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GIS-Vortrags
Thema: Versorgungsnetze (mit Richtung und Fluss) Erzeugung und Änderung
Von Matthias Wiertz
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Übersicht
1. Motivation2. Wie erstellt man ein Netzwerk3. Aufgabe4. Der Fluss in Netzen5. Fließrichtung im Ansatz6. Gewichte7. Aufgabe
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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)
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Versorgungsnetze
Kann Versorgung bei defekten Leitungen gewährleistet werden?
Fließrichtung des Wassers / StromSchaltkreise=> Versorgungsnetzwerk
(der Pfad von A nach B ist durch die Fließrichtung vorgegeben)
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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
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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.
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Topologie
GeneralisierungVerzerrungSignaturen („symbology“)Attribute können deklariert werden
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Attribute für Kanten
Einfache / komplexe KantenKantengewichteDruck in WasserleitungenLänge der Kante...Attribute table
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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
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Sonstige Attribute für Knoten
Knotengewichtesource ... QuellePumpstationBatterie (Minuspol)sink ... AbflussHaushalteBatterie (Pluspol)
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Building a geometric network
In ArcCatalog muß man auf den Datensatz rechtsklicken
Auf New
Und dann auf Geometric Network Wizard
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Bei diesem Bild dann einfach auf Next drücken
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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
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Bei dem folgenden Fenster kann man dann die gewünschten Objektklassen auswählen
Und man kann einen Netzwerknamen aussuchen
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Hier kann man entscheiden, ob man die existierenden enabled values erhalten möchte, oder nicht
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Hier kann man auswählen, ob man zusammengesetzte edges haben möchte, oder nicht
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Hier kann man dann die Größe des Toleranzbereichs auswählen
Und bei welchen Objekten er gelten soll
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Jetzt kann man noch angeben, ob das Netzwerk sources oder sinks hat
Wenn ja, dann kann man hier angeben, welche Objektklassen
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So nun kann man noch auswählen, ob man Gewichte haben möchte
Z.B. PresDrop mit dem Typ double
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Jetzt soll man seine vorher angegebenen Gewichte noch dem auswahlkriterium zuweisen
Z.B. Hydranten nach Hydlin_Length
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Als letztes muß man dann noch seine bis dahin gemachten angaben mit finish bestätigen
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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
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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)
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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
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Ancillary role
Ändern / Einfügen von sources und sinks:
Wenn alle Knoten einer Feature Klasse den gleichen Wert haben sollen
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Ancillary role + Enabled
Wenn man für bestimmte Knoten einen Wert verändern / einfügen möchte:
Editor Toolbar Start Editing
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1. Atrribute table
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2. Punkt markieren
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3. Wert ändern
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Der markierte Knoten kann auch ausgeschaltet werden, um einen Defekt zu simulieren: Enabled - True / False
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5. Fließrichtung im Ansatz
VisualisierungFür die Visualisierung des Flusses
müssen wir erst eine neue Toolbar einführen:
Die Utility Network Analysis - Toolbar
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Visualisierung
Netzwerkauswahl (Wasserversorgung)
Flow (Display Arrows zeigen Fließrichtungspfeile an.)
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Visualisierung
PropertiesBestimmte FließrichtungUnbestimmte FließrichtungNicht initialisierte Fließrichtung
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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)
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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)
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Ablauf der Visualisierung
Fließrichtungspfeile anzeigen:Auf Flow dann Display Arrows
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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.
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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:
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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
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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