Optimalizace dat pro analýzu nad sítí v prostředí ESRI geodatabázeJakub, Sladký


Obsah

Úvod
Modely pro správu prostorových dat
ESRI geodatabáze
Části geodatabáze
Struktura geodatabáze
Geodatabáze se síťovým datasetem a geometrickou sítí
Teorie grafů a GIS
Geometrická síť
Síťový dataset
Příprava dat v geodatabázi pro účely síťové analýzy
Síťové anlýzy
Vizualizace geodatabáze
Závěr
Bibliografie

Abstrakt

Práce podává stručný úvod do geodatabází, popisuje vnější i vnitřní strukturu geodatabáze, přičemž důraz je kladen na strukturu vnitřní. Jsou zde popsány datové modely pro reprezentaci sítě, vytvářené nad daty geodatabáze a jejich použití pro síťové analýzy. Dále jsou stručně popsány síťové analýzy proveditelné pomocí ESRI Network Analyst.

Úvod

V každém oboru lidské činnosti je možné nashromáždit velké množství dat, které je nutné shromažďovat, aby mohl být tento obor dále rozvíjen. V době výpočetní techniky je nejefektivnějším a v jistém smyslu nejjednodušším způsobem shromažďování dat jejich ukládání do počítačových databází. Práce podává stručný úvod do databází, ve kterých se shromažďují prostorově vztažená data tzv. geodata. Takováto databáze se nazývá prostorové databáze. Prostorová databáze je databázový systém schopný spravovat (ukládat, zpracovávat, manipulovat, dotazovat se) prostorová data (např. bod, úsečka, polygon). Prostor zde znamená 2 a více dimenzí [6]. Konkrétně se práce zabývá strukturou databáze firmy ESRI tzv. geodatabáze a popisuje datové modely použité k reprezentaci prostorových dat tvořících síť.

Modely pro správu prostorových dat

ArcGIS umožňuje implementaci dvou modelů pro správu prostorových dat: systém souborů a systém pro správu relační databáze. Model založený na systému souborů umožňuje přístup k datům ve formě shapefile, TIN, coverage, image nebo grid. Pomocí geodatabáze jsou spravována ta samá data, jen v relační databázi. Oba modely dohromady tvoří tzv. generic model pro geografické informace. Definováním a implementací pravidel chování tohoto modelu se v prostředí ArcGIS stavají geografická data víceúčelová, vhodná pro širší spektrum analýz [3].

ESRI geodatabáze

Následující kapitola byla zpracována na základě [1], [3], [5]. Geodatabáze je datový model pro reprezentaci geografických dat na bázi relační databáze. Geodatabáze umožňuje ukládání dat v DBMS pomocí ArcSDE, což je nadstavba ArcGIS sloužící jako prostředník mezi DBMS a GIS tzv. midleware. Pomocí ArcSDE jsou v DBMS data ukládána a spravována. V ArcGIS existují tři druhy geodatabáze: osobní (personal geodatabase), file geodatabase a víceuživatelská databáze také označovaná jako ArcSDE geodatabáze.

Základní rozdíl je, že zatímco osobní geodatabáze může být více uživateli najednou jen prohlížena, ArcSDE geodatabáze může být více uživateli najednou i editována.

Osobní geodatabáze může mít maximální velikost 2GB. Z tohoto důvodu je někdy zmiňována také jako "file-based workspace". Jako DBMS používá Microsoft JetEngine a pro práci s atributovými tabulkami pak Microsoft Acces.

File geodatabase ukládá data v souborech a složkách obsahovat až 1TB dat. Tento typ databáze může být též komprimován a datům může být přidělen atribut "read-only".

ArcSDE geodatabáze se používá pro velké objemy dat. Jako DBMS požívá produkty firem Oracle, IBM nebo Microsoft. Aby mohla být vytvořena je nutné mít ArcSDE.

