Vocabulaire essentiel des réseaux géométriques

Les sections suivantes présentent certains termes et concepts essentiels à la compréhension des réseaux géométriques.

les tronçons et les jonctions.

Les réseaux géométriques sont composés de deux éléments principaux : les tronçons et les jonctions.

Tronçon - entité de réseau possédant une longueur et par laquelle circule une marchandise. Les tronçons sont créés à partir de classes d'entités lignes dans un jeu de classes d'entité.

Exemples de tronçons : conduites d'eau principales, lignes électriques, gazoducs et lignes téléphoniques

Jonction - entité qui permet à deux tronçons ou plus d'être reliés et facilite le transfert de flux et de ressources entre les tronçons. Les jonctions sont créées à partir de classes d'entités points dans un jeu de classes d'entité.

Exemples de jonctions : fusibles, interrupteurs, robinets de service et vannes

Les tronçons et les jonctions d'un réseau sont topologiquement connectés entre eux, les tronçons devant se connecter aux autres tronçons au niveau des jonctions ; le flux provenant des tronçons d'un réseau est transféré aux autres tronçons via les jonctions.

Tronçons simples et complexes

Il existe deux types de tronçon dans un réseau géométrique :

• Tronçons simples - les tronçons simples permettent aux ressources d'entrer au niveau d'une extrémité du tronçon et de sortir au niveau de l'autre extrémité du tronçon. La ressource ne peut pas être siphonnée ou extraite le long du tronçon simple, elle peut uniquement quitter le tronçon à son extrémité. Exemple de tronçon simple : conduite d'eau secondaire dans un réseau de distribution d'eau. La conduite d'eau secondaire est connectée, à l'une de ses extrémités, à une jonction sur la ligne de distribution principale et à l'autre à une jonction de point de service (un robinet ou une pompe). Une fois que l'eau entre dans la conduite d'eau secondaire, elle la quitte uniquement au niveau du point de service.

  Afin de prendre en charge ce comportement dans le réseau géométrique, les tronçons simples sont toujours connectés à deux jonctions, une à chaque extrémité. Les tronçons simples n'ont pas de connectivité à mi-portée. Si une nouvelle jonction est capturée à mi-portée sur un tronçon simple (établissant ainsi une connectivité), ce tronçon simple est divisé physiquement en deux entités distinctes.

  Un tronçon simple correspond à un élément de tronçon unique du réseau logique.

• Tronçons complexes - les tronçons complexes permettent aux ressources de s'écouler d'une extrémité à l'autre, tout comme des tronçons simples, mais ils permettent également le siphonnement des ressources le long du tronçon sans devoir fractionner physiquement l'entité de tronçon. Exemple de tronçon complexe : conduite d'eau principale dans un réseau de distribution d'eau. La ligne de distribution d'eau principale est un tronçon complexe unique avec plusieurs lignes secondaires raccordées à des jonctions sur la longueur. La conduite d'eau principale n'est pas fractionnée au niveau de la jonction de chaque conduite secondaire à la conduite principale, mais permet le siphonnement de l'eau le long de chaque conduite secondaire.

  Ce comportement est pris en charge avec les tronçons complexes, car ils autorisent la connectivité à mi-portée. Tout comme les tronçons simples, les tronçons complexes sont toujours connectés à deux jonctions au moins en leurs extrémités, mais peuvent également être raccordés à d'autres jonctions sur toute leur longueur. Si une nouvelle jonction est capturée à mi-portée sur un tronçon complexe, ce dernier reste une entité unique. La capture de la jonction entraîne une division logique du tronçon complexe ; par exemple, si celui-ci correspondait à un élément de tronçon du réseau logique avant la connexion de la jonction, il correspond à présent à deux éléments de tronçon.

  Les tronçons complexes correspondent à un ou plusieurs éléments de tronçon du réseau logique.

Jonctions définies par l'utilisateur et orphelines

Il existe deux types de jonction dans un réseau géométrique :

• Jonctions définies par l'utilisateur - jonctions créées en fonction des données source d'un l'utilisateur (classes d'entités ponctuelles) lorsque le réseau géométrique est établi. Les jonctions sont par exemple des points de service, des fusibles, des limnimètres ou des robinets. Les jonctions correspondent à un élément de jonction unique du réseau logique.
• Jonctions orphelines - lors de la création du réseau géométrique, une classe d'entités jonctions simples est créée également, nommée classe d'entités jonctions orphelines. Le nom de la classe d'entités jonctions orphelines est celui du réseau géométrique, auquel est ajouté le suffixe _Junctions. Par exemple, un réseau géométrique nommé Electric_Net est associé à une classe d'entités jonctions orphelines correspondante, nommée Electric_Net_Junctions. Le réseau géométrique utilise la classe d'entités jonctions orphelines pour maintenir l'intégrité du réseau. Lors de la création du réseau géométrique, une jonction orpheline est insérée à l'extrémité de tout tronçon sur lequel une jonction géométriquement coïncidente n'existe pas dans les données source. Vous pouvez supprimer les entités de jonction orphelines du réseau géométrique en les subsumant avec d'autres entités de jonction. Subsumer une jonction orpheline revient à l'incorporer au réseau en la remplaçant par une jonction définie par un utilisateur. Le fonctionnement de la subsomption de jonction avec les jonctions orphelines répond à des règles précises.

