ARCGIS的几何网络

ArcGIS的几何网络

1概述

网络是对现实世界的描述。在使用普通的GIS建立模型时，大多是在几何层次上的描述。但是在流域、电力等建模过程中还涉及到了网络。网络其实可看作是源、流、汇组成的。源表示网络中的一个起点；汇表示网络中的一个终点；而流则是网络中流与汇的连接路径。在几何上源和汇可以抽象为点，比如泵站、开关等。而流则可以抽象为线。在源流汇中，是存在拓扑关系的。并且在对流的描述中还存在方向问题。

网络其实一种基于拓扑关系的模型。

在一个网络中主要有两种要素边和连接点。

现实网络中大多都是有方向的，我们在网络中要对其进行建模。

在ArcGIS网络模型中存在两种网络，一种是几何上的网络，一种是逻辑上的网络。地理网络实际上是由feature class的集合组成。逻辑网络是网络连接无力层次上的。每一个逻辑网络里的element与地理网络中的一个feature关联。在ArcMap和ArcCatalog中用一种特殊的方法来处理地理网络。在地理网络中编辑和绘图，管理网络中的feature都由ArcGIS自动控制了。

地理网络由边界特征（edge network features）和连接特征（junction network feature）组成。地理网络中的边界特征和逻辑网络中的一个边界元素关联；地理网络中的连接特征和逻辑网络中的一个连接元素关联。地理网络中的一个Simple edge feature和逻辑网络中的一个edge element 关联。Simple edge feature由两个Junction feature连接而成。如果一个Simple edge feature中添加一个Junction feature，则这个Simple edge feature在地理网络中被封为了两个新的Simple edge feature。

地理网络中的一个Complex edge feature与逻辑网络中的一个或者多个edge element关联。Complex edge feature至少由两个Junction feature组成，但是在边界上可添加Junction feature。如果在一个Complex edge feature上添加一个Junction feature，Complex edge feature不会被分为两个，而在逻辑上被封为了两个edge element。一个Complex junction feature在逻辑层次上可以与多个逻辑的Junction feature关联。

2基本概念

2.1源—流—汇

网络通常用来模拟现实世界。而在现实世界中网络总是具有运动方向的。例如电力网的电流方向，从发电站到用户。在水网中，水流方向不是像电流一样，但是水流可能是从一个泵站流到用户再进入水处理厂的。

从这个意义上来说网络可以分为有方向网络和无方向网络。

网络中的流向是根据一系列的源（Sources）和汇（Sinks）计算出来的。在上面的例子中电流和水流是由一系列的源与汇来驱动的。流总是从源（Sources）开始向汇（Sinks）流动。

Junction feature在地理网络中可以作为源（Sources）或者流（Sinks）。在ArcGIS中建立一个Junction feature class时可以指定是源还是汇，或者什么都不是。如果指定为源或者流，一个新的字段Ancillary Role被建立用来记录该特征是源还是汇。在当在ArcMap中计算流向时，流向根据网络中的源与汇计算出来的。

在编辑过程中可能对一个Junction feature的AncillaryRole进行修改，比如闸的开关，这是流向要重新进行计算。

2.2可用和不可用

在地理网络中的edge feature和junction feature在逻辑网络中都可以设置为可用（Enable）或者不可用（Disable）。一个feature如果在逻辑网络中设置为Disable那么在网络中则是扮演栅栏（barriers）的角色。流在碰到任何网络中的Barrier就会停止。

每个feature的Enable和Disable都被保存在Enabled的属性字段中。此字段为逻辑型，其值为True或False。当由一个Simple feature class建立网络时，Enable字段被自动加入到feature class 中。当使用ArcCatalog建立网络时，Enable是一个必须字段。

网络中存储了Weight、Ancillary Roll和Enable字段，这些都是用户可以在逻辑网络中看到的状态。当分析与网络特则相反时，这些字段的值不直接决定enabled、ancillary role和权重。这些状态描述属性存储在逻辑网络中。

2.3权重

网络可以有一系列权重关联。权重可逻辑上以视为流动的消耗。权重是基于特征属性（attribute）计算得出的。一个网络可以具有任意数量的权重。网络中的每个feature class可以有几个权重或者全部权重或者没有与属性关联的权重。每个特征的权重由这个特征的属性决定。每个权重可以和一个或者多个属性关联，就是说可以同时和几个属性关联。

在地理网络中的edge feature和junction feature在逻辑网络中都可以设置为可用（Enable）或者不可用（Disable）。一个feature如果在逻辑网络中设置为Disable那么在网络中则是扮演栅栏（barriers）的角色。流在碰到任何网络中的Barrier就会停止。

每个feature的Enable和Disable都被保存在Enabled的属性字段中。此字段为逻辑型，其值为True或False。当由一个Simple feature class建立网络时，Enable字段被自动加入到feature class 中。当使用ArcCatalog建立网络时，Enable是一个必须字段。

网络中存储了Weight、Ancillary Roll和Enable字段，这些都是用户可以在逻辑网络中看到的状态。当分析与网络特则相反时，这些字段的值不直接决定enabled、ancillary role和权重。这些状态描述属性存储在逻辑网络中。

3网络建立

3.1介绍

一个地理网络必须建立在一个feature dataset中。地理网络是由Dataset中的feature class组成的一个拓扑关系。

最基本的做法是要先确定哪些feature class要参与到网络中。在ArcGIS中面feature是不能建立网络的。确定了哪些图层来组建网络后，就可以来确定网络中的权重。最后可以设置一些别的参数，如Disable和AncillaryRole等。

有两种方法来建立地理网络。一种是建立一个空的地理网络，第二种是在已有的feature classes的基础上的网络。

一、建立一个空的地理网络

可以用ArcCatalog建立一个地理网络。也可以使用ArcMap中的编辑工具来建立网络。当然可以采用VB、VBA或C++代码将feature加入到网络中。

建立一个空的网络有以下几个步骤：

1、使用ArcCatalog来建立一个feature dataset用来装载地理网络和网络的feature class。