Práce s geografickými daty je rozdělena mezi DBMS a GIS. DBMS zajišťuje ukládání dat na disk, definici atributových typů, dotazování a víceuživatelské transakce. V GIS se definují specifická schémata DBMS používaná k reprezentaci různých geografických datových typů.

Uložení geodatabáze zahrnuje uložení schématu, pravidel pro každý z datasetů (viz. níže) geodatabáze a prostorových a atributových dat. Tohle vše je uloženo v DBMS. Schéma je reprezentováno metadatovými tabulkami. Prostorová reprezentace je nejčastěji ukládána ve formě vektoru nebo rastru. Jak vektorová tak rastrová data jsou ukládána v tabulkách, přičemž uložení rastru vyžeduje více prostoru. Tabulka pro uložení vektoru obsahuje sloupec pro uložení geometrie tzv. shape_column. Prvky v tomto sloupci mohou být dvojího typu: BLOB nebo Spatial column type v závislosti na DBMS.

Podrobnější informace nejen o typech geodatabáze lze nalézt v semestrální práci Vojtěcha Královce Typy_geodatabází z předmětu Prostorové databáze.

Části geodatabáze

Základním prvkem geodatabáze je tzv. feature class neboli prvková třída. Je to kolekce (jedna tabulka) prvků stejného typu, buď bod, linie nebo polygon, se stejnými atributy [3].

Prvkové třídy vztažené k jednomu tématickému celku se sdružují do prvkových datasetů (feature datasets). Všechny třídy v prvkovém datasetu musejí být ve stejném souřadnicovém systému [3]. Jak jednotlivé části vypadají v ArcCatalogu je patrné z následujícího obrázku.

Obrázek 1. Obrázek 1. Prvky geodatabáze

Obrázek 1. Prvky geodatabáze

Když jsou v geodatabázi vytvořeny tyto základní části, mohou být vytvořeny další jako vztahové třídy (relationship classes), subtypy (subtypes), topologie (topologies), geometrické sítě (geometric networks), pořpípadě další předdefinované typy datasetů jako síťový dataset (network dataset) nebo katalog rastrů (raster catalog).

Struktura geodatabáze

Na obrázku 1 bylo vidět, jak je geodatabáze strukturovaná, když ji prohlížíme pomocí ArcCatalogu. Protože je ale geodatabáze typu .mdb je možné ji také prohlížet pomocí například Microsoft Acces(dále MA). V MA ovšem není možné nějak "rozumně" nakládat s daty v geodatabázi, protože zde je viditelná pouze vnitřní struktura geodatabáze kterou vytváří, spravuje a používá výhradně ArcGIS. K této struktuře není možné proniknout pomocí ArcCatalogu. V žádném případě by tyto tabulky neměly být editovány přímo v MA, jejich obsah je většinou v binárním tvaru tudíž i drobná změna může způsobit, že se geodatabáze stane pro ArcGIS nečitelnou.

Dále jsou stručně popsány tzv. systémové tabulky geodatabáze tak, jak jsou uvedeny v [4]. Jejich název je ve formátu GDB_<název_tabulky> Tyto tabulky jsou součástí struktury, kterou vytváří ArcGIS. Ta se skládá ze tří hlavních částí: systémové tabulky, systémové tabulky geodatabáze, uživatelské tabulky [4]. Hvězdičkou jsou označeny tabulky, které obsahuje prázdná osobní geodatabáze.

*GDB_ANNOSYMBOLS table - obsahuje anotaci prvkové třídy.

*GDB_ATTRRULES table - obsahuje pravidla pro každou atributovou doménu. Atributovou doménu je možné si představit jako obor hodnot, které může atribut nabývat.

*GDB_CODEDDOMAINS table - obsahuje kódovanou hodnotu pro každou doménu.

*GDB_DEFAULTVALUES table - obsahuje přednastavenou hodnotu pro subtypy každé objektové třídy.

