3D ネットワーク データセットの解析

Network Analyst のライセンスで利用可能。

3D Analyst のライセンスで利用可能。

複雑度:

上級

データ要件:

ArcGIS Tutorial Data for Desktop

データ パス:

C:\ArcGIS\ArcTutor\Network Analyst\Workflow\3DRouting

目的:

3D ネットワーク データセットに対してルート解析を実行します。

ネットワーク データセットのソース フィーチャを表すジオメトリに Z 座標値が含まれている場合、3 次元ネットワークを作成して、そのネットワークを解析できます。このトピックでは、ArcGIS Network Analyst エクステンションで 3D 解析を実行するための基礎を説明し、ArcScene で最適ルートを対話形式で検索するために使用できるジオプロセシング モデルを示します。

Network Analyst チュートリアル データは、ArcGIS.com で入手でき、3D ネットワーク データセットと、ネットワーク上のルート検索を行うためのジオプロセシング モデルを含みます。付属するデータを調べたり操作したりすると、3D ネットワークの作成方法と 3D ネットワークの解析方法が理解できます。また、この文書の手順の一部を実行するためにこのデータが必要となります。データをダウンロードしたら、任意の場所に抽出することができます。ただし、ここがチュートリアル データのデフォルトの保存場所になるため、C:\arcgis\ArcTutor に抽出するとよいでしょう。3D データは \Network Analyst\Workflow\3DRouting にあります。

ライセンス:

ネットワーク データセットを 3D で表示し、ソース フィーチャを作成しやすくするには、ArcGIS 3D Analyst エクステンションと ArcGIS Network Analyst エクステンションが必要です。

次の一連のグラフィックスでは、建物内の廊下とその他の通路がネットワーク データセットとしてモデリングされています。

この 3 階建てのビルを使用して 3D ネットワーク データセットを作成します。

まず、通路 (玄関、階段、エレベーターなど) を 3D でデジタイズする必要があります。この作業は ArcMap と ArcScene で行います。

次に、ソース フィーチャクラスからネットワーク データセットを作成します。作成手順は他のネットワーク データセットの場合と同じですが、[ネットワーク フィーチャのエレベーション モデルを選択] で [ジオメトリの Z 座標値を使用] を選択します。

ジオメトリの Z 座標値を使用した接続性の詳細

3D ネットワーク データセットを作成して構築したら、そのデータセットを使用してネットワーク解析を実行できます。

3D ネットワーク データセットではすべての Network Analyst 解析を実行できます。ここでは、ルート解析を使用して、1 階オフィスから 3 階オフィスまでの最短経路を検索しています。3D 結果は ArcScene に表示されます。

ネットワークは 1 つの建物に制限されません。キャンパス内、近隣、または市内の複数の建物を含めることができます。どのようなネットワーク構成でも、Network Analyst を使用してさまざまな解析を実行できます。たとえば、ロケーション-アロケーション解析を実行すれば、限られた医療用品や医療機器をどの部屋からもすぐに利用できる最適な配置を見つけることができます。また、オフィス ビルやレストラン内のリサイクル用回収容器、空港内の自動販売機なども解析対象となります。

2D ネットワークでの到達圏解析は、緊急応答センターが決められた時間内に到達できる建物を特定する場合などに役立ちます。一方、建物内のある地点へ到達するには、廊下を歩いたり、階段を上ったりしなければなりません。3D ネットワークを対象とする到達圏解析は、指定した時間内に到達できる屋内の場所を特定するときに役立ちます。

Network Analyst のさまざまな 3D 解析から、いくつかを紹介します。

3D ネットワーク データセットで解析を実行

3D ネットワーク データセットに対して解析を実行する場合、現在のところ最も簡単なのはジオプロセシング モデルを使用する方法です。ここでは、複数のストップ間の最適ルートを検出するモデルを設定する方法を説明します。ArcScene でモデルを実行し、その結果を 3 次元で表示します。ここでの作業は、3D ネットワーク データセットが用意されていること (付属のデータセットを使用できます)、ジオプロセシングに慣れていること、モデルの作成方法を理解していることを前提としています。

モデルの概要

ここで説明するジオプロセシング モデルは、ストップ間の最小コスト ルートを検索します。ストップを対話的に追加するか、フィーチャクラスから読み込むかを選択できます。モデルの出力ネットワーク解析レイヤーで使用するシンボルを LYR ファイルで事前に設定し、このモデルが参照できるようにしておきます。

Element	タイプ	説明
Input network dataset	ネットワーク データセット レイヤー、入力パラメーター	3D ネットワーク データセットのファイル パス。ジオメトリの Z 座標値を使用して、エレベーションをモデリングする必要があります。
Restrictions	文字列、入力パラメーター	ネットワーク データセットに対する規制属性のリスト。
Impedance attribute	文字列、入力パラメーター	最小コスト パスを計算するためのコスト属性。
Make Route Layer	ツール	ルート解析レイヤーを作成します。このレイヤーには、最適なルートの計算方法を決定するためのデータとプロパティ、および計算結果が含まれます。
Route	ネットワーク解析レイヤー	ルート解析レイヤー。
Add Locations	ツール	ネットワーク解析レイヤーにネットワーク ロケーションを追加します。ここでは、ルート レイヤーにストップを追加します。
Input stops	フィーチャ セット (ポイント)、入力パラメーター	解析結果のルートが巡回するポイント フィーチャ。
Route (1)	ネットワーク解析レイヤー	ストップが設定されたルート レイヤー。
Solve	ツール	最小コスト ルートを計算します。
Solve succeeded	ブール値	解析が正常に実行されたかどうかを示します。
Route (2)	ネットワーク解析レイヤー	解析結果のルートが追加されるルート レイヤー。
Output route symbology	レイヤー	[レイヤーのシンボル情報を適用 (Apply Symbology From Layer)] ツールにより、このレイヤーのシンボルが出力ルート レイヤーに適用されます。
Apply Symbology From Layer	ツール	出力ルート シンボル変数が参照するレイヤーのシンボルを、出力ルート変数に適用します。
Output routes	ネットワーク解析レイヤー (パラメーターを取得)	解析結果のルート、および出力ルート シンボルの事前定義されたシンボルを含むルート レイヤー。

モデル プロセス

ここでは、モデルについて詳しく説明します。

ルート レイヤーの作成 (Make Route Layer)

[ルート レイヤーの作成 (Make Route Layer)] ツールは、解析プロパティを格納する新しいネットワーク解析レイヤー (ルート) を作成し、入力ネットワーク データセットへの接続を管理し、入力ストップ、バリア、および出力ルートを格納します。ネットワーク データセットにはネットワーク インピーダンス属性があります。この属性はパラメーターなので、ネットワーク データセットの任意のインピーダンス属性を設定できます。この例のネットワーク データセットには Length 属性と WalkTime 属性があります。したがって、各ソース フィーチャ (廊下、階段、エレベーターなど) を移動する際の距離または時間を指定できます。[規制] パラメーターを使用して、解析時に階段、エレベーター、ターンを規制できます。ターン規制では、特定のドアの鍵を持っていない人をモデリングできます。

ロケーションの追加 (Add Locations)

[ロケーションの追加 (Add Locations)] ツールを使用して、ルート解析レイヤーにストップを追加します。このモデルでは、ポイントをフィーチャクラスから読み込むことができます。また、ArcScene でマップ上をクリックして、ポイントを対話的に作成することもできます。いずれの場合も、これらのポイントのジオメトリに Z 座標値が含まれている必要があります。

このモデルを使用してストップを ArcScene に追加すると、それらに緑色のフラグが表示されます。このカスタム シンボル (および対象フィーチャのスキーマ) は、ディスクに保存されている LYR ファイルから取り込まれます。代わりにデフォルトのポイント シンボルを表示することもできますが、その場合でも、ストップの適切なスキーマが定義されたポイント フィーチャクラスを参照する必要があります。

3 次元のポイント フィーチャクラスから LYR ファイルを作成するには、次の手順に従います。

1. [スタート] > [すべてのプログラム] > [ArcGIS] > [ArcScene 10.2] の順にクリックして、ArcScene を起動します。
2. [ArcCatalog ウィンドウ] ボタンをクリックします。

   カタログ ウィンドウが開きます。

3. ジオデータベースに移動します。
4. Z 座標値を使用するポイント フィーチャクラスを作成します。
5. [フィールドの追加 (Add Field)] ツールを使用して、編集対象となるストップのフィールド (Name、Sequence、RouteName など) を作成します。
ArcScene のデフォルトのポイント シンボルを使用する場合は、この後の手順に従う必要はありません。
6. 新しいフィーチャクラスを ArcScene に追加します。
7. シンボルを設定します。このモデルの使用時には、設定したシンボルに基づいてストップが表示されます。
8. [ [コンテンツ] ウィンドウで対象フィーチャ レイヤーを右クリックし、[レイヤー ファイルとして保存] を選択します。
9. このモデルと同じワークスペースに LYR ファイルを保存します。

このモデルを使用して、ストップを対話的に追加できるようにするには、[入力ロケーション] パラメーターをフィーチャ セットとして設定する必要があります。このモデルにはこの機能がすでに含まれていますが、参考にために、この機能の設定手順を説明します。

1. ModelBuilder で [ロケーションの追加 (Add Locations)] を右クリックし、ショートカット メニューで [変数の作成] > [パラメーターから] > [入力ロケーション] の順にクリックします。
2. 新しい変数 [入力ロケーション] を右クリックして、[プロパティ] を選択します。

   「Find best route」 (最適ルートの検索) モデルの図では、「入力ロケーション」が「入力ストップ」に名前変更されています。

3. [入力ロケーション プロパティ] ダイアログ ボックスで [データ タイプ] タブをクリックします。
4. [データ タイプを選択] ドロップダウン リストをクリックし、[フィーチャ セット] を選択します。
5. 属性、ジオメトリ タイプ、およびシンボルを定義している LYR ファイルから、スキーマとシンボルをインポートします。デフォルトのシンボルを使用する場合は、フィーチャクラスからスキーマをインポートできます。

   上記の手順に従ってフィーチャクラスまたは LYR ファイルを作成した場合は、ここで、それらのファイルを取得するようにモデルを設定します。

   

6. [OK] をクリックします。

   これで、モデルのユーザーはルート解析に必要なストップを対話的に作成できるようになりました。

   同様の方法で、さらに [ロケーションの追加 (Add Locations)] ツールをモデルに取り込むことができます。ただし、その場合はストップではなくバリアを追加します。

解析の実行 (Solve)

[解析の実行 (Solve)] ツールは、入力ルート解析レイヤーで指定されているオプションに基づいて最適なルートを計算し、ルート ラインを生成します。これらは、出力到達圏レイヤーのルート サブレイヤーに書き込まれます。

レイヤーのシンボル情報を適用 (Apply Symbology From Layer)

[ロケーションの追加 (Add Locations)] ツールのパラメーターに基づいてストップに適用されるシンボルは一時的なものであり、このフィーチャセットにのみ適用されます。ルート解析レイヤー全体にシンボルを適用しないで [解析の実行 (Solve)] ツールを実行した場合、ストップ フィーチャとルート フィーチャはデフォルトのシンボルに戻ります。そのため、[レイヤーのシンボル情報を適用 (Apply Symbology From Layer)] ツールをモデルに追加します。このツールは、すべてのサブレイヤーを含む RouteSymbology.lyr からシンボルを取得し、このモデルで作成されるルート解析レイヤーにそのシンボルを適用します。

次に、ArcScene でルート解析レイヤーの LYR ファイルを作成する方法を説明します。この後、別のモデル (3D 到達圏解析を実行するモデルなど) を作成する場合は、次の手順に従って出力シンボルを設定できます。

1. カタログ ウィンドウで、[Toolboxes] > [System Toolboxes] > [Network Analyst Tools] > [解析] の順にクリックします。
2. [ルート レイヤーの作成 (Make Route Layer)] をダブルクリックします。

   [ルート レイヤーの作成 (Make Route Layer)] ダイアログ ボックスが開きます。

3. [入力ネットワーク データセット] テキスト ボックスでネットワーク データセットを指定します。
4. [OK] をクリックします。

   ルート解析レイヤーの作成が開始されます。処理が完了すると、[コンテンツ] ウィンドウに解析レイヤーが表示されます。

5. モデルで使用するサブレイヤー (ストップ、ポイント バリア、ルート) について、シンボルを指定します。

   このモデルでは、ストップ レイヤーで使用するシンボルも、[ロケーションの追加 (Add Locations)] のパラメーターが参照する LYR ファイルからインポートされます。つまり、ロケーションを追加するときも、解析を実行するときも、画面に表示されるストップ シンボルは変わりません。

6. [コンテンツ] ウィンドウでルート解析レイヤーの名前を右クリックし、[レイヤー ファイルとして保存] を選択します。
7. レイヤー ファイルの名前と保存場所を指定し、[保存] をクリックします。

モデルの使用

これらの手順の実行には、チュートリアル データが必要です。これは ArcGIS.com にあります。

1. [スタート] > [すべてのプログラム] > [ArcGIS] > [ArcScene 10.2] の順にクリックして、ArcScene を起動します。
2. [ArcScene - スタートアップ] ダイアログ ボックスで、[既存のシーン] をクリックして [詳細検索] をクリックします。

   [開く] ダイアログ ボックスが表示されます。

3. Network Analyst ワークフロー データ ([チュートリアル データの場所]\Network Analyst\Workflow) を参照し、[3DRouting] > [3DRouting.sxd] の順にダブルクリックします。

   3DRouting プロジェクトが開きます。

4. ArcGIS Network Analyst エクステンションを有効にします。
   1. [カスタマイズ] > [エクステンション] の順にクリックします。

      [エクステンション] ダイアログ ボックスが開きます。

   2. [Network Analyst] をオンにします。
   3. [閉じる] をクリックします。
5. [カタログ] ウィンドウ ボタン をクリックします。

   カタログ ウィンドウが開きます。

6. [ホーム] ボタン をクリックします。

   カタログ ウィンドウに、ArcScene ドキュメントが保存されているフォルダーが表示されます。

7. [3DRoutingTools.tbx] ツールボックスを展開し、[Find best route] モデルをダブルクリックします。

   

   [Find best route] ダイアログ ボックスが表示されます。

8. 次の手順に従ってストップを追加します。
   1. [Input_stops] をクリックします。

      

   2. マップ上で、ストップを配置する位置をクリックします。

      

9. 前ステップの操作を繰り返して、さらにストップを 1 つ以上追加します。
10. [入力ネットワーク データセット] は、すでに 3D 対応のネットワーク データセット Transportation_ND を参照しているはずです。そうでない場合は、3DRouting フォルダー (3DRouting > OfficeBuilding.gdb > Transportation > Transportation_ND) を開いて選択します。
11. [インピーダンス属性] をクリックして、[Length] または [WalkTime] を選択します。

    Length	最短パスを検索
    WalkTime	最速パスを検索

12. ルート解析で使用する規制を選択します。

    RestrictStairs	階段の使用を禁止します。車椅子で移動する人の経路を作成する場合などに使用します。
    RestrictElevators	エレベーターの使用を禁止します。非常口の経路を作成する場合などに使用します。
    RestrictedTurns	このネットワーク データセットのターン規制は、鍵を使って開ける必要があるドアを表します。ドアの鍵を持っていない場合、この規制が適用されます。

13. [OK] をクリックします。

    最適なルートが計算され、その結果がマップに表示されます。このルート フィーチャは、[コンテンツ] ウィンドウの [ルート] フィーチャクラスにも追加されます。

その他の種類の 3D ネットワーク解析の実行

このトピックで紹介したモデルは、他の 3D ネットワーク データセットでも使用できます。また、バリアなど他の機能を追加することも可能です。ロケーション-アロケーションや到達圏など、他の種類のネットワーク解析を実行するには、別のジオプロセシング モデルを作成する必要があります。Find best route (最適ルートの検索) モデルを参考にして、必要なモデルを作成してください。