ArcGIS基础:城市交通网络构建及设施服务分析(一):道路数据处理与拓扑操作

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ArcGIS基础:城市交通网络构建及设施服务分析(一):道路数据处理与拓扑操作

2024-07-15 08:40| 来源: 网络整理| 查看: 265

摘要:通过构建包括道路形状、车速、单行线、高架桥等城市的交通网络,可以依据现有数据计算最短行车路径或者计算交通设施的服务范围。

数据准备与处理:首先将CAD路网转换为GIS数据,按照构建网络模型对其进行查错、修改等,最后构建网络模型。

数据:如下所示,数据来源于牛强老师的【GIS方法】书籍,线要素表示的是要素中心线,根据属性字段可以查看道路的类型。

在这里插入图片描述

下面首先进行数据格式转换:

在这里插入图片描述 首先需要加载数据:

1:选择新建的数据库,右键导入,选择导入单个要素,弹出【要素类至要素类】对话框。 2:输出位置(导入的数据是CAD格式数据),目的是将CAD格式转换为GIS格式。 3:输出要素类为道路。 4:字段映射只保留道路类型字段,也可以对其进行重命名。

最后点击确定即可。

接下来进行数据的编辑和检查处理:

编辑处理中心思想:对于网络模型的构建,每条线段代表一个网络,只有首尾相连或者多条相连可认为是网络联通,没有连接的两条线段,即使相交也会被认为是断开的,因此,所有线段都需要在路口处进行打断,并做到首尾相连。

下面进行分类合并各级道路:对道路进行分类处理,使得同类道路可以合并为同一整理,以避免一条路出现多条线段首尾相连的情况。

如下所示: 在这里插入图片描述

1:通过属性选择各类道路数据。 2:比如选择的是“干道”。 3:在编辑器处下拉,然后【合并】操作即可。

以上述相同操作对国境道路、支路、小路都进行合并操作处理。

全部合并处理后的数据如下所示: 在这里插入图片描述 得到如图所示,需要用到三个字段(上图红色框线圈住的)。

接下来进行【打断相交线】的操作:使用【高级编辑】工具里的打断相交线进行,目的是在所有线段处的交点进行打断。

道路交叉口一般包括以下情况:多条道路平面相交,一定要在路口处打断;另外,一条桥梁横跨一条道路,中间是不需要打断或者添加折点的。

在这里插入图片描述 上面这个操作是打断道路相交线。 1:选中所有数据。 2:找到高级编辑中的打断相交线。 3:确定即可。

下面进行拓扑检查,虽然我们已经进行合并和打断相交线对线段进行了处理,但是仍然存在不能构建网络的条件,比如:悬挂、没有相交等,可以使用拓扑检查解决这个问题。拓扑可以确保数据处于一种完整性。

如下所以,拓扑要在GDB数据库中构建。 在这里插入图片描述 1:在数据库里右键,点击路网要素数据集,打开新建拓扑。 2:默认设置,进行下一步。 在这里插入图片描述 在【新建拓扑对话框】里,选择刚才已经合并和打断相交线的数据,然后点击进行下一步。 在这里插入图片描述 这一步不用动,默认设置即可。 在这里插入图片描述 在这一步骤里,我们要添加规则: 1:添加规则,添加规则是拓扑操作的核心,需要注意。 2:不能相交或内部接触:两条线段只能在两个端点处相交,不可以出现端点与线段内部相交或者线段内部与内部相交。 在这里插入图片描述 不能自相交:线段不能首尾相连,不能形成闭合的曲线。

在这里插入图片描述 不能有悬挂点:线段一端不能出现一段悬垂的情况,也就是端点不能出现未与其他端点连接的情况。 在这里插入图片描述 如上所示,添加了三条规则。 在这里插入图片描述 默认即可,完成。

在这里插入图片描述 接下来进行验证拓扑。

加载生成的拓扑,不符合规则的地方将会以红色点点的形式展示,如下所示: 在这里插入图片描述 把生成的路网_Topology加载进来,红色点显示的就是不符合规则的点。 在这里插入图片描述 1:在此处打开错误拓扑的搜索框,搜索错误。 2:找到错误修改就好了。

如下所示,为【不能有悬挂点】的错误,一般在道路尽头才会有悬挂点。 在这里插入图片描述 使用鼠标选中这块区域。 1:点击搜索,然后找到问题。 2:缩放到问题处,解决问题。 在这里插入图片描述 可以发现,我这边有100多个规则错误都需要解决。

对于出现悬挂点、相交等情况的错误,可以使用拓扑工具里的延伸、打断等进行处理。

对于修改后的数据可以使用验证拓扑错误进行查看,也可以再次进行拓扑检查一次是否还存在错误。

接下来设置道路基本属性:

为了便于进行网络分析,需要增加几个字段包括步行通过时间、车行通过时间、道路长度等属性。

如下所示,右键属性,在字段设置中增加字段【drive time】、【walk time】、【one way】。 在这里插入图片描述

进行如下规则的设置: 过境公路车速为1000米/分钟(60公里/小时);干道车速为666.67米/分钟(40公里/小时);支路车速为333.33米/分钟(20公里/小时);小路车速为166.67米/分钟(10公里/小时)。 步行速度90米/分钟。

如下所示利用字段计算器计算,使用字段计算器计算walk time,如下所示:使用线段自动计算长度/90即可。 在这里插入图片描述

如下所示,使用字段计算器计算drive time里的过境公路的数值,使用线段自动计算长度/1000即可,干道:shape_length/666.67,同理其他的数据是类似处理。 在这里插入图片描述



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