Понятие связности

При создании набора сетевых данных можно определить элементы ребра и соединения, которые будут созданы из исходных объектов. Правильное формирование ребер и соединений имеет большое значение для получения точных результатов сетевого анализа.

Связность в наборе сетевых данных основана на геометрическом совпадении конечных точек линий, вершин линий и точек, а также применении правил связности, установленных в качестве свойств набора сетевых данных.

Группы связности

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.

Группы связности используются для моделирования мультимодальных транспортных систем. Всем группам связности выбираются сетевые источники, соединенные между собой. В примере мультимодальной системы метро и автодорог, приведенном ниже, линиям метро и входам в метро назначена одна группа связности. Обратите внимание, что Metro_Entrance находится также в одной группе связности с улицами. Формируется связь между двумя группами связности. Любой путь между группами может быть преодолен через общий вход в метро. Например, механизм расчета Маршрут может определить, что лучший маршрут между двумя положениями в городе для пешехода – пройти по улице до входа в метро, сесть в вагон, пересесть на промежуточной станции на другой поезд и выйти из другого входа в метро. Группы связности различают две сети, а затем соединяют их в общих соединениях (входы в метро).

Соединение ребер в группе связности

Ребра в одной группе связности могут быть соединены двумя способами, которые установлены политикой соединения на источнике ребер.

• При установке связности конечных точек линейные объекты становятся ребрами, соединенными только в совпадающих конечных точках.
  В этом случае линейный объект l1 становится элементом ребра e1, а линейный объект l2 становится элементом ребра e2. Поэтому, для одного линейного объекта с такой политикой связности будет создан один элемент ребра. Построение сетей со связностью конечных точек является одним из способов моделирования пересекающихся объектов, таких как мосты. Для моделирования в этом случае два источника, мосты и улицы помещаются в одну группы связности (1). Источнику улиц присваивается любая связность вершин, чтобы объекты улиц могли соединяться с другими объектами улиц в совпадающих вершинах. Источнику мостов присваивается связность конечных точек. Это означает, что мосты соединяются с другими объектами ребер только в их конечных точках. Следовательно, любая улица, проходящая под мостом, не будет с ним соединена. Мост соединит другие улицы в их конечных точках.
  При наличии только одного источника в сети, который будет использован для моделирования эстакад (мостов) и путепроводов (туннелей), необходимо рассмотреть возможность использования полей высоты на плоскостных данных. Более подробную информацию см. в разделе «Поля высоты», приведенном ниже.
  Примечание:

  При работе с линейными объектами, состоящими из нескольких частей, имейте в виду, что Network Analyst обрабатывает вершины на концах каждой части как конечные точки, а не как вершины.

• При установке любой связности вершин линейные объекты разделяются на несколько ребер в совпадающих вершинах. Настройка такой политики необходима, если данные улиц структурированы таким образом, что улицы пересекаются с другими улицами в вершинах.
  В данном случае две полилинии, пересекающиеся в общем расположении вершин, разделяются на четыре ребра с соединением в вершине. Ребра e1 и e3 определяются с помощью классов исходных объектов и идентификатора линейного объекта l1. Ребра e1 и e3 определяются с помощью классов исходных объектов и идентификатора линейного объекта l1. Соединение j3 будет вновь созданным соединением системы. Соединения j1, j2, j4, и j5 будут или системными соединениями, или соединениями от совпадающих точек классов исходных объектов.

Внимание:

Не все пересекающиеся линейные объекты могут создавать связанные ребра. При отсутствии общих совпадающих конечных точек или вершин политика связности не создаст соединения в точке пересечения. Сначала должны быть удалены данные улиц для набора сетевых данных, таким образом, чтобы существовали либо вершины, либо конечные точки во всех определенных соединениях.

Если необходимо удалить данные улицы, используйте или инструмент геообработки, например, Интегрировать (Integrate) для разбиения пересекающихся линий, или установку топологии на эти классы объектов и отредактируйте объекты улиц во время применения правил топологии, которые обеспечивают разделение объектов на пересечениях.

Соединение ребер посредством соединений по группам связности

Ребра в различных группах связности могут быть соединены только посредством соединений общих для обеих групп связности.

В примере мультимодальной системы, объединяющей сеть автобусов и сеть улиц, автобусная остановка добавлена из точечного источника и принадлежит обеим группам связности. Затем положение точки автобусной остановки должно пространственно совмещаться с автобусными линиями и линиями улиц, к которым оно присоединяется. После добавления положения точки автобусной остановки успех соединения зависит от политики связности соединений. Как и для ребер, соединения соединяются с ребрами в конечных точках или вершинах, в зависимости от политики связности источника целевых ребер. Но бывают ситуации, при которых требуется заместить такое поведение.

Например, автобусная линия, к которой подключается автобусная остановка, имеет политику связности конечных точек, но, зачастую, необходимо переместить автобусную остановку на промежуточную вершину. Для этого необходимо установить политику соединения, чтобы заместить поведение соединения по умолчанию по отношению к данному ребру.

