Соединение местоположений оптимальными путями

Доступно с Image Server

Цель создания оптимальных путей - соединить определенные источники с определенными объектами назначения.

С другой стороны, инструмент Оптимальные соединения регионов соединяет ряд входных регионов с помощью сети оптимальных путей. Какие регионы соединяются с какими, определяется вычислениями наименьшей стоимости. Направление движения между регионами значения не имеет. Это означает, что перемещение из региона A в регион B имеет то же накопленное расстояние, что и перемещение из региона B в A.

Если вы хотите, чтобы определенное местоположение было связано с другим определенным местоположением или направление движения между местоположениями имело значение, используйте инструмент Оптимальный путь как линия или Оптимальный путь как растр.

Очевидно, что направление движения имеет значение, когда перемещение между двумя точками проходит вверх или вниз по склону. Чтобы подняться вверх, требуется больше усилий, и на преодоление каждой единицы расстояния затрачивается больше времени. Движение вниз требует меньше усилий, и преодоление каждой единицы расстояния может происходить с большей скоростью. Это усилие называется вертикальным фактором. Направление также имеет значение при наличии горизонтального фактора, например, при движении по ветру или против ветра. Движение при попутном ветре требует меньше усилий, чем движение при встречном ветре.

Чтобы соединить определенные местоположения оптимальными путями, сделайте следующее:

• Используйте инструмент Накопление расстояния, чтобы вычислить из входных источников растры накопления расстояния и обратного направления.
• Используйте инструмент Оптимальный путь как линия или Оптимальный путь как растр для создания оптимальных путей. Укажите пункты назначения, а также растры накопления расстояния и обратного направления, созданные ранее.

Если какие-либо факторы, влияющие на стоимость, такие как поверхность стоимости, характеристики источника, вертикальный фактор и горизонтальный фактор, были введены в инструмент Накопление расстояния, полученный путь будет путем наименьшей стоимости. Если факторы, влияющие на стоимость, не были введены, полученный путь будет кратчайшим путем между двумя точками.

Примеры применения оптимальных путей

Соединение местоположений с помощью оптимального пути может использоваться для решения различных задач, например в следующих сценариях:

• Нахождение кратчайшего расстояние по воде от одного порта до другого, по возможности оставаясь в пределах 2 миль от берега.
• Выявление оптимального пути между двумя ареалами дикой природы, чтобы можно было определить меры, которые необходимо принять, чтобы животные могли перемещаться между этими ареалами.
• Разбиение сети троп, по которым пожарные смогут перемещаться между серией продолжающихся лесных пожаров. Учитывая категорию сложности одного из пожаров, даже несмотря на то, что есть одна тропа, ведущая к нему, вы хотите добавить вторую тропу, которая может использоваться в качестве пути эвакуации.
• Для лесозаготовительного предприятия - выявление маршрута с минимальной стоимостью для проложения дороги на лесозаготовки, которую можно использовать для вывоза лесоматериалов.
• Определение прямой траектории полета самолета-опыливателя, чтобы добраться до поля, которое необходимо обработать.

Анализ оптимальных путей

Анализ расстояния можно разделить на следующие функциональные разделы:

• Вычисление расстояния по прямой и, дополнительно, корректировка вычислений с барьером или растром поверхности.
• Дополнительно можно определить цену, затрачиваемую на прохождение расстояния с учетом поверхности стоимости, характеристик источника, вертикального фактора и горизонтального фактора. Создание растра накопления расстояния
• Соедините регионы по поверхности накопленного расстояния, используя оптимальную сеть, заданные пути или коридоры.

В третьей рабочей области ниже проиллюстрировано соединение местоположений с помощью определенных оптимальных путей. Сценарий включает набор из четырех лесничеств (сиреневые точки) и несколько рек (синие линии).

Создан новый парк (светло-зеленый полигон). Он будет добавлен в сеть путей с наименьшей стоимостью от лесничества.

