第17章最小耗费路径分析和网络分析17.1最小耗费路径分析17.1.1源栅格17.1.2耗费栅格注释栏17.1管道选址分析的耗费栅格17.1.3耗费距离量测17.1.4生成最小累积耗费路径注释栏17.2最小累积耗费路径的生成17.1.5最小耗费路径分析的选项17.2最小耗费路径分析的应用注释栏17.3食品荒漠研究的最小耗费路径分析17.3网络17.3.117.3.2节点和转弯阻抗17.3.3单行道或禁行道17.3.4天桥和地下通道17.4网络拼接17.4.1聚集线对网络要素赋予属性17.5网络分析17.5.1最短路径分析17.5.2旅行推销员问题17.5.3车辆路径问题17.5.4最近设施17.5.5配置注释栏17.5火灾响应时间17.5.6定位-配置重要概念和术语复习题应用:路径分析和网络应用习作1：计算最小累积耗费距离习作2：计算路径距离习作3：运行最短路径分析习作4：创建一个Geodatabase网络数据集习作5：寻找最近设施习作6：寻找服务区挑战性任务参考文献最小耗费路径分析最小耗费路径分析用耗费栅格定义通过每个像元所需的耗费，找到像元间的最小累积耗费路径。最小耗费路径分析所需要素包括：源栅格、耗费栅格、耗费距离量测和生成最小累积耗费路径的算法。耗费栅格耗费栅格定义了穿过每个像元的耗费或阻抗。以横向链接的方式从一个像元到另一个像元的耗费距离是两个像元耗费值的平均值。以对角线链接的方式从一个像元到另一个像元的耗费距离是两个像元耗费值平均值的1.414倍。图17.1按节点-链接像元表示法进行耗费距离量测：连接两个直接相邻点的横向链接，连接两个对角线横向链接的耗费距离是连接像元的平均耗费，例如，（11.5。对角线链接的耗费距离是平均耗费的1.414倍，例如1.414[（1图17.3从像元a到b的累积耗费是两个横向链接耗费之和，即1.0与3.5的和。从像元a到c的累积耗费是对角线链接和横向链接的耗费之和，即4.2与2.5之和10找出最小累积耗费路径是一个基于Dijkstra算法的迭代过程。最小累积耗费11图17.4费栅格（b）生成对每个链接的耗费距离的最小累积M6 米乐耗费距离（d）。生成过程参见注释栏17.212图17.5用与图17.4相同数据生成的最小耗费路径(a)和配置栅格(b)13最小耗费路径分析的选项最小耗费路径分析的结果受耗费因素的直接影响，也许更重要的是每个因素的权重。这就是为什么在最近的研究中，最小耗费路径分析常结合多标准评估的原因。为了提供一个对穿越这种变化地形的更贴近实际的分析，许多新方法已建议用于最小耗费路径分析，如地表距离、垂直因子和水平因子。ArcGIS用路径距离来描述基于表面距离的耗费距离、垂直因子和水平因子。14网络网络是一个具有目标运动的合适属性的线要素系统。网络通常具有拓扑结构：线（弧）相交于交叉点（节点），线不能有缺口，且具有方向。路网的属性数据包括链路阻抗、转弯阻抗、单行道、天桥和地下通道。15链路是指在道路网络中由两个节点所确定的路段，也称为边。链路是网络的基本几何要素。链路阻抗是穿越链路的耗费。16节点指链路的一个交会点。转弯是在节点处从一个链路到另一个链路的过渡。转弯阻抗是完成转弯所需的时间，这在拥挤的街道网络中是很有意义的，转弯阻抗通常是有方向性的。转弯表可用来赋予网络中的转弯阻抗值。17图17.8在341号节点处的可能转弯18图17.9265号节点在东西向有停车标志。转弯阻抗仅应用于表中加阴影的行19在网络中有两种方法来表示天桥和地下通道，即非平面要素或平面要素。20图17.6第一大道经天桥穿过奥克街。在奥克街和第一大道的交叉处采用不带节点的非平面表示法21图17.7第一大道经天桥穿过奥克街。含两个节点的平面表示法用于交叉处：一个节点属第一大道，另一个节点属奥克街。第一大道给终点高程（T-elev）和起点高程（F-elev）赋值为1，表明该天桥是在第一大道22最短路径分析是在网络中寻找节点间累积阻抗最小的路径。路径可由两个节点（起点和终点）连成，也可在两点间有一些特定的站点。23图17.10在道路网络上的城市之间的链路阻抗值24表17.1图17.10的六个节点之间的阻抗矩阵5表17.2图17.10中从节点1到所有其他节点的最短路径始节点到节点最短路径最小累积阻抗1367226旅行推销员问题是路径问题，规定推销员必须询问所选择的访问站，并且仅能访问一次，推销员可以从任一站点出发，但必须回到出发点。27对于一队车辆和顾客，车辆路径问题的主要目标是规划车辆路径和访问顾客，使旅行总时间最小化。其他附加约束条件也可能存在，如：时间窗口，车辆承载和动态条件（如，交通拥挤）。28最近设施最近设施是在网路中寻找到任何一点的最近的、消防站或自动取款机。29图17.11从一个街道地址到离它最近的消防站（图中以方形符号表示）的最短路径30配置配置衡量公共设施的效率，如消防站、学校或者它们的服务范围。31图17.12两个消防站在2分钟反应时间内的服务范围32图17.13两个消防站在5分钟反应时间内的服务范围33定位-配置通过目标和约束集解决供需匹配问题。34图17.14两个实心方形代表现有消防站，3个空心方形代表备选，7个圆形代表养老院。基于最小阻抗模型和路网上4分钟阻抗，地图显示了现有2个消防站和养老院的匹配结果35图17.15基于最小模型阻抗和路网上4分钟阻抗，地图显示了3个消防站（2个现有，1个备选）与7个养老院的匹配结果36图17.16基于阻抗模型和路网上的5分钟阻抗，地图显示了3个消防站（2个现有，1个备选）与7个养老院的匹配结37TIGER/Linefiles米乐 M6