Überblick über Routen
Eine Objektgruppe von Routen mit einem gemeinsamen Maßsystem wird als Routensystem bezeichnet. Mit Routensystemen werden für gewöhnlich lineare Features mit ähnlichen Attributen definiert. Ein Routensystem wäre beispielsweise eine Aufstellung der Fahrstrecken aller Busse eines Landkreises.
In einem einzigen Coverage können viele Routensysteme vorkommen. Ein Coverage einer Stadt kann beispielsweise die Routen von Schulbussen, LKW und Krankenfahrzeugen umfassen.
Routensysteme werden unter Verwendung von Arcs, Routen und Abschnitten gebildet. Mit ihnen lassen sich lineare Features exakt modellieren, ohne die bestehende Arc-Node-Topologie zu verändern.
Die nachfolgend abgebildete Route wurde unter Verwendung von vier Arcs erstellt. Beachten Sie, wie die Endpunkte der Route in Beziehung zu den Arcs verlaufen. Eine Route muss nicht an einem Node beginnen bzw. enden.
Bei den Abschnitten handelt es sich, wie unten dargestellt, um die Arcs, oder Teile der Arcs, die zum Definieren der einzelnen Routen dienen. Sie bilden die Infrastruktur des Routensystems.
Die folgende Grafik zeigt ein Beispiel für Attribute mit Entfernungsmesswerten (z. B. von Kilometeranzeigen oder Adressen). Diese können zur Erfassung von Ereignissen (z. B. Unfällen) oder der Fahrbahnqualität verwendet werden.
Die Routen und Abschnitte eines Routensystems werden in zwei INFO-Datendateien gespeichert: der Routen-Attributtabelle (RAT) zum Vorgeben einer Route-Feature-Class und der Abschnitttabelle (SEC) zum Vorgeben einer Section-Feature-Class. Zusammen ergeben diese Feature-Classes ein Routensystem. Route- und Section-Feature-Classes werden oft als Route- bzw. Section-Feature-Subclasses bezeichnet, da in einem Coverage viele davon vorkommen können und jede vom Vorhandensein einer Arc-Feature-Class abhängt.
Bei der RAT und der SEC handelt es sich um Feature-Attributtabellen, die als INFO-Datendateien gespeichert werden. Eine RAT und eine SEC ergeben zusammen ein Routensystem. Das Routensystem muss immer einen Namen haben. So kann z. B. in einem Coverage mit der Bezeichnung ROADS ein Routensystem namens BUS vorkommen, das die Routen der Schulbusse enthält. Die zugehörigen INFO-Datendateien werden ROADS.RATBUS und ROADS.SECBUS genannt. Dementsprechend verfügt ein Routensystem namens HAZARD über INFO-Dateien namens ROADS.RATHAZARD und ROADS.SECHAZARD.
Einpassung der RAT und SEC in das Coverage
Die RAT und SEC eines Routensystems werden innerhalb des Coverages gespeichert, auf das sie verweisen. Die Integrität von Routen und Abschnitten bleibt beim Bearbeiten und Aktualisieren der Arcs automatisch erhalten. Ereignisse gehören nicht zu einem Coverage, sondern stellen lediglich die Beziehung zu einem Routensystem aus einer externen Quelle her.
Diese Abbildung veranschaulicht, wie RAT-, SEC- und ARC-Dateien zusammen in einem Coverage namens ROADS ein Routensystem namens BUS bilden. Das Feld ARCLINK# in der SEC verweist auf die interne Nummer in der ARC-Datei. Die Felder F-POS und T-POS in der SEC-Datei stellen die Beziehung zu den Koordinaten des Arcs her. RAT und SEC sind über die Felder ROUTELINK# (in der SEC) und <subclass># (in der RAT) miteinander verbunden.
Gründe für die Verwendung von Routen zur Darstellung linearer Features
Um linearen Features Ereignisse zuzuordnen, muss ein Routensystem anhand von Routen, Abschnitten und Messwerten definiert werden, die auf Arc-Features aufbauen.
Es gibt zwei wesentliche Gründe für die Verwendung von Routensystemen zur Darstellung linearer Features:
- um zu vermeiden, das Arcs bei jeder Änderung der Attributwerte geteilt werden (z. B. für die dynamische Erfassung von Ereignissen in Bezug auf eine Linie), oder
- um zu ermöglichen, dass umfassende, als Routenmesswerte aufgezeichnete Datensammlungen mittels dynamischer Segmentierung zugeordnet, analysiert und manipuliert werden können.
Bei der Verwendung von Arcs zum Darstellen linearer Features muss bei jeder Änderung irgendeines Attributs entlang des linearen Features ein neuer Arc verwendet werden, auch wenn keine Überschneidung festgestellt wurde. Das Teilen von Arcs ist nicht nur überflüssig und unwirtschaftlich, sondern lässt auch keine dynamische Erfassung von Ereignissen entlang linearer Features zu.
Transportunternehmen, Sicherheitsbehörden und Feuerwehren sowie öffentliche Versorgungsbetriebe und Lieferfirmen unterhalten große Datenbanken von Ereignissen mit Routenmesswerten. Beispielsweise wird in der Darstellung "Highway 400 Kilometer 145" eine allgemeine Methode zum Aufzeichnen von Informationen wie z. B. Positionen der Straßenschilder, Ausfahrten, Straßenbelagbeschaffenheit, Sperrungen, Geschwindigkeitsbegrenzungen, Unfallstellen usw. veranschaulicht. Diese Daten werden für gewöhnlich in externen Datenbanken gepflegt. Der Zugriff darauf, die Kartenerstellung und ggf. Analysen erfolgen über ArcGIS.
Diese einzelnen Ereignisse können nicht nur auf der Karte verzeichnet, sondern auch anderen Ereignissen zugeordnet werden. Die zu Grunde liegende lineare Geographie ist die gleiche. Diese Fähigkeit, verschiedene Daten entlang einer Linie zueinander in Bezug zu setzen, hat Ähnlichkeit mit der topologischen Überlagerung. Sie können sie sich als Überlagerung "Linie auf Linie" oder "Punkt auf Linie" vorstellen. Die Routenmesswerte liefern die Positionsdaten und ArcGIS stellt die Werkzeuge zu deren Verarbeitung bereit.
Routen-Attributtabellen
Die RAT enthält Werte zur Bestimmung einer Route. Sobald die RAT erstellt ist, können ihr beliebig viele benutzerdefinierte Attribute hinzugefügt werden. Als Mindestvorgabe enthält die RAT folgende Felder:
Routen-Attributtabelle
| Feldname | Inhalt |
|---|---|
<subclass># | Interne Nummer der Route |
<subclass>-ID | Benutzerdefinierte Kennung der Route |
Eine RAT kann aus vielen Routen bestehen, die ein bestimmtes Routensystem ergeben. Das Routensystem "Bus" kann beispielsweise für alle Busfahrstrecken einer Stadt stehen. Nachstehend ist ein Beispiel einer RAT für ein Routensystem namens BUS dargestellt.
Die folgende Routen-Attributtabelle veranschaulicht die Art und Weise, wie ein Bus-Routensystem mit einer Route codiert wird.
Routen können eine Vielzahl an strukturellen Merkmalen aufweisen. Im Allgemeinen sind Routen kontinuierlich und nicht verzweigt. Es kann jedoch vorkommen, dass eine Route verzweigt ist oder aus unzusammenhängenden Abschnitten besteht. Diese Arten von Routen werden im Datenmodell der dynamischen Segmentierung voll unterstützt.
Die den Routen zugewiesenen Messwerte können auch eine Vielfalt an Merkmalen aufweisen. Messwerte nehmen normalerweise entlang der Route monoton zu, d. h. ohne jemals abzunehmen. Zu den weiteren Merkmalen, welche die Maßsysteme möglicherweise aufzeigen, gehören diskontinuierliche (unterbrochene) oder überlappende Messungen (mehrere Messwerte für eine Position auf der Route).
Die RAT wird immer gleichzeitig mit einer zugehörigen SEC erstellt.
Abschnitttabellen
Der Datensatz zu einem Abschnitt in der SEC enthält mehrere Felder. Diese Felder haben den Zweck, den Abschnitt mit einer bestimmten Route zu verbinden, die Messwerte für diesen Teil der Route zu bestimmen und Start- und Endposition des Abschnitts auf dem Arc festzulegen. Die SEC enthält folgende Felder:
Abschnitttabelle
| Feldname | Inhalt |
|---|---|
ROUTELINK# | Bestimmt die Route, zu welcher der Abschnitt gehört (interne RAT-Nummer) |
ARCLINK# | Bestimmt den Arc, auf den der Abschnitt verweist (interne Arc-Nummer aus den ARC- und AAT-Dateien) |
F-MEAS | Anfangsmesswert des Abschnitts |
T-MEAS | Endmesswert des Abschnitts |
F-POS | Anfangsposition des Abschnitts, definiert als Prozentsatz entlang dem Arc (vom Ausgangs-Node aus) |
T-POS | Endposition des Abschnitts, definiert als Prozentsatz entlang dem Arc (vom Ausgangs-Node aus) |
<subclass># | Interne Nummer des Abschnitts |
<subclass>-ID | Benutzerdefinierte Kennung des Abschnitts |
Der Wert des Feldes ROUTELINK# ist in der RAT für alle Abschnitte einer Route gleich dem Wert des Feldes <subclass># dieser Route. Auf diese Weise ist eine Route mit ihren Abschnitten verbunden. Eine Route kann ohne ihre Abschnitte nicht existieren.
Sobald die SEC erstellt ist, können ihr beliebig viele benutzerdefinierte Attribute hinzugefügt werden. Normalerweise werden Attribute nicht in der SEC gespeichert. Attribute, welche die gesamte Route beschreiben, werden in der RAT abgelegt. Attribute, die Teile der Route beschreiben, werden als Ereignisse gespeichert.
Festlegen der Abschnitte
Diese Abschnittstabelle veranschaulicht, wie die Abschnitte für ein Routensystem namens BUS codiert werden. Die Tabelle beinhaltet drei Abschnitte, die zu einer Route gehören. Abschnitt 1 ist entlang Arc 7 zwischen 40 und 100 % definiert, Abschnitt 2 entlang Arc 8 auf der gesamten Länge und Abschnitt 3 entlang Arc 9 zwischen 0 und 30 %.
Positionen der Abschnitte
Die Position eines Abschnitts auf einem Arc wird als Von- und Bis-Wert in einer SEC gespeichert. Diese Werte stehen für die Entfernung entlang des Arcs in Prozent, beginnend beim Ausgangs-Node des Arcs. In der obigen Abbildung beispielsweise ist der erste Abschnitt für die Positionsfelder F-POS und T-POS als "40 bis 100" codiert, da er entlang des Arcs 7 von 40 bis 100 % (d. h. bis zum Ende des Arcs) verläuft. Bei der obigen Abbildung wird davon ausgegangen, dass die Arcs in derselben Richtung verlaufen wie die Route. Verläuft irgendein Arc in der entgegengesetzten Richtung zur Route, die er kreuzt, werden die Werte der Von- und Bis-Positionsfelder in der SEC vertauscht.
Messwerte der Abschnitte
Die Messwerte in der SEC geben die Anordnung des Abschnitts innerhalb der Route an. Diese Werte stehen in Verbindung mit den Enden eines Abschnitts. Messwerte lassen sich automatisch errechnen. Standardmäßig wird die Länge des Arcs verwendet. Der erste Abschnitt in der obigen Abbildung ist beispielsweise der Anfang der Busroute. Die Länge des Arcs beträgt 90 Einheiten. 60 Prozent dieser Länge sind 54 Einheiten. Deshalb wird als Von-Messwert 0 eingegeben und als Bis-Messwert 54.
Eine verbundene RAT wird normalerweise gleichzeitig mit einer SEC erstellt. Eine SEC muss jedoch keine zugehörige RAT haben. Bei einer SEC, die nicht mit einer RAT verbunden ist, ist von Abschnitten ohne Route die Rede. Das Erstellen und Verwenden von Abschnitten ohne Route ist nicht zu empfehlen, da es ohne eine RAT nicht möglich ist, Ereignisdaten anzuzeigen bzw. mit diesen zu arbeiten.