ArcGIS Network Analyst - sig2011.esrifrance.fr · ArcGis Network Analyst: un exemple G¶DQDO\VH 1...
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Conférence ESRI 2011 - Travailler avec l’extension Network Analyst ArcGis®
Copyright © 2011 ESRI WNET- 1
ArcGIS Network Analyst :
Un exemple d’analyse de déplacement sur un réseau routier
Salle de classe SIG 2011
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ArcGis Network Analyst: un exemple d’analyse 1-1Copyright © 2011 Esri. All rights reserved.
ArcGis Network Analyst:
Un exemple d’analyse
ArcGis Network Analyst: un exemple d’analyse 1-2Copyright © 2011 Esri. All rights reserved.
Les réseaux dans ArcGIS
Jeu de données réseau
Réseau non orienté (réseau de transport)
Lignes, points et tournants
Extension ArcGis Network Analyst
Deux modélisations réseau disponibles:
Réseau géométrique
Réseau orienté (ex: bassin versant, réseau d’assainissement)
Lignes et points
Gestion avec une licence ArcEditor, utilisation avec une licence ArcView
Les classes d’entités peuvent participer à l’un ou l’autre type
de réseau mais pas les deux.
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ArcGis Network Analyst: un exemple d’analyse 1-1Copyright © 2011 Esri. All rights reserved.
Tableau comparatif
Réseau géométrique Jeu de données réseau
Entités de réseau:
Tronçons et jonctions
Eléments de réseau:
Tronçons, jonctions et tournants
Sources de données:
Classes d’entités de GDB
Sources de données:
Classes d’entités de GDB, shapefiles,
ou StreetMap data
Le modèle gère la connectivité L’utilisateur contrôle la connectivité
Côut basé sur des attributs d’entités Attributs d’analyses divers
Créé dans:
Un jeu de classes d’entités
Créé dans:
Un jeu de classes d’entités ou un
espace de travail
Modal Modal et multimodal
Analyse de traçabilité Analyse de déplacement
ArcGis Network Analyst: un exemple d’analyse 1-4Copyright © 2011 Esri. All rights reserved.
Le processus de travail Network Analyst
Créer le jeu de données réseau
Définir les paramètres
Préparation des données
Coïncidence géométrique
Choisir et réaliser les analyses
Construire
le jeu de données réseau
Mettre à jour
les données
sources
ou les paramètres
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ArcGis Network Analyst: un exemple d’analyse 1-5Copyright © 2011 Esri. All rights reserved.
Les sources de données réseau
3 types de sources de données
Classes d’entités de géodatabase à l’intérieur d’un jeu de
classes d’entités (réseau multimodal)
Fichiers de formes (réseau simple)
Jeu de données StreetMap ArcGIS
Données sous licence
Le jeu de données réseau est inclu avec les données sources.
Pas de mise à jour du réseau
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Créer et construire un jeu de données réseau
Nom
Sources de données
Directions (optionnel)
Entités tournants
Tournants globaux
Evaluateurs
Paramètres (optionnel)Attributs de réseau
Groupes, Règles
Altitude (optionnel)Connectivité
Tournants (optionnel)
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ArcGis Network Analyst: un exemple d’analyse 1-7Copyright © 2011 Esri. All rights reserved.
Le jeu de données réseau et modification
Le jeu de données réseau est créé dans un jeu de
classes d’entités de géodatabase
Deux procédures de modification
Mise à jour des entités participants au réseau
Modifier les propriétés du jeu de données réseau
Re-construire le jeu de données réseau après
modification des sources ou des paramètres
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Le processus d’analyse dans Network Analyst
Choisir une analyseCréation de la couche d’analyse
Rechercher
Prorpriétés Eléments
Définir les paramètres
d’analyse
Valider le résultat
Sauvegarder
Modifier
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ArcGis Network Analyst: un exemple d’analyse 1-9Copyright © 2011 Esri. All rights reserved.
La barre d’outils Network Analyst
Créer et travailler avec la couche d’analyses réseau
Interagir avec le jeu de données réseauActiver ou fermer la fenêtre d’analyse
Créer un emplacement
Sélectionner, déplacer un emplacement
Rechercher
Ouvrir la feuille de route
Sélectionner le jeu de données réseau
Identifier les éléments du réseau
Construire le jeu de données réseau
Créer une
couche
d’analyse
Gérer les options d’analyse
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La couche réseau
Couche spécialisée pour le jeu de données réseau
Référence les éléments de réseau
Symbologie unique pour les différents éléments
Fonctionne avec la barre d’outils Network Analyst
Peut être utilisée dans un modèle de géotraitements
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ArcGis Network Analyst: un exemple d’analyse 1-11Copyright © 2011 Esri. All rights reserved.
La couche d’analyses réseau
Groupe de couches qui contient
Symbologie des éléments
Propriétés d’analyse
Emplacements
Résultats d’analyse
Une couche par type d’analyse
Créer via la barre d’outils ou via les outils de
géotraitements
ArcGis Network Analyst: un exemple d’analyse 1-12Copyright © 2011 Esri. All rights reserved.
La fenêtre d’analyse
Travailler avec les couches d’analyse de réseau
Gérer les classes d’analyse
Les emplacements
Les résultats d’analyse
Fenêtre encrable
Accès aux propriétés
d’analyses
Couche
d’analyse
Propriétés
d’analyse
Emplacements
Résultat
Barre d’état Calcul terminé
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ArcGis Network Analyst: un exemple d’analyse 1-13Copyright © 2011 Esri. All rights reserved.
Les propriétés d’analyses
Les paramètres
Définir l’impédance
Utiliser des horaires
Réorganiser les arrêts
Itinéraires multiples
Définir une feuille de route
Etc.
ArcGis Network Analyst: un exemple d’analyse 1-14Copyright © 2011 Esri. All rights reserved.
Formation Network Analyst / 2 jours
Connaitre les outils et les fonctionnalités de Network A.
Travailler avec les couches réseau et les couches d’analyse de
réseau
Utiliser les six analyses de réseau
Itinéraire
Nouvelle ressource la plus proche
Zone de desserte
Matrice de coûts OD
Tournée de véhicules
Emplacement - Allocation
Travailler avec le jeu de données réseau
Créer et construire un jeu de données réseau
Créer un jeu de données réseau multimodal
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Objectifs de l’exercice
Mettre en ouvre les analyses de réseau dans un modèle
connaitre la population couverte par des zones de dessertes ( à
5 et 10 minutes) des casernes de pompiers.
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Les analyses de réseau dans un modèle
L’analyse de réseau implique la mise en séquence de
multiples outils
Processus Network
1
2
3
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Exercice Network Analyst
Temps estimé: 40 minutes
Dans cet exercice, vous allez réaliser une analyse spatiale permettant de connaitre la population
couverte par des zones de dessertes des casernes de pompiers. Cette analyse spatiale sera réalisée
pas à pas avec l’ensemble des outils de l’interface ArcMap et l’extension Network Analyst. En fin
d’exercice vous réaliserez la même analyse mais cette fois-ci grâce à l’utilisation d’un modèle de
géotraitement (Model Builder)
Dans cet exercice vous allez :
Examiner les données disponibles pour l’analyse.
Procéder à une nouvelle analyse de ressource la plus proche.
Charger les éléments d’analyses
Appréhender les différents paramètres de l’analyse
Lancer la recherche, visualiser le résultat.
Visualiser un modèle de géotraitement
Exécuter le modèle et valider le résultat
Examiner les données
Ouvrez le document ArcMap Analyse.mxd contenu dans le répertoire .\WNET\Exercice\.
Vous devez obtenir l’affichage suivant
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La géodatabase WashingtonDC contient à l’intérieur du jeu de classe d’entités Transportation un jeu
de données réseau déjà construit WashingtonNet. La classe d’entités Casernes stocke le
positionnement et le nom des casernes de pompiers sur la ville. La classe d’entités Familles permet
de localiser les familles sur la ville et contient le nombre de personnes par foyer.
Ces données ont été ajoutées dans le document ArcMap et sont visibles dans la table des matières.
La première étape sera de réaliser une nouvelle analyse zone de desserte selon des isochrones à 5
et 10 minutes des casernes de pompiers.
La seconde étape sera de réaliser une jointure spatiale entre les zones de desserte et la localisation
des familles sur la ville.
Enfin un résumé statistique permettra d’obtenir des indications sur les populations couvertes à 5 et 10
minutes de chaque caserne de pompiers.
La réponse à cette problématique implique donc plusieurs étapes qui s’enchainent. Ces étapes seront
réalisées dans l’interface d’ArcMap.
