ArcGIS应用实验.docx

ArcGIS应用实验.docx

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ArcGIS应用实验

实验十、网络分析（道路网络分析）

一、实验目的

网络分析是GIS空间分析的重要功能分。

有两类网络，一为道路（交通）网络，一为实体网络（比如，河流、排水管道、电力网络）。

此实验要紧涉及道路网络分析，主要内容包括：

最正确途径分析，如：

找出两地通达的最正确途径。

最近效劳设施分析，如：

引导最近的救护车到事故地址。

效劳区域分析，如：

确信公共设施（医院）的效劳区域。

通过对本实习的学习，应达到以下几个目的：

（1）加深对网络分析大体原理、方式的熟悉；

（2）熟练把握ARCGIS下进行道路网络分析的技术方式。

（3）结合实际、把握利用网络分析方式解决地学空间分析问题的能力。

二、实验预备

软件预备：

ArcMap,要求有网络分析扩展模块的许可授权

数据预备：

Shape文件创建网络数据集（高速公路：

Highways,要紧街道：

MajorStreets,公园：

Parks，湖泊：

Lakes，街道：

Streets）

Geodatabase网络数据集：

：

包括：

街道图层：

Streets仓库图层：

Warehouses商店图层：

Stores

在ArcMap中加载启用NetWorkAnylyst网络分析模块：

执行菜单命令［工具Tools］>>[Extensions],在［Extensions］对话框中点击[NetworkAnalyst]启用网络分析模块，即装入NetworkAnalyst空间分析扩展模块。

道路网络分析步骤

1.创建分析图层

2.添加网络位置

3.设置分析选项

4.执行分析进程显示分析结果

三、实验内容及步骤

（一）最正确途径分析

依照给定的停泊点，查找最正确途径（最省时的线路）

数据预备

（1）.双击ArcMap工程，或从ArcMap中感动工程.

（2）.若是网络分析扩展模块（NetworkAnalystExtension）已经启用（参考实验预备中的步骤）

（3）若是网络分析工具栏没有显现，那么在工具栏显区点右键打开或执行菜单命令[View-视图]>>[Toolbars-工具栏],并点击［NetworkAnalyst］以显示网络分析工具栏。

（4）若是网络分析窗口没有推开，那么在网络分析工具栏中点击网络分析窗口按钮（上图红色区域），以打开网络分析窗口：

注意：

这是一个悬停窗口，它可以嵌入并固定在ArcMap的窗体中，或是作为一个单独的窗口悬浮在操作区上。

在练习中，为了方便可以将其固定在TOC面板之下。

创建途径分析图层

在网络分析工具栏[NetworkAnalyst]上点击下拉菜单[NetworkAnalyst],然后点击［NewRoute］菜单项.

现在在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中包括一个空的列表，显示停泊点（Stops）,途径（Routes），路障（Barriers）的相关信息。

同时，在TOC（图层列表）面板上添加了新建的一个途径分析图层［Route］组合。

添加停泊点

通过以下步骤添加停泊点，最正确途径分析将找到最正确的经停顺序以计算并取得最正确途径

（1）在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中点选Stops（0）.

（2）.在网络分析工具栏[NetworkAnalyst]上点击“新建网络位置”[CreateNetworkLocation]工具。

（3）在地图的街道网络图层的任意位置上点击以概念一个新的停泊点。

程序将在街道网络上自动的计算并取得一个距离给定位置最近的停泊点，已概念的停泊点会以专门的符号进行显示。

停泊点会维持被选中的状态，除非它被明确地反选（Unselected）或又新增了一个另外的停泊点。

停泊点的所在的位置会同时显示一个数字“1”，数字表示经停的顺序。

（4）再添加4个停泊点。

新增加的停泊点的编号为2,3,4,5。

经停的顺序能够在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中更改。

第一个停泊点被认定为起点，最后一个停泊点被认定为是目的地。

若是一个停泊点无法定位于道路网络上，那么会显示一个“未定位”的符号。

“未定位”的停泊点能够通过移动操作将其定位到道路网络上，在网络分析［NetworkAnalyst］工具栏上点选［选择/移动网络位置］[Select/MoveNetworkLocation]按钮

，利用此工具将“未定位”的停泊点拖放到周围的道路网络上。

设置分析选项

以下操作基于规那么（单向行驶计划必需遵守，任意路口能够调头）计算最省时刻的线路

（1）.如下图，在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中点击分析图层属性按钮[AnalysisLayerProperties]打开图层Route的属性设置对话框：

（2）在分析图层－Route属性对话框中，点击分析设置[AnalysisSettings]选项页，并确认－阻抗[impedance]设置为分钟Minutes（Minutes）.