*GDB_DOMAINS table - obsahuje atributová omezení spojená s tabulkou atributových pravidel gdb_attrrules.

*GDB_EDGECONRULES table - obsahuje pravidla pro spojování hran v geometrické síti.

*GDB_FEATURECLASSES table - tabulka obsahující jednotlivé prvkové třídy.

*GDB_FEATUREDATASET table - obsahuje prvkové datasety.

*GDB_FIELDINFO table - obsahuje jména polí, jména přednastavených domén a hodnoty přednastavených stringových a číslených hodnot pro každé atributové pole spojené s prvkovou třídou.

GDB_GEOMNETWORKS table - obsahuje geometrické sítě prvkového datasetu.

*GDB_JNCONNRULES table - obsahuje pravidla pro spojení sítě v uzlech.

GDB_NETCLASSES table - obsahuje třídy tvořící geometrickou síť.

GDB_NETWEIGHTS table - obsahuje ohodnocení geometrické sítě.

GDB_NETWEIGHTASSOCS table - obsahuje propojení mezi třídami tvořící geometrickou síť a příslušným ohodnocením těchto tříd.

GDB_NETWORKS table - obsahuje logické sítě.

*GDB_OBJECTCLASSES table - obsahuje všechny objektové třídy geodatabáze jako prvkové třídy, vztahové třídy a tzv bussines tabulky.

*GDB_RANGEDOMAINS table - obsahuje rozsah možných povolených hodnot pro domény.

*GDB_RELCLASSES table - obsahuje vztahy mezi tabulkami požadované geodatabází

GDB_RELEASE table - uchovává verzi geodatabáze.

*GDB_RELRULES table - obsahuje pravidla pro vztahy mezi objektovými třídami.

GDB_SPATIALRULES table -obsahuje prostorová pravidla geodatabáze.

*GDB_STRINGDOMAINS table - ukládá formáty domén.

*GDB_SUBTYPES table - obsahuje platné subtypy prostorových tříd geodatabáze.

*GDB_USERMETADATA table - obsahuje uživatelská metadata pro všechny části geodatabáze včetně objektových tříd, prvkových tříd, prvkových datasetů, logických sítí a vztahových tříd.

*GDB_VALIDRULES table - obsahuje všechna platná pravidla geodatabáze což zahrnuje atributová pravidla, pravidla spojení pro hrany a uzly, pravidla pro vztahy a prostorová pravidla.

Prázdná geodatabáze navíc ještě obsahuje tabulky: GDB_Extesions, GDB_NetDatasets, GDB_RasterCatalogs, GDB_ReleaseInfo, GDB_ReplicaDatasets, GDB_Replicas, GDB_Toolboxes, GDB_TopoClasses, GDB_Topologies, GDB_TopoRules.

Tabulky je možné rozčlenit do tříd v závislosti na tom, co v geodatabázi konkrétně spravují jako například topologie, sítě apod.. Tímto rozčleněním se zabývám v kapitole 8.

Geodatabáze se síťovým datasetem a geometrickou sítí

Teorie grafů a GIS

Grafem se obecně nazve uspořádaná dvojice (V, H), kde V je neprázdná množina prvků zvaných vrcholy nebo též uzly a H je množina dvojic prvků z V. Prvky množiny H se nazývají hrany a říká se, že dva prvky (vrcholy) x, y ∈ V spolu sousedí, pokud existuje hrana e={x,y} taková, že e ∈ H. Vrcholy grafu se znázorňují body a hrany jako spojnice příslušných vrcholů [7].

Důležitými vlastnostmi grafů jsou orientace, ohodnocení a souvislost. Příklad orientovaného a neorientovaného grafu jsou na obrázku 2.