Etape 1 : Création d’une couche d’analyse des zones de
desserte.
Activez l’extension puis la barre d’outils Network Analyst (Menu Personnaliser > Barre d’outils
> Network Analyst)
Dans la barre d'outils Network Analyst, cliquez sur Network Analyst, puis sur Nouvelle zone
de desserte.
La couche d'analyse est ajoutée dans la fenêtre Table des matières.
Dans la table des matières, déplacez cette couche d’analyse en dessous de la couche
Casernes.
N’oubliez pas d’afficher la fenêtre Network Analyst en cliquant sur le bouton à droite de
Network Analyst dans la barre d’outils Network Analyst.
Vous devez obtenir l’affichage suivant
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Etape 2 : Ajouter les éléments d’analyses.
Dans cette étape vous allez charger les éléments d’analyses à partir d’une couche de points qui
représentent les casernes de pompiers.
Dans la fenêtre Network Analyst, cliquez droit sur Ressources (0), puis sur Charger des
emplacements.
La boîte de dialogue Charger des emplacements s'ouvre.
Dans la liste déroulante Charger depuis, choisissez Casernes.
Dans le cadre Propriétés d’analyse des emplacements, pour la Propriété Name choisissez le
champ Nom dans la liste déroulante (clic sur la zone blanche en vis-à-vis de Name)
Laissez les autres options par défaut et cliquez sur OK.
Huit casernes de pompiers sont affichées dans la carte en tant que ressources et répertoriées dans la
fenêtre Network Analyst selon la valeur contenue dans le champ Nom.
Etiquetez la couche des casernes de pompiers pour faire apparaitre le nom sur la carte.
Vous devez obtenir dans la fenêtre d’analyse l’affichage suivant.
Etape 3 : Définir les propriétés d’analyse.
Vous allez maintenant définir les propriétés d’analyse de cette analyse zone de desserte. Vous allez
déterminer des zones de dessertes strictes (non superposées) pour chaque caserne et définir des
niveaux d’accessibilité différents : à 5 et 10 minutes.
Cliquez sur le bouton Propriétés de la couche d'analyse dans la fenêtre Network
Analyst (en haut à droite)
La boîte de dialogue Propriétés de la couche s'ouvre.
Cliquez sur l'onglet Paramètres d'analyse.
Assurez-vous que l'Impédance est définie sur Minutes (Minutes).
Entrez 5 10 dans la zone de texte Valeur Bornes par défaut.
Choisissez Depuis la ressource pour la direction.
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Vérifiez dans le cadre Restriction que l’option Oneway est bien cochée. Ce paramètre permet
de prendre en compte les sens de circulation sur le réseau
Cliquez ensuite sur l'onglet Génération de polygones.
Assurez-vous que la case Générer les polygones est cochée.
Cliquez sur Généralisés pour le Type de polygone.
Vérifiez que l'option Tronquer les polygones est coché et laissez la valeur à 100.
Cliquez sur Pas de superposition pour les Options pour les ressources multiples.
Cliquez sur Boucles pour le type de Superposition.
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Cliquez sur l'onglet Génération de lignes.
Laissez l'option Générer les lignes désactivée.
Cliquez sur OK pour valider et fermer cette fenêtre de paramétrage de l’analyse
Etape 4 : Identification des ressources les plus proches.
Sur la barre d’outils Network Analyst, cliquez sur le bouton rechercher
Les polygones de zone de desserte apparaissent sur la carte et dans la fenêtre Network Analyst.
Vous constatez que les polygones générés représentent les couvertures d’accessibilité à 5 et 10
minutes depuis chacune des casernes de pompiers. Ces zones sont non recouvrantes permettant
ainsi de déterminer des périmètres d’action propres à chaque caserne.
Enregistrez le document ArcMap et laissez-le ouvert pour la suite de l’exercice
Etape 5 : Affecter les familles à chaque zone de desserte.
Il est maintenant nécessaire de croiser les zones de desserte avec les familles. La jointure spatiale
permet de transférer les attributs de la classe ZoneDesserte à la classe d’entités Familles, en fonction
de leurs relations spatiales (recouvrement spatial). Ainsi, il sera possible de préciser l’accessibilité des
familles en fonction des différentes zones de desserte.