（3）.不利历时刻限制（维持UseTimeWindows前的检查框为非选中状态）。

当必需在规按时刻在某个停泊点停留时才利用那个选项，选那么那个选项后能够通过设置停泊点属性来设置某个停泊点抵达的时刻，离开的时刻（在ArcMap联机帮忙中查询关键词networkanalysis,routingwithtimewindows能够了解详细内容）

（4）.不利用“经停点重排序功能”（维持[ReorderstopstoFindOptimalRoute]检查框为未选中状态）。

这保证了经停顺序为你事前指定的顺序。

（5）在“许诺路口调头”［AllowU-turns］下拉列表当选择任何路口[EveryWhere]

（6）.在“输出图形类型”[OutputShapeType]下拉列表当选择实际形状[TrueShape]

（7）.选中“忽略无效位置”［IgnoreInvalidLocations］检查框。

如此分析时将会忽略那些不在道路网络上的停泊点。

（8）.在“约束计划”[Restrictions]列表框当选择单行线[Oneway]。

（9）点击方向[Directions]选项页，确信距离单位[DistanceUnits]设置为米[Meters],显示时刻[DisplayTime]检查框被选中，时刻属性[TimeAttribute]被设置为分钟[Minutes]。

点击［确信］按钮退出“图层属性”对话框。

运行最正确途径分析取得分析结果

（1）在网络分析工具栏［NetworkAnalyst］上点击“求解”[Solve]按钮

。

分析结果－最正确途径线状要素图层将在地图中显示，在“网络分析窗口”[NetworkAnalystWindow]中“途径”[Route]目录下也会同时显示：

（2）.在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中点击Route树状结点左侧的加号（+）显示最正确途径

（3）.右键击最正确途径“GraphicPick…”或在网络分析工具栏中点击方向[Direction]按钮打开“行驶方向”窗口。

（4）.在行驶方向[Directions]窗口中点击“超链接”[Map]能够显示转向提示地图

（5）.关闭“行驶方向”[Directions]窗口

设置路障（barrier）

通过在行驶途径步增加障碍，表示真实情形下，道路上无法通行的路障。

在进行最正确途径分析将会绕开这些途径查找替代线路

（1）.在ArcMap的中执行菜单命令[Window]>>[Magnifier]显示放大镜窗口[Magnifier]

（2）.通过按住放大镜窗口[Magnifier]的题目栏在地图上移动，在地图中找到已经计算取得的最正确途径，松开鼠标。

这时最正确途径的一部份应该显示在放大镜窗口[Magnifier]的中心位置，咱们将这那个区域的某个路段上放置一个路障。

.

（3）.在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中单击“路障”[Barrier（0）].

（4）.在网络分析工具栏[NetworkAnalyst]上点击“新建网络位置”[CreateNetworkLocation]工具按钮

。

（5）.在放大镜窗口[Magnifier]中最正确途径上的某个位置放置一个路障。

（6）.在网络分析工具栏[NetworkAnalyst]上点击“求解”[Solve]

按钮，取得新的最正确途径，从而躲开路障

（8）.关闭“放大镜”[Magnifier]窗口

保留分析结果――最正确途径

（1）.在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中右键点击“途径”[Routes

（1）],在显现的右键菜单中点击“导出数据”［ExportData］菜单命令。

（2）.在“导出数据”[ExportData]对话框中指定导出的文件命，比如“D:

\Ex10_1\”

（3）.点击[OK]按钮，最正确途径就会保留为指定的Shape文件。

.