Расчет расстояния с наименьшей стоимостью от нового парка до каждой ячейки учитывает реки в качестве барьеров, растр поверхности и поверхность стоимости.

Необходимо проложить путь от парка до лесничества к юго-востоку от парка. Лесничество (пункт назначения), выходное накопленное расстояние и растр обратного направления, созданные с помощью инструмента Накопление расстояния, вводятся в инструмент Оптимальный путь как линия.

Голубая линия от лесничества (желтая точка) до парка - оптимальный путь Путь обеспечивает доступ к новому парку через сеть путей, соединяющих лесничества (оранжевые линии). Поверхность накопленного расстояния от парка отображена в виде фона.

Создание оптимального пути

Создание оптимального пути между местоположениями включает два коротких рабочих процесса.

Создание входных растров расстояний

Сначала создайте растры накопления расстояния и обратного направления.

1. Откройте инструмент Накопление расстояния.
2. Укажите источник к которому выполняется соединение в параметре Входные растровые или векторные данные источника.
3. Укажите имя для параметра Выходной растр накопления расстояния.
4. Для вычисления расстояние по прямой вы можете предоставить барьеры и растр поверхности. Для вычисления путей с наименьшей стоимостью вы также можете указать параметры, оказывающие влияние на скорость, поверхность стоимости, характеристику источника, вертикальный фактор и горизонтальный фактор.
5. Укажите имя для параметра Имя выходного растра обратного направления.
6. Щелкните Запустить.

Определение пути

Затем определите оптимальный путь:

1. Откройте инструмент Оптимальный путь как линия или Оптимальный путь как растр.
2. Укажите объекты назначения от которых выполняется соединение в параметре Входной растр или данные объектов назначения.
3. Укажите только что созданный выходной растр накопления расстояния в параметре Входной растр накопления расстояния.
4. Укажите только что созданный выходной растр обратного направления в параметре Входной растр обратного направления или направления стока.
5. Укажите имя для значения Выходной оптимальный путь как объект.
6. Выберите значение для Типа пути.
7. Щелкните Запустить.

Соединение определенных источников с определенными объектами назначения, используя оптимальные пути

Цель создания оптимальных путей - соединить определенные источники с определенными объектами назначения. Чтобы определить кратчайший прямой путь между источниками и объектами назначения, вам нужно задать только источники и объекты назначения. В результате получается путь, по которому низко летящая птица могла бы переместиться между двумя местоположениями.

Если вводится поверхность стоимости, на выходе получается путь с наименьшей стоимостью. Анализ пути с наименьшей стоимостью позволяет найти самый дешевый способ перемещения между различными местоположениями. Для используемого набора источников, набора объектов назначения и информации о сложности перемещения по ландшафту, полученной с поверхности стоимости, полученные пути с наименьшей стоимостью являются самым дешевым способом соединения этих местоположений. Это имитирует передвижение объекта по ландшафту.

Процесс создания оптимальных путей

Чтобы создать кратчайший путь или путь с наименьшей стоимостью между определенными местоположениями, последовательно используются два инструмента: Накопление расстояния и Оптимальный путь как линия (или Оптимальный путь как растр). Рабочий процесс создания пути с наименьшей стоимостью для нескольких объектов назначения показан ниже.

Входными данными, необходимыми для анализа, являются источники, растр поверхности стоимости, показывающий сложность перемещения через каждую ячейку, и объекты назначения. Результатом анализа является путь с наименьшей стоимостью, который соединяет выявленные местоположения.

Подсказка:

Определение кратчайших путей между местоположениями осуществляется в рамках того же рабочего процесса, за исключением того, что не используется поверхность стоимости.

Подготовка входных данных

На изображении ниже входной растр источников - синие ячейки. Эти входные данные отображаются поверх отмывки растра высот.

Ниже показан входной растр поверхности стоимости. Зеленые области представляют собой ячейки с более низкими значениями, которые соответствуют местоположениям с более низкой стоимостью, которые легче пересекать. Переход от зеленого к желтому и далее к красному соответствует увеличению стоимости.

Карта входной поверхности стоимости показывает, что зеленые зоны имеют более низкую стоимость и их легче пересекать, а красные зоны имеют более высокую стоимость.

Ниже показан входной растр назначений. Обратите внимание, что есть несколько мест назначения. Эти входные данные отображаются поверх отмывки растра высот.

Создание выходных данных накопления и направления

Запустите инструмент Накопление расстояния с входными данными источников и поверхности стоимости.

Выходной растр накопления расстояния показан ниже.

Это выходной растр накопления расстояния. Для каждой ячейки, не являющейся источником, определяется наименьшая стоимость возврата к источнику. Зеленые ячейки имеют наименьшую стоимость. По мере отдаления стоимость постепенно увеличивается.

Ниже показан выходной растр обратного направления. Цвет указывает направление движения при выходе из ячейки, чтобы вернуться к ячейке источника по пути с наименьшей стоимостью.

Выходной растр обратного направления указывает направление выхода из ячейки для возврата к источнику. Выходные значения направления основаны на диапазоне значений компаса от 0 до 360 градусов.

Создать выходной путь

Запустите инструмент Оптимальный путь как линия или Оптимальный путь как растр с объектами назначения, которые хотите соединить, и созданными ранее растрами накопления расстояния и обратного направления.

При наличии нескольких объектов назначения существует три варианта того, как соединять объекты назначения с источником:

• Один наилучший - определяет самый короткий путь или путь с наименьшей стоимостью от ближайшего объекта назначения или объекта назначения с наименьшей стоимостью.
• Каждая зона - определяет самый короткий путь или путь с наименьшей стоимостью обратно от каждого объекта назначения до ближайшего источника или источника с наименьшей стоимостью.
• Каждая ячейка - определяет самый короткий путь или путь с наименьшей стоимостью обратно от каждой ячейки объектов назначения до ближайшего источника или источника с наименьшей стоимостью.

Ниже показан пример использования варианта Один наилучший.

Была выбрана опция Один наилучший. Определяется путь с наименьшей стоимостью (пурпурная линия) для достижения источника из наименее затратного пункта назначения (зеленые ячейки). Поверхность стоимости отображается в качестве фона.

Если входные местоположения являются пространственными объектами, они внутри конвертируются в растр. Входными данными могут быть группы смежных ячеек растра. Созданные пути соединяют ближайшую ячейку или ячейку с наименьшей стоимостью объекта назначения с ближайшей ячейкой или ячейкой с наименьшей стоимостью источника.

Была выбрана опция Каждая зона. Идентифицируются пути с наименьшей стоимостью (фиолетовые линии) от каждого объекта назначения до наименее затратного источника. Поверхность стоимости отображается в качестве фона.

См. раздел Дополнительная информация ниже для получения дополнительной информации об опции Каждая ячейка.

Учитывать направление пути

Вы можете явно учитывать направление движения между источниками и объектами назначения. В процессе построения оптимальных путей при использовании инструмента Накопление расстояния, вы можете включить направленность следующими способами:

• Используйте характеристики источника Направление движения, чтобы указать, будет ли вычисляться накопление расстояния при движении к источникам или от них.
• Учитывайте усилия по преодолению встреченных на пути склонов с помощью вертикального фактора.
• Учитывайте усиливающее или ослабляющее воздействие при столкновении с горизонтальным фактором, таким как ветер или течение.

Сам по себе параметр Направление движения не влияет на расчеты и конечный путь. Однако в сочетании с вертикальным и горизонтальным факторами, которые зависят от направления движения объекта, итоговые пути будут разными.

