ARCGIS網(wǎng)絡(luò)分析學(xué)習(xí)――物流最佳路徑網(wǎng)絡(luò)分析
專注于為中小企業(yè)提供網(wǎng)站設(shè)計制作、網(wǎng)站制作服務(wù),電腦端+手機(jī)端+微信端的三站合一,更高效的管理,為中小企業(yè)泉港免費做網(wǎng)站提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。我們立足成都，凝聚了一批互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)人才，有力地推動了近1000家企業(yè)的穩(wěn)健成長，幫助中小企業(yè)通過網(wǎng)站建設(shè)實現(xiàn)規(guī)模擴(kuò)充和轉(zhuǎn)變。
一、實驗?zāi)康?/p>
網(wǎng)絡(luò)分析是GIS空間分析的重要功能。
有兩類網(wǎng)絡(luò)，一為道路(交通)網(wǎng)絡(luò)，一為實體網(wǎng)絡(luò)(比如，河流，排水管道，電力網(wǎng)絡(luò))。
此實驗主要涉及道路網(wǎng)絡(luò)分析，主要內(nèi)容包括： 最佳路徑分析，如：找出兩地通達(dá)的最佳路徑——物流最佳路徑網(wǎng)絡(luò)分析。
通過對本實習(xí)的學(xué)習(xí)，應(yīng)達(dá)到以下幾個目的：加深對網(wǎng)絡(luò)分析基本原理，方法的認(rèn)識； 熟練掌握ARCGIS下進(jìn)行道路網(wǎng)絡(luò)分析的技術(shù)方法。
結(jié)合實際，掌握利用網(wǎng)絡(luò)分析方法解決地學(xué)空間分析問題的能力。
二、實驗準(zhǔn)備軟件準(zhǔn)備
ArcMap，要求有網(wǎng)絡(luò)分析擴(kuò)展模塊的許可授權(quán)
數(shù)據(jù)準(zhǔn)備： Shape文件創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集(高速公路：Highways， 主要街道：Major Streets， 公園：Parks，湖泊：Lakes，街道：Streets) Geodatabase網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集：NetworkAnalysis。mdb：包含：街道圖層，Streets； 倉庫圖層，Warehouses； 商店圖層：Stores；
在ArcMap中加載啟用NetWork Anylyst網(wǎng)絡(luò)分析模塊： 執(zhí)行菜單命令[工具Tools][Extensions]， 在[Extensions]對話框中點擊 [Network Analyst] 啟用網(wǎng)絡(luò)分析模塊，即裝入Network Analyst空間分析擴(kuò)展模塊。
道路網(wǎng)絡(luò)分析步驟 1。 創(chuàng)建分析圖層 2。 添加網(wǎng)絡(luò)位置 3。 設(shè)置分析選項 4。 執(zhí)行分析過程顯示分析結(jié)果
三、實驗內(nèi)容及步驟
(一) 最佳路徑分析根據(jù)給定的?？奎c，查找最佳路徑(物流最佳路徑)
1.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
(1).雙擊ArcMap工程，或從ArcMap中打開工程EX10_1.mxd。
(2).如果網(wǎng)絡(luò)分析擴(kuò)展模塊(Network Analyst Extension)已經(jīng)啟用(參考實驗準(zhǔn)備中的步驟)
(3).如果網(wǎng)絡(luò)分析工具欄沒有出現(xiàn)，則在工具欄顯區(qū)點右鍵打開或執(zhí)行菜單命令[View-視圖][Toolbars-工具欄]，并點擊[Network Analyst]以顯示網(wǎng)絡(luò)分析工具欄。
(4)如果網(wǎng)絡(luò)分析窗口沒有推開，則在網(wǎng)絡(luò)分析工具欄中點擊網(wǎng)絡(luò)分析窗口按鈕(上圖紅色區(qū)域)，以打開網(wǎng)絡(luò)分析窗口；
注意：這是一個懸停窗口，它可以嵌入并固定在ArcMap的窗體中，或是作為一個單獨的窗口懸浮在操作區(qū)上。在練習(xí)中，為了方便可以將其固定在TOC面板之下。
1。2 創(chuàng)建路徑分析圖層
在網(wǎng)絡(luò)分析工具欄[ Network Analyst]上點擊下拉菜單[Network Analyst]，然后點擊[New Route]菜單項。 此時在網(wǎng)絡(luò)分析窗口[ Network Analyst Window]中包含一個空的列表，顯示停靠點(Stops)，路徑(Routes)，路障(Barriers)的相關(guān)信息。同時，在TOC(圖層列表)面板上添加了新建的一個路徑分析圖層[Route]組合。
1。3 添加?？奎c
通過以下步驟添加?？奎c，最佳路徑分析將找到最佳的經(jīng)停順序以計算并得到最佳路徑
(1) 在網(wǎng)絡(luò)分析窗口[Network Analyst Window]中點選Stops(0)。