Для замещения поведения соединений по умолчанию, формирующихся в конечных точках или вершинах в соответствии с политикой связности источника ребер, установите связность источника соединения в значение Override. Значение по умолчанию должно унаследовать политику связности ребер.

Моделирование рельефа

Связность сетевых элементов может зависеть не только от того, совпадают ли они по координатам Х и Y, но также и от рельефа. Существуют две опции для моделирования высот: использование полей высот и использование значений z-координаты из геометрии.

Поля высоты

Поля высоты используются в наборе сетевых данных для детализации связности в конечных точках линий. Они содержат информацию о рельефе, полученную из полей класса объекта, который участвует в сети. Это отличается от определения связности на основании значений координаты z, в которых сведения о физическом рельефе сохраняются в каждой вершине объекта. Поля высоты применяются к источникам ребер и соединений. Источники объектов ребер, использующие поля высоты, имеют два поля для описания рельефа (по одному на каждый конец линейного объекта).

В примере ниже, четыре линейных объекта, EF1, EF2, EF3 и EF4, принадлежат к одной и той же группе связности и соблюдают связность конечных точек. Значения рельефности для EF3 и EF4 равны 0; значения рельефности для EF1 и EF2 равны 1. Поэтому в точке пересечения EF3 соединяется только с EF4 (не с EF1 или EF2). Точно так же, EF1 соединяется только с EF2, но не с EF3 или EF4. Важно уяснить, что поля высоты уточняют связность, а не замещают ее. Два элемента ребра могут иметь одинаковое поле высоты и могут совмещаться, но если они размещены в двух различных группах связности, то они не могут быть соединены.

Численные данные, предоставленные поставщиком, обеспечивают данные по полям высоты для моделирования связности. Модель связности набора сетевых данных ArcGIS может использовать эти данные по полям высоты для улучшения связности. Взаимодействие полей высоты с моделью связности также важно для моделирования особых сценариев, как мосты и туннели.

Прежние версии:

Начиная с версии ArcGIS 10.0, конечные точки, соединения и вершины со значением высоты NULL или не содержащие полей высоты соединяются с другими элементами только в том случае, если совпадающие значения рельефа также являются значениями NULL или не содержат полей высоты. Тогда как в версии ArcGIS 9, элементы с нулевым значением рельефа могли соединяться с любыми другими соответствующими элементами, вне зависимости от значений. Необходимо помнить об этом при обновлении набора сетевых данных ArcGIS 9.

Значения z-координаты из геометрии

Если исходные объекты имеют значения z-координаты, хранимые в их геометрии, можно создавать трехмерные сети.

Внешние маршруты пешехода зачастую моделируются с помощью 3D сетей. Необходимо учесть, что многие коридоры в многоэтажных зданиях не видны в 2D (координатах x,y), но их можно различить с помощью значений координат z в 3D-пространстве. Похожим образом шахты лифта соединяют этажи, перемещаясь в вертикальном направлении. В координатах x,y лифты являются точками, но в 3D они соответственно моделируются как линии.

Значения z-координат делает возможным моделирование связности объектов точек и линий в трех измерениях. Связность может возникать в трехмерных сетевых наборах данных только там, где объекты источника (конкретно, точки, конечные точки линий и вершины линий) совместно используют все три значения координат: x, y и z. Следующий набор изображений демонстрирует это требование:

Четыре линейных объекта показаны в трёхмерном пространстве: три горизонтальные линии (синие) и одна диагональная линия (красная). Три зеленых круга обозначают линейные конечные точки.

На графике показаны те же линии и конечные точки в другой перспективе. Видно, что красная линия соединяется с двумя верхними синими линиями в их конечных точках. Но красная линия не пересекает нижнюю синюю линию.

На данном графике представлены ребра, которые могут соединяться с трехмерными объектами, показанными на предыдущих двух графиках. Поскольку красная линия имеет общие координаты x, y и z с двумя синими линиями сверху, ребра соединяются. Но пока красная линия и синяя нижняя линия не пересекаются, их соответствующие ребра в наборе сетевых данных не могут соединиться.

Трехмерные сети также имеют отношение к настройкам политики связности группы связности, что и демонстрируют следующие три изображения:

Объект, обозначенный красной линией, пересекает два параллельных объекта, обозначенные синими линиями, в вершинах (зеленые кубы). Поскольку линии пересекаются в вершинах, их соответствующие ребра могут либо пересекаться в наборе сетевых данных, либо нет, в зависимости от политики подключений.

При политике подключения Конечная точка (Endpoint) результирующие ребра (e2, e1 и e3) не соединяются.

При политике подключения Любая вершина (Any Vertex) результирующие ребра соединяются, что делает возможным переход между синими и красными ребрами.

При наличии трехмерной сети, по ней можно выполнять 3В-анализ.

Более подробно о выполнении анализа с 3D наборами сетевых данных