán)利，它將不遵循【道路】或【地鐵】在該交匯點的連通屬性，它將在任何重合節(jié)點處連接到各組網(wǎng)絡(luò)的邊。 切換到【屬性】選項卡，由于新添的要素改變了以前設(shè)置好的屬性，此時很多屬性都出現(xiàn)了錯誤警告。下面一個個進行修改。 雙擊【車行時間】，顯示【賦值器】對話框。這時地鐵的兩條屬性都因為存在錯誤而被自動選擇了，右鍵單擊它們，在彈出菜單中選擇【類型】【常數(shù)】；再次點擊右鍵，在彈出菜單中選擇【值】【屬性】，彈出【

20、常量值】對話框，輸入【-1】，回車。這樣設(shè)置意味著不允許通行，很顯然地鐵是不允許車輛通行的；此時警告已經(jīng)消除，點【確定】完成車行時間的設(shè)置。 雙擊【路程】，將兩條【地鐵】和兩條【道路】的【類型】設(shè)置為【字段】，【值】設(shè)置為【Shape_Length】。 點【確定】，完成網(wǎng)絡(luò)屬性設(shè)置。步驟3：在地鐵出入口成打斷地鐵和道路線條。 啟動編輯。點擊【編輯器】工具條中的下拉按鈕，在下拉菜單中選擇【開始編輯】，然后再在下拉菜單中選擇【更多編輯工具】【高級編輯】，顯示【高級編輯】工具條。 交點處打斷。在【高級編輯】工具條中選擇【線相交】工具，然后依次點擊地鐵出入口處的道路和地鐵線條，最后在空白處再點擊一次左

21、鍵確認(rèn)，則兩條相交線在交點處相互被打斷成四條線。 停止并保存編輯，點【編輯器】工具條中的下拉按鈕，在下拉菜單中選擇【停止編輯】，彈出保存對話框時，點【是】保存編輯內(nèi)容。步驟4：重新構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)模型。在【目錄】面板中，右鍵點擊【交通網(wǎng)絡(luò)】，在彈出菜單中選擇【構(gòu)建】。至此，一個比較復(fù)雜的城市交通路網(wǎng)已經(jīng)構(gòu)建完畢。二、最短路徑的計算步驟1：啟動ArcMap，打開地圖文檔【chap08練習(xí)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分析最短路徑分析.mxd】，其中包含一個完整的交通網(wǎng)絡(luò)模型。步驟2：啟動【Network Analyst】工具條。在任意工具條上單擊右鍵，在彈出菜單中選擇【Network Analyst】，顯示【Network

22、Analyst】工具條。這是工具條中的【網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集】欄顯示為【交通網(wǎng)絡(luò)】，證明系統(tǒng)已經(jīng)自動識別了該網(wǎng)絡(luò)模型，并把它作為默認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)分析對象。步驟3：啟動路徑分析。點擊【Network Analyst】工具條上的按鈕【Network Analyst】，在下拉菜單中選擇【新建路徑】，之后會顯示【Network Analyst】面板，并且，【內(nèi)容列表】面板中新添了【路徑】圖層。步驟4：分析工具的設(shè)置。 設(shè)置?？奎c。在【Network Analyst】面板中選擇【?？奎c】，然后點擊【Network Analyst】工具條上的【創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)位置工具】，在圖面上的路徑分析啟動和終點各點擊一次，這兩個點會被同步添加到【Network Analyst】面板的【停靠點】項目下。 設(shè)置障礙，例如某條路正在維修不能通行。在【Network Analyst】面板中選擇【點障礙】，然后還是點擊【Network Analyst】工具條上的創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)位置工具】，再點擊圖面上的障礙路段，該路段會標(biāo)記一個障礙標(biāo)志。 設(shè)置分析屬性。點擊【Network Analyst】面板右上角的【屬性】按鈕，顯示【圖層屬性】對話框。切換到【分析設(shè)置】選項