Вертикальный фактор учитывает усилия, затрачиваемые на преодоление склонов, встреченных на пути при движении к источнику или от него. Если объект поднимается в гору, на преодоление каждой единицы расстояния потребуется больше усилий и времени. При спуске расстояние можно преодолеть быстрее. Если двигаться по изолиниям, то уклона практически не будет. Дополнительную информацию о применении вертикального фактора см. в разделе Корректировка пройденного расстояния с использованием вертикального фактора.

Как и вертикальный фактор, горизонтальный фактор зависит от направления движения объекта через ячейку. Лодка, идущая против сильного ветра или течения, испытывает сопротивление, которое необходимо преодолеть, поэтому единицы расстояния преодолеваются медленнее. Двигаясь по ветру или по течению, лодка может преодолевать расстояние быстрее. В результате имеет значение угол, под которым ветер или течение встречаются при перемещении через ячейку. Дополнительную информацию о применении горизонтального фактора см. в разделе Корректировка пройденного расстояния с использованием горизонтального фактора.

Перемещение от источника или к источнику определяет перемещение объекта внутри ячейки, меняя характер его столкновения с вертикальным и горизонтальным факторами в этой ячейке.

Пример: Прокладка ЛЭП

Вы хотите определить оптимальный путь для новой линии электропередач. На данный путь могут повлиять несколько факторов, например стоимость приобретения земли и строительства на ней, нормативные положения, по которым путь должен быть удален от населенных пунктов, и потенциальная видимость ЛЭП. Кроме того, дорогу, идущую по ровной местности, будет легче строить, чем дорогу, которая часто идет в гору или под гору.

Эти факторы вместе с набором предлагаемых начальных точек (источников) для пути линии электропередач используются в качестве входных данных для инструмента Накопление расстояния. Затраты на приобретение земли и строительство, а также потенциал видимости взвешиваются и объединяются в поверхность стоимости. Эта стоимость будет применяться независимо от направления движения через ячейку.

Регулирующий буфер вокруг городов используется в качестве параметра барьеров. Горизонтальный растр и связанный с ним коэффициент можно использовать для поощрения маршрутов, следующих по горизонтальным линиям, избегая движения вверх или вниз по склону. В этом случае направление движения между источниками и объектами назначения не имеет значения (функция горизонтального фактора будет симметричной). Инструмент Накопление расстояния создает растры накопленного расстояния и обратного направления.

Далее используйте инструмент Оптимальный путь как линия или Оптимальный путь как растр. Входными данными являются растры накопления расстояния и обратного направления, а также предлагаемые объекты назначения. Выходными данными инструмента Оптимальный путь как линия является класс линейных объектов, очерчивающий один или несколько путей, которые оптимальным образом соединяют объекты назначения и источники. Выходными данными инструмента Оптимальный путь как растр является растр, который представляет интенсивность использования (популярность) ячейки, измеряемую количеством проходящих через нее маршрутов. Это аналогично тому, как создается растр суммарного стока путем трассировки по растру направления потока.

Красная линия показывает путь с наименьшей стоимостью для проектируемой линии ЛЭП. Розовый фон показывает связанный Коридор наименьшей стоимости.

Анализ пути с наименьшей стоимостью

Для уверенности в полученных путях, примите во внимание следующее:

• Могут ли входные данные предоставить ответы на вопросы, которые вы задаете?
• Подходит ли разрешение растра?
• Корректны ли единицы измерения поверхности стоимости?
• Учитываете ли вы направленность?
• Как на поверхности стоимости были преобразованы значения критериев и определены веса критериев?
• Есть ли способ проверить полученные результаты, чтобы увидеть, имеют ли они смысл?

Разрешение входных данных

Вы можете использовать анализ пути с наименьшей стоимостью, чтобы определить 1- и 2-часовой радиус поиска для поиска пропавшего человека. Если вы используете 30-метровый растр земного покрова в качестве одного из критериев, анализ стоимости пути может не идентифицировать пути, которые поисково-спасательная группа может использовать во время пешего передвижения. Кроме того, при таком разрешении пути могут игнорировать существующие препятствия. В обоих случаях полученные пути могут предложить варианты передвижения, которые не доступны на местности. С другой стороны, 30-метрового растра высот может быть достаточно в качестве растра вертикального фактора для взвешивания стоимости каждой ячейки в направлении движения.

