GIS-网络分析具体应用实例
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网络分析应用
课程设计实例
实用文档
Geographical Information Systems
地理信息系统课程设计
题目： 《基于GIS的物流配送路径规划 ——以广州市天河区五山
镇为例 》 目的与目标：
1. 学习运用GIS网络分析方法解决实际问题； 2. 收集华南农业大学及周边的路网数据资料，构建相应道路网络； 3. 应用GIS的网络分析功能，对五山镇中国邮政的配送路径进行规 划，分析存在问题并提出解决办法。
实用文档
Geographical Information Systems
3. 网络建立-2
（3）当数据预处理完毕后，建立真实的道路网络数据集。其建立的 步骤：为Network Dataset命名设定数据源设置连通性指定 高程数据（立交）指定转弯数据源定义属性（分析属性） 描述定义……最后，把华南农业大学新学生活动中心、跃进北区、 华南理工大学图书馆以及龙口西路润华大厦设定为客户点，中国 邮政设定为配送点进行路经分析。
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Geographical Information Systems
道路图层属性表
实用文档
Geographical Information Systems
转向图层属性表
实用文档
Geographical Information Systems
立交实现图
实用文档
华农南门五山路隧道实现图
Geographical Information Systems
实用文档
Geographical Information Systems
实用文档
动态查询效果图
Geographical Information Systems
5. 结论
通过学习物流配送路径规划的相关理论，然后把理论结合到实 际上，利用ArcGIS软件对中国邮政配送路径进行规划，从效果图以 及路径导航表可以看到，效果是比较好的。但是，在实验过程中， 有很多问题也应运而生。由于，本次实验是没有考虑到道路的实际 情况的，很多都只是理论值，毕竟行车速度不可能这么准确的限制 在某个速度，同时，路况的不同也会影响配送时间，例如遇上塞车 的情况等，而且分析的数据都是静态的，非动态的。因此，这次实 验只是在尽量的模拟实际情况下进行的，要把GIS真正的运用到物流 配送路径规划当中，实际上还存在很多问题。现实中的物流配送路 径规划不但要考虑到交通状况，而且还要考虑道路成本，即每公里 耗油量以及路费。所以，要把GIS真正的运用到物流配送路径规划上， 还要物流企业和政府添加必要的硬件设备，例如路况动态检测器， 还有基于GIS物流配送路径规划辅助系统的开发，最重要的是物流企 业和政府对此事的重视，这样，才能更快的促成GIS与物流配送业的 结合！
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Geographical Information Systems
(3) 路径动态查询
在现实中，当某路段封闭或者禁止通行时，我们要从某地去到某地 时，通行路线肯定会因为路段禁闭而改变，那么基于这种特殊情况 下，新的最短路径就会因为实际的改变而改变。假如司机运货时， 全程都不需要走高速公路，全部都走国道或者省道，那么在车子启 动之前先把全部高速公路进行禁闭，那么就可以避开高速公路而从 国道或者省道中寻找最优路径，而且在查找时也可以省去很多系统 资源，避免造成不必要的资源浪费。 那么，下面基于天河区五山镇进行这样一个假设，假如华南农业大 学校内通道全部禁止通行，基于这种情况下，查找中国邮政到华工 科技园的最短路径。
实用文档
Geographical Information Systems
1. 基本原理
物流配送路径规划 略…
路径分析原理 略…
最短路径算法 略…
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Geographical Information Systems
2. 数据准备
华南农业大学及周边的路网情况要素图； 华南农业大学周边道路通行情况资料； 对数据进行处理。首先，建立网络数据集，对数据进行整 合，将华南农业大学周边的路网情况要素图导入新创建的 Geodatabase中并定义投影坐标，然后是为数据添加属性， 接着是处理线段相交而没有交点，不能通行的情况，最后 是对处理好的进行整合和检查。
（2）拓扑检错完毕之后，就开始对图层属性进行设置，以方便进行路经分析。
首先编辑道路图层属性表，按实际情况对道路进行分级，如一级道路最高速度限 制为80千米每小时。建立道路往返速度和往返时间属性和往返速度属性。
创建turn feature，然后打开snapping，然后根据道路的实际情况，编辑转 弯。在道路数据增加“Minutes”字段，当属性值为1时则可顺着编辑方向拐弯， 当属性值为-1时则不能顺着编辑方向拐弯。如将龙口西路润华大厦路口设置为不 能右拐，龙口西路清水湾路口设置为不能左拐，天阳路金鼎大厦路口不能左拐， 天河北路中国银行路口设置为不能右拐，天河北路华标广场路口设置为不能左拐。
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Geographical Information Systems
3. 网络建立-1
根据华南农业大学及五山镇的实际路况，对道路的属性进行设置，如单行线、 禁行等。同时，网络中的节点，按实际情况进行设置，如有些地方不能左拐的， 就对该拐点设置为不能左拐。
（1）对数据进行拓扑检错，其拓扑规则应为Must not have Dangle、 Must Have not Intersect or touch interior，然后进行拓扑修改，用snapping工具，将 不接壤的道路接壤，用clip工具将交叉的道路断开或者不打断而直接添加node。