  Pour en savoir plus sur la subsomption des jonctions de réseau

  La classe d'entités jonctions orphelines est supprimée lorsque son réseau géométrique est supprimé. Pour cette raison, la structure de la classe d'entités jonctions orphelines ne doit pas être modifiée.

• Connectivité à mi-portée - connexion d'une jonction à mi-portée à un tronçon, permettant ainsi le siphonnement de ressources du tronçon, tout en conservant le tronçon en tant qu'entité unique. Cette fonctionnalité est uniquement prise en charge par les tronçons complexes.

Le réseau logique

Lorsqu'un réseau géométrique est créé, la géodatabase crée également un réseau logique correspondant qui permet de représenter et de modéliser les relations de connectivité existant entre les entités. Le réseau logique est le graphe de connectivité utilisé pour les opérations de recherche de parcours et de flux. L'ensemble de la connectivité entre les tronçons et les jonctions est conservé dans le réseau logique.

Le réseau logique est géré en tant qu'ensemble de tables créées et gérées par la géodatabase. Ces tables contiennent des enregistrements sur la façon dont les entités impliquées dans le réseau géométrique sont connectées les unes aux autres. Le réseau logique permet au réseau géométrique de détecter et de modéliser rapidement les relations de connectivité existant entre les tronçons et les jonctions connectés dans un réseau géométrique durant la mise à jour et l'analyse. Cela permet un parcours du réseau plus rapide et facilite la génération de la connectivité à la volée pendant la mise à jour.

Lorsque les tronçons et les jonctions sont modifiés ou mis à jour dans le réseau géométrique, le réseau logique correspondant est automatiquement mis à jour et géré. Il est inutile de régénérer la connectivité des entités ou d'accéder directement au réseau logique ; il est géré automatiquement par la géodatabase.

Le diagramme suivant montre comment une conduite d'eau principale, représentée par un tronçon complexe unique dans le réseau géométrique, comprend plusieurs éléments dans le réseau logique. Les tables correspondantes de la conduite d'eau principale dans le réseau logique sont créées et gérées par ArcGIS. Lorsque la conduite d'eau principale est mise à jour dans le réseau géométrique, ArcGIS met à jour automatiquement les éléments correspondants dans le réseau logique et la connectivité existant entre les entités du réseau géométrique est conservée.

Sources et cuvettes

Les réseaux permettent souvent de modéliser des systèmes du monde réel pour lesquels le sens du mouvement dans le réseau est bien défini. Par exemple, le flux d'électricité dans un réseau électrique part de la station génératrice du courant pour arriver chez les clients. Dans un réseau de distribution d'eau, le sens de circulation peut être moins bien défini que dans le cas d'un réseau électrique, mais le flux hydraulique peut partir d'une station de pompage pour aboutir chez un client ou provenir du domicile des clients à destination d'une station d'épuration. Les réseaux géométriques sont un exemple de système à flux dirigé où chaque tronçon présente une direction de flux définie, telle qu'un réseau de rivière qui s'écoule vers l'aval à l'intérieur de canaux hydrologiques.

Le sens de circulation dans un réseau est calculé à partir d'un ensemble de sources et de cuvettes. Dans les exemples mentionnés ci-dessus, les flux électrique et hydraulique sont conduits par des sources et des cuvettes. Le flux part de plusieurs sources, par exemple : une station génératrice de courant électrique ou une station de pompage, et se dirige vers des cuvettes telles qu'une station de traitement des eaux (dans le cas d'un réseau d'eaux usées).

Les jonctions des réseaux numériques peuvent agir comme sources ou cuvettes. Lorsque vous créez une classe d'entités jonctions dans un réseau, vous pouvez spécifier les classes de jonctions comprenant des entités jouant le rôle auxiliaire de sources, de cuvettes, ou ni l'un ni l'autre. Si vous précisez la possibilité pour ces entités de représenter des sources ou des cuvettes, un champ nommé AncillaryRole est ajouté à la classe d'entités pour permettre d'enregistrer si l'entité concernée doit jouer le rôle de source, de cuvette ou ni l'un ni l'autre. S'il n'existe pas déjà, un domaine nommé AncillaryRoleDomain est créé et associé aux classes d'entités qui jouent le rôle de sources ou de cuvettes.