Единицы входного растра накопленного расстояния

Инструмент Накопление расстояния умножает коэффициент входной поверхности стоимости (который может быть неявно равен 1) на размер ячейки, который выражается в линейных единицах. Важно, чтобы вы провели анализ размерности поверхности стоимости, чтобы убедиться, что выходной растр накопленной стоимости имеет ожидаемые единицы (такие как время в пути, доллары или энергия). См. раздел Алгоритм Накопление расстояния для получения дополнительной информации о единицах измерения при анализе расстояния.

Проверка результатов

В приведенном выше примере с линией электропередач вы должны определить, насколько вам подходит предложенный путь. Один из способов сделать это - использовать те же данные и рабочий процесс моделирования для прогнозирования пути уже существующей линии ЛЭП. Если результат отличается, можете ли вы объяснить разницу?

Дополнительная информация

В следующих разделах приведены дополнительные сведения о соединении местоположений с помощью оптимальных путей.

Сходимость нескольких путей

Выходными данными инструмента Оптимальный путь как линия является класс пространственных объектов, содержащий по одной линии для каждого объекта назначения. Каждая линия имеет атрибут, который показывает общую накопленную стоимость перемещения между объектом назначения и источником. Другой атрибут предоставляет идентификационную информацию пункта назначения. Если несколько путей сходятся и идут обратно к источнику по одному и тому же маршруту, будет несколько накладывающихся линий, по одной от каждого объекта назначения. Оптимальный путь как линия - это наиболее часто используемый инструмент для определения путей с наименьшей стоимостью.

Выходными данными инструмента Оптимальный путь как растр является растр, который определяет путь с наименьшей стоимостью (шириной в одну ячейку), используемый для перемещения между объектом назначения и источником. Значения ячеек путей в выходном растре указывают количество путей от объектов назначения, которые проходят через ячейку. Независимо от количества объектов назначения (один или несколько) и того, накладываются ли пути, все ячейки вдоль путей будут иметь одно и то же значение.

Если у вас несколько объектов назначения и пути сходятся, каждая ячейка будет записывать количество путей, которые через нее проходят.

Выходные данные инструмента Оптимальный путь как растр показывают интенсивность использования. Например, при определении коридоров передвижения диких животных из нескольких ареалов обитания ячейки путей с более высокими значениями указывают, что эти сегменты пути являются наиболее важными, поскольку многие из путей проходят через них. Если определенные сегменты используются многими путями, вы можете в первую очередь защитить эти сегменты.

Создание пути с наименьшей стоимостью

В приведенном выше примере с линией ЛЭП инструмент Накопление расстояния создал растр накопленного расстояния и растр обратного направления. Единицами измерения значений ячеек растра накопленного расстояния являются доллары и они выражают общую стоимость затрат для достижения каждой ячейки из исходной ячейки. Растр обратного направления дает информацию о направлении движения от каждой ячейки до источника с наименьшей стоимостью. Направление движения выражается азимутом карты в диапазоне от 0 до 360 (по часовой стрелке от направления на север координатной сетки), где ноль зарезервирован для исходных ячеек.

Инструмент Оптимальный путь как линия использует оба этих набора данных для построения путей с наименьшей стоимостью, начинающихся с объектов назначения. Объекты назначения могут быть либо классом пространственных объектов, либо набором растровых данных. Если используется класс пространственных объектов, он сначала конвертируется в растр, и в качестве объектов назначения используются центры ячеек, содержащие значения данных. Анализ всегда выполняется с использованием пространственной привязки, экстента и размера ячейки растра обратного направления.