Obrázek 2. Obrázek 2. Orientovaný a neorientovaný graf

Obrázek 2. Orientovaný a neorientovaný graf

Ohodnocení je zobrazení, které každé hraně přiřazuje hodnotu, obvykle číselnou. Tato hodnota je vyjádřením míry náročnosti přesunu z vrcholu x do vrcholu y nebo naopak. Ohodnocení může například reprezentovat vzdálenost (délkovou nebo časovou), propustnost potrubí, pravděpodobnost událostí apod.. Je možné, aby v jednom grafu existovalo více ohodnocení podle různých kritérií [7].

Souvislost grafu se rozlišuje pro graf orientovaný a neorientovaný. Zjednodušeně lze říci, že graf je souvislý pokud do každého jeho vrcholu vede cesta (hrana). Podrobněji se lze o vlastnostech grafů dočíst v [7].

V GIS je anlogickým výrazem pro graf síť. Síť je množinou vzájemně propojených linek, reprezentujících možnou cestu zdrojů z jednoho umístění do druhého. Konce nebo křížení linek se nazývají síťové uzly [7]. Přejdeme-li od obecného názvosloví k názvosloví dle ESRI, mluvíme o hraně jako o edge a o uzlu jako o junction.

V prostředí ESRI geodatabáze je možné vytvořit dva druhy modelů sítě: síťový dataset a geometrickou síť. Modelu geometrické sítě je lépe využít pro běžné inženýrské sítě jako vodovodní a plynové potrubí, protože tyto sítě mohou být zařazeny mezi tzv. directed flow systems, tedy takové systémy, kde pohyb po hraně je umožněn jen jedním směrem. Oproti tomu síťový dataset je speciálně vyvinutý a upravený pro reprezentaci silniční sítě, která je příkladem "undirected flow" systému [2].

Geometrická síť

Geometrická síť je souborem hran a uzlů reprezentujících síť, kde konektivita mezi prvky je založena na jejich geometrické shodnosti. Logická síť je nedílnou součástí geometrické sítě, reprezentující fyzické propojení sítě. V geometrické síti mohou být hrany dvojího druhu: jednoduché nebo komplexní. Jednoduchá hrana je vždy připojena na právě dva uzly, každý na jednom konci hrany. Komplexní hrana může mít navíc připojený uzel někde mezi koncovými uzly. Každá jednoduchá hrana znamená jeden element v logické síti [3].

Geometrická síť je budována nad jednou nebo více prvkovými třídami geodatabáze,která obsahuje bodové a liniové prvky (obecně může být realizována i mimo geodatabázi například nad shapefile). Při přidání první třídy do sítě je automaticky vytvořena tzv. orphan feature class. To je prvková třída zajišťující, aby na konci každé jednoduché hrany byl uzel, ve kterém může být připojen další prvek. Hrany sítě mohou být propojeny pouze v těchto uzlech. Třídá má název shodný s názvem geometrické sítě doplněný o "_Junctions". Propojení mezi prvky sítě je vytvořeno hned ve chvíli, kdy je v nějakém uzlu připojen další prvek, jinými slovy, jakákoliv změna v síti geometrické vyvolá okamžitou změnu v síti logické ať je prvek přidáván nebo naopak odebírán [2]. Tímto se geometrická síť zásadně liší od síťového datasetu viz.dále.

Ke každé hraně sítě je možné přiřadit váhu neboli míru náročnosti přesunu po této hraně. Těchto ohodnocení může být víc podle různých kritérií. Jak již bylo zmíněno geometrická síť je vhodnější pro modelování rozvodných sítí, tedy sítí, kde tok zdrojů probíhá pouze jedním směrem (directed flow). Směr toku může být definován tak, že každému uzlu sítě je přidán atribut určující jestli se uzel chová jako zdroj (source) nebo jako spotřebič (sink), popřípadě obojí. Tento atribut je uchováván v poli AncillaryRole. Každý prvek může v síti vytvořit bariéru, tedy místo kudy nemohou proudit zdroje. Informaci o tom zda je prvek průchozí nebo nikoliv je uchováván v atributovém poli Enabled viz. obrázek 3. Atribut může mít hodnotu true nebo false. Při vytvoření prvku je tato hodnota automaticky true.