（4）.当ArcMap询问“是不是要将导出数据作为一个图层添加到地图中”时，点击否[NO]

（5）关闭ArcMap

（二）最近效劳设施分析（查找最近的消防队）

在那个实验中，当某个位置发生火灾时将找到距事故最近的四个消防队，而且能够进一步找到能够最快抵达事故地址的线路.

数据预备

（1）.双击ArcMap工程，或从ArcMap中感动工程.

（2）.若是网络分析扩展模块（NetworkAnalystExtension）已经启用（参考实验预备中的步骤）

（3）若是网络分析工具栏没有显现，那么在工具栏显区点右键打开或执行菜单命令[View-视图]>>[Toolbars-工具栏],并点击［NetworkAnalyst］以显示网络分析工具栏。

（4）若是网络分析窗口没有推开，那么在网络分析工具栏中点击网络分析窗口按钮（上图红色区域），以打开网络分析窗口。

创建“最近效劳设施分析图层”

在网络分析工具栏[NetworkAnalyst]上点击下拉菜单[NetworkAnalyst],然后点击“新建最近效劳设施”[NewClosestFacility]菜单命令

现在在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中包括一个空的列表，显示“设施”[Facilities],事故[Incidents],途径[Routes],路障[Barriers]树状目录。

同时，在TOC（图层列表）面板上添加了新建的一个“最近效劳设施图层［Route］组合”

添加“效劳设施”图层

通过添加已存在的一个点状图层作为效劳设施图层，以概念效劳设施的位置。

.

（1）.在“网络分析窗口”中右键点击树状结点：

Facilities（0），在显现的右键菜单中点击命令“加载位置”[LoadLocations].

（2）在“加载位置”[LoadLocations]对话框中从“由图层加载”[LoadFrom]下拉列表当选择［File_Staion］。

点击确信。

在网络分析窗口[NetworkAnalysiswindow]中显示有40个消防队。

加载的效劳设施――消防队在地图上显示为效劳设施符号［绿色实心圆］。

设定火灾事故发生地址

通过以下步骤在道路网络上定位一个火灾事故发生地址。

以进一步做救援调度分析。

（1）在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中点选树状结点[Incidents（0）]，将在此图层上添加一个一个网络位置（事故地址）

（2）将地图适当放大并平移到如下的区域，在如以下图所示的位置添加一个火灾事故点：

设置分析选项

（1）如下图，在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中点击［ClosestFacility］下拉列表右边的“分析图层属性”按钮[AnalysisLayerProperties]打开图层［ClosestFacility］的属性设置对话框：

（2）在图层属性对话框中点击“分析设置”[AnalysisSettings]选项页，在“阻抗”［Impedance］下拉列表当选择“分钟”［Minutes（Minutes）］。

（3）将“默许响应条件”[DefaultCutoffvalue]设置为3（单位：

分钟）。

ArcGIS将查找能够在3分钟抵达火灾事故地址的最近的消防队。

（4）将“查找效劳设施数量”[FacilitiestoFind]设置为5。

ArcGIS将试图查找5个能够在3分钟抵达火灾事故地址的消防队，若是不能够在规按时刻内抵达的设施将被忽略。

（5）将“救援方向”[TravelFrom]设定为“从效劳设施到事故点”[FacilitytoIncident]（由消防队到火灾事故点）。

（6）在“许诺路口调头”［AllowU-turns］下拉列表当选择任何路口[EveryWhere]

（7）在“输出图形类型”[OutputShapeType]下拉列表当选择实际形状[TrueShape]

（8）选中“忽略无效位置”［IgnoreInvalidLocations］检查框。

如此分析时将会忽略那些不在道路网络上的停泊点（事故点）。

（9）在“约束规那么”[Restrictions]列表框当选择单行线[Oneway]。

（10）点击“确信”［OK］按钮。

运行分析进程查找最近的效劳设施

（1）在网络分析工具栏［NetworkAnalyst］上点击“求解”[Solve]按钮

。

分析结果－救援途径线状要素图层将在地图中显示，在“网络分析窗口”[NetworkAnalystWindow]中“途径”[Route]目录下也会同时显示：

注意：

只找到距事故地址最近四个消防队（因为要第5个已经抵达事故点的时刻已超了3分钟），固然若是在“分析属性设置对话框”中将“默许响应条件”[DefaultCutoffvalue]设置为4，那么有可能找到5个最近的消防队。