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Geographical Information Systems
4. 路径分析
考虑逐点配送的所要经过的路程以及时间。开始，先选择中国邮政配送到 华南农业大学新学生活动中心这两个点，并利用ArcGIS的Network Analyst 工具下的查找最短路径功能进行路径分析。
（1）点对点规划
中国邮政到新学生活动中心路径规划表
步骤
1 2 3 4 5 6
路线规划
从中国邮政出发
实用文档
步骤
1 2 3 4
…
路线规划
总路程（m）
从中国邮政出发
沿粤汉路向北走 100米右拐
沿五山路走200米
沿岳州路走1100 米
总时间 （minutes）
……
中国邮政多点配送路径表
Geographical Information Systems
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中国邮政多点配送路径规划图
Geographical Information Systems
沿着300米往左拐
沿着华南农业大学校道走 200米往右拐
华南农业大学校道走100 米
到达目的地
总路程（m）
900
总时间（minutes）
2
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Geographical Information Systems
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中国邮政到新学活路径规划图
Geographical Information Systems
两种方法对比
方法
一点对一点 一点对多点
总路程（m）
5100 6400
总时间（minutes）
8 9
从上表可以看到，如果没完善规划的逐点配送，在没有计算 回程时间和路程的基础上，比有完善规划的多点配送仅仅剩 了1300米路程，省了1分钟时间。如果把回程都计算在内，那 么逐点配送要比多点配送浪费时间和金钱，由此可见，一个 完善的路线规划，可以为物流业节省很多成本的。
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中国邮政到华南理工大学图书馆路径规划图
Geographical Information Systems
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中国邮政到华南农业大学跃进北区路径规划图
Geographical Information Systems
（2）一点对多点规划
前面分别对中国邮政到华南农业大学跃进北区、华南理工大学图书 馆、华南农业大学新学生活动中心和龙口西路润华大厦四个点进行 逐点配送的路线规划。下面利用ArcGIS分析中国邮政一次把四个点 配送完的最优路径选择，我们可以从下图看到中国邮政一次配送四 个点的最短路径图，并得到路径规划表 。
课程设计实例
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Geographical Information Systems
地理信息系统课程设计
题目： 《基于GIS的物流配送路径规划 ——以广州市天河区五山
镇为例 》 目的与目标：
1. 学习运用GIS网络分析方法解决实际问题； 2. 收集华南农业大学及周边的路网数据资料，构建相应道路网络； 3. 应用GIS的网络分析功能，对五山镇中国邮政的配送路径进行规 划，分析存在问题并提出解决办法。
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Geographical Information Systems
3. 网络建立-2
（3）当数据预处理完毕后，建立真实的道路网络数据集。其建立的 步骤：为Network Dataset命名设定数据源设置连通性指定 高程数据（立交）指定转弯数据源定义属性（分析属性） 描述定义……最后，把华南农业大学新学生活动中心、跃进北区、 华南理工大学图书馆以及龙口西路润华大厦设定为客户点，中国 邮政设定为配送点进行路经分析。
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道路图层属性表
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转向图层属性表
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Geographical Information Systems
立交实现图
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华农南门五山路隧道实现图
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Geographical Information Systems
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动态查询效果图
Geographical Information Systems
5. 结论
通过学习物流配送路径规划的相关理论，然后把理论结合到实 际上，利用ArcGIS软件对中国邮政配送路径进行规划，从效果图以 及路径导航表可以看到，效果是比较好的。但是，在实验过程中， 有很多问题也应运而生。由于，本次实验是没有考虑到道路的实际 情况的，很多都只是理论值，毕竟行车速度不可能这么准确的限制 在某个速度，同时，路况的不同也会影响配送时间，例如遇上塞车 的情况等，而且分析的数据都是静态的，非动态的。因此，这次实 验只是在尽量的模拟实际情况下进行的，要把GIS真正的运用到物流 配送路径规划当中，实际上还存在很多问题。现实中的物流配送路 径规划不但要考虑到交通状况，而且还要考虑道路成本，即每公里 耗油量以及路费。所以，要把GIS真正的运用到物流配送路径规划上， 还要物流企业和政府添加必要的硬件设备，例如路况动态检测器， 还有基于GIS物流配送路径规划辅助系统的开发，最重要的是物流企 业和政府对此事的重视，这样，才能更快的促成GIS与物流配送业的 结合！
