網路分析概述

基本概念

網路分析是通過研究網路的狀況以及模擬和分析資源在網路上的流動和分配情況，對網路結構及其資源等的優化問題進行研究的一種空間分析方法。網路分析的理論基礎是圖論和運籌學。

圖的概念

(1).組成

在機器世界中，鄰接矩陣表示法關聯矩陣表示法鄰接表表示法是用來描述圖與網路常用的方法。

鄰接矩陣用來表示圖中任意兩點之間的鄰接關係及其權值。如果兩點間有一條弧，則鄰接矩陣中對應元素為1，否則為0(也可用∞表示兩點間無任何連線關係)，鄰接矩陣為對稱矩陣。對於加權圖的臨接矩陣表示，一條弧所對應的元素不再是1，而是相應的權值。

關聯矩陣中，每行對應圖的乙個結點，每列對應圖的一條弧。如果乙個結點是一條弧的起點，則關聯矩陣中對應的元素為1;如果乙個結點是一條弧的終點，則關聯矩陣對應元素為-1;如果乙個結點與一條弧不關聯，則關聯矩陣中對應的元素為0。

圖的鄰接表是圖中所有結點鄰接表的集合。

鏈（link）

鏈是構成網路的骨架，是現實世界中各種線路的抽象和資源傳輸或通訊聯絡的通道，可以代表公路、鐵路、街道、航線、水管、煤氣管、輸電線、河流等。鏈包括圖形資訊和屬性資訊，鏈的屬性資訊包括阻礙強度和資源需求量，鏈的阻礙強度是指在通過一條鏈時所需要花費的時間或者費用等，如資源流動的時間、速度。鏈是有方向的，當資源沿著網路中的不同方向流動時所受到的阻礙強度可能相同，也可能不同。

結點（node）

結點是網線的端點，又是網線的匯合點，可以表示交叉路口、中轉站、河流匯合點等，其狀態屬性除了包括阻礙強度和資源需求量等，還有下面幾種特殊的型別。

① 障礙（barrier）：禁止資源在網路中的鏈上流動的點。

② 拐點（turn）：出現在網路鏈中的分割結點上，狀態屬性有阻礙強度，如拐彎的時間和限制（例如在8：00到18：00不允許左拐等）。在地理網路中，拐點對資源的流動有很大影響，資源沿著某一條鏈流動到有關結點後，既可以原路返回，也可以流向與該結點相連的任意一條鏈，如果阻礙強度值為負數，則表示資源禁止流向特定的弧段。

③ 中心（center）：網路中具有一定的容量，能夠接受或分配資源的結點所在的位置。如水庫﹑商業中心、電站、學校等，其狀態屬性包括資源容量（如總量）﹑阻礙強度（如中心到鏈的最大距離或時間限制）。資源容量決定了為中心服務的弧段的數量，中心的阻礙強度是指沿某一路徑到達中心所經歷的弧段總阻礙強度的最大值。

④ 站點（stop）：在路徑選擇中資源增減的結點，如庫房﹑車站等，其狀態屬性有兩種，一種是站的阻礙強度，它代表與站有關的費用、時間等，如在某個庫房裝卸貨物所用時間等；一種是站的資源需求量，如產品數量、學生數、乘客數等。站的需求量為正值時，表示在該站上增加資源；若為負值，則表示在該站上減少資源。

網路分析功能

路徑分析

路徑分析是gis中最基本的功能，其核心是對最佳路徑的求解。從網路模型的角度看，最佳路徑的求解是在指定網路的兩個結點之間找一條阻礙強度最小的路徑。另一種路徑分析功能是求解最佳遊歷方案，又分為弧段最佳遊歷方案求解和結點最佳遊歷方案求解兩種。

連通分析

現實中常需要知道從某一結點或邊出發能夠到達的全部結點或邊，這一類問題稱為連通分量求解；另一類連通分析問題是求解最少費用連通方案，即在耗費最小的情況下使全部結點相互連通。

資源分配

資源分配也稱定位與分配問題，包括目標選址和將需求按最近（這裡遠近是按加權距離來確定的）原則尋找**中心（資源發散或匯集地）兩個問題。

流分析

流是資源在結點間的傳輸。流分析問題主要是按照某種優化標準（時間最少、費用最低、路程最短或運送量最大等）設計的運送方案，網路流理論是其基礎理論

動態分段

動態分段技術是gis網路分析中一種基於網路線的動態分析、顯示和繪圖技術。通過建立一種比「弧段－結點」資料模型高階的「動態段－動態結點」模型，來實現根據不同的屬性按照某種度量標準對線性要素進行相對位置的劃分。

位址匹配

位址匹配實質是對地理位置的查詢，涉及到位址的編碼。位址匹配與其他網路分析功能結合起來，可以滿足實際工作中複雜的分析要求。

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