（2）在网络分析工具栏[NetworkAnalyst]上点击“行驶方向”［Directions］工具按钮能够显示每条救援线路的导航信息。

（3）退出ArcMap。

（三）效劳区分析（计算效劳区并生成起始－目的地OD本钱矩阵）

通过以下操作，创建一系列的多边形，表示在指按时刻内能够从某个设施抵达的距离。

这些多边形被称为效劳区多边形。

在正面的练习中，基于6个仓库创建其3分钟、5分钟、10分钟效劳区。

同时也能够发觉某个效劳区中有多少个商店。

然后确信应该如何从头布局一个仓库以更好地为商店提供效劳。

另外，将生成一个起始－目的地（OD）本钱矩阵，表示在10分钟内从仓库到其它商店的商品配送的本钱。

那个本钱矩阵可用于后勤、物流配送、线路选择分析。

数据预备

（1）.双击ArcMap工程，或从ArcMap中感动工程.

（2）.若是网络分析扩展模块（NetworkAnalystExtension）已经启用（参考实验预备中的步骤）

（3）若是网络分析工具栏没有显现，那么在工具栏显区点右键打开或执行菜单命令[View-视图]>>[Toolbars-工具栏],并点击［NetworkAnalyst］以显示网络分析工具栏。

（4）若是网络分析窗口没有推开，那么在网络分析工具栏中点击网络分析窗口按钮（上图红色区域），以打开网络分析窗口。

创建“效劳区分析图层”

（1）.在网络分析工具栏[NetworkAnalyst]上点击下拉菜单[NetworkAnalyst],然后点击“新建效劳区”[NewSerciceArea]菜单命令

网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]包括一个空列表，其中有四个类别：

设施[Facilities],路障[Barriers],线段[Lines],多边形[Polygons]

另外，在图层列表[TOC]面板中新层了一个新的效劳区分析图层组

加载效劳设施图层

通过以下操作，将图层“仓库”[warehouses]设置效劳设施，用于分析它们的效劳区。

在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中右键点选Facilities（0）树状结点，然后在右键菜单中点击“加载位置”[LoadLocations]命令。

在显现的LoadLocation对话框中，.将下拉菜单“LoadFrom”设置为“Warehouse”，然后点击确信[OK]

在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中点击树状结点Facilities（6）左侧的加号（+），能够显示设施列表，这些效劳设施同时在地图上显示。

设置分析选项

通过以下操作指定基于驾车时刻进行效劳区分析的选项。

计算每一个效劳设施的3个效劳区多边形，一个是3分钟效劳区，一个是5分钟效劳区，一个是10分钟效劳区。

（1）.在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中点击分析图层（ServiceArea）属性按钮打开分析图层属性对话框：

（2）点击分析设置选项页［AnalysisSettings］

（3）点击阻抗[Impedance]下拉列表，并选择“驾车需时”[Drivetime（Minutes）]

（4）在“默许分隔”[Defaultbreaks]输入框中输入“3510”（输入3510,三个数字以窗格分隔，引号不需要输入）

（5）在“方向”选项当选择“从设施动身”［Awayfromfacility］

（6）在“许诺调头”[AllowU-turns]下拉列表当选择“任意路口都不许诺”[Nowhere]

（7）在“约束规那么”[Restrictions]列表框当选择单行线[Oneway]。

（8）选中“忽略无效位置”［IgnoreInvalidLocations］检查框。

（9）.点击“多边形生成”[PolygonGeneration]选项页

（10）确认“生成多边形”[GeneratePolygons]选项被选中.

（11）多边形类型[PolygonType]选择为：

“一般的”[Generalized].（“一般”多边形生成的比较快，“详细的”多边形[Detailed]更精准但需要多一些时刻）

（12）.将“效劳区冲突选项”[MultipleFacilitiesOptions]单项选择项设置为“每一个设施用单多边形表示”［Separatepolygonsperfacilityunder].，那个选项生成的效劳区可能会有彼此重叠的部份。

.

