上机六 交通网络构建和设施服务区分析

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1、上机六：交通网络构建和设施服务区分析本练习将利用ArcGIS精确地构建城市交通网络，包括道路线形、道路通畅情况、车速、 路口禁转、单行线、高架路、路障等。然后在此基础上计算最短车行路径和设施的服务区域。 在操作过程中，主要通过 ArcGIS 的“网络分析”扩展模块来完成，在第一次使用该 模块 之前需要首先加载该模块，可点击菜单【自定义】一【扩展模块】，在【扩展模块】对话 框中勾选其中的【Network Analyst选项。一、道路交通网络的构建1.1 基础数据简介要进行和路网有关的分析，首先要在计算机中模拟出现实的道路情况。本练习的数据取 自某城市的局部路网，打开地图文档chap08练习数据道

2、路交通网络的构建交通网络.mxd” 可以看到路网的基本情况。该路网存放在个人地理数据库【道路要素类中。【道路要素类是由几何线段构成的，每段线代表一段道路，所有道路都在路口打断。*说明一：平面交叉口是多条道路相交的地方，一定要把所有道路在路口打断（图A）,或者在道路交点处为每条道路增加一个中间折点（图B）,只有这样ArcGIS网络模型才会认为这些道路是相交的，并识别这个路口。此外，也有不需要打断或增加中间折点的情况，例 如一条路通过桥梁跨越另一条路，那么这两条路实际上是不相交的（图C）。*说明二：为了把两条线在交点处打断，可以在编辑状态下，使用【高级编辑】工具栏 中的【线相交】工具。查看【道路要

3、素类的属性可以看到它有4个自定义属性ROAD_TYPE :道路类型；Shape_Length：路段长度（单位：米）；Drive Time：车行时间（单位：分钟）；Walk Time：步行时间（单位：分钟）。1.2 道路交通网络简单建模 交通网络建模是一项十分复杂的工作，首先建议一个最简单的交通网络模型，不考虑单 行线、路口禁转等情况。步骤1：启动ArcMap，打开地图文档【chapO8练习数据道路交通网络的构建交通网 络.mxd】点击菜单【自定义】f【扩展模块】，在【扩展模块】对话框中勾选其中的Network Analyst选项。步骤 2：新建网络数据集。在【目录】面板中，浏览到【chap08

4、练习数据道路交通网络的构建交通网络.mdb路网】 项，右键点击【路网】要素数据集，在弹出菜单中选择【新建】-【网络数据集】。之后 会弹出【新建网络数据集，向导对话框。步骤3：输入网络数据集的名称【交通网络，然后点击【下一步，。步骤 4：选择要参与网络模型的要素类。 勾选【道路，要素类，然后点击【下一步，。步骤 5：设置路口转弯。接受默认【是，和【通用转弯，意味着所有路口均可以随意转弯，点击【下一步， 步骤 6：设置连通性，规定线和线如何联通。点击【连通性】按钮，显示【连通性】对话框。该对话框列表显示了参与网络模型的要素类。这是模型中暂时只有【道路，要素类。点击【道路，行的【连通性策略，列对应的

5、单元格，弹出一个下拉列表，从中选择【端点，意味着一条线只能通过端点和相接的另一条线连通（如果选择【任意节 点，则意味着一条线可以通过其上的任何折点（包括端点；和另一条线连通，当然 连通处也必须是另一条线上的折点；。 点【确定】返回，然后点击【下一步】。步骤 7：设置高程建模。网络模型还可以根据高程建立连通性，例如两条线交于端点，但两端点的高程不同，则 不会建立连通。这里接受默认设置，点【下一步】。步骤 8：为网络指定通行成本、等级、限制等属性。ArcGIS 会从参与网络的要素类的属性中自动识别一些基本属性。这里系统自动识别了 【Minutes】属性，作为网络通行成本，单位是【分钟】。国|O k

6、iMI + LI 1MW砂一:1iT|1 选中【Minutes】行，然后点击【赋值器】（或直接双击改行），可以查看该设置 的详细参数，如下，其中有两条记录。 两条记录的【源】都是【道路】要素类。 两条记录的【方向】分别是【自一至】和【至一自】，分别代表道路通行的两个方 向，一个是从道路起点到终点，另一个是从终点到起点（注；线的起点是绘制改线 的第一点，终点是最后一点）。 两条记录的【元素】都是【边】，代表路网上的线段。 两条记录的【类型】都是【字段】，其【值】是【Drive Time，意味着根据【道 路】要素类的属性字段【Drive Time中的值来确定通行成本。 系统识别的是正确的，点【确定

7、】返回前一对话框。 右键点击【Minutes行，在弹出菜单中选择【重命名】将【Minutes】更名为【车 行时间】。步骤 9：新建路程成本属性。 点击【添加按钮，显示【添加新属性对话框，如下图所示，设置名称为【路 程，使用类型选择【成本，单位选择为【米，数据类型选择【双精度，点【确 定返回。这时属性列表中新添了【路程】属性行，但是改行前面有警告符号丄卫 将【路程】属性作为默认属性。右键点击【路程】属性，在弹出菜单中选择【默认意味着设置还存在问题。选择【路程】属性后，点击【赋值器】按钮，显示【赋 值器】对话框，按下图所示进行设置，这样设置意味着用【道路】要素类的长度字 段【Shape_Lengt

8、h】的值作为网络模型中网段的双向通行成本。点【确定】返回。情况下使用】，之后该属性前会出现符号,【D】代表“default”之后进行网络分析时会把它作为默认的网络属性，而不是之前的【车行时间】属性。 步骤 10：完成设置。点【下一步】，为网络建立行驶方向设置时，选择【否】，点【下一步】，然后点【完成】 结束设置。之后会弹出对话框，询问【新网络数据集已创建，是否立即构建？】，点【是】。网络构 建完成后提示【是否还要将参与到“交通网络”中的所有要素类添加到地图？】，点【是】。至此，一个简单的网络模型已经构建完毕。1.3 模拟单行线 前面建立了一个简单的路网模型，紧接之前步骤，为其添加一些单行线路段

9、。步骤1：为【道路】要素类添加【Oneway】字段。网络模型将根据该字段确定是否单 行，什么方向单行。 在【目录】面板中右键点击【道路】要素类，在弹出菜单中选择【属性】显示【要素类属性】对话框，切换到【字段】选项卡。 在【字段名】列点击任意一个空单元格，输入【O neway】，数据类型选择【短整 型】，【字段属性】栏设置如下图所示，默认值设为【0】意味着所有路段默认都不 是单行线。步骤 2：让【道路】图层显示线段方向。 右键点击【道路】图层，在弹出菜单中选择【属性】，显示【图层属性】对话框, 切换到【符号系统】选项卡。 点击【符号】栏中的样式按钮，弹出【符号选择器】，选择【Arrow Righ

10、t Middle 样式，并把颜色设为墨绿，点【确定】。r 弓 |用atintit他嗣L LQTflR式引融日Mrdtte 点【确定】完成图层属性设置。设置完成后，图中每条路段中间都多了一个表示线段绘制方向的箭头，如下图所示。步骤3：录入【Oneway 字段的属性。 点击【标准工具】工具条中的选择元素工具伫汩，然后按住【Shift】键，依次选 择下图所示路段，该路段位于路网的左下角。 右键点击【道路】图层，在弹出菜单中选择【打开属性表】，显示【表】对话框， 右键点击表头【Oneway】，在弹出菜单中选择【字段计算器】，显示【字段计算 器】对话框，在【Oneway=】下输入【1】，点【确定】。这里