Путь создается через трассировку растра в обратном направлении от объекта назначения до источника. Начиная с ячейки объекта назначения, имеющей самую низкую стоимость, растр обратного направления определяет следующую ячейку, в которую нужно перейти, чтобы создать путь с наименьшей стоимостью обратно к источнику. Затем значение этой ячейки, полученное из растра обратного направления, определяет следующую ячейку, в которую нужно перейти. Этот процесс продолжается до тех пор, пока источник не будет достигнут.

По умолчанию каждая выходная линия определяет полный путь от объекта назначения до источника с самой низкой стоимостью. Класс пространственных объектов включает поля идентификатора каждого входного объекта назначения, его накопленной стоимости, а также его начальной строки и столбца.

Если параметр Создать сетевые пути инструмента Оптимальный путь как линия отмечен, схема выходного линейного класса объектов изменится. Каждый объект будет описывать ребро сети, которое соединяет объекты назначения с источниками. У каждого ребра есть атрибут EdgeCost, который показывает изменение накопленной стоимости при перемещения по ребру. Для получения дополнительной информации см. раздел Использование инструмента Оптимальный путь как линия для создания сетей путей с наименьшей стоимостью.

Примечание:

Оптимальные пути не обязательно должны проходить через центры ячеек на маршруте от объекта назначения к источнику. При определении накопленной стоимости для каждой ячейки используется плоскость. Направление градиента плоскости определяет истинное направление выхода из этой ячейки по направлению к самому близкому источнику или источнику с наименьшей стоимостью. Из растра обратного направления путь корректируется с помощью решетчатой ​​структуры для создания итогового пути. Путь прокладывается через ячейки в более точном направлении, создавая более точный результат. Для получения подробной информации о том, как вычисляется накопление расстояния и рассчитываются пути, см. Алгоритм Накопление расстояния.

Инструменты оптимального пути с растрами суммарного стока и направления потока

Для инструментов Оптимальный путь как линия и Оптимальный путь как растр параметром входного растра накопления расстояния могут быть выходные данные инструмента Суммарный сток, а параметром входного растра обратного направления могут быть выходные данные инструмента Направление стока. В этом случае эти инструменты будут трассировать маршруты водотоков до тех пор, пока они не выйдут за край набора данных или не остановятся на ячейке с неопределенным потоком. В таком случае полезно использовать параметр Создать сетевые пути, поскольку он создает сеть водотоков, которую можно использовать с одним из сетевых решений Esri. Ребра водотока ориентированы в направлении потока, а атрибут EdgeCost - это изменение суммарного стока по длине ребра.

Влияние изменения типа пути и конфигурации объектов назначения

В приведенном выше примере с линией ЛЭП растры накопленной стоимости и обратного направления были построены из одной ячейки источника, представляющей одно из окончаний предложенной линии ЛЭП, например, существующей подстанции. Изучая с помощью инструмента Оптимальный путь как линия различные типы путей и различные конфигурации входных объектов назначения, у вас есть возможность увидеть, как могут измениться пути с наименьшей стоимостью и какое влияние это окажет. Ниже приведены возможные варианты:

• Есть известный объект назначения, представленный одной точкой. Вы хотите найти лучший путь между этим объектом назначения и источником, который также является точкой. В этом случае не имеет значения, какой тип пути выбран. Инструмент Оптимальный путь как линия найдет лучший путь между двумя точками и создаст один объект в линейном выходном классе объектов.
• Есть набор отдельных предполагаемых объектов назначения, и вы хотите сравнить пути от каждого из них. В качестве типа пути выберите Каждая зона или Каждая ячейка, поскольку каждый объект назначения является отдельной зоной.
• Есть единый непрерывный регион назначения, состоящий из множеств ячеек, и вы хотите определить местоположение внутри региона с наименьшей стоимостью и путь от этого местоположения до источника. Выберите тип пути Один наилучший или Каждая зона. Если есть несколько смежных регионов, укажите Каждая зона, чтобы сравнить лучшие пути из каждого региона.

Когда объектов назначения много, пути могут сливаться по мере продвижения к источнику. Путь с наименьшей стоимостью можно считать самым крутым спуском на поверхности накопления стоимости.

Слияние путей можно использовать для анализа движения учащихся в школу. Оптимальный путь как растр указывает, как пути проходят через ячейку или насколько популярна ячейка. Используя для этого инструмента тип пути Каждая ячейка и объект назначения, состоящий из множества ячеек, в качестве входных данных, вы можете определить, какие ячейки больше используются учащимися при передвижении из местоположений внутри изучаемой области в школу.

Выходные данные инструмента Оптимальный путь как растр использовались с входными объектами назначения (выбранный полигон) и типом пути Каждая ячейка.

Выходные данные показывают интенсивность использования ячеек при передвижении учащихся из каждой ячейки изучаемой области в школу. По сути, это карта «суммарного стока» перемещения студентов, а не воды. Эту информацию об интенсивности можно использовать, чтобы решить, где меры по повышению безопасности улиц окажут влияние на большинство учащихся (при условии, что учащиеся равномерно распределены в изучаемой области).

Используйте инструмент Оптимальный путь как линия для создания сетей путей с наименьшей стоимостью.

По умолчанию в выходных данных инструмента Оптимальный путь как линия создается отдельный объект для каждого пути, проведенного от объекта назначения до источника. Это может привести к появлению в выходных данных множества перекрывающихся или почти перекрывающихся линий. Вы можете использовать инструмент Оптимальный путь как линия для создания классов объектов неперекрывающихся линий, которые можно использовать как входные данные в одном из сетевых решений Esri, в качестве набора сетевых данных, инженерной сети или сети трассировки. Когда вы отмечаете параметр Создать сетевые пути, множество путей, которые входят в одну ячейку, замыкаются на центр этой ячейки и прерываются. Множество путей объединяется в один путь для создания сети. Новый путь использует центр этой ячейки в качестве начальной точки. Кроме того, изменяется схема выходного линейного класса пространственных объектов. Атрибут EdgeCost предоставляет информацию об изменении накопленной стоимости вдоль ребра, а не по всему пути.

Это работает с входными данными направления стока, а также с правилами наименования обратного направления. Когда используется направление стока, входной растр накопления должен быть растром суммарного стока.

По умолчанию Оптимальный путь как линия трассирует каждый путь отдельно (коричневые линии). Поскольку пути не обязательно проходят через центр каждой ячейки, многие пути могут почти накладываться. Выделена одна из линий. Вы можете видеть, что она соединяется с другим путем, ведущим к соседнему центру ячейки объекта назначения.

Многие пути сойдутся в один путь, если задан параметр Создать сетевые пути.

Когда параметр Создать сетевые пути отмечен, пути, проходящие через одну и ту же ячейку, накладываются. В этот момент все входящие в ячейку пути завершаются и инициируется один исходящий путь. Для каждого отдельного ребра создается линейный объект со значением изменения совокупной стоимости. Несколько путей с правой стороны изображения теперь сгруппированы в один путь (толстая коричневая линия).

Определите альтернативные стартовые точки для путей с наименьшей стоимостью.

В примере с линией ЛЭП было известно, что линия ЛЭП должна заканчиваться на подстанции. Но если в качестве объекта назначения был введен полигон, например земельный участок, с использованием типа пути Один наилучший, будет идентифицирована только одна начальная точка в пределах объекта назначения.