（13）将“叠置类型”[OverlapType]单项选择项设置为“环”[Rings],如此5分钟效劳区中将会去除3分钟效劳区的部份，10分钟效劳区将只表示5-10分钟的效劳区

（14）.点击“应用”[Apply]按钮保留所做设置

（15）点击“线段生成”[LineGeneration]选项页，确信检查框“生成线段”[GenerateLines]为未选中状态

（16）点击确信[OK]按钮，保留所做设置.

运行分析进程创建效劳区

在“网络分析”工具栏[NetworkAnalyst]中点击“求解”[Solve]工具按钮

生成的效劳区多边形。

在地图及网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中同时显示,结果是几个透明多边形图层，能够同时显示其下的道路网络，很明显地显示了每一个效劳设施基于现有道路网络状况的3分钟、5分钟、10分钟效劳区。

确信没有处在效劳区内的商店

（1）.在TOC图层列表面板中将图层“Stores”移到最前面，以更好地显示此图层。

（2）执行菜单命令[选择-Selection]>>[依照位置选择-SelectbyLocation]

（3）如以下图所示，在“依照位置选择”对话框中，生成一个表达式“SelectFeaturesfromStoresthatarecompletelywithintheFeaturesinLayer:

Polygons”.

（4）点击“应用”[Apply]按钮，将会选择所有位于效劳区内的商店。

点击“关闭”[Close]按钮。

（5）在TOC图层列表面板中右键点击图层“Stores”

（6）此刻，选择集中显示了没有被任何效劳区包括的所有商店的散布情形，能够基于此选择集从头布局现有仓库。

.

（7）在TOC图层列表面板中右键点击图层“Stores”，在右键菜单中执行命令［选择集-Selctions］>>[清除已选择的要素－ClearSelectedFeatures]

将散布不合理的设施（仓库）从头布局

（1）.查看2号仓库－Warehouse#2的效劳区多边形，能够发觉它的3分钟、5分钟、10分钟效劳区内都没有商店，因此能够从头选择新的位置，以使2号仓库能够更好地为其它商店提供效劳

（2）在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中树状结点Facilities（6）下选择2号仓库[Warehouse#2]

（3）利用网络分析工具栏上的“选择/移动网络位置”工具移动2号仓库Warehouse#2到地图中心位置。

如以下图所示：

运行分析进程从头计算效劳区

在“网络分析”工具栏[NetworkAnalyst]中点击“求解”[Solve]工具按钮

生成的效劳区多边形：

确认所有每商店归属于哪个效劳区多边形

（1）.在TOC图层列表面板中右键点击图层“Stores”，在右键菜单中执行命令：

[JoinsandRelates]>>[Join...]

（2）按如以下图所示进行设置：

.

（3）点击确信[OK]执行“连接”[join]操作

（4）在TOC面板中右键点击新生成的图层StoreswithPoly，在右键菜单中执行命令“打开属性表”[OpenAttributeTable].

每一行显示了商店的名称，和那个商店位于哪个效劳区内。

能够基于那个数据表生成其它的信息，比如：

仓库的3分钟效劳区内商店的数量。

（5）关闭属性表

能够将现有的效劳设施（包括已经移动的2号仓库）数据导出为新的要素类（图层），方式如下：

（6）在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中右键点击树状结点Facilities（6），在右键菜单中执行命令“导出数据”［ExportData］，然后选择“所有要素”［Allfeatures］，并指定输出的文件名和位置。

当ArcMap提示“是不是要将新建的要素类加载到地图中”时，选择“否”.

创建起始－目的地本钱矩阵（Origin-Destinationcostmatrix）

创建OD本钱矩阵分析图层

（1）在TOC面板中关闭图层.“ServiceArea”和“StoresWithinPoly”以更好的显示

（2）在网络分析工具栏.［NetworkAnalyst］上执行菜单命令[NewODCostMatrix]

在网络分析窗口[NetworkAnalystWindow]中包括一个列表，显示“起始位置”[Origins],“目的地”[Destinations