11、设为【1】意味着只允 许沿道路箭头方向通行。 按住【Shift】键，依次选择路网左下角的第二条道路，如下图所示，将这条路的【Oneway】属性设为【-1】，设为【-1】意味着只允许沿道路箭头的反方向通行。电步骤 4：设置网络属性。 在【目录】面板中，右键点击【交通网络】，在弹出菜单中选择【属性】，显示【网 络数据集属性】。在该对话框中可以对路网作全面调整。 切换到【属性】选项卡。 添加道路限行属性。点击【添加】按钮，显示【添加新属性】对话框，输入【名 称】为【道路限行】，【使用类型】选择【限制】，意味着该属性是用于限制网络通 行的；勾选【默认情况下使用】，使该属性默认参与所有网络分析。设置后如

12、下图 所示。点【确定】。対JJ凶獄期矣粗i巨fcirgai I 當加 or为闊韻定廉件半弓兗規山一勺置眺朗疔wgia缈.I卷数()藝襁Q) 选择前面新建的【道路限行】属性，点击【赋值器】按钮，显示【赋值器】对话 框，将道路的【自-至】行和【至-自】行的类型都设置为【字段】。 右键点击道路【自-至】行，在弹出菜单中选择【值】一【属性】，显示【字段赋 值器】对话框。 在【预逻辑VB脚本代码】栏输入：【 restricted=FalseIf Oneway=-1 Then restricted=True】在【值=】栏输入【restricted】。设置好如下图所示。该设置的涵义是如果【Oneway】的值

13、等于-1，那么沿道路箭头方向限行，亦即只允许沿道路箭头的反方向通行。 点【确定】返回。DriveTinw OEJECTI& OrWMy ROAD_1YPE Share Shape_LBnglh WATkt厂于苻宰1Sr日期双击道路【至-自】行，弹出【字段赋值器】对话框。 在【预逻辑VB脚本代码】栏输入：【 restricted=FalseIf Oneway= 1 Then restricted=True】 在【值=】栏输入restrictedL设置好如下图所示。该设置的涵义是如果【Oneway】 的值等于 1，那么沿道路箭头反方向限行，亦即只允许沿道路箭头的方向通行。 点击【确定】完成【道路限

14、行】属性的设置。 点击【确定】完成网络数据集属性的设置。步骤 5：重新构建网络模型。 在【目录】面板中，右键点击【交通网络】，在弹出菜单中选择【构建】。1.4 模拟禁止转弯 紧接之前步骤，为网络增加一些禁止转弯的路口。 步骤 1：新增转弯要素类。 在【目录】面板中，右键点击【路网】要素数据集，在弹出菜单中选择【新建】一【要素类】，显示【新建要素类】对话框。 将【名称】设为【路口转弯】【类型】选择【转弯要素】【选择转弯要素类所属的 网络数据集】栏选择之前构建好的【交通网络】。 点【下一步】，然后点【完成】。之后，新建的【路口转弯】要素类被添加到当前地图文档，并显示在【内容列表】面板 中。步骤2：

15、编辑转弯要素类。 启动编辑。点击【编辑器】工具条中的嗝加軟下拉按钮，在下拉菜单中选择【开始编辑】，显示【创建要素】面板。 启动捕捉。右键点击任意工具条，在弹出菜单中选择【捕捉】，显示【捕捉】工具 条。工具条中保证【边捕捉】、【折点捕捉】和【端点捕捉】处于选中状态；点击【捕 捉】下拉按钮，勾选【使用捕捉】和【交点捕捉】。 在【创建要素】面板中点击【路口转弯】绘图模板。 绘制转弯要素，禁止下图中由北至南的小路进入主干道时左转。利用捕捉，依次点步骤 3：设置网络属性。 在【目录】面板中，右键点击【交通网络】，在弹出菜单中选择【属性】，显示【网 络数据集属性】。 切换到【转弯】选项卡。由于【路口转弯】