Obrázek 3. Obrázek 3. Atribut Enabled

Obrázek 3. Atribut Enabled

Dále mohou být v geometrické síti užita pravidla pro propojení sítě. Ta jsou buď typu hrana-uzel nebo hrana-hrana. Tato pravidla určují jaké hrany (hrany a uzly) mohou být vzájemně propojeny. Jistě není žádoucí aby hrana reprezentující vedení vysokého napětí šla propojit s vedením nízkého napětí přesto že obě figurují v téže síti.

V geodatabázi obsahující geometrickou síť, která je vytvořena nad jednou třídou liniových prvků vzniknou tyto další systémové tabulky: GDB_GeomColumns, GDB_GeomNetworks, GDB_NetClasses, GDB_NetWeightAscs, GDB_NetWeights, GDB_Networks, GDB_SpatialRefs.

Kromě těchto systémových tabulek obsahuje databáze dále tabulky:

  • T51, T51_Shape_Index - To jsou tabulky spjaté s prvkovou třídou T51 nad kterou je síť tvořena.

  • geom_síť_Net_Junctions, geom_síť_Net_Junctions_Shape_Index - Tabulky geometrické sítě. "_Net " značí, že se jedná o geometrickou síť a "_Junctions", že o uzly v síti. Liniové prvky (hrany) už jsou obsaženy v tabulce pro původní prvkovou třídu. Tabulka geom_síť_Net_Junctions je orphan feature class viz. výše

  • tabulky začínající N_1- Ty se vztahují k síti (Network) číslo jedna jako celku, tabulky N_1_E<název> sdružují informace o hranách sítě a tabulky N_1_J<název> o uzlech.

Síťový dataset

Síťový dataset je struktura vytvářená z jednoduchých geoometrických prvků stejně jako geometrická síť a navíc z tzv. odbočení (turns). Je tvořen zpravidla uvnitř geodatabáze, ale také může být vytvořen z shapefile. Rozdíl je v tom, že v geodatabázi může být použito více zdrojů hran a uzlů a při tvorbě z shapefile ne. Je to odvozenina ze tříd prvků, které jsou zdrojem pro dataset [2]. Jako každý dataset obsahuje prvkové třídy. Těmi základními jsou Edges, Junctions, Turns. Tyto třídy tedy obsahují základní prvky, kterými je síť tvořena a jejich atributy. Při tvorbě datasetu je nutné mít připraveny prvkové třídy (tabulky) obsahující odpovídající prvky pro tvorbu jednotlivých tříd datasetu. Tabulka odbočení však není pro tvorbu datasetu nezbytná. Síťový dataset je využíván jako struktura, se kterou pracuje NetworkAnalyst při provádění analýz a optimalizací v síti.

Síťový dataset je určen pro modelování zejména dopravní sítě, obecně pro sítě kde mohou zdroje v hraně proudit v obou směrech, viz výše. Tomu odpovídají i typy atributů jednotlivých prvků: cena (cost), popis (descriptors), omezení (restrictions), hierarchie (hierarchy). Cena je ohodnocením sítě stejně, jako je tomu u geometrické sítě. Toto ohodnocení sice může být i záporné, ale v takovém případě nebude hrana figurovat v žádné z analýz prováděných Network Analystem. Popis slouží k popisu charakteristiky komunikace jako například počet pruhů, rychlostní limit apod.. Omezení je definováno datovým typem boolean. Může být přidáno každému prvku. Tyto prvky pak nemohou být použity v žádné analýze. Poslední z předdefinovaných typů atributů, hierarchye, může vyjadřovat například pořadí prvků v jakém budou preferovány v nějaké analýze. Každý z atributů má pět vlastností: jméno, typ, jednotky, datový typ a "use by default". Poslední vlastnost značí jestli má být atribut automaticky použit v analýze prováděné nad sítí [3].