(2)。 在網(wǎng)絡(luò)分析工具欄[Network Analyst]上點擊"新建網(wǎng)絡(luò)位置"[Create Network Location]工具。
(3) 在地圖的街道網(wǎng)絡(luò)圖層的任意位置上點擊以定義一個新的?？奎c。 程序?qū)⒃诮值谰W(wǎng)絡(luò)上自動的計算并得到一個距離給定位置最近的?？奎c，已定義的?？奎c會以特別的符號進(jìn)行顯示。?？奎c會保持被選中的狀態(tài)，除非它被明確地反選(Unselected)或者又新增了一個另外的停靠點。?？奎c的所在的位置會同時顯示一個數(shù)字"1"，數(shù)字表示經(jīng)停的順序。
(4) 再添加4 個停靠點。 新增加的?？奎c的編號為2，3，4，5。經(jīng)停的順序可以在網(wǎng)絡(luò)分析窗口[Network Analyst Window]中更改。第一個?？奎c被認(rèn)定為出發(fā)點，最后一個停靠點被認(rèn)定為是目的地。 如果一個停靠點無法定位于道路網(wǎng)絡(luò)上，則會顯示一個"未定位"的符號。 "未定位"的?？奎c可以通過移動操作將其定位到道路網(wǎng)絡(luò)上，在網(wǎng)絡(luò)分析[Network Analyst]工具欄上點選[選擇/移動網(wǎng)絡(luò)位置] [Select/Move Network Location]按鈕，使用此工具將"未定位"的?？奎c拖放到附近的道路網(wǎng)絡(luò)上。
1。4 設(shè)置分析選項
以下操作基于規(guī)則(單向行駛規(guī)劃必須遵守，任意路口可以調(diào)頭)計算最省時間的線路 (1)。 如圖所示，在網(wǎng)絡(luò)分析窗口[Network Analyst Window]中點擊分析圖層屬性按鈕[Analysis Layer Properties] 打開圖層Route的屬性設(shè)置對話框：
(2) 在分析圖層-Route屬性對話框中，點擊分析設(shè)置[Analysis Settings]選項頁，并確認(rèn)-阻抗[impedance]設(shè)置為分鐘Minutes (Minutes)。
(3)。不使用時間限制 (保持Use Time Windows 前的檢查框為非選中狀態(tài))。當(dāng)必須在規(guī)定時間在某個停靠點停留時才使用這個選項，選則這個選項后可以通過設(shè)置?？奎c屬性來設(shè)置某個?？奎c到達(dá)的時間，離開的時間(在ArcMap聯(lián)機(jī)幫助中查詢關(guān)鍵詞network analysis， routing with time windows 可以了解詳細(xì)內(nèi)容)
(4)。不使用"經(jīng)停點重排序功能"(保持[Reorder stops to Find Optimal Route]檢查框為未選中狀態(tài))。這保證了經(jīng)停順序為你事先指定的順序。
(5) 在"允許路口調(diào)頭"[Allow U-turns]下拉列表中選擇 任何路口[EveryWhere]
(6)。在"輸出圖形類型"[Output Shape Type]下拉列表中選擇 實際形狀[True Shape]
(7)。選中"忽略無效位置"[Ignore Invalid Locations]檢查框。這樣分析時將會忽略那些不在道路網(wǎng)絡(luò)上的?？奎c。
(8)。在"約束規(guī)劃"[Restrictions]列表框中選擇單行線[Oneway]。
(9) 點擊方向[Directions]選項頁，確定距離單位[Distance Units]設(shè)置為米[Meters]， 顯示時間[Display Time]檢查框被選中，時間屬性[Time Attribute]被設(shè)置為分鐘[Minutes]。點擊[確定]按鈕退出"圖層屬性"對話框。
1。5 運行最佳路徑分析得到分析結(jié)果在網(wǎng)絡(luò)分析工具欄[Network Analyst]上點擊"求解"[Solve]按鈕。
分析結(jié)果-最佳路徑線狀要素圖層將在地圖中顯示，在"網(wǎng)絡(luò)分析窗口"[Network Analyst Window]中"路徑"[Route]目錄下也會同時顯示：
(2)。在網(wǎng)絡(luò)分析窗口[Network Analyst Window]中點擊Route樹狀結(jié)點左邊的加號(+)顯示最佳路徑
(3)。右鍵擊最佳路徑"Graphic Pick…"或在網(wǎng)絡(luò)分析工具欄中點擊方向[Direction]按鈕打開"行駛方向"窗口。
(4)。在行駛方向[Directions]窗口中點擊"超鏈接"[Map]可以顯示轉(zhuǎn)向提示地圖
(5)。 關(guān)閉"行駛方向"[Directions]窗口
1。6 設(shè)置路障(barrier)
通過在行駛路徑步增加障礙，表示真實情況下，道路上無法通行的路障。在進(jìn)行最佳路徑分析將會繞開這些路徑查找替代路線
(1)。在ArcMap的中執(zhí)行菜單命令[Window][Magnier]顯示放大鏡窗口[Magnier]
(2)。通過按住放大鏡窗口[Magni er]的標(biāo)題欄在地圖上移動，在地圖中找到已經(jīng)計算得到的最佳路徑，松開鼠標(biāo)。這時最佳路徑的一部分應(yīng)該顯示在放大鏡窗口[Magni er]的中心位置，我們將這這個區(qū)域的某個路段上放置一個路障
