ArcGIS Help 10.1 - Упражнение 12: Выполнение сетевого анализа с использованием атрибутов ограничения

Уровень сложности: Средний Требования к данным: ArcGIS Tutorial Data for Desktop Путь к данным: C:\ArcGIS\ArcTutor\ArcGIS Network Analyst\Tutorial Задача: Изучить настройку атрибутов ограничения и проведение с ними сетевого анализа для запрета, избегания или предпочтения отдельных элементов сети.

В этом упражнении мы произведем расчет простого маршрута при помощи атрибутов ограничения с различными значениями параметра Использование ограничений (Restriction Usage); наш маршрут будет, по возможности, пролегать по дорогам, выделенным для движения грузовиков, и обходить (избегать) платные дороги.

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.

Добавление элементов управления Network Analyst в ArcMap

Шаги:

Если файл Exercise12.mxd уже открыт в ArcMap, переходите к шагу 6.
Чтобы запустить ArcMap, выберите Пуск > Все программы > ArcGIS > ArcMap 10.1.
В диалоговом окне ArcMap - Начало работы (ArcMap - Getting Started), щелкните Существующие карты (Existing Maps) > Найти... (Browse for more).

Появится диалоговое окно Открыть документ ArcMap (Open ArcMap Document).
Перейдите к папке C:\ArcGIS\ArcTutor\ArcGIS Network Analyst\Tutorial.

Это местоположение по умолчанию для установки учебных материалов.
Дважды щелкните файл Exercise12.mxd.
Документ карты откроется в ArcMap.
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).

Если панель инструментов Network Analyst еще не отображается, необходимо ее добавить.

Щелкните Настройка (Customize) > Панели инструментов (Toolbars) > Network Analyst.

Панель инструментов Network Analyst будет добавлена в ArcMap.

Если окно Network Analyst еще не отображается, необходимо его добавить.

На панели инструментов Network Analyst щелкните на кнопке Окно Network Analyst (Network Analyst window) .
Окно Network Analyst можно закреплять и откреплять.

Просмотр параметра Использование ограничений (Restriction Usage) в свойствах набора сетевых данных.

На этой карте показана сеть дорог города Сан-Диего и его окрестностей. На юго-востоке карты отмечена фиолетовым цветом платная автострада. Дороги, выделенные для проезда грузовиков, обозначаются белыми ромбами вдоль белых линейных объектов.

Набор сетевых данных, отображенный сейчас на карте, имеет множество атрибутов ограничения, которые могут использоваться для прокладки маршрута в соответствии с какими-либо предпочтениями и требованиями. В этой части упражнения вы узнаете о способах настройки атрибута ограничения и о его параметре по умолчанию – Использование ограничения (Restriction Usage).

Шаги:

Нажмите кнопку Каталог (Catalog) на панели инструментов Стандартные (Standard).
Откроется окно Каталог (Catalog).
Перейдите к папке C:\ArcGIS\ArcTutor\ArcGIS Network Analyst\Tutorial.

