Geometrische Netzwerke mit Fluss

1. Geometrische Netzwerke mit Fluss GeoinformationII

2. 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

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

4. 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

5. Wie verknüpft man das geometrische Netzwerk mit diesen Informationen?

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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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. Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

12. Wert ändern (0,1,2) 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 Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

13. 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

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

15. Ausguss Quelle Ausgeblendeter Knoten 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) Geoinformation II - Netzwerke mit Fluss - 13.11.00

16. 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

17. 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

18. 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

19. 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

20. 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