Упражнение 2. Создание мультимодального набора сетевых данных

Уровень сложности: Начальный Требования к данным: ArcGIS Tutorial Data for Desktop Путь к данным: C:\ArcGIS\ArcTutor\Network Analyst\Tutorial\Exercise02 Задача: Создать мультимодальный набор сетевых данных

Упражнение 1 показывает, как создавать сеть для одиночного режима перемещения; однако путешественники и пассажиры часто используют несколько моделей перемещения, таких как ходьба пешком, передвижение на автомобиле или на поезде. Товар также перемещается в нескольких режимах транспортировки, таких как поезда, суда, грузовой транспорт и авиаперевозка. В этом упражнении вы должны создать мультимодальный набор сетевых данных из нескольких классов пространственных объектов вместе с набором классов объектов.

Примечание:

Данные для этого и других учебных упражнений Network Analyst доступны на сайте ArcGIS.com. После загрузки данных их можно извлечь в любое место. Однако удобнее извлечь их в папку C:\arcgis\ArcTutor, поскольку эта папка указана в упражнениях как местоположение учебных данных по умолчанию.

Запуск мастера создания набора сетевых данных

Шаги:

1. Чтобы запустить ArcCatalog, выберите Пуск (Start) > Все программы (All Programs) > ArcGIS > ArcCatalog 10.1..
2. Активируйте дополнительный модуль ArcGIS Network Analyst.
   1. Щелкните Настройка (Customize) > Дополнительные модули (Extensions).

      Откроется диалоговое окно Дополнительные модули (Extensions).

   2. Отметьте ArcGIS Network Analyst.
   3. Щелкните Закрыть (Close).
3. Если вы еще не подключены к папке мастеров Network Analyst, вам необходимо создать подключение, выполняя следующие шаги.
   1. На панели инструментов Стандартные (Standard) нажмите кнопку Подключиться к папке (Connect To Folder) .

      Откроется диалоговое окно Подключиться к папке (Connect to Folder).

   2. Перейдите к папке с учебными материалами модуля Network Analyst.

      Местоположение по умолчанию для учебных материалов — C:\ArcGIS\ArcTutor\ArcGIS Network Analyst\Tutorial.

   3. Нажмите ОК.

      Ярлык для этой папки будет добавлен в Дерево каталога (Catalog Tree) под заголовком Подключения к папкам (Folders Connection).

4. В дереве каталога (Catalog Tree) разверните узел ...\ArcTutor\Network Analyst\Tutorial > Упражнение02 > Paris.gdb.
5. Щелкните набор классов объектов Транспорт (Transportation).

   Классы пространственных объектов, содержащиеся в нем, перечислены на закладке Содержание (Contents) в ArcCatalog.

6. Щёлкните правой кнопкой набор классов объектов Транспорт (Transportation) и щёлкните на Новый (New) > Набор сетевых данных (Network Dataset).

   Откроется мастер создания Нового набора сетевых данных (New Network Dataset).

Наименование сети и выбор исходных классов пространственных объектов.

Шаги:

1. Введите ParisMultimodal_ND в качестве имени набора сетевых данных.

2. Опция Выберите версию набора сетевых данных (Choose a version for your network dataset) должна быть установлена на последнюю версию.

   Эта опция удобна при размещении набора сетевых данных для доступа пользователей, имеющих более ранние версии системы ArcGIS. Они смогут открыть набор сетевых данных, созданный и размещенный для общего доступа, если будет выбран номер версии, меньший либо равный номеру их версии ArcGIS. Недостатком такого выбора будет то, что в новый набор сетевых данных невозможно будет включить функциональные возможности, появившиеся в новых версиях ArcGIS — элементы управления для добавления этих функций в мастере Новый набор сетевых данных (New Network Dataset) будут неактивны. Если нет необходимости размещать набор сетевых данных для общего доступа, либо если пользователи, которые будут иметь доступ к нему, имеют такие же версии ArcGIS, то оптимальным будет выбор последней версии.

3. Щелкните Далее (Next).

   Отобразится страница мастера для выбора классов пространственных объектов, участвующих в наборе сетевых данных.