Это местоположение по умолчанию для установки учебных материалов.
Дважды щелкните SanDiego.gdb > Транспорт (Transportation) > Streets_ND.
Откроется диалоговое окно Свойства набора сетевых данных (Network Dataset Properties).
Щелкните закладку Атрибуты (Attributes).
В списке приведены сетевые атрибуты, большая часть которых является атрибутами ограничения. Атрибут ограничения представляет собой предпочтение или требование при прокладке маршрута; например, атрибут Избегать неасфальтированных дорог (Avoid Unpaved Roads) позволяет избегать при прокладке маршрута гравийных, грунтовых и иных дорог без асфальтового покрытия. Ограничение по высоте (Height Restriction) позволяет прокладывать маршрут в обход всех объектов с пролетами, меньшими, чем высота транспортного средства. Если транспортное средство перевозит коррозионные вещества, применение ограничения Опасные вещества: запрет коррозионных грузов (HazMat: Corrosive Goods Restricted) предотвратит перевозку таких материалов по тем дорогам, по которым это запрещено.
При создании атрибута ограничения к нему автоматически добавляется параметр с именем Использование ограничения (Restriction Usage). На следующих шагах этот параметр будет внимательно рассмотрен.
Щелкните Добавить (Add).
Откроется диалоговое окно Добавление нового атрибута (Add New Attribute).
Выберите Ограничение (Restriction) в ниспадающем списке Тип применения (Usage Type).
Будет активировано свойство Использование ограничения (Restriction Usage).
Щелкните ниспадающий список Использование ограничения (Restriction Usage), и вы увидите возможные варианты.
Это свойство задает значение по умолчанию для параметра Использование ограничения, и, таким образом, создаваемый атрибут ограничения будет иметь характеристики по умолчанию. Это значение указывает, будут ли элементы с данным ограничением запрещены при прокладке маршрута, предпочтительны или нежелательны; кроме того, оно указывает степень их предпочтительности или нежелательности.
Далее в этом упражнении атрибут ограничения будет использоваться для обхода платных дорог. Для ограничения Избегать платных дорог (Avoid Toll Roads) значение параметра Использование ограничения (Restriction Usage) по умолчанию равно Избегать: средняя степень (Avoid: Medium). Это означает, что, при использовании данного ограничения в решении, маршрут будет проложен, если это возможно, в обход платных дорог. Избегать: средняя степень (Avoid: Medium) также указывает степень важности – избегание платных дорог в сетевом анализе имеет средний приоритет. При выборе Избегать: низкая степень (Avoid: Low) обход платных дорог будет менее важен; а при выборе Избегать: высокая степень (Avoid: High) – более важен, при этом в расчете будет приемлемо прокладывать более длинные маршруты в обход платных дорог. При выборе Запрещено (Prohibited) проезд по платным дорогам будет полностью запрещен, и ни одна часть маршрута не сможет быть проложена по платной дороге.
Следует помнить, что в некоторых случаях целью анализа является прокладка маршрута в обход платных дорог, а в других случаях проезд по платным дорогам может быть предпочтителен, поскольку время, потраченное на движение, более ценно, чем деньги, уплаченные за проезд. В последнем случае следует выбрать значения Предпочитать: низкая степень (Prefer: Low), Предпочитать: средняя степень (Prefer: Medium) или Предпочитать: высокая степень (Prefer: High). Чем выше степень, тем длиннее может стать маршрут при расчете, чтобы пройти по элементам с данным ограничением.
Поскольку точки зрения и требования к маршрутам различны, в дополнительном модуле Дополнительный модуль ArcGIS Network Analyst к атрибутам ограничения по умолчанию добавляется параметр Использование ограничения (Restriction Usage). Задав этот параметр, можно выбрать реакцию механизма расчета на данное ограничение перед каждым расчетом.
Щелкните Отмена (Cancel).
Диалоговое окно Добавить новый атрибут (Add New Attribute) закроется.

Значение параметра Использование ограничения (Restriction Usage), установленное по умолчанию, можно сменить в любое время. Для этого выполните следующие действия.

Щелкните Избегать платных дорог (Avoid Toll Roads).
Щелкните Параметры (Parameters)
Откроется диалоговое окно Избегать платных дорог: параметры (Avoid Toll Roads Parameters). Обратите внимание, что значение по умолчанию – Избегать: средняя степень (Avoid: Medium). Смена значения по умолчанию производится щелчком этого значения и выбором другого; но сейчас оставьте это значение как есть.
Щелкните Отмена (Cancel).
Диалоговое окно Избегать платных дорог: параметры (Avoid Toll Roads Parameters) будет закрыто.
Щелкните Отмена (Cancel).
Диалоговое окно Свойства набора сетевых данных (Network Dataset Properties) закроется.

Просмотр параметра Использование ограничений (Restriction Usage) в свойствах слоя сетевого анализа.

В этой части упражнения будут кратко рассмотрены места, в которых возможен просмотр и смена настроек атрибутов ограничений в слое сетевого анализа.

Шаги:

Щёлкните на пункте Network Analyst на панели инструментов Network Analyst и щёлкните на Новый маршрут (New Route).
В документ будет добавлен слой анализа маршрута, в окнах Сетевой анализ (ArcGIS Network Analyst) и Таблица содержания (Table Of Contents).
Нажмите кнопку Свойства слоя анализа (Analysis Layer Properties) в окне Network Analyst.

Откроется диалоговое окно Свойства слоя (Layer Properties).
Перейдите на закладку Настройки анализа (Analysis Settings).
На этой закладке в рамке Ограничения (Restrictions) перечислены все доступные ограничения. Поскольку слой сетевого анализа был создан на том же наборе сетевых данных, с которым мы работали в прошлой части упражнения, в списке перечислены те же атрибуты ограничения. Обратите внимание, что отметкаИзбегать платных дорог (Avoid Toll Roads) снята, поскольку по умолчанию этот атрибут не используется.
Перейдите на закладку Параметры атрибутов (Attribute Parameters).
Здесь перечислены все сетевые атрибуты, имеющие параметры. Так как атрибуты ограничения имеют по умолчанию параметр Использование ограничения (Restriction Usage), все они также входят в список.
Другие значения параметров для текущего слоя анализа могут быть выбраны в столбце Значение (Value).
Щелкните Отмена (Cancel).
Диалоговое окно Свойства слоя (Layer Properties) закрывается.