16、要素类在创建时已经选择属于【交通网 络】，所以这里已经出现在转弯列表中，如果之前没有设置，这需要点击【添加】 按钮，为网络添加转弯要素类。 切换到【属性】选项卡，添加转弯属性。点击【添加】按钮，显示【添加新属性】 对话框，设置新属性的【名称】为【转弯限制】，设置【使用类型】为【限制】，勾 选【默认情况下使用】，使该属性默认参与所有网络分析；点【确定】完成新属性 的添加。 选择上面新建的【转弯限制】属性，点击【赋值器】按钮，显示【赋值器】对话 框，将【路口转弯】行的【类型】设置为【常量，】【值】设置为【使用约束条件】， 意味着只要存在该要素的位置都不许按要素方向转弯。点【确定】。 点【确定】，完

17、成网络属性设置。步骤 4：重新构建网络模型。 在【目录】面板中，右键点击【交通网络】，在弹出菜单中选择【构建】。1.5模拟路口红灯等候 紧接之前步骤，为路网模型添加路口通行时间。步骤1:在【目录】面板中，右键点击【交通网络】在弹出菜单中选择【属性】，显 示【网络数据集属性】。步骤2：切换到【属性】选项卡，选择【车行时间】属性，然后点击【赋值器】按钮， 显示【赋值器】对话框。步骤 3：在【赋值器】对话框中，切换到【默认值】选项卡。 将【转弯】属性的【类型】设置为【通用转弯延迟】。 双击【转弯】行的【值】列对应的单元格，显示【通用转弯延迟赋值器】对话框。 设置各个方向的平均通行时间，其单位是秒，其

18、中【平直从地方到地方道路不穿过 任何道路】市值两条路首尾相接，相接处没有路口，此时通行时间一般是“0”。步骤 4：在所有弹出对话框中，点【确定】完成设置。步骤 5：重新构建网络模型。 在【目录】面板中，右键点击【交通网络】，在弹出菜单中选择【构建】。1.6 模拟地铁 紧接之前步骤，为路网模型添加地下轨道交通网。步骤1：将【路网】要素数据集下的【地铁】和【地铁出入口】要素类添加到当前地图 文档。步骤 2：设置网络。 在【目录】面板中，右键点击【交通网络】，在弹出菜单中选择【属性】，显示【网 络数据集属性】。 切换到【源】选项卡。点击【添加】按钮，为网络添加【地铁】和【地铁出入口】 要素类。 切换

19、到【连通性】选项卡。将【组列数】栏设置为【】，意味着将有2组网络；将【地铁】设置到组【2】；取消勾选【地铁】行的列【1】，然后勾选【地铁】行的列 【2】；类似地将【道路】设置到组【1】；对于【地铁出入口】，同时勾选该行的列 【1】和列【2】，意味着它将被两组共享。 点击【地铁出入口】的【连通性策略】，将其从【依边线连通】更改为【交点处连 通】，意味着该要素拥有更高的连通权利，它将不遵循【道路】或【地铁】在该交 汇点的连通属性，它将在任何重合节点处连接到各组网络的边。 切换到【属性】选项卡，由于新添的要素改变了以前设置好的属性，此时很多属性 都出现了错误警告。下面一个个进行修改。 双击【车行时间

20、】，显示【赋值器】对话框。这时地铁的两条属性都因为存在错误 而被自动选择了，右键单击它们，在弹出菜单中选择【类型】-【常数】；再次点 击右键，在弹出菜单中选择【值】-【属性】，弹出【常量值】对话框，输入【-1】， 回车。这样设置意味着不允许通行，很显然地铁是不允许车辆通行的；此时警告已 经消除，点【确定】完成车行时间的设置。 双击【路程】，将两条【地铁】和两条【道路】的【类型】设置为【字段】，【值】 设置为【Shape_Length】。 点【确定】，完成网络属性设置。步骤3：在地铁出入口成打断地铁和道路线条。 启动编辑。点击【编辑器】工具条中的用川梆下拉按钮，在下拉菜单中选择【开始编辑】，然后