4. Щёлкните на Выбрать все (Select All) для выбора всех классов пространственных объектов, чтобы они участвовали в качестве источников в сети.

5. Щелкните Далее (Next).
6. Щелкните Да (Yes) для моделирования поворотов в сети.

   Хотя для данной сети не существуют какие-либо классы объектов поворотов, выбор Да (Yes) позволяет набору сетевых данных поддерживать общие повороты и дает вам возможность добавления объектов поворотов в любой момент после создания сети.

7. Щелкните Далее (Next).

   Отображена страница для настройки связности.

Настройка связности и правила рельефа

Связность в дополнительном модуле Дополнительный модуль ArcGIS Network Analyst начинается с определения групп связности. Все источники ребер определяются относительно одной группы связности. Все источники соединений могут определяться относительно одной или более групп связности. Группа связности может содержать любое количество источников. Подключение сетевых элементов зависит от того, к какой группе связности принадлежит элемент. Например, два ребра, созданные из двух отдельных исходных классов объектов, могут быть соединены, если принадлежат одной группе связности. Если ребра принадлежат различным группам связности, то ребра не будут соединены пока не объединятся соединением, которое участвует в обеих группах связности.

Вы должны создать группы связности, выполняя следующие шаги.

Шаги:

1. Щёлкните Связность (Connectivity), чтобы настроить модель связности для сети.

   Откроется диалоговое окно Связность (Connectivity).

2. Щёлкните один раз стрелку вверх на Столбцы групп (Group Columns), чтобы увеличить число групп связности до 2.

   Столбец для второй группы связности создан в таблице Группы связности (Connectivity Groups).

В данном упражнении группа связности 1 представляет систему метро, а группа 2 – сеть улиц.
3. Щёлкните на строке улицы (Streets) и поставьте отметку под столбцом, обозначенным 2, чтобы переместить источник улиц в группу связности 2.
4. Щёлкните на строке входы_в метро (Metro_Entrances) и поставьте отметку под столбцом, обозначенным 2, чтобы включить исходный класс пространственных объектов в группы 1 и 2.

   Входы в метро являются точками переноса между улицами и пешеходными дорожками, которые ведут к станциям метро.

Каждый объект Metro_Entrances (вход в метро) совпадает с вершиной класса объекта «Улицы». Однако класс объектов «Улицы» имеет правило связности конечных точек. Так как входы в метро должны быть связаны с улицами по совпадающим вершинам, вы должны установить настройку для Metro_Entrances с возможностью замещения по умолчанию связности конечных точек улиц.

5. Измените Правила связности (Connectivity Policy) для строки входы_в метро (Metro_Entrances) со значения Предпочтение (Honor) на Замещение (Override).

6. Щелкните OK для возврата в мастер Новый набор сетевых данных (New Network Dataset).
7. Щелкните Далее (Next).

Настройки рельефа в наборе сетевых данных способствуют дальнейшему определению связности сети. Покажем это на примере. Допустим, два ребра имеют конечные точки, совпадающие по координатам X, Y, но с различными высотами (одна конечная точка расположена выше другой). Более того, предположим, что политика связности установлена для Конечных точек (Endpoint). Если высоты точек роли не играют, то ребра имеют соединение. С другой стороны, если высоты принимаются в расчет, то они не будут иметь соединения.

Есть два способа моделирования рельефа: с применением истинных значений высот геометрии или с применением логических значений высот в полях высот.

8. Для этого набора данных не имеется данных рельефа, поэтому щелкните Нет (None).

9. Щелкните Далее (Next).

   Мастер отображает атрибуты набора сетевых данных.

Удаление атрибута

Сетевые атрибуты — это свойства сети, описывающие навигацию в ней. Типичными примерами являются атрибуты стоимости, играющие роль импедансов в сети, и атрибуты ограничения, запрещающие проход в обоих направлениях или в одном направлении (например, в случае дорог с односторонним движением).

Программа Network Analyst анализирует исходные классы пространственных объектов на предмет наличия в них стандартных полей, таких как Meters (Метры), Minutes (Минуты) (FT_Minutes и TF_Minutes в зависимости от направления) или Oneway (Односторонняя дорога). Если такие поля будут обнаружены, будут автоматически созданы соответствующие сетевые атрибуты, связанные с этими полями. (Результаты этого процесса можно увидеть, щелкнув Оценки (Evaluators).)