Решение анализа маршрута

В этой части мы загрузим в анализ остановки и произведем расчет, используя настройки анализа по умолчанию.

Шаги:

В окне ArcGIS Network Analyst щелкните правой кнопкой Остановки (Stops) (0) и выберите команду Загрузить положения (Load Locations).

Откроется диалоговое окно Загрузка расположений (Load Locations).
Выберите Остановки (Stops) в ниспадающем списке Загрузить из (Load From).
Нажмите ОК.

Загружено пять остановок. Заказы видно на карте и в окне Network Analyst.
Щёлкните на кнопке Расчет (Solve) на панели инструментов Network Analyst.
На карте показан наилучший маршрут, проложенный по заранее определенной последовательности. Обратите внимание, что третья остановка располагается на платной дороге, поэтому маршрут проходит по платной дороге.

Запрет платных дорог

Далее, проведем расчет того же анализа маршрута, но укажем, что в маршруте запрещено использовать платные дороги.

Шаги:

Нажмите кнопку Свойства слоя анализа (Analysis Layer Properties) в окне Network Analyst.

Откроется диалоговое окно Свойства слоя (Layer Properties).
Перейдите на закладку Настройки анализа (Analysis Settings).
В рамке Ограничения (Restrictions) отметьте Избегать платных дорог (Avoid Toll Roads).
Перейдите на закладку Параметры атрибутов (Attribute Parameters).
Найдите атрибут Избегать платных дорог (Avoid Toll Roads) и смените значение его параметра с Избегать: средняя степень (Avoid: Medium) на Запрещено (Prohibited).
Нажмите ОК.
Щёлкните на кнопке Расчет (Solve) на панели инструментов Network Analyst.
Откроется диалоговое окно Сообщения ArcGIS Network Analyst (ArcGIS Network Analyst Messages) с предупреждением о том, что остановка на платной дороге не может быть достигнута.
В этом недостаток полного запрета элементов сети: маршрут не сможет достигнуть сетевых положений на этих элементах. Как будет показано в следующей части упражнения, если избегать проезда по платным дорогам, а не запрещать его полностью, то маршрут, проходящий в основном в обход элементов с ограничениями, сможет все же достигнуть положений сети, расположенных на этих элементах.
Щелкните Закрыть (Close).
Диалоговое окно Сообщения ArcGIS Network Analyst (ArcGIS Network Analyst Messages) будет закрыто.
На карте показано, что маршрут полностью обходит платную дорогу, не посещая третью остановку.

Избегание платных дорог

Далее, проведем расчет того же анализа маршрута, но укажем, что платные дороги всего лишь нежелательны в маршруте (следует их избегать).

Шаги:

Нажмите кнопку Свойства слоя анализа (Analysis Layer Properties) в окне Network Analyst.

Откроется диалоговое окно Свойства слоя (Layer Properties).
Перейдите на закладку Параметры атрибутов (Attribute Parameters).
Найдите атрибут Избегать платных дорог (Avoid Toll Roads) и смените значение его параметра с Запрещено (Prohibited) на Избегать: средняя степень (Avoid: Medium).
Нажмите ОК.
Щёлкните на кнопке Расчет (Solve) на панели инструментов Network Analyst.
Откроется диалоговое окно Сообщения ArcGIS Network Analyst (ArcGIS Network Analyst Messages) с предупреждением о том, что на дороге с ограничением расположена остановка, поэтому полученный маршрут все равно пролегает по платной дороге, даже с условием, что их следует избегать.
Щелкните Закрыть (Close).
Диалоговое окно Сообщения ArcGIS Network Analyst (ArcGIS Network Analyst Messages) будет закрыто.
На карте показано, что маршрут обходит южную часть платной дороги, но пролегает по этой дороге, чтобы пройти через остановку 3 и затем 4. Маршрут мог бы в меньшей степени проходить по платной дороге между остановками 3 и 4, но в алгоритме Network Analyst было решено, что обход будет слишком длинным для данного значения параметра Использование ограничения – Избегать: средняя степень (Avoid: Medium).
На следующем этапе мы повысим степень нежелательности платных дорог и оценим результаты.
Нажмите кнопку Свойства слоя анализа (Analysis Layer Properties) в окне Network Analyst.
Перейдите на закладку Параметры атрибутов (Attribute Parameters).
Найдите атрибут Избегать платных дорог (Avoid Toll Roads) и смените значение его параметра на Избегать: высокая степень (Avoid: High).
Нажмите ОК.
Щёлкните на кнопке Расчет (Solve) на панели инструментов Network Analyst.
Откроется диалоговое окно Сообщения ArcGIS Network Analyst (ArcGIS Network Analyst Messages) с таким же предупреждением, как и в прошлый раз.
Щелкните Закрыть (Close).
Диалоговое окно Сообщения ArcGIS Network Analyst (ArcGIS Network Analyst Messages) будет закрыто.
На карте видно, что маршрут заходит на платную дорогу для того, чтобы пройти через остановку 3, а после неё сразу же уходит с дороги.
Подсказка:
Для того, чтобы быстро сравнить результаты двух последующих операций решений, воспользуйтесь кнопкой Отменить (Undo) и кнопкой Повторить (Redo) .

В этом разделе вы увидели, что маршруты не пролегают по дорогам с запрещающими ограничениями даже в случае, если на такой дороге расположена остановка маршрута. При выборе избегающего ограничения такая остановка может быть достигнута, алгоритм Network Analyst будет пытаться обойти дороги с ограничением в той степени, в какой это указано параметром ограничения (Избегать: низкая степень (Avoid: Low), Избегать: средняя степень (Avoid: Medium) или Избегать: высокая степень (Avoid: High).

Предпочтение дорог, выделенных для движения грузовиков

В этой части упражнения мы продолжим работу с тем же слоем анализа маршрута и так же будем избегать платных дорог, однако теперь мы будем искать наилучший маршрут для грузовика, а не для легкового автомобиля. Мы будем использовать атрибут ограничения, указав, что при прокладке маршрута предпочтительнее дороги, выделенные для движения грузовиков.

Шаги:

Нажмите кнопку Свойства слоя анализа (Analysis Layer Properties) в окне Network Analyst.

Откроется диалоговое окно Свойства слоя (Layer Properties).
Перейдите на закладку Настройки анализа (Analysis Settings).
В рамке Ограничения (Restrictions) снимите отметку Проезд на автомобиле (Driving an Automobile).
Поставьте отметку Проезд на грузовике (Driving a Truck).
Этот атрибут ограничения характеризует дороги, по которым запрещен проезд грузовиков. Значение параметра Использование ограничения (Restriction Usage) для этого атрибута по умолчанию – Запрещено (Prohibited). Мы не будем менять это значение.
Установите отметку Государственные выделенные маршруты для грузовиков (National STAA Preferred Route).
Этот атрибут ограничения характеризует дороги, которые выделены для проезда грузовиков на федеральном уровне. Так обозначаются дороги, которые благоприятны для движения грузовиков и удовлетворяют минимальным стандартам высоты пролета и ограничения массы. Придерживаясь, насколько это возможно, специально выделенных дорог, водители грузовиков могут избежать многих потенциальных проблем.
Дороги такого типа обозначены на карте белыми линиями и ромбовидными символами штриховки.
Будьте внимательны, не следует путать этот атрибут ограничения с атрибутом Государственные и местные выделенные маршруты для грузовиков (National STAA and Locally Preferred Routes). В последнем атрибуте ограничения включены также дороги, которые могут не удовлетворять федеральным стандартам.
Перейдите на закладку Параметры атрибутов (Attribute Parameters).
Найдите атрибут Государственные выделенные дороги для грузовиков (National STAA Preferred Route), его значение по умолчанию – Предпочитать: средняя степень (Prefer: Medium).
Нажмите ОК.
Щёлкните на кнопке Расчет (Solve) на панели инструментов Network Analyst.
Маршрут останется тем же. Большая часть маршрута уже пролегала по дорогам, выделенным для движения грузовиков на государственном уровне (national STAA roads).
Нажмите кнопку Свойства слоя анализа (Analysis Layer Properties) в окне Network Analyst.

Откроется диалоговое окно Свойства слоя (Layer Properties).
Перейдите на закладку Параметры атрибутов (Attribute Parameters).
Найдите атрибут Государственные выделенные дороги для грузовиков (National STAA Preferred Route) и смените его значение на Предпочитать: высокая степень (Prefer: High).
Нажмите ОК.
Щёлкните на кнопке Расчет (Solve) на панели инструментов Network Analyst.
Длина маршрута в целом увеличилась, но зато время, затрачиваемое на проезд по дорогам, не предназначенным для грузовиков, стало меньше.

В этом упражнении вы увидели, что атрибуты ограничения позволяют моделировать предпочтения и требования к проходу по сети. Расчет анализа с использованием различных атрибутов ограничения и значений параметра Использование ограничения (Restriction Usage) может привести к различным результатам.

В этом упражнении работа с ограничениями для простоты показана на примере слоя анализа маршрута, но те же функциональные возможности доступны также и для других слоев сетевого анализа.

9/11/2013