实用文档
Geographical Information Systems
(3) 路径动态查询
在现实中，当某路段封闭或者禁止通行时，我们要从某地去到某地 时，通行路线肯定会因为路段禁闭而改变，那么基于这种特殊情况 下，新的最短路径就会因为实际的改变而改变。假如司机运货时， 全程都不需要走高速公路，全部都走国道或者省道，那么在车子启 动之前先把全部高速公路进行禁闭，那么就可以避开高速公路而从 国道或者省道中寻找最优路径，而且在查找时也可以省去很多系统 资源，避免造成不必要的资源浪费。 那么，下面基于天河区五山镇进行这样一个假设，假如华南农业大 学校内通道全部禁止通行，基于这种情况下，查找中国邮政到华工 科技园的最短路径。
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Geographical Information Systems
1. 基本原理
物流配送路径规划 略…
路径分析原理 略…
最短路径算法 略…
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Geographical Information Systems
2. 数据准备
华南农业大学及周边的路网情况要素图； 华南农业大学周边道路通行情况资料； 对数据进行处理。首先，建立网络数据集，对数据进行整 合，将华南农业大学周边的路网情况要素图导入新创建的 Geodatabase中并定义投影坐标，然后是为数据添加属性， 接着是处理线段相交而没有交点，不能通行的情况，最后 是对处理好的进行整合和检查。
（2）拓扑检错完毕之后，就开始对图层属性进行设置，以方便进行路经分析。
首先编辑道路图层属性表，按实际情况对道路进行分级，如一级道路最高速度限 制为80千米每小时。建立道路往返速度和往返时间属性和往返速度属性。
创建turn feature，然后打开snapping，然后根据道路的实际情况，编辑转 弯。在道路数据增加“Minutes”字段，当属性值为1时则可顺着编辑方向拐弯， 当属性值为-1时则不能顺着编辑方向拐弯。如将龙口西路润华大厦路口设置为不 能右拐，龙口西路清水湾路口设置为不能左拐，天阳路金鼎大厦路口不能左拐， 天河北路中国银行路口设置为不能右拐，天河北路华标广场路口设置为不能左拐。
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Geographical Information Systems
3. 网络建立-1
根据华南农业大学及五山镇的实际路况，对道路的属性进行设置，如单行线、 禁行等。同时，网络中的节点，按实际情况进行设置，如有些地方不能左拐的， 就对该拐点设置为不能左拐。
（1）对数据进行拓扑检错，其拓扑规则应为Must not have Dangle、 Must Have not Intersect or touch interior，然后进行拓扑修改，用snapping工具，将 不接壤的道路接壤，用clip工具将交叉的道路断开或者不打断而直接添加node。
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4. 路径分析
考虑逐点配送的所要经过的路程以及时间。开始，先选择中国邮政配送到 华南农业大学新学生活动中心这两个点，并利用ArcGIS的Network Analyst 工具下的查找最短路径功能进行路径分析。
（1）点对点规划
中国邮政到新学生活动中心路径规划表
步骤
1 2 3 4 5 6
路线规划
从中国邮政出发
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步骤
1 2 3 4
…
路线规划
总路程（m）
从中国邮政出发
沿粤汉路向北走 100米右拐
沿五山路走200米
沿岳州路走1100 米
总时间 （minutes）
……
中国邮政多点配送路径表
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中国邮政多点配送路径规划图
Geographical Information Systems
沿着300米往左拐
沿着华南农业大学校道走 200米往右拐
华南农业大学校道走100 米
到达目的地
总路程（m）
900
总时间（minutes）
2
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中国邮政到新学活路径规划图
Geographical Information Systems
两种方法对比
方法
一点对一点 一点对多点
总路程（m）
5100 6400
总时间（minutes）
8 9
从上表可以看到，如果没完善规划的逐点配送，在没有计算 回程时间和路程的基础上，比有完善规划的多点配送仅仅剩 了1300米路程，省了1分钟时间。如果把回程都计算在内，那 么逐点配送要比多点配送浪费时间和金钱，由此可见，一个 完善的路线规划，可以为物流业节省很多成本的。
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中国邮政到华南理工大学图书馆路径规划图
Geographical Information Systems
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中国邮政到华南农业大学跃进北区路径规划图
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（2）一点对多点规划
前面分别对中国邮政到华南农业大学跃进北区、华南理工大学图书 馆、华南农业大学新学生活动中心和龙口西路润华大厦四个点进行 逐点配送的路线规划。下面利用ArcGIS分析中国邮政一次把四个点 配送完的最优路径选择，我们可以从下图看到中国邮政一次配送四 个点的最短路径图，并得到路径规划表 。