Par exemple, un déversement peut être signalé au niveau d'un débouché de votre réseau d'eaux usées et vous souhaitez déterminer toutes les bouches d'égouts situées en amont du déversement pour isoler la source. En définissant le débouché de manière à représenter une cuvette, le flux du réseau est recalculé par le système et tout parcours du réseau est affectée par la modification du sens de circulation provoquée par l'état du débouché, ce qui vous permet de trouver toutes les bouches d'égout en amont.

Pour en savoir plus sur la recherche de parcours dans un réseau

Pondérations du réseau

Un réseau peut être associé à un ensemble de pondérations. Une pondération permet de représenter le coût de parcours d'une entité du réseau. Par exemple, dans un réseau de distribution d'eau, une partie de la pression est perdue tout au long de la transmission ; cette déperdition est principalement due aux frottements à l'intérieur des canalisations.

Les pondérations de réseau sont associées à une ou plusieurs classes d'entités de votre réseau géométrique et stockées dans le réseau logique. Les valeurs de pondération de chaque élément du réseau sont dérivées des attributs des entités correspondantes. Dans l'exemple ci-dessus relatif à une conduite principale de transmission, la valeur de pondération est dérivée de l'attribut de longueur de l'entité.

Un réseau peut être associé à plusieurs poids. Les attributs de chaque classe d'entités du réseau peuvent être associés à certaines, à toutes ou à aucune de ces pondérations. La pondération de chaque entité est déterminée par un attribut de cette entité. Une pondération de réseau ne peut être associée qu'à un seul attribut de la classe d'entités. La pondération peut également être associée à plusieurs classes d'entités. Par exemple, une pondération nommée Diamètre peut être associée à l'attribut Diamètre de la classe d'entités représentant les conduites d'eau principales et également à l'attribut dia_canal de la classe d'entités relative aux conduites d'eau secondaires.

La valeur de pondération de réseau égale à zéro est réservée et attribuée à toutes les jonctions orphelines. Une valeur de pondération de réseau égale à -1 indique que l'entité présente une impédance et ne peut pas participer à la recherche de parcours. De plus, si une pondération n'est pas associée à des attributs d'une classe d'entités, les valeurs de pondération de tous les éléments du réseau correspondant à cette classe d'entités sont égales à zéro.

Activation et désactivation d'entités

Il peut parfois s'avérer nécessaire de bloquer ou de désactiver la capacité de parcours à travers une entité de votre réseau géométrique. Ceci peut se produire dans un réseau électrique pendant une panne d'alimentation, lorsque les lignes aériennes sont endommagées suite à une tempête. Puisque ces lignes à haute tension ne sont plus disponibles, vous ne voulez pas les prendre en considération pendant les opérations de parcours.

Au lieu de supprimer ou de déconnecter l'entité, vous pouvez la désactiver pendant les opérations de recherche de parcours. Une entité désactivée peut servir d'interruption ; lorsqu'une recherche de parcours est lancée sur le réseau, elle s'arrête à toute interruption rencontrée sur ce réseau, y compris les entités de réseau inactives.

Le statut actif ou inactif d'une entité de réseau correspond à une propriété déterminée par un champ nommé Enabled. Le champ Enabled dispose d'un domaine associé, EnabledDomain. Le domaine EnabledDomain (et donc le champ Enabled) présente deux valeurs possibles : vrai ou faux. Lors de la création d'un réseau géométrique à partir de classes d'entités simples, ce champ est automatiquement ajouté aux classes d'entités en entrée et le domaine EnabledDomain est créé (s'il n'existe pas déjà) et associé au champ Enabled. Lorsque vous utilisez ArcCatalog pour créer une classe d'entités de réseau, Enabled est un champ obligatoire pour la classe d'entités.

Lors de l'ajout de nouvelles entités à un réseau, leur activation est sélectionnée par défaut.

Fonctionnement du réseau logique avec les pondérations et les champs d'activation et de rôles auxiliaires

Les valeurs enregistrées dans les champs de pondération du réseau, AncillaryRole et Enabled correspondent au statut de l'entité sur le réseau logique tel qu'il est considéré par l'utilisateur. Lors de l'analyse (par exemple une recherche de parcours et le calcul du sens de circulation) d'une entité de réseau, la valeur de ces champs dans l'entité n'est pas directement référencée pour déterminer le statut d'activation ou de rôle auxiliaire de l'entité concernée ou sa pondération. Au lieu de cela, ces statuts de l'entité sont enregistrés dans le réseau logique, servant à la requête au cours de ces opérations. Ceci est effectué pour des raisons de performances.

Lorsque vous mettez à jour une entité de réseau et modifiez la valeur du champ Enabled, du champ AncillaryRole ou d'un champ de pondération, le statut de l'entité dans les tables de topologie internes change pour rester cohérent par rapport aux valeurs des champs de l'entité concernée.