Další čím se síťový dataset liší od geometrické sítě je to, jakým způsobem je vytvářeno a kontrolováno propojení sítě (logická síť). Na rozdíl od geometrické sítě není v síťovém datasetu kontrola a realizace prováděna okamžitě, ale dochází k tomu až ve chvíli, kdy je propojení uživatelem přebudováno, respektive kdy je přebudován celý dataset. Ten totiž vzniká ve dvou krocích: vytvoření a vybudování. V prvním jsou vybrány třídy, které v něm budou figurovat, definovány atributy apod. Ve druhém pak vznikají jednotlivé prvky, propojení mezi nimy a jsou jim přidány hodnoty atributů.

Oproti geometrické síti ubyla v datasetu tvořeném nad stejnou prvkovou třídou systémová tabulka GDB_GeomNetworks. Navíc jsou zde naopak tabulky spojené s třídou pro otáčení (Turns). Názvy těchto tabulek začínají N_1_T<název>.

Příprava dat v geodatabázi pro účely síťové analýzy

Jako vstupní data pro analýzu posloužila vrstva useky.shp ze Silniční databanky ostrava. Ta obsahuje úseky silnic 1. až 3. třídy v celé ČR. Důležitým atributem dat této vrstvy je DELKA_US, který udává delku příslušného úseku od křižovatky ke křižovatce viz Obrázek 4 a 5. Atribut poslouží jako ohodnocení sítě.

Obrázek 4. Obrázek 4. Data z SDO

Obrázek 4. Data z SDO

Obrázek 5. Obrázek 5. Data z SDO ve formě tabulky

Obrázek 5. Data z SDO ve formě tabulky

Data ve formě shapefile je nutné nejprve exportovat do geodatabáze. Pomocí ArcCatalogu se tedy nejprve vytvoří osobní geodatabáze. V případě, že chceme mít data lokalizovaná v S-JTSK je nutné do geodatabáze skopírovat dataset, ve kterém je upravený rozsah souřadnic pro práci v S-JTSK. Pokud vytvoříme dataset s předdefinovaným systémem, data se sice podaří importovat, ale při pokusu o provedení analýzy se objeví chybové hlášení. Upravený dataset je možné stáhnout ze stránek firmy ARCDATA. Pozn.: Platí pouze pro ArcGIS do verze 9.1.

Nyní uvnitř datasetu, jehož veškerý obsah bude sdílet tento upravený systém, vytvoříme novou prvkovou třídu. V průvodci tvorby nové třídy je možné importovat schéma kterékoliv již existující třídy nebo shapefile. Nová prvková třída tedy bude mít stejné parametry jako vstupní shapefile useky. Důležité je přenastavit u nové třídy typ geometrie. Typ geometrie je parametr, který musí být shodný v původní i nové třídě. Shapefile useky má typ geometrie Linie (Line). Podle typu geometrie jsou do nové třídy přidány atributy SHAPE_Length a SHAPE_Area pro typ Polygon a pouze SHAPE_Length pro typ Linie.

Tento postup vytvoří pouze kostru třídy, nyní je nutné jí naplnit daty z původního shapefile. Klikneme pravým tlačítkem na vytvořenou novou třídu a zvolíme Načtení, Načíst data. V průvodci vybereme zdroj dat a import dat dokončíme. Třída nyní obsahuje všechna data z původního shapefile useky a navíc hodnoty atributu SHAPE_Length, které vyjadřují délku každé z linií vypočtenou ArcGIS. Pokud by třída neobsahovala žádná vhodná data pro ohodnocení sítě, bude automaticky použit tento atribut.

