第四章 矢量数据的空间分析-ARCGIS.pptVIP

5 矢量数据的网络分析 交通网络 水系网 电力、电话线 供排水管线 网络： 网络分析： 是通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况，对网络结构及其资源等的优化问题进行研究的一种空间分析方法。 理论基础：图论和运筹学 5.1 网络数据结构 网络数据结构的基本组成部分和属性如下： 1）链（Link） 网络中流动的管线，如街道、河流、水管等，其状态属性包括阻力和需求。 2）结点（Node） 网络中链的结点，如港口、车站、电站等，其状态属性包括阻力和需求等。结点中又有下面几种特殊的类型。 节点： 障碍：禁止网络中链上流动的点。 拐角点：出现在网络链中所有的分割结点上状态属性的阻力，如拐弯的时间和限制(如在8：00到18：00不允许左拐)。 中心：是接受或分配资源的位置，如水库、商业中心、电站等。其状态属性包括资源容量，如总的资源量；阻力限额，如中心与链之间的最大距离或时间限制。 站点：在路径选择中资源增减的站点，如库房、汽车站等，其状态属性有要被运输的资源需求，如产品数。 除了基本的组成部分外，有时还要增加一些特殊结构，如邻接点链表用来辅助进行路径分析。 5.2 主要网络分析功能 网络分析的主要用途是：选择最佳路径；选择最佳布局中心的位置。 网络分析的基本方法： 路径分析 资源分配 5.2.1 路径分析 1）静态求最佳路径：在给定每条链上的属性后，求最佳路径。 2）N条最佳路径分析：确定起点或终点，求代价最小的N条路径，因为在实践中最佳路径的选择只是理想情况，由于种种因素而要选择近似最优路径。 3）最短路径或最低耗费路径：确定起点、终点和要经过的中间点、中间连线，求最短路径或最小耗费路径。 4）动态最佳路径分析：实际网络中权值是随权值关系式变化的，可能还会临时出现一些障碍点，需要动态的计算最佳路径。 5.2.2 资源分配 1）负荷设计 负荷设计可用于估计排水系统在暴雨期间是否溢流，输电系统是否超载等。 2）时间和距离估算 时间和距离估算除用于交通时间和交通距离分析外，还可模拟水、电等资源或能量在网络上的距离损耗。 （四 ） 网络分析 对地理网络（交通网络）、城市基础设施网络（各种网线、电力线、供排水管线等）进行地理分析和模型化，是网络分析功能的主要目的。网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好。 常用的功能有：线路优化（最佳路径）、网络负荷预测和资源分配。 应用在电子导航、交通旅游、城市规划、电力、通讯和多种管线和管网的布局设计中发挥重要作用。 最佳路径分析：“Dijkstra法” Dijkstra算法计算v1—v7的最短路径？（最佳路径） v2 v1 v6 v7 v4 v5 v3 2 2 7 3 5 5 5 5 7 3 s t v1 v2 v5 v4 v3 10 100 30 50 20 60 10 Dijkstra算法计算v1—v5的最短路径？（最佳路径） T(最后确定最短距离) ；P（暂时标号距离）；W（两点间距离） 从某一点n出发： Pm=min{Pm,Tn+w(m,n)} Tm=min{Pm} 1、从v1出发有3条路： P2= min{P2,Tn+w(m,n)}=min{+∞,T1+w(1,2)}= min{+∞,10}=10； P4= min{P4,Tn+w(m,n)}=min{+∞,T1+w(1,4)}= min{+∞,30}=30； P5= min{P5,Tn+w(m,n)}=min{+∞,T1+w(1,5)}= min{+∞,100}=100； T2=min{P2}=10； 2、从v2出发有1条路： P3= min{P3,Tn+w(m,n)}=min{+∞,T2+w(2,3)}= min{+∞,10+50}=60； T4=min{P4}=30； 3、从v4出发有1条路： P5= min{P5,Tn+w(m,n)}=min{100,T4+w(4,5)}= min{100,30+60}=90； T3=min{P3}=60； 4、从v3出发有2条路： ? P4= min{P4,Tn+w(m,n)}=min{30,T3+w(3,4)}= min{30,60+20}=30； P5= min{P5,Tn+w(m,n)}=min{80,T3+w(3,5)}= min{90,60+10}=70； T5=min{P5}=70 ? v5—v3—v2—v1 ? 1 路径分析 最短（最佳）路径分析 例1，例2 ，例3 2 地址匹配 例4 3 资源分配 例4 例1：假设你是san francisco一个移动运货公司的调度经理，负