(3)。在網(wǎng)絡(luò)分析窗口[Network Analyst Window]中單擊"路障"[Barrier (0)]。
(4)。在網(wǎng)絡(luò)分析工具欄[Network Analyst]上點擊"新建網(wǎng)絡(luò)位置"[Create Network Location]工具按鈕。
(5)。在放大鏡窗口[Magni er]中最佳路徑上的某個位置放置一個路障。
(6)。在網(wǎng)絡(luò)分析工具欄[Network Analyst]上點擊"求解"[Solve] 按鈕，得到新的最佳路徑，從而避開路障
(8)。關(guān)閉"放大鏡"[Magni er] 窗口
1。7 保存分析結(jié)果
最佳路徑 (1)。 在網(wǎng)絡(luò)分析窗口[Network Analyst Window]中右鍵點擊"路徑"[Routes (1) ]，在出現(xiàn)的右鍵菜單中點擊"導(dǎo)出數(shù)據(jù)"[Export Data]菜單命令。
(2)。在"導(dǎo)出數(shù)據(jù)"[Export Data]對話框中指定導(dǎo)出的文件命，比如"D：\Ex10_1\Ex10_Route。shp"
(3)。點擊[OK]按鈕，最佳路徑就會保存為指定的Shape文件。。
(4)。當(dāng)ArcMap詢問"是否要將導(dǎo)出數(shù)據(jù)作為一個圖層添加到地圖中"時，點擊否[NO]
(5) 關(guān)閉ArcMap
GIS技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用
隨著我國環(huán)境信息化的快速發(fā)展和計算機(jī)新技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，環(huán)境信息系統(tǒng)在環(huán)境保護(hù)管理和決策工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。而地理信息系統(tǒng)技術(shù)的出現(xiàn)為環(huán)境保護(hù)工作邁向信息化、現(xiàn)代化提供了技術(shù)支持。
目前，全國27個省級環(huán)保局及一百多個城市環(huán)保部門都已購置了ESRI公司的ARCGIS、ARCVIEW地理信息系統(tǒng)平臺軟件和相應(yīng)的硬件設(shè)施，大部分省市已經(jīng)建立環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，在GIS平臺上開發(fā)了城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)、重點流域水資源管理、環(huán)境污染應(yīng)急預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)等，取得了顯著的成效。
2.1應(yīng)用GIS制作環(huán)境專題圖
環(huán)境制圖是環(huán)境科學(xué)研究的基本工具和手段。與傳統(tǒng)的、周期長、更新慢的手工制圖方式相比，利用GIS建立起地圖數(shù)據(jù)庫，可以達(dá)到一次投入、多次產(chǎn)出的效果。它不僅可以用戶輸出全要素地形圖，而且可以根據(jù)用戶需要分層輸出各種專題圖，如污染源分布圖、大氣質(zhì)量功能區(qū)劃圖等等。GIS的制圖方法比傳統(tǒng)的人工繪圖方法要靈活得多，在基礎(chǔ)電子地圖上，通過加入相關(guān)的專題數(shù)據(jù)就可迅速制作出各種高質(zhì)量的環(huán)境專題地圖。可以根據(jù)實際需要從符號和顏色庫中選擇圖件，使之更好地突出專題效果和特性。
2.2應(yīng)用GIS建立各種環(huán)境地理信息系統(tǒng)
各級環(huán)保部門在日常管理業(yè)務(wù)中，需要采集和處理大量的、種類繁多的環(huán)境信息。而這些環(huán)境信息85%以上與空間位置有關(guān)。GIS的強(qiáng)大功能之一是它的空間數(shù)據(jù)的采集、編輯、處理功能和對空間數(shù)據(jù)的管理能力。使用GIS，可以建立各種環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫。例如：污染源空間信息數(shù)據(jù)庫（包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等污染源數(shù)量、屬性和污染源發(fā)生的地域范圍）、環(huán)境質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫（包括空氣、水、噪聲等），GIS能夠把各種環(huán)境信息與其地理位置結(jié)合起來進(jìn)行綜合分析與管理，以實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的輸入、查詢、分析、輸出和管理的可視化。例如，基于GIS平臺，廈門市建立了城市環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫和污染源監(jiān)測屬性數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)化城市環(huán)境質(zhì)量地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)涵蓋了大氣、地表水、聲學(xué)環(huán)境的監(jiān)測信息，以分布圖、專題圖、三維模型等形式，生動直觀地反映環(huán)境質(zhì)量狀況。由于采用了因特網(wǎng)的GIS開發(fā)技術(shù)，該系統(tǒng)可以在Internet/Intranet上運行。