Для полигонального объекта назначения есть один путь с наименьшей стоимостью, чтобы добраться до него, но много альтернативных возможностей входа в полигон. В результате цели анализа меняются на следующие:

• Определить гибкость создания пути от одного объекта назначения к другому объекту назначения, состоящему из множества ячеек.
• Определить близкие по стоимости пути, которые являются возможными альтернативными решениями. То есть, если существует нескольких объектов назначения, стоимость пути из объекта назначения A может составлять 1, а стоимость пути из объекта назначения B - 1.0001. Тип пути Один наилучший определит только путь с наименьшей стоимостью, и вы не узнаете, есть ли пригодные альтернативные пути.
• Определите возможные варианты пути, задав пороговое значение стоимости.
• Определите гибкость местоположения источника. То есть начните с источника с несколькими ячейками и посмотрите, как распределены пути стоимости вокруг него.

Применив тип пути Каждая ячейка, можно изучить другие возможные начальные точки из объекта назначения. На изображении ниже вычисляются все потенциальные пути (коричневые линии) от каждой ячейки объекта назначения до источника. Выделенные пути составляют примерно 10 процентов путей с наименьшей стоимостью из всех возможных путей. У них практически один и тот же путь обратно к источнику, и они будут иметь примерно одинаковую стоимость. Выбор пути, близкого по стоимости к пути с наименьшей стоимостью, может обеспечить гибкость в определении местоположения ячейки объекта назначения, с которой следует начать путь для достижения источника.

Все 10 процентов путей с наименьшей стоимостью начинаются примерно в одной и той же области и в основном следуют по одному маршруту.

Это становится более очевидным в трехмерном виде, где вы можете видеть, что вся эта группа путей расположена в одном "водоразделе" растра накопления расстояния.

Трехмерное изображение группы путей со схожей стоимостью и того, как они проходят по одному водоразделу поверхности накопленной стоимости.

Для третьей цели анализа у вас может быть задана строго фиксированная стоимость пути и вы хотите увидеть возможные альтернативы. В этом случае обратите внимание, что все местоположения на изолиниях вашего растра накопления расстояния (изолинии указаны на изображении ниже) имеют одинаковую стоимость. Путь, начинающийся из любой точки изолинии, будет иметь одинаковую стоимость.

Вы можете использовать инструмент Условие, чтобы определить объекты назначения с одинаковой стоимостью. Например, выберите изолинию времени в пути из растра накопленной стоимости SchoolTravelTime, используя следующее выражение:

equalCostPathDestinations = Con((Raster('SchoolTravelTime') > 19.9) & (Raster('SchoolTravelTime') < 20), 1)

Итоговый набор ячеек растра в объекте назначения показывает, что полученное распределение путей имеет одинаковую стоимость и время в пути к одному источнику, соответствуя пределу фиксированной стоимости.

Различные пути, начинающиеся с одной и той же изолинии времени в пути, будут иметь одинаковую стоимость.

Для четвертой цели анализа пути начинаются в одном объекте назначения, имеют примерно одинаковую стоимость, но идут к разным источникам. На изображении ниже было введено несколько источников.

Пути с наименьшей стоимостью, которые начинаются в объектах назначения на границе зоны размещения, могут начинаться близко друг к другу и иметь одинаковую стоимость, но вести к разным источникам.

Пути проходят к исходным местоположениям по разным областям, что указывает на то, что они находятся на границе размещения или рядом с ней. Это нестабильная ситуация, потому что граница может сместиться в зависимости от изменения любого из входных данных инструмента Накопление расстояния. Эта неопределенность может немного изменить накопленную стоимость, потенциально изменив источник, к которому будет идти один из путей. Используя приведенную выше аналогию с потоком, если вы стоите на гребне водораздела, небольшой шаг в сторону от гребня может оказать большое влияние на то, в какую сторону вы продолжите спуск.

Коридоры с наименьшей стоимостью

Вы можете использовать коридоры с наименьшей стоимостью, чтобы сразу визуализировать набор путей с наименьшей стоимостью. Вы также можете использовать их для визуализации чувствительности пути с почти наименьшей стоимостью к изменениям его стоимости. Для получения дополнительной информации см. Соединение местоположений с помощью коридоров.