Geometrische Netzwerke mit Fluss Geoinformation II Geometrische Netzwerke mit Fluss

Motivation für Netzwerke Den kürzesten / schnellsten Weg zum nächsten Krankenhaus finden Eine geeignete Route für Kunden-besuche finden Koordination von ÖPNV, Müllabfuhr etc. die Fahrtzeit für einen Weg bestimmen  Transport-Netzwerk (der Pfad von A nach B ist wählbar) Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Die 1-Stunden-Zone um Liège Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Motivation für Netze mit Fluss (2) Automatisiertes Leitungskataster kann Versorgung bei defekten Leitungen, (defektem Trafo) gewährleistet werden? Fließrichtung des Wassers / Strom Schaltkreise  Versorgungs-Netzwerk (der Pfad von A nach B ist durch die Fließrichtung vorgegeben) Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Wie verknüpft man das geometrische Netzwerk mit diesen Informationen?

Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00 Lösung: methodisch durch Algorithmen wie Dijkstra, Floyd... Voronoi-Diagramme Visualisierung durch ArcInfo 8.0 Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00 Visualisierung Netzwerke mit Fluss sollen einen bestimmten Sachverhalt veranschaulichen. Zur Verdeutlichung der Intention benutzt man: Topologie: Lehre von den Eigenschaften geometrischer Gebilde im Raum, die bei beliebiger Verzerrung erhalten bleiben. (Dudenlexikon) Generalisierung Verzerrung Signaturen („symbology“) Attribute können deklariert werden Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00 Attribute (1) Attribute für Kanten einfache / komplexe Kanten Kantengewichte Druck in Wasserleitungen Fahrbahnbeschaffenheit Länge der Kante ....  Attribute table Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00 Attribute (2) Verknüpfungsattribute für Knoten Verteiler (1 to many) Dreier-Stecker T-Stück Bogenstücke (1 to 1) Reduzierer (1 to 1) Trafo 10kV - 220V Reduzierstück Ø 20cm - Ø 10cm Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00 Attribute (3) Sonstige Attribute für Knoten Knotengewichte source.......Quelle Pumpstation Batterie (Pluspol) AKW sink...........Ausguss Haushalte Batterie (Minuspol) Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Jetzt geht´s ans Eingemachte! Der Fluss in Netzen: Deklaration nur im Wizard für geometrische Netzwerke (dort wird für ausgewählte Feature-Klassen ein neues value-field zugefügt)  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, d.h. none Dieser Knoten fungiert weder als Quelle, noch als Ausguss (T-Stück) 1 source Quelle des Netzwerks (Pumpstation) 2 sink Ausguss des Netzwerks (Haushalt) Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00 Ancillary role Ändern / Einfügen von sources und sinks: Wenn alle Knoten einer Feature-Klasse den gleichen Wert haben sollen: Properties – Symbology – Unique Values – Ancillary role - Add All Values Wert ändern (0,1,2) Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Ancillary role + Enabled Ändern / Einfügen von sources und sinks: Wenn man für bestimmte Knoten einen Wert verändern / einfügen möchte: Editor Toolbar – Start Editing 1. Attribute table 3. Wert ändern 2. Punkt markieren Der markierte Knoten kann auch ausgeschaltet werden, um z.B. einen Defekt zu simulieren: Enabled – True / False Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Visualisierung Für die Visualisierung des Flusses müssen wir erst eine neue Toolbar einführen: Die Utility Network Analysis - Toolbar Netzwerkauswahl Fließrichtungspfeile anzeigen Determinate flow - Bestimmte Fließrichtung Indeterminate flow - Unbestimmte Fließricht. Uninitialized flow - Nicht initialisierte Fließricht. Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Die 3 möglichen Fließrichtungen Die bestimmte Fließrichtung: Die Fließrichtung in einer Kante ist durch Quelle und/oder Ausguss eindeutig festgelegt. Die unbestimmte Fließrichtung: Die Fließrichtung einer Kante ist nicht eindeutig festgelegt. Nicht initialisierte Fließrichtung: In einer Kante gibt es keinen Fluss. (z.B. durch defekten Knoten) Ausguss Quelle Ausgeblendeter Knoten Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00 Visualisierung Endgültiger Ablauf der Visualisierung: 1. Die Fließrichtung setzen: Editor – Start Editing ArcMap berechnet den Netzwerkfluss erst, wenn man im „Editiermodus“ (Start Editing) diesen Button drückt. Set Flow Direction 2. Fließrichtungspfeile anzeigen: Flow – Display Arrows Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00 Übung 1 Kopiere folgenden Ordner in Dein lokales Verzeichniss: V:\GIS-Vortrag-MP Öffne das Netzwerk: präsentation.mxd (Durch Doppelklick auf Water-junctions und Auswahl der Data-Source (Montgomery - water - Water-junctions) wird das Netz nutzbar.) Die Stadtwerke von Montgomery wollen einige Wasserleitungen erneuern. Um die richtige Gefällrichtung der Leitungen zu gewährleisten benötigen sie einen Plan über die Wasserversorgung mit Fließrichtungspfeilen. Zu beachten: Alle Hydranten sollen als Ausguss fungieren Alle Tanks sollen als Quelle fungieren Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00 Übung 2 Benutze das Netzwerk von eben: Durch Verunreinigungen in den Wasserleitungen kommt es zu Verstopfungen in einigen Knoten: Wähle beliebig Knoten aus und simuliere den Defekt Visualisiere den veränderten Fluss im Netzwerk Verändere auch Quellen / Ausgüsse manuell Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00 Gewichte Definition (Gewichte im Netzwerk): Ein Gewicht ist ein Netzwerk-feature, der Kosten repräsentiert, die man beim Passieren einer Kante/Knoten aufwenden muß. Umsetzung: Die Gewichte müssen bei der Bildung des geometrischen Netzwerks deklariert werden. Der Name des Gewichts ist frei wählbar. Bei der Deklaration wählt man die feature-Klasse(n) aus, auf der ein Gewicht wirken soll. Entscheidend ist die Spalte aus der Attributtabelle: Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00 Das Gewicht „Länge“ wird auf die gespeicherte Länge angewendet. Die Werte befinden sich in der Attributliste der jeweiligen feature-Klasse Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00