网络分析与网络数据集
何宇兵
2010-9-11
Email:heyubing@gmail.com
1 引言
一直想将自己对网络分析与网络数据集的了解以及在平常技术工作当中遇
到的问题写下来,可以帮助关注和使用网络分析的朋友们快速应用起来。但是一
直很难找到足够长的时间一口气完成这样的事情,因为写东西我还是比较习惯整
理好思绪,安安静静的尽快写完,其实在自己机器上老早开了头,就是始终没办
法很好地继续。
想来还是直接贴到博客上,给自己定一个目标,也好督促下自己尽快写完。
当然也想开始的部分首先声明下,某些技术点我可能也未必很准确的阐述,尽管
我会尽量做到准确;某些应用可能我也未必接触和思考过,但是集合大家的智慧,
我们会得到更多,所以如果大家有什么好的想法不妨一起分享。
目前定下来会涉及到的一些内容包括:
网络分析的实际应用
原始数据
创建网络数据集
—连通性
—属性
—转向
—方向
网络分析的功能调用
网络分析的优化
ArcGIS 10 新增功能
目录
1 引言 ............................................................................................................ 2
2 网络分析的实际应用 ................................................................................ 4
3 原始数据 .................................................................................................... 7
3.1 道路形状 ......................................................................................... 7
3.2 道路属性 ......................................................................................... 8
4 网络数据集 .............................................................................................. 10
4.1 网络元素 ....................................................................................... 10
4.2 连通性 ........................................................................................... 11
4.3 属性 ............................................................................................... 12
4.4 转向 ............................................................................................... 17
4.5 方向 ............................................................................................... 22
5 网络分析功能调用 .................................................................................. 27
5.1 AO API ............................................................................................ 27
5.2 SOAP API ........................................................................................ 30
5.3 REST API ......................................................................................... 33
5.4 GP 服务 .......................................................................................... 36
6 优化 .......................................................................................................... 38
7 ArcGIS 10 新功能 ...................................................................................... 41
2 网络分析的实际应用
ArcGIS 的网络分析到底能解决一些什么实际的问题,这是一个开放性的命题,
ESRI 的总裁 Jack 说过一句话,大概的意思是“GIS 的应用取决于使用 GIS 的人的
想象力”,我对此有深刻的体会,今天在帮用户解决一个问题的时候,又一次验
证。在 ArcGIS 强大的功能基础之上,可以说没有做不到,只有想不到。
OK,回到网络分析到底能做什么,我们能够从 ArcGIS 的帮助文档上看到的,
网络分析提供了五个 Basic Function,在 ArcGIS 10 会新增一个,那么我们暂且算
六个。
分别是:Route、Service Area、Closest Facility、OD Cost Matrix、VRP、
Location-Allocation(New in ArcGIS 10)。
Route 很简单,也是目前为止,很多用户经常使用的。简单的可以分为两种
时间最短、距离最短。Route 不只是可以计算起始点和终止点之间的最优路径,
而且可以计算多个点的最优路径。现实中的情形,比如邮递员送信、报纸,Pizza
Hut 骑着小车的送餐员送餐,大家知道我们现在是讲究效率和时间的社会,不可
能成天在家就为等 Pizza,所以要考虑时间窗口,当然这个,ArcGIS 是现成的。
Service Area,服务区域分析,商业上也可叫做商圈分析。通过 Service Area
你可以知道一家超市、一家医院 N 分钟可以覆盖的范围。在 ArcGIS 不知道是 9
几的 Demo 里面还有一个很好的例子,就是应急搜救。现在大家都有钱了,经常
几个朋友一起出去户外运动,很不幸,在一座大山里面遇到状况了,得像有关部
门求救。有关部门接到了电话,并且定位了电话的位置,可是救援人员拍马赶到,
却不见有人。怎么办,时间就是生命,诺大一座山,要是全搜索下,除非是某某
高官或者某某高官之子或之女有这样的待遇,我们老百姓是没指望。Service Area
可以做一件事情,就是计算当时打电话的位置 N 分钟可以到达的区域,理论上
只要不是掉下悬崖,那么失踪的人员总应该在这个区域内。感谢上帝,有限的人,
有限的时间总还是可以尽可能做点事情。所以,如果真的以后我们碰到类似的情
况,最好的选择还是呆在原地不动。
Closest Facility,最近设施查询。这个比较好理解,比如查找离我目前为止最
近的某某类型餐馆、医院,其它公共设施等。110 也可以派最近的巡警到事故现
场。诸如此类。
OD Cost Matrix,源点目标点代价矩阵。这个功能很难想到它有什么实际的
用途,之前我也是百思不得其解,除了 OD Cost Matrix 是 VRP 问题中的重要一步
之外,实在琢磨不出什么应用。不过幸好本人还比较乐于思考,总算找到几个。
比如,在上海,便利店非常多,那么 Coca Cola 或者其他的公司需要给这些便利
店配送,Coca Cola 在上海有几处 Distribute Center,那么每个 Distribute Center 应
该配送哪些便利店,OD Cost Matrix 可以做这件事,就近原则,便利店离哪个
Distribute Center 近就由哪个配送;还有一个例子,就是学生就读学校的分配,
当然,这个在城市里不太常见,城市里面大部分情况是谁有钱谁去好的学校,但
是在农村,或者是我当年读书的农村,中小学也还是类似便利店的就近分配原则。
当然如果有人对这两个例子感兴趣,后面我可以花上一章介绍下。
VRP,车辆路径规划。主要是针对多车辆、多 Orders 的配送情况,以最少的
成本尽可能满足订单配送的问题。可以考虑 Order 的时间窗口,可以考虑车辆对
某个区域熟悉的程度等等。
Location-Allocation,选址优化(暂且这么翻译来着)。解决类似这样的问题,
在一个城市修建医院,最好的状态,比如每四平方公里修建一家医院,这样可以
覆盖城市所有居民,保证所有居民享受到足够医疗资源,但是这就和共产主义一
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