Nyní může být nad třídou vytvořen síťový dataset. Také pro tvorbu síťového datasetu nabízí ArcGIS průvodce. V něm se hlavně zadá nad jakou třídou (třídami) chceme dataset vytvořit. K dispozici je pouze třída obsahující linie, využijeme tedy toho, že při tvorbě datasetu také vzniká orphan feature class (viz. předchozí kapitola) obsahující bodové prvky - uzly sítě. Dále v průvodci mohou být definovány atributy, jejichž účel byl taktéž popsán v předchozí kapitole. Pro jednoduchou analýzu nejkratší cesty stačí definovat atribut vyjadřující ohodnocení sítě na základě vzdálenosti jednotlivých uzlů. Vyplníme název atributu v políčku Usage (použití) zvolíme cost (cena) a jako Units (jednotky) zvolíme meters (metry). Kliknutím na tlačítko evaluators se otevře okno, kde je možné specifikovat atribut ohodnocení. Klikneme pravým tlačítkem na atribut, vybereme Type a zvolíme možnost field (pole). Tím řekneme, že hodnoty atributu budou z atributů třídy. Znovu klikneme pravým tlačítkem, tentokrát vybereme možnost Value a vybereme konkretní sloupec třídy obshující požadované hodnoty vzdálenosti (DELKA_US). Takto máme vytvořen síťový dataset, který je ohodnocený vzdáleností jednotlivých uzlů a připraven pro síťovou analýzu.

Síťové anlýzy

Síťová analýza je jakákoliv oprace (množina operací) řešící problém v síti, jako je dostupnost, kapacita nebo cena průchodu, využívající propojení sítě [7]. V ArcGIS se pro řešení takovýchto úloh používá rozšiřující modul tzv. Network Analyst (NA). NA je primárně určený pro řešení problémů a analýzu dopravní sítě tedy pro práci se síťovým datasetem. Lze s ním samozřejmě pracovat i nad geometrickou sítí, je však na zvážení uživatele zda takováto analýza může přinést nějakým způsobem použitelné výsledky. Datovými modely a nástroji pro správu rozvodných sítí se zabývá například [5].

Obrázek 6. Obrázek 6. Panel Network Analystu

Obrázek 6. Panel Network Analystu

Mezi úlohy, které lze pomocí NA řešit patří:

  • Drive-time analysis - analýza počítající čas potřebný k přesunu z místa na místo v závislosti na zadaných parametrech.

  • Point-to-point routing - navigace z bodu do bodu pomocí itineráře cesty.

  • Route directions - pomocí třídy Turns mohou být vygenerovány tzv. turn by turn mapy jako doplněk k itineráři cesty.

  • Service area definition - výsledkem je "oblast působnosti" pro nějaké zářízení, příkladem může být oblast dojezdnosti vozu zachrané služby v daném čase.

  • Shortest path - nejkratší cesta z místa na místo, případně nejkratší cesta mezi množinou bodů.

  • Optimum route - optimální cesta, tedy případ nejkratší cesty, kde se ovšem neminimalizuje vzdálenost ale například čas.

  • Closest facility - nejbližší zařízení.

  • Origin-destination analysis - výsledkem je OD (počátek - cíl) matice, což je tabulka obsahující cenu cesty z každého počátku do každého cíle (cenou je míněn součet ohodnocení jednotlivých úseků).

Podrobný návod s ukázkami jednotlivých analýz, včetně cvičných dat je k dispozici na adrese: http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/pdf/network_analyst_tutorial.pdf.

Vizualizace geodatabáze

Strukturu geodatabáze je možné znázornit pomocí ERA modelu vytvořeného například v programu Microsoft Visio. Model může být ve Visiu vytvořen přímo nebo si můžeme předem importovat jednotlivé prvky databáze a formu pro tvorbu ERA modelu. Tento import je prováděn skriptem GDBDiagrammer příkazem z ArcCatalogu. Skript je volně ke stažení na stránkách firmy ESRI . Vygenerovanou strukturu je nutné doplnit o vazby mezi prvkovými třídami geodatabáze. Skriptem však není možné znázornit objekty a vazby v pozadí geodatabáze, které byly popsány výše, a jejichž vztahy se práce zabývá.