21、再在下拉菜单中选择【更多编辑工具】-【高级编辑】，显示【高 级编辑】工具条。交点处打断。在【高级编辑】工具条中选择【线相交】工具Si,然后依次点击地 铁出入口处的道路和地铁线条，最后在空白处再点击一次左键确认，则两条相交线 在交点处相互被打断成四条线。停止并保存编辑，点【编辑器】工具条中的心川桂下拉按钮，在下拉菜单中 选择【停止编辑】，弹出保存对话框时，点【是】保存编辑内容。步骤 4：重新构建网络模型。 在【目录】面板中，右键点击【交通网络】，在弹出菜单中选择【构建】。 至此，一个比较复杂的城市交通路网已经构建完毕。二、最短路径的计算步骤1：启动ArcMap,打开地图文档【chapO8练习数据

22、网络分析最短路径分析.mxd】， 其中包含一个完整的交通网络模型。步骤2：启动【Network Analyst工具条。在任意工具条上单击右键，在弹出菜单中选择【Network Analyst，显示【Network Analyst】工具条。这是工具条中的【网络数据集】栏显示为【交通网络】证明系统已经自 动识别了该网络模型，并把它作为默认的网络分析对象。步骤 3：启动路径分析。点击Network Analyst工具条上的按钮Network Analyst，在下拉菜单中选择【新 建路径】，之后会显示Network Analyst面板，并且，【内容列表】面板中新添了【路径】 图层。步骤 4：分析工具的

23、设置。 设置停靠点。在【Network Analyst面板中选择【停靠点】，然后点击Network Analyst工具条上的【创建网络位置工具】逊，在图面上的路径分析启动和终点 各点击一次，这两个点会被同步添加到【Network Analyst面板的【停靠点】项 目下。 设置障碍，例如某条路正在维修不能通行。在Network Analyst面板中选择【点 障碍】，然后还是点击【Network Analyst工具条上的创建网络位置工具吩， 再点击图面上的障碍路段，该路段会标记一个障碍标志汇。 设置分析属性。点击Network Analyst面板右上角的【属性】按钮3,显示【图 层属性对话框。切换

24、到【分析设置选项卡。其默认【阻抗是【路程（米）， 将其更改成【车行时间（分钟），意味着根据车行时间来计算最短路径。点【确定完成设置。步骤5：路径求解。点击【Network Analyst】工具条上的【求解】工具条粉，短暂运算后，得到计算结果 步骤 6：查看详细数据。右键点击Network Analyst面板中的【路径】项下的路线【图形选择1图形选择 2】，在弹出菜单中选择【属性】显示【属性】对话框。列表中【Total_车行时间】为累计 的阻抗值，这里是车行时间。三、设施服务区分析步骤1：启动ArcMap,打开地图文档【chap08练习数据网络分析设施服务区分析.mxd】， 其中包含一个完整的交

25、通网络模型，以及一个【小学】图层。步骤 2：启动服务区分析。点击【Network Analyst工具条上的按钮【Network Analyst,在下拉菜单中选择【新 建服务区】，之后会显示【Network Analyst面板，并且，【内容列表】面板中新添了【服 务区】图层。步骤 3：加载设施点。在【Network Analyst面板中，右键点击【设施点项，在弹出菜单中选择【加载位 置,显示【加载位置对话框。将【加载自栏设置为【小学意味着根据【小学要 素类确定设施点的位置。点【确定后， 19个小学的位置被提取出来成为了设施点。步骤4：设置服务区分析的属性。点击【Network Analyst面板右上角的【属性按钮显示【图层属性对话框。 切换到【分析设置选项卡。选择【阻抗为【路程（米）,【默认中断设为【500 800， 这意味着将生成小学的500米和800米服务区。点【确定。步骤5：服务区求解。点击【Network Analyst 工具条上的【求解工具国，短暂运算后，得到计算结果。