Network Analyst автоматически настраивает пять атрибутов для данных об улицах Парижа: Hierarchy, Meters, Minutes, Oneway и Road Class.

Несмотря на то, что вы можете оставить атрибут иерархии в сетевом наборе данных, следующие шаги показывают, как можно удалить сетевой атрибут на примере атрибута Hierarchy.

Шаги:

1. Нажмите Hierarchy.
2. Щелкните Удалить (Remove).

   Теперь в сети осталось четыре атрибута.

Проверка и создание атрибутов сети

Целью данного набора сетевых данных является моделирование времени передвижения пешком и на автомобиле. Это позволит выбрать одно из двух значений по затрате времени при выполнении анализов в сети. Например, вы можете ответить на вопрос, какой маршрут от точки A до точки B является самым быстрым для пешехода, идущего пешком по улицам и передвигающегося на метро, или какой маршрут является самым быстрым для человека, передвигающегося на автомобиле. Для выполнения этого действия необходимо настроить атрибуты для двух значений стоимости времени: PedestrianTime (время пешехода) и DriveTime (время водителя).

Шаги:

Атрибут Minutes, который Network Analyst автоматически определил в исходных данных, представляет время поездки на автомобиле, поэтому вы можете изменить его название на более ясное.

1. Выберите строку минуты (Minutes) , щёлкните Переименовать (Rename), введите время передвижения на автомобиле (DriveTime) и нажмите ВВОД.

Далее вы должны создать атрибут PedestrianTime (время пешехода).
2. Щелкните Добавить (Add).

   Откроется диалоговое окно Добавление нового атрибута (Add New Attribute).

3. Введите PedestrianTime в текстовое поле Имя (Name).
4. Установите Используемый тип (Usage Type) для Стоимость (Cost).
5. Измените Единицы измерения (Units) на Минуты (Minutes).
6. Установите Тип данных (Data Type) на Число двойной точности (Double).

7. Нажмите ОК.

   Диалоговое окно Добавить новый атрибут (Add New Attribute) закроется, и после этого время пешехода (PedestrianTime) добавляется в список атрибутов.

Три атрибута стоимости – Meters (метры), DriveTime (время водителя), и PedestrianTime (время пешехода) – отмечаются желтыми символами, которые предупреждают вас о потенциальных проблемах с функциями оценки, которые определяют, как должны вычисляться значения атрибутов сети.

В следующих трех разделах вы будете настраивать оценки.

Настройка оценки метров

В данном разделе и следующих разделах вы будете настраивать различные оценки. Оценочная функция Число метров (Meters) вычисляет стоимость дистанции для ребер сети; таким образом определяется длина ребра.

Шаги:

1. Щёлкните на Метры (Meters) и щёлкните на Оценочные функции (Evaluators).

   Откроется диалоговое окно Оценки(Evaluators). Здесь вы можете просматривать или редактировать тип оценки и его значение для каждого источника в сети. Вы можете видеть, что источники соединений и поворотов всегда имеют одну связанную оценочную функцию, но источники ребер имеют две: по одной на каждое направление движения (направления «от-до» и «до-от»).

Network Analyst обследует все исходные классы объектов и пытается автоматически назначить блоки оценки атрибуту Meters. В случае, когда он обнаруживает, что объекты Metro_Lines (линии метро) и Streets (улицы) имели поле с названием Meters (метры), он настраивает оценки, принимая значения из их поля. Те же значения длины назначаются направлениям «от-до» и «до-от» источникам ребер.

Network Analyst не удалось найти поля расстояний в источниках Transfer_Stations и Transfer_Street_Station. Поэтому появляется предупреждающий символ для индикации потенциальной проблемы.

2. Удерживая клавишу SHIFT, щёлкните на строке Transfer_Stations От-до (From-To) и затем щёлкните на сроке Transfer_Street_Station До-от (To-From).

   Будут выбраны четыре строки с предупреждающими символами.

3. Щёлкните правой кнопкой на любой из выбранных строк и на поле Тип (Type) > .

   Предупреждающие символы изменяются на красные символы ошибок, которые указывают на неполное присвоение значений оценкам полей.

4. Не снимая выбор с четырех строк, щёлкните правой кнопкой на одной из них и щёлкните на Значение (Value) > SHAPE_LENGTH.

   Это присваивает значения из поля SHAPE_LENGTH в выбранных исходных классах пространственных объектов для атрибута Метры (Meters) для их связанных элементов ребер сети.

5. Нажмите кнопку Применить (Apply).

   Атрибут сети Meters настроен для получения значения длины. Для элементов сети, созданных из источников Metro_Lines, Streets, Transfer_Stations и Transfer_Street_Station, значения атрибутов берутся соответственно из их полей Meters, METERS, Shape_Length и SHAPE_LENGTH.

Настройка оценочной функции DriveTime (передвижение на автомобиле) и Oneway (одностороннее движение)

Так как автомобили перемещаются только по улицам, оценки для различных источников должны быть настроены соответственно.

Шаги:

1. В раскрывающемся списке Атрибут (Attribute) выберите DriveTime.

   Значения DriveTime для источника Улицы были автоматически установлены Network Analyst. Тем не мене, другие источники ребер помечены предупреждающими символами, поскольку их значения не были установлены. Данные источники необходимо отметить как ограниченные. Кроме того, станции метро должны быть ограничены так, чтобы в их области было предотвращено размещение новых объектов сетевого анализа.

2. Убедитесь, что выбраны все строки с предупреждающими символами (Metro_Lines, Transfer_Stations и Transfer_Street_Station).

   Если они не выбраны, выберите их, щёлкнув мышью на одной из строк, и, удерживая одновременно клавишу CTRL, щелчком мыши выберите остальные строки.

3. Удерживайте клавишу CTRL и щёлкните на Metro_Stations, чтобы выбрать эту строку.
4. Щёлкните правой кнопкой на любой из выбранных строк и щёлкните на константе Тип (Type) > .

   Те же строки остаются выбранными, а их тип оценки изменяется на Константу (Constant).

5. Повторно щёлкните правой кнопкой на одну из выбранных строк, но в этот раз щёлкните на Значение (Value) > Свойства (Properties).

   Появится окно ввода Значение константы (Constant Value).

6. Введите -1 и щёлкните на ВВОД.

   Значения для всех выбранных строк изменяются на -1. Network Analyst считает все элементы со значением стоимости -1 как ограниченные. Всякий раз, когда атрибут DriveTime используется в качестве импеданса в сетевых анализах, эти источники не проходимы.

7. Нажмите кнопку Применить (Apply).
Атрибут Oneway слабо связан с атрибутом DriveTime, потому что тот моделирует ограничения одностороннего движения, которым обязаны следовать водители. Позже, при проведении анализа с использованием DriveTime в качестве стоимости, вы должны включить ограничение Oneway, чтобы таким образом при формировании маршрутов принимались во внимание улицы с односторонним движением. С другой стороны, при моделировании движения пешехода вы не должны использовать ограничение Oneway, поскольку пешеходы могут ходить в любом направлении.
8. В раскрывающемся списке Атрибут (Attribute) вверху диалогового окна Оценки (Evaluators) выберите Одностороннее (Oneway).

   Рамка Значения атрибутов (Attribute Values) отображает оценки для атрибута сети Oneway, который автоматически присвоил значения для источника Streets.

   Для источников, связанных с системой метро, не должны устанавливаться ограничения по одностороннему движению.

9. Щёлкните на одной из строк списка Улицы (Streets) и щёлкните на кнопке Свойства оценки (Evaluator Properties) .

   Вы можете видеть выражение, использованное для определения, является ли улица односторонней.

10. Щёлкните на Отмена (Cancel) для возврата в диалоговое окно Оценки (Evaluators).

Настройка оценки PedestrianTime (времени пешехода)

Сетевой атрибут PedestrianTime указывает время в сети, которое пешеход затрачивает в пути. На данном этапе необходимо назначить соответствующее время передвижения для пешехода, который может ехать на метро или идти по улицам.

