Geometrische Netzwerke bieten eine Möglichkeit zum Modellieren und Analysieren von Netzen bzw. Netzwerken und Infrastruktureinrichtungen aus der realen Welt. Beispiele für Ressourcenflüsse sind Wasserversorgungs-, Strom-, Gas- und Telefonleitungen oder Wasserläufe, die mit einem geometrischen Netzwerk modelliert und analysiert werden können.
Funktionen von geometrischen Netzwerken
Nachdem Sie ein geometrisches Netzwerk modelliert haben, können Sie verschiedene Netzwerkanalysen ausführen. In der folgenden Tabelle sind einige Analysen aufgeführt, die Sie ausführen können. Sie enthält zudem ein Beispiel für Nutzer, die von dem jeweiligen Analysetyp profitieren.
| Analyse | Anwendung |
|---|---|
Berechnen der kürzesten Verbindung zwischen zwei Punkten | Verschiedene Versorgungsunternehmen nutzen diese Methode, um die logische Konsistenz eines Netzes und die Verbindung zwischen zwei Punkten zu überprüfen. |
Suchen aller verbundenen und getrennten Netzwerkelemente | Elektrounternehmen können so erkennen, welcher Teil des Netzes getrennt ist, und anhand dieser Informationen Möglichkeiten zur erneuten Verbindung ermitteln. |
Suchen von Schleifen oder Kurzschlüssen im Netz | Hierdurch kann ein Kurzschluss erkannt werden. |
Bestimmen der Fließrichtung von Kanten, wenn Quellen oder Senken festgelegt wurden | Manager oder Ingenieure können so die Fließrichtung entlang Kanten anzeigen. ArcGIS kann die Fließrichtungen zur Ausführung flussspezifischer Netzwerkanalysen nutzen. |
Verfolgen von Netzwerkelemente flussaufwärts oder flussabwärts von einem Punkt aus | Wasserversorgungsunternehmen können so bestimmen, welche Ventile bei einem Rohrbruch abgeschaltet werden müssen. |
Berechnen der kürzesten Verbindung von einem Punkt zu einem anderen flussaufwärts | Umweltschutzeinrichtungen können so die Quelle von Verunreinigung in Fließgewässern präzise ermitteln. |
Suchen aller Netzwerkelemente flussaufwärts von mehreren Punkten aus und Bestimmen der für alle Punkte identischen Elemente | Stromversorgungsunternehmen können so die Telefonanrufe von Kunden, die einen Stromausfall melden, verwenden, um verdächtige Transformatoren oder ausgefallene Leitungen zu suchen. |
Geometrische Netzwerke in ArcGIS
Ein geometrisches Netzwerk umfasst eine Gruppe von verbundenen Kanten und Knoten sowie Konnektivitätsregeln, mit denen das Verhalten einheitlicher Netzwerkinfrastruktur in der Realität dargestellt und modelliert werden kann. Geodatabase-Feature-Classes sind die Datenquellen, mit denen das geometrische Netzwerk definiert wird. Sie definieren die Rollen, die die verschiedenen Features im geometrischen Netzwerk spielen, sowie Regeln für den Ressourcenfluss durch das geometrische Netzwerk.
In der folgenden Grafik wird mit einem geometrischen Netzwerk der Wasserfluss durch Hauptleitungen und Nebenleitungen modelliert, die durch Anschlüsse miteinander verbunden sind:
Ein geometrisches Netzwerk wird in einem Feature-Dataset in der Geodatabase erstellt. Die Feature-Classes im Feature-Dataset fungieren als Datenquellen für Netzwerkknoten und -kanten. Die Netzwerkverbindungen basieren auf der geometrischen Übereinstimmung der Features in den Feature-Classes, die als Datenquellen verwendet werden. Jedes geometrische Netzwerk verfügt über ein logisches Netzwerk, d. h. über eine Sammlung von Tabellen in der Geodatabase, in der Konnektivitätsbeziehungen und andere Informationen zu den Features im geometrischen Netzwerk als einzelne Elemente gespeichert sind, die in Verfolgungs- und Flussvorgängen verwendet werden können.
Geometrische Netzwerke bestehen aus zwei Feature-Typen: Kanten und Knoten. Kanten und Knoten in einem geometrischen Netzwerk sind spezielle Feature-Typen in der Geodatabase, die als Netzwerk-Features bezeichnet werden. Stellen Sie sich diese als Punkt- und Linien-Features mit einem speziellen Verhalten für ein geometrisches Netzwerk vor. Ähnlich wie andere Features in der Geodatabase weisen sie bestimmte Merkmale auf, z. B. Domänen und Standardwerte. Da sie Teil eines geometrischen Netzwerks sind, zeichnen sie sich durch eine spezifische Verhaltensweise aus, z. B. durch das Bewusstsein, dass sie topologisch miteinander verbunden sind und wie sie verbunden sind: Kanten müssen mit anderen Kanten an Knoten verbunden sein. Im Netzwerk wird der Fluss von einer Kante zu einer anderen durch Knoten dargestellt.
In der folgenden Abbildung ist ein Beispiel eines geometrischen Netzwerks in ArcMap zu sehen:
