Arcgis操作 实验十五：最短路径分析.doc

实验十五：最短路径分析一、实验目的1、掌握各种类型的最短路径分析；2、理解网络分析原理。二、实验准备数据准备：City.mdb软件准备：ArcGIS Desktop9.x，ArcCatalog三、实验内容根据不同的要求，获得到达指定目的地的最佳路径，并给出路径的长度；找出距景点最近的某设施的路径。1、在网络中指定一个商业中心，分别求出在不同距离、时间的限制下从家到商业中心的最佳路径；2、给定访问顺序，按要求找出从家出发，逐个经过访问点，最终到达目的地的最佳路径；3、研究阻强的设置对最佳路径选择的影响。四、实验步骤启动ArcMap ，打开city. mdb ，双击city数据库，加载数据。对点状要素place符号化：以HOME字段，1值为家，0值为商业中心。具体步骤见操作视频：最短路径分析.exe图1 无权重参照的最短路径显示（1）无权重最佳路径的生成1）在网络分析工具条上，选择旗标工具，将旗标放在“家”和想要取得“商业中心”点上。2)选择Analysis/Options命令，打开Analysis Options对话框，确认Weights和Weight Filter标签项全部是None，这种情况下进行的最短路径分析是完全按照这个网络自身的长短来确定。3)在Track Task文本框中选择Find path。单击solve按钮。显示最短路径(图1)，这条路径的总成本显示在状态栏中。（2）加权最佳路径生成1)在设施网络分析工具条下，点选旗标工具，将旗标分别放在“家”和想去的某个“商业中心”的位置上。2)选择Analysis/Options命令，打开Analysis Options对话框(图2)进入Weights标签页，在边的权重上，全部选择长度权重属性。图2 长度权重属性设置3)在Track Task文本枢中选择Find path，单击solve按钮，则以长度为比重的最短路径将显示出来(图3），这条路径的总成本显示在状态栏中。以上是通过距离远近的选择而得到的最佳路径。实际中不同类型的道路由于车流量的问题，有时候要选择通行时间最短的路径，同样可利用网络分析来获得最佳路径，时间属性是在建网之前，通过各个通道的类型（主干道、次要道等）得到速度属性，然后通过距离和速度的商值确定的。例子里并没有考虑红灯问题以及其他囚素，是一种比较理想的情况，可以通过逐渐加入将其要素来完善。图3 距离加权路径（3）按顺序逐个通过访问点的路径生成1)在设施网络分析工具条上，点选旗标工具，将旗标按照访问的顺序依次放在各个目标点上。2)选择Analysis/Options命令，打开Analysis Options对话框，进入Weight标签页，在边的权重（Edge weights）上，全部选择长度（length）权重属性。3)在Track Task文本框中选择Find path，单击solve按钮，最短路径显示出来，这条路径的总成本显示在状态栏中。图4 逐个目的地的路径获取4)同样是经过这11个地点，如果权亚是时间，由于进路车流量的不同，经过的时间也不同，囚此，使路径发生很大改变。图5 时间权重的逐点路径获取（4）阻强问题这里的阻强是指网络中的点状要素或线状要素因为某此突发事件（如交通事故）而不可运行时，原来获得的最短路径就需要进行修比，具体操作如下：1）修路时，即某个路段不可运行。可在网络中设置阻强，对其进行表达。图6 有边阻强的距离加权最佳路径方法有两种：一种是永久性的，可直接将网络边要素的属性修改成不可运行，即选择此边要素，将其Enabled字段中的属性改成False即可；另一种是暂时性的，可设置边要素障碍。即利用边要素障碍添加工具进行设置。同样取上述试验中的某一“商业中心”为目的地，假设其中一条路段i正在修路，则产生的新的最佳路径如图6（图中标注“X”即为阻强设置边）。可以看出路段的维修状况使最佳路径产生了改变，同时最近距离也随之发生改变。2）十字路口出现车祸等情况，暂时不可通行，即网络中心结点不可运行。可通过设置阻强来表达。与线状要素的方法一样，可通过改变结点属性或利用点要素阻强添加工具进行设置。进行同样的最佳路径选去，假设其中某个路口出现阻塞，利用该方法产生的最佳路径如图7。图7 有点阻强的距离加权最佳路径以上这个例子能够简单说明网络分析中的最短路径问题在实际中的应用。并且例子也说明了网络中要素状态的变化对最佳路径的影响。随着考虑到实际因子的增加，一定会使得网络分析的模型更趋于实际，在指导现实生活方面发挥着越来越重要的作用。补充知识：ArcGIS的网络分析分为两类：传输网络(Network Analyst)和效用网络(Utility Network Analyst)。1.传输网络常用于道路、地铁等交通网络分析。特点：在传输网络中，汽车和火车都是可以自由移动的物体，具有主观选择方向的能力。传输网络解决的问题有：A.计算点与点之间的最佳距离，时间最短或者距离最短，最佳路径能够绕开事先设置的障碍物；B.可以进行多点的物流派送，能够按照规定时间规划送货路径，也能够自由调整各点的顺序，也会绕开障碍物；C.寻找最近的一个或者多个设施点；D.确定一个或者多个设施点的服务区，绘制服务区范围的条件可以是多个，例如，同时列出3分钟、6分钟、9分钟的服务区；E.绘制起点终点距离矩阵。2.效用网络常用于水、电、气等