Placez-vous dans la fenêtre ArcToolsBox et Double-cliquez sur l’outil Jointure spatiale qui
se trouve dans la boite à outils Outils d’analyse, puis le jeu d’outils Superposition
La classe d’entités cible est Familles
Les entités à joindre correspondent à la couche Polygones (couche stockant le résultat de
l’analyse Network)
Enregistrez le résultat de la jointure dans une classe d’entités en sortie FamillesCouv à
stocker dans la géodatabase..\WNET\Exercice\WashingtonDC.gdb\FamillesCouv
Laissez les autres options par défaut
Vérifiez que vous obtenez l’affichage suivant
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Cliquez sur Ok pour valider l’outil
Le traitement de l’outil peut prendre un certain temps. Le résultat est une nouvelle classe d’entités
FamillesCouv dans la géodatabase qui s’ajoute également comme nouvelle couche dans la table des
matières du document ArcMap.
Cliquez droit sur la couche FamillesCouv et ouvrez la table attributaire.
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Le résultat de la jointure spatiale permet ainsi de disposer des attributs et des valeurs d’attributs des
zones de desserte générées par le biais de Network Analyst pour les 48800 familles de cette classe
d’entités.
Fermez la table attributaire.
Etape 6 : Réaliser des statistiques de population par zone de desserte.
Pour finir l’analyse, il faut générer un récapitulatif statistique indiquant la population totale captive à 5
et 10 minutes maximum de chaque caserne. Pour cela vous allez utiliser l’outil Résumés
Statistiques.
Placez-vous dans la fenêtre ArcToolsBox et Double-cliquez sur l’outil Résumés statistiques
depuis la boite à outils Outils d’analyse, puis le jeu d’outils Statistiques
Choisissez FamillesCouv comme Table en entrée
Enregistrez la table en sortie sous le nom Stats dans la géodatabase WashingtonDC
..\WNET\Exercice\WashingtonDC.gdb\Stats
La récapitulation statistique s’opère sur le champ ToBreak et en fonction des casernes de pompiers.
Le champ ToBreak contient les valeurs hautes des deux zones de desserte (à savoir 5 et 10). Le
champ Name contient l’intitulé de chaque zone de desserte.
Choisissez ToBreak dans la liste déroulante Champ de récapitulation
Choisissez également Name dans la liste déroulante Champ de récapitulation
Vous allez ensuite indiquez les indications statistiques que vous souhaitez calculer.
Choisissez le champ taille_foyer dans la liste déroulante et affectez SUM comme Type de
statistique.
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Cliquez sur Ok pour valider l’outil
Le traitement de l’outil peut prendre un certain temps. Le résultat est une table de géodatabase Stats
enregistré dans la géodatabase qui s’ajoute également comme table dans la table des matières du
document ArcMap.
Pensez à changer l’affichage de la table des matières en répertorier par source.
Cliquez droit sur la table Stats dans la table des matières et ouvrez la table.
Cette table contient 16 enregistrements correspondant à chacune des zones de desserte générées
grâce aux fonctionnalités de l’extension Network Analyst. L’attribut FREQUENCY indique le nombre
de familles captives dans chaque zone. L’attribut SUM_taille_foyer renvoit le nombre d’individu réel
couvert par chaque zone de desserte. Par exemple, la caserne B couvre 29956 personnes à 5
minutes et 4200 de 5 à 10 minutes.
Si vous souhaitez, vous pouvez réaliser une cartographie présentant les résultats de cette analyse
(Symbologie, Diagramme, mise en page)
Sinon Fermez ArcMap en enregistrant le document ArcMap
Etape 7 (optionnelle): Visualiser et utiliser un modèle
Dans cette étape, vous allez réaliser la même analyse spatiale permettant de connaitre la population
couverte par des zones de dessertes des casernes de pompiers. Cette analyse spatiale sera réalisée
non pas manuellement et pas à pas avec l’ensemble des outils de l’interface ArcMap, mais grâce à la
définition d’un modèle de géotraitement (Model Builder)
Ouvrez ArcMap et choisissez Carte vierge puis cliquez
sur Ok
Placez-vous dans la fenêtre Catalogue et déployez la
géodatabase WashingtonDC.
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Cette géodatabase stocke une boite à Outils Analyses qui contient deux modèles. Les deux modèles
sont identiques, le Modèle Sav sert uniquement de sauvegarde pour prévenir une mauvaise
manipulation sur le Modèle Analyse que l’on va utiliser dans cette étape.
Pour ouvrir et visualiser ce modèle, cliquez droit sur le Modèle Analyse et choisissez Edition.
Ce modèle est construit selon un enchainement d’outils (cadre jaune) modélisant la logique de
l’analyse que vous avez réalisé dans les étapes précédentes. L’objectif de cette étape n’est pas de le
construire mais de comprendre sa logique de fonctionnement. Voici le descriptif de chacune des
étapes :
Les trois premiers outils permettent de réaliser l’analyse de zone de desserte réalisable via
l’extension Network Analyst. Ces outils sont disponibles dans la fenêtre ArcToolsBox, dans
la boite à outils Outils Network Analyst.
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Ces outils ont été glissés déposés depuis la fenêtre ArcToolsBox dans la fenêtre du modèle. Pour
visualiser le paramétrage de chacun des outils, cliquez droit sur un cadre jaune et choisissez Ouvrir.
Visualisez les paramètres pour le premier outil Générer une couche de zones de desserte qui
concerne la construction des isochrones à 5 et 10 minutes des casernes de pompiers.
Dans cette boite de dialogue de l’outil, vous pouvez visualiser l’ensemble des variables choisies
paramétrant les zones de desserte qui seront créées. Ces variables sont identiques à celles définies
dans l’étape 3 de l’exercice.
L’outil Charger des emplacements permet d’intégrer les casernes de pompiers de la classe
d’entités casernes comme ressources de l’analyse de zones de desserte (correspond à
l’étape 2 de l’exercice).
L’outil Rechercher permet de lancer l’analyse et de créer ainsi les zones de desserte à 5 et
10 minutes des casernes de pompiers.
L’outil Sélectionner des données permet de sélectionner les zones de desserte créées et
disponibles temporairement dans la couche d’analyse Polygones de l’analyse Network
Analyst.
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L’outil Copier des entités permet de créer à partir de cette sélection une nouvelle classe
d’entités dans la géodatabase stockant en dur les zones de desserte.
L’outil Jointure spatiale permet transférer les attributs de la classe d'entités stockant les
zones de desserte à la classe d’entités renseignant les familles, en fonction des relations
spatiales entre les entités des deux classes d'entités (correspond à l’étape 5 de l’exercice).
L’outil Résumés statistiques permet enfin de créer la table permettant d’obtenir la population
couverte par les zones de desserte de chaque caserne de pompiers (correspond à l’étape 6
de l’exercice).
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Etape 8 : Exécuter le modèle et visualiser les résultats.
Pour exécuter le modèle, Dans le menu Modèle choisissez Exécuter le modèle en entier.
Pendant le processus d’exécution une fenêtre d’exécution apparait détaillant l’avancement du
traitement du modèle. Sur le modèle, les outils passent successivement en couleur rouge indiquant
l’étape traitée dans le processus.
Une fois l’exécution terminée, la fenêtre prend comme état « terminé ».
Fermez la fenêtre
Fermez la fenêtre du modèle
Répondre Oui à la question
Pour visualiser les résultats de l’exécution du modèle, placez-vous dans la fenêtre Catalogue,
déployez la géodatabase WashingtonDC
Deux classes d’entités et une table se sont rajoutées dans la géodatabase. Ce sont les résultats des
opérations de l’analyse de zone de desserte, de la jointure spatiale et du résumé statistique.
Pour visualiser les informations contenues dans ces
nouvelles sources de données, Sélectionnez-les et
glissez-les dans l’espace de carte d’ArcMap (si elles
ne sont pas déjà présentes dans la table des matières
à la suite de l’exécution du modèle).
Placez-vous ensuite sur la table des matières et
Répertoriez par source.
Ouvrez les données attributaires pour visualiser les
informations générées
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La couche CasernesCouvM contient 16 zones de desserte, c'est-à-dire 2 par caserne de pompiers.
La couche FamillesCouvM permet d’obtenir pour chacune des 48800 familles une indication sur la
couverture et le nom de la caserne la plus proche.
Enfin la table StatsM contient des indications sur les populations couvertes à 5 et 10 minutes de
chaque caserne.
Si vous comparez les classes d’entités FamillesCouv et FamillesCouvM et les tables Stats et
StatsM, vous constatez que les résultats sont identiques.
Fermez ArcMap sans enregistrer
Conclