GIS-Vortrags

Thema: Versorgungsnetze (mit Richtung und Fluss) Erzeugung und Änderung

Von Matthias Wiertz

Übersicht

1. Motivation2. Wie erstellt man ein Netzwerk3. Aufgabe4. Der Fluss in Netzen5. Fließrichtung im Ansatz6. Gewichte7. Aufgabe

1. Motivation

Den kürzesten Weg bzw. schnellsten Weg irgendwo hin finden

eine geeignete Route für Zeitungen auszutragen finden

die Fahrtzeit für einen Weg bestimmen.=> Transport Netzwerk

(der Pfad von A nach B ist wählbar)

Versorgungsnetze

Kann Versorgung bei defekten Leitungen gewährleistet werden?

Fließrichtung des Wassers / StromSchaltkreise=> Versorgungsnetzwerk

(der Pfad von A nach B ist durch die Fließrichtung vorgegeben)

2. Wie erstellt man ein Netzwerk?

Wie verknüpft man das geometrische Netzwerk mit den Informationen?

Hier jetzt die Lösung:methodisch:durch Algorithmen wie Dijkstra, Floyd...Voronoy - DiagrammeVisuell:durch Arc Info

Visualisierung: Netzwerke mit Fluss sollen einen bestimmten Sachverhalt veranschaulichen.

Zur Verdeutlichung der Absicht benutzt man:

TopologieDas ist die Lehre von den Eigenschaften

geometrischer Gebilde im Raum, die bei beliebiger Verzerrung erhalten bleiben.

Topologie

GeneralisierungVerzerrungSignaturen („symbology“)Attribute können deklariert werden

Attribute für Kanten

Einfache / komplexe KantenKantengewichteDruck in WasserleitungenLänge der Kante...Attribute table

Verknüpfungsattribute für Knoten

Verteiler (1 to many)Dreier Stecker (bei Stromleitungen)T-Stück (bei Wasserleitungen)Bogenstücke (1 to 1)Reduzierer (1 to 1)Trafo 10 kv - 220 vReduzierstück 20 cm - 10 cm

Durchmesser

Sonstige Attribute für Knoten

Knotengewichtesource ... QuellePumpstationBatterie (Minuspol)sink ... AbflussHaushalteBatterie (Pluspol)

Building a geometric network

In ArcCatalog muß man auf den Datensatz rechtsklicken

Auf New

Und dann auf Geometric Network Wizard

Bei diesem Bild dann einfach auf Next drücken

Bei diesem Fenster kann man sich dann entscheiden, was man für ein Netzwerk erstellen will

Einmal ein Netzwerk aus bestehenden Objekten

Und einmal ein leeres Netzwerk

Bei dem folgenden Fenster kann man dann die gewünschten Objektklassen auswählen

Und man kann einen Netzwerknamen aussuchen

Hier kann man entscheiden, ob man die existierenden enabled values erhalten möchte, oder nicht

Hier kann man auswählen, ob man zusammengesetzte edges haben möchte, oder nicht

Hier kann man dann die Größe des Toleranzbereichs auswählen

Und bei welchen Objekten er gelten soll

Jetzt kann man noch angeben, ob das Netzwerk sources oder sinks hat

Wenn ja, dann kann man hier angeben, welche Objektklassen

So nun kann man noch auswählen, ob man Gewichte haben möchte

Z.B. PresDrop mit dem Typ double

Jetzt soll man seine vorher angegebenen Gewichte noch dem auswahlkriterium zuweisen

Z.B. Hydranten nach Hydlin_Length

Als letztes muß man dann noch seine bis dahin gemachten angaben mit finish bestätigen

3. Aufgabe

Kopiert euch die Datei V:/matt lars /Montgomery2 in Euer Verzeichnis

Erstelle in ArcCatalog ein geometrisches Netzwerk aus diesem Datensatz

Dieses Netzwerk soll das Gewicht PresDrop enthalten (als double Variable)

Der Name des Netzwerks soll water_net sein

4. Der Fluss in Netzen

Deklaration nur im Wizard für geom. Netzwerke (dort wird für ausgewählte Feature Klassen ein neues value-field hinzugefügt)

=> Ancillary Role ...Dieses value-field ist ein „Wertefeld“ für

das Attribut source / sink.=> nur auf Feature Klassen von Knoten

anwendbar)

Jeder Knoten kann die Werte 0,1,2, annehmen,dh.

0 none Dieser Knoten fungiert weder als Quelle, noch als Ausguss

1 source Quelle des Netzwerks2 sink Abfluss des Netzwerks

Ancillary role

Ändern / Einfügen von sources und sinks:

Wenn alle Knoten einer Feature Klasse den gleichen Wert haben sollen

Ancillary role + Enabled

Wenn man für bestimmte Knoten einen Wert verändern / einfügen möchte:

Editor Toolbar Start Editing

1. Atrribute table

2. Punkt markieren

3. Wert ändern

Der markierte Knoten kann auch ausgeschaltet werden, um einen Defekt zu simulieren: Enabled - True / False

5. Fließrichtung im Ansatz

VisualisierungFür die Visualisierung des Flusses

müssen wir erst eine neue Toolbar einführen:

Die Utility Network Analysis - Toolbar

Visualisierung

Netzwerkauswahl (Wasserversorgung)

Flow (Display Arrows zeigen Fließrichtungspfeile an.)

Visualisierung

PropertiesBestimmte FließrichtungUnbestimmte FließrichtungNicht initialisierte Fließrichtung

3 mögliche Fließrichtungen

1. Bestimmte Fließrichtung: Die Fließrichtung in einer Kante ist durch Quelle und Ausguss eindeutig bestimmt.

2. Unbestimmte Fließrichtung: Die Fließrichtung ist nicht eindeutig festgelegt

3. Nichtinitialisierte Fließrichtung: In einer Kante gibt es keinen Fluss. (z.B. durch defekten Knoten)

Ablauf der Visualisierung

1. Die Fließrichtung setzen: Editor-Start EditingSet Flow Direction

Arc Map berechnet den Netzwerkfluss erst wenn man im „Editormodus“(Start Editing)diesen Button drückt)

Ablauf der Visualisierung

Fließrichtungspfeile anzeigen:Auf Flow dann Display Arrows

6. Gewichte

Def. für Gewichte im Netzwerk:Ein Gewicht ist ein Netzwerk-feature,

das Kosten repräsentiert, die man beim Passieren einer Kante / Knoten aufwenden muß.

Gewichte

Die Gewichte müssen bei der Bildung des geometrischenNetzwerks deklariert werden.

Der Name des Gewichts ist frei wählbarBei der Deklaration wählt man die

feature-Klasse(n) aus, auf der ein Gewicht wirken soll.

Entscheidend ist die Spalte aus der Attributtabelle:

Gewichte

Das Gewicht „Länge“ wird auf die gespeicherte Länge angewendet.

Die Werte befinden sich in der Attributliste der jeweiligen feature-Klasse.

Den Gewichten sollten dann noch passende Werte aus den Objektklassen zugeordnet werden

7. Aufgabe

Kopiert Euch die Datei V:/matt Lars /Montgomery auf Euer Verzeichnis

Startet dann ArcmapDort Start EditingWähle einen Punkt an Setzt diesen in der Attributtabelle von enabled: true auf

enabled: false

Danke für Eure Aufmerksamkeit