Při tvorbě přibližného modelu struktury geodatabáze jsem vycházel ze schématu pro strukturu ArcSDE geodatabáze [4]. Obrázek je pro svou velikost přiložen zvlášť. Z tohoto schématu bylo nutno vypustit několik tabulek, které se v osobní geodatabázi nevyskytují jako například tabulky pro víceuživatelskou editaci a versování. Jako první jsem vytvořil a popsal tabulky prázdné geodatabáze. Tento popis a všechny následujíci postupy jsou popsány v předchozích kapitolách. Dále jsem geodatabázi naplnil daty ze Silniční databanky Ostrava a nad těmito daty vytvořil model sítě. Při tomto se některé ze systémových tabulek plnily daty na základě čeho je bylo možné roztřídit do skupin a odhadnout jejich vzájemné vztahy. Vzhledem k povaze dat je zřejmé, že ke změně dat dochází jen v tabulkách týkajících se geometrické sítě popřípadně síťového datasetu. Většinu vztahů je možné odhadovat pouze na základě shodných názvů parametrů tabulek. Výsledné schéma je opět z důvodu velikosti přiloženo zvlášť.

Závěr

Práce stručně popisuje jednotlivé části a strukturu osobní ESRI geodatabáze a datové modely pro tvorbu sítí v geodatabázi. Jsou zde popsány postupy a některé problémy, při realizaci těchto modelů, jakožto i jejich jednotlivé části. Výsledkem je schéma, které přibližně popisuje vztahy mezi tabulkami tvořící geodatabázi. Toto schéma může být nadále zdokonalováno na základě zkušeností uživatelů pracujících s jinými nástroji ArcGIS a jiným typem dat.

Bibliografie

[1]Understanding ArcSDE [online]. ESRI , 1999-2004 .[cit. 14.11.2007] Dostupné z: http://downloads.esri.com/support/documentation/sde_/706Understanding_ArcSDE.pdf .

[2]Arcgisnetworkanalyst_networksandnetworkmodels [online]. ESRI , 2005 .[cit. 14.11.2007] Dostupné z: http://www.esri.com/news/podcasts/transcripts/arcgisnetworkanalyst_networksandnetworkmodels.pdf .

[3]Web-based Help Gateway-ESRI Support [online]. ESRI , 1995-2007 .[cit. 14.11.2007] Dostupné z: http://support.esri.com/index.cfm?fa=knowledgebase.webHelp.gateway .

[4]ArcSDE Developer Help 91 [online]. ESRI , 2005 .[cit. 14.11.2007] Dostupné z: http://arcsdeonline.esri.com/index.htm .

[5]Vokounová , Lucie . Návrh struktury datového modelu pro správu elektrických distribučních sítí ZČE v GIS analýzou mezinárodního datového modelu ArcFM. Diplomová práce, [online]. Západočeská univerzita v Plzni , 2003 . [cit. 14.11.2007] Dostupné z: http://www.gis.zcu.cz/studium/dp/2003/Vokounova__Navrh_struktury_datoveho_modelu_pro_spravu_elektrickych_distribucnich_siti_ZCE_v_GIS_analyzou_mezinarodniho_datoveho_modelu_ArcFM__DP.pdf.

[6]Wikipedie [online].[cit. 22.1.2008] Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Prostorov%C3%A1_datab%C3%A1ze .

[7]Sladký , Jakub . Nalezení optimálního spoje MHD využitím grafových algoritmů. Bakalářská práce, [online]. Západočeská univerzita v Plzni , 2007 . [cit. 23.1.2007] Dostupné z: http://www.gis.zcu.cz/studium/dp/2007/Sladky__Nalezeni_optimalniho_spoje_MHD_vyuzitim_grafovych_algoritmu__BP.pdf.