Шаги:

1. В раскрывающемся списке Атрибут (Attribute) вверху диалогового окна Оценки (Evaluators) выберите PedestrianTime.

   Для следующих источников уже должны быть выбраны строки: Metro_Lines, Transfer_Stations и Transfer_Street_Station.

2. Щёлкните правой кнопкой на одной из выбранных строк и на поле Тип (Type) > .
3. Повторно щёлкните правой кнопкой на одной из выбранных строк, но в этот раз щёлкните на Значение (Value) > TRANSITTIM.

   Поля TRANSITTIM содержат значения затрат времени пешехода для использования транспортной системы. Для улиц также необходимы значения времени пешехода, но их вычисление производится отдельно.

4. Щёлкните на строке Streets От-до (From-To) для ее выбора. Удерживайте клавишу CTRL и щёлкните на строке Streets До-от (To-From) для выбора обеих строк.
5. Щёлкните правой кнопкой на одной из выбранных строк и щёлкните на Значение (Value) > > Свойства (Properties).

   Откроется диалоговое окно Оценки полей (Field Evaluators).

Для источника Streets значение PedestrianTime является временем передвижения пешком. Предположим, скорость передвижения пешехода составляет 3 км/ч, время пути в минутах будет [Meters] * 60 / 3000, где [Meters] является атрибутом, содержащим длину ребра в метрах.
6. Дважды щёлкните на поле METERS, чтобы переместить его в текстовое поле Значение (Value)=, и завершите ввод выражения в виде [METERS] * 60 / 3000 в диалоговом окне Оценки полей (Field Evaluators), как показано ниже.
7. Щёлкните на кнопке Проверить (Verify), чтобы убедиться, что выражение является правильным, и исправьте его при необходимости.

8. Щёлкните на OK для возврата в диалоговое окно Оценки (Evaluators).

9. Щелкните OK для возврата в мастер Новый набор сетевых данных (New Network Dataset).
10. Щелкните Далее (Next).

Настройка направлений

После вычисления маршрутов в вашем наборе сетевых данных существует возможность создания направления движения для сопровождения результатов. Набор сетевых данных должен иметь по крайней мере один источник ребер с текстовым атрибутом (для информации о названии улицы) и атрибутом расстояния для определения того, как далеко потребуется следующий маневр.

Шаги:

1. Для настройки путевого листа щелкните Да (Yes).
2. Щёлкните на Направления (Directions).

   Откроется диалоговое окно Свойства путевого листа сети (Network Direction Properties).

Теперь следует задать поля для составления путевого листа, входящего в число результатов сетевого анализа.

3. На закладке Общие (General) в раскрывающемся списке Источник (Source) выберите Streets.

4. В списке Поля названий улиц (Street Name Fields) щёлкните на Первичный (Primary) для выбора.
5. Щёлкните на столбце Имя (Name) и выберите FULL NAME.

6. Щелкните OK для возврата в мастер Новый набор сетевых данных (New Network Dataset).
7. Нажмите Далее (Next).

   Будет отображена для просмотра итоговая информация обо всех настройках.

Создание и построение набора сетевых данных

После установки желаемых значений для функционирования набора сетевых данных вам необходимо создать и построить набор. Процесс создания быстр и обычно создает контейнер для логической сети.

Шаги:

1. Щелкните Готово (Finish).

   Появится индикатор процесса, позволяющий следить за процессом создания набора сетевых данных в модуле Network Analyst.

После создания сети система выдаст запрос на её построение. В процессе построения определяются связанные элементы сети и заполняются атрибуты набора сетевых данных. Построение сети необходимо перед выполнением любых операций сетевого анализа.

2. Щелкните Да (Yes).

   Появится индикатор процесса построения набора сетевых данных (Build Network Dataset); по окончании процесса построения он исчезнет.

   Новый набор сетевых данных, ParisMultimodal_ND, добавлен в каталог ArcCatalog вместе с классом пространственных объектов системных узлов ParisMultimodal_ND_Junctions.

3. Предварительный просмотр набора сетевых данных можно провести, щелкнув имя набора, затем щелкнув закладку Просмотр (Preview).
4. Закройте ArcCatalog.