2.3 GIS應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測
在環(huán)境監(jiān)測過程中，利用GIS技術(shù)可對實時采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理、顯示、分析，實現(xiàn)為環(huán)境決策提供輔助手段的目的。如廣東省以東深流域自然環(huán)境地理信息為基礎(chǔ)，對東深流域的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲處理，利用GIS技術(shù)開發(fā)了東深流域水環(huán)境管理信息。該系統(tǒng)直觀顯示和分析東深流域水環(huán)境現(xiàn)狀、污染源分布、水環(huán)境質(zhì)量評價，追蹤污染物來源。可結(jié)合數(shù)字地圖查詢歷年監(jiān)測數(shù)據(jù)及各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，進(jìn)行空間分析（如緩沖區(qū)查詢與分析）、輔助決策（容量計算及污染狀況的預(yù)測）為流域水環(huán)境的科學(xué)化管理和決策提供了先進(jìn)的科學(xué)手段。
2.4 GIS應(yīng)用于自然生態(tài)現(xiàn)狀分析
在進(jìn)行自然生態(tài)現(xiàn)狀分析過程中，利用GIS可以比較精確地計算水土流失、荒漠化、森林砍伐面積等，客觀地評價生態(tài)破壞程度和波及的范圍，為各級政府進(jìn)行生態(tài)環(huán)境綜合治理提供科學(xué)依據(jù)。國家環(huán)保總局把GIS技術(shù)與遙感技術(shù)相結(jié)合，對我國西部12省的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，得到了西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境的空間分布與空間統(tǒng)計狀況、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況和生態(tài)環(huán)境變化的空間規(guī)律特點，為該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展與資源環(huán)境的可持續(xù)利用提供了科學(xué)依據(jù)。青海省遙感中心將“3S”技術(shù)運用到青海湖環(huán)湖重點區(qū)域調(diào)查上，快速查清了該區(qū)域土地利用、土地覆蓋現(xiàn)狀，建立了生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫和生態(tài)環(huán)境評價指標(biāo)體系，為政府規(guī)劃決策、資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)提供了寶貴資料。
2.5 GIS應(yīng)用于環(huán)境應(yīng)急預(yù)警預(yù)報
建立重大環(huán)境污染事故區(qū)域預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)κ鹿曙L(fēng)險源的地理位置及其屬性、事故敏感區(qū)域位置及其屬性進(jìn)行管理，提供污染事故的大氣、河流污染擴(kuò)散的模擬過程和應(yīng)急方案。例如，大連市的“重大污染事故區(qū)域預(yù)警系統(tǒng)”把重大污染事故的多種預(yù)測模型與GIS技術(shù)相結(jié)合，當(dāng)某一風(fēng)險源發(fā)生事故時提供應(yīng)急措施、報警信息和救援信息，為重大污染事故應(yīng)急指揮奠定了基礎(chǔ)。上海市應(yīng)用GIS、RS與GPS技術(shù)開發(fā)了環(huán)保應(yīng)急熱線系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用GIS技術(shù)進(jìn)行污染源搜索和定位；將GIS與GPS結(jié)合起來，用于出警指揮和導(dǎo)航；用RS技術(shù)獲取地面信息，解決了GIS基礎(chǔ)底圖動態(tài)更新問題。通過“3S”技術(shù)的綜合應(yīng)用，更好地發(fā)揮了GIS在環(huán)保執(zhí)法和應(yīng)急事件中的作用。
2.6 GIS應(yīng)用于環(huán)境質(zhì)量評價和環(huán)境影響評價
由于GIS能夠集成管理與場地密切相關(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù)，因而也是綜合分析評價的有力工具。環(huán)境影響評價是對所有的改、擴(kuò)、建項目可能產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行預(yù)測評價，并提出防止和減緩這種影響的對策與措施。利用GIS的空間分析功能，可以綜合性地分析建設(shè)項目各種數(shù)據(jù)，幫助確立環(huán)境影響評價模型。由于GIS系統(tǒng)具有層的結(jié)構(gòu)，可將不同的環(huán)境影響進(jìn)行計算并疊加。深圳市環(huán)境保護(hù)研究所已利用GIS技術(shù)進(jìn)行編制環(huán)境影響評價報告書和制圖。
在區(qū)域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價工作中，可將地理信息與大氣、土壤、水、噪聲等環(huán)境要素的監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，利用GIS軟件的空間分析模塊，對整個區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行客觀、全面的評價，以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布情況。如通過疊加分析，可以提取該區(qū)域內(nèi)大氣污染布圖、噪聲分布圖；通過緩沖區(qū)分析，可顯示污染源影響范圍等。
2.7 GIS應(yīng)用于水環(huán)境管理
水環(huán)境信息具有明顯的空間屬性和層次屬性，利用GIS可以更加明確地揭示不同區(qū)域的水環(huán)境狀況，反映水體環(huán)境質(zhì)量在空間上的變化趨勢?？梢愿又庇^地反映如污染源、排污口、監(jiān)測斷面等環(huán)境要素的空間分布。利用GIS還可以進(jìn)行污染源預(yù)測、水質(zhì)預(yù)測、水環(huán)境容量計算、污染物削減量的分配等，以表格和圖形的方式為水環(huán)境管理決策提供多方位、多形式的支持。目前，全國各省環(huán)保局正在使用GIS軟件進(jìn)行各省水環(huán)境功能區(qū)劃匯總工作，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)水環(huán)境功能區(qū)管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)水環(huán)境數(shù)據(jù)查詢、水質(zhì)評價、統(tǒng)計分析、水質(zhì)預(yù)測等功能，將各種水環(huán)境信息以可視化的方式表達(dá)，對水環(huán)境的科學(xué)管理將具有非常重要的意義。
1.用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ治鯡SRI幾何對象之間的關(guān)系；
聯(lián)系（association）便描述了類之間的關(guān)聯(lián)。在兩端的類中可以定義多重性（ Multiplicity）關(guān)聯(lián)。多重性關(guān)聯(lián)就是限制對象類與其它對象關(guān)聯(lián)的數(shù)目關(guān)系。
類繼承（type inheritance）定義了專門的類，它們擁有超類的屬性和方法，并且同時也有自身的屬性和方法。
實例化（Instantiation）指定一個類的對象有這樣的方法，它能夠創(chuàng)建另外一個類的對象。
聚合（Aggregation）是一種不對稱的關(guān)聯(lián)方式，在這種方式下一個類的對象被認(rèn)為是一個“整體”，而另一個類的對象被認(rèn)為是“部件”。
組成（Composition）是一種更為強(qiáng)壯的聚合方式，此種方式下，“整體”對象控制著“部分”對象的生存時間。
2.空間查詢和拓?fù)湟?guī)則之間關(guān)系；
空間查詢是基于合適的拓?fù)湟?guī)則上進(jìn)行的，而拓?fù)湟?guī)則體現(xiàn)了空間查詢的實用性與合理性
3.結(jié)合實驗結(jié)果，簡述AO中的接口編程方法。
抽象類：不能創(chuàng)建或?qū)嵗?，從來沒有一個抽象類的實例
用于定義子類的公共接口，子類繼承其定義的接口。
OMD符號為：二維的內(nèi)部有陰影的矩形。
實例化類：不能創(chuàng)建，從別的對象獲得實例。
OMD符號為：3D矩形內(nèi)部沒有陰影。
可創(chuàng)建的類：用New關(guān)鍵字創(chuàng)建對象或者從別的對象獲得運行實例。
OMD符號為：帶陰影的3D矩形符號。
面向接口的編程是面向?qū)ο蟮木瑁ㄟ^定義接口（比如IWorkspaceFactory），有許多類實現(xiàn)該接口，達(dá)到一種封裝的效果。可以通過類工廠創(chuàng)建不同類的對象。即可以通過接口實現(xiàn)對類的訪問。
重慶分公司
重慶分公司
