(An overview of the Network Analyst Window)

The Network Analyst Window предназначено помогать пользователям быстро и легко управлять их сетевыми слоями анализа и сетевыми классами анализа (сохраняя сетевые позиции и результаты). Это – закрепляемое (dockable) окно в ArcMap.

Когда задача сетевого анализа выбрана, слой сетевого анализа добавляется к Network Analyst Window. Кнопка Свойств Слоя Анализа (Analysis Layer Properties button) доступна, и нужные сетевые классы анализа загружены.

Концепции конструктива Network dataset (NDS)

(Network dataset concepts)

Что такое NDS?

What is a network dataset?

Сети, используемые в Network Analyst, сохраняются как network datasets - NDS (сетевые наборы данных). NDS создан из источника или источников пространственных объектов, которые участвуют в сети. Он включает передовую модель связности, которая может представлять сложные сценарии, как например, мультимодальные (multimodal) транспортные сети. Он также обладает богатой сетевой атрибутикой, которая характеризуется модельными сопротивлениями (impedances), ограничениями (restrictions), и иерархией (hierarchy) для сети. NDS построен из простых пространственных объектов (линий и точек) и поворотов. Следующее является примером транспортной сети в деловом центре Парижа, отображающим сети автодорог, жд дорог, и автобусных маршрутов.

В ARC/INFO покрытия используются, чтобы создавать сети "на лету". В ArcView GIS, устойчивая сеть создается, когда функция сетевого анализа исполняется на линейном shapefile в первый раз. В ArcGIS NDS хранит эту устойчивую сеть. Вы можете сохранить эту сеть, модифицировать ее свойства и моделировать ряд сетевых вариантов, используя NDS.

Есть многочисленные опции, доступные при создании NDS. NDS может быть построен из классов пространственных объектов в наборах пространственных объектов (feature dataset) персональной или корпоративной БГД. Поскольку feature dataset может хранить множество классов пространственных объектов, NDS может поддерживать множества источников и моделировать мультимодальную сеть.

NDS, базирующийся на shapefil’ах, обеспечивает пользователям ArcView GIS возможность для быстрой пересылки их данных. Shapefilовый NDS создается из полилинейного shapefil’а, содержащего источники сети (например, уличная сеть) и, дополнительно, shapefil’овый класс пространственных объектов Поворота . Такой NDS не может поддерживать множественные источники ребер и не может быть использован для моделирования мультимодальных сетей.

ArcGIS Network Analyst может читать SDC NDS. Это позволяет Вам выполнять сетевой анализ непосредствено на данных, поставляемых вендорами в формате SDC, без необходимости создавать ваш собственный NDS.

(SDC dataset – набор данных SDC. Набор классов пространственных объектов Smart Data Compression (SDC), обладающих одинаковой атрибутивной информацией, но разной геометрией. Набор данных SDC хранится в наборе связанных файлов и содержит несколько классов пространственных объектов. SDC – это основная структура данных, используемая в StreetMap, ArcIMS RouteServer, RouteMAP IMS, Business Analyst и BusinessMAP.)

Элементы Сети

(Network elements)

Наборы сетевых данных (Network datasets – NDS) формируются из элементов сети. Элементы сети сгенерированы из источников, используемых для создания network dataset. Геометрия исходных данных используется, чтобы устанавливать связность. Кроме того, элементы сети имеют атрибуты, которые управляют навигацией по сети.

Есть три типа элементов сети: ребра, соединения и повороты (edges, junctions and turns). Ребра являются элементами, которые подключаются к другим элементам (соединениям) и являются связями, по которым текут ресурсы. Соединения соединяют ребра и обеспечивают навигацию от одного ребра к другому. Повороты – факультативные элементы, которые хранят информацию о движениях между двумя или более ребрами.

Ребра и соединения формируют базовую структуру любой сети. Связность в сети имеет дело с соединением ребер и соединений друг с другом. Повороты являются дополнительными элементами, которые хранят информацию о конкретном поворотном движении; например, левый поворот с одного конкретного ребра на другое ограничен.

Источники сети

(Network sources)

Есть три типа источников сети, которые принимают участие в создании набора сетевых данных (network dataset (NDS)): источники пространственных объектов-ребер (edge feature sources), источники пространственных точек-соединений (junction feature sources) и источников пространственных объектов Поворот (turn feature sources). Классы линейных пространственных объектов участвуют в сети как edge feature sources. Классы точечных пространственных объектов участвуют в сети как junction feature sources. Классы пространственных объектов Поворот (Turn feature classes) участвуют в сети как источники пространственных объектов Поворот (Turn feature sources). Источник пространственных объектов Поворот моделирует исключительно поднабор возможных перемещений между элементами-ребрами в процессе навигации.

Каждый класс пространственных объектов, который участвует в сети как источник, генерирует элементы, основанные на предназначенной им роли. Например, класс линейных пространственных объектов используется как источник для элементов-ребер, а класс точечных пространственных объектов используется для генерации элементов-соединений. Элементы поворота создаются из класса пространственных объектов Поворот. Созданные соединения-элементы, ребра-элементы и элементы Поворот формируют базовый (основной) граф, который и является сетью.

Классы пространственных объектов, находящиеся в составе Геометрической сети (Geometric network), не могут участвовать в NDS в качестве источников, потому что они активно повязаны в Геометрической сети. Классы пространственных объектов, принимающие участие в NDS как источники, могут участвовать в Топологии (Topology).

Рассмотрим пример простой транспортной сети и источники, которые принимают участие в ее создании. Эта сеть имеет класс пространственных объектов-улиц, который может действовать как источник ребер, класс пространственных объектов пересечений улиц, активируемый как источник соединений, дополнительные классы линейных пространственных объектов, активируемые как ребра (ж.-д. линии, автобусные маршруты), и еще – классы точечных пространственных объектов, которые задействуются как соединения (ж.-д. станции, автобусные остановки).

Все классы пространственных объектов, которые размещены в наборе классов пространственных объектов (feature dataset), включающем NDS, могут участвовать в образовании сети в качестве источников. Но в шейп-файловом NDS только два источника могут принимать участие в его образовании – линейный шейп-файл и шейп-файловый класс пространственных объектов Поворот.

Понятие связности

(Understanding connectivity)

Когда Вы создаете NDS, Вы делаете выбор, в результате которого определяется, какие элементы сети – ребра и соединения – должны быть созданы из пространственных объектов-источников. Уверенность, что ребра и соединения сформированы правильно, важна для результатов сетевого анализа.

Связность в NDS основана на геометрическом совпадении концевых точек (endpoints) линий, вершин (vertices) на линиях и отдельных точек (points), а также применении правил связности (connectivity rules), которые Вы устанавливаете как свойства NDS.

Группы связности

(Connectvity groups)

Связность в ArcGIS Network Analyst начинается с определения групп связности. Каждому источнику ребер предопределяется одна и только одна группа связности, а каждый источник соединений может входить в одну или более групп связности. Использование соединений, которым предписаны две или более групп связности, является единственным путем, посредством которого ребра из различных групп связности могут связываться друг с другом. Группы связности обычно используются для моделирования мультимодальных транспортных систем. Для каждой группы связности выбираются источники сети, которые взаимодействуют между собой. В мультимодальной сети Метро-УДС на примере внизу линии метро и входы в метро совместно входят в одну и ту же группу связности 2.

Отметим, что класс Metro_Entrance представлен в обеих группах связности. Этот класс образует связь между двумя группами связности. Некий путь между двумя группами должен проходить через общие входы в метро. Например, Решатель маршрута может определить, что лучший путь пешехода между двумя пунктами в городе есть перемещение по улице ко входу в метро, поездка в поезде метро, пересадка, поездка в поезде другой линии, выдвижение из метро через другой выход. Группы связности четко обеспечивают связь между двумя субсетями в общих для них соединениях (metro_entrances).

Связывание ребер внутри группы связности

(Connecting edges within a connectivity group)

Ребра в одной и той же группе связности могут быть связаны двумя путями, устанавливаемыми политикой связности (connectivity policy) реберных источников.

· Если Вы установили связность по конечным точкам ("endpoint" connectivity), то линейные пространственные объекты становятся ребрами, соединяющими только совпадающие концевые точки.

В этом случае линейный пространственный объект l1 становится элементом-ребром e1, а линейный пространственный объект l2 становится элементом-ребром e2. И будет всегда, при этой политике связности, один элемент-ребро создан для одного линейного пространственного объекта.

Построение сетей с конечноточечной связностью является способом моделирования перекрещивающихся объектов, таких как мосты. Чтобы смоделировать этот случай, два источника – мосты и улицы – размещены в одной и той же группе связности (1). Источнику Улицы назначена некая «вершинная» связность (vertex connectivity), с тем чтобы разрешить пространственным объектам-улицам связываться с другими пространственными объектами-улицами в коинцидентных (совпадающих геометрически) вершинах. Источнику Мосты назначена «конечноточечная» связность (endpoint connectivity). Это означает, что мосты связываются с другими реберными элементами только в конечных точках мостов. Соответственно, некая улица, проходящая под мостом, не будет связана с мостом (в месте пересечения в плане). Мост будет связан с другими улицами на его конечных точках.

Если Вы имеете только один источник в вашей сети, который вы хотите использовать для моделирования эстакад, мостов (bridges) и тоннелей (tunnels), Вам следует рассмотреть использование полей высот в планарных (плоскостных) данных. Для большей информации смотрите раздел Поля высот (Elevation fields) ниже.

· Если Вы установили некую «вершинную» связность (vertex connectivity), линейные пространственные объекты расщепляются на множество ребер в совпадающих вершинах (coincident vertices). Установка такой политики важна там, где Ваши данные по улицам структурируются таким образом, что улицы встречают и связываются с другими улицами в вершинах.

В этом случае две полилинии, пересекающиеся на разделяемой (общей) позиции вершины (vertex), будут расщеплены на четыре ребра, с образованием соединения (junction) в вершине (vertex). Ребра e1 и e3 идентифицированы с классом пространственных объектов-источников и объектным ID (идентификатором) линейного пространственного объекта l1. Ребра e2 и e4 идентифицированы с классом пространственных объектов-источников и объектным ID линейного пространственного объекта l2. Соединение j3 будет вновь созданным системным соединением. Соединения j1, j2, j4 и j5 будут либо системными соединениями, либо соединениями, образовавшимися из совпадающих точек класса-источника пространственных объектов.

Не все пересекающиеся линейные пространственные объекты могут продуцировать связанные ребра. Если они не разделяют совпадающую конечную точку или вершину, никакая политика связности не создаст соединения в точке пересечения. Данные по улицам для NDS должны быть сначала вычищены (must be cleaned - прояснены) так, чтобы либо вершины (vertex) , либо конечные точки (endpoint) существовали в местах ожидаемых соединений.

Если Вы нуждаетесь в исправлении Ваших данных, то либо используйте инструмент геообработки, такой как Integrate? (по-моему, Intersect в Analysis toolbox) – чтобы расщепить пересекающиеся линии, либо установите топологию на «грязные» классы пространственных объектов и отредактируйте пространственные объекты совместно с применением топологических правил, усиливающих расщепление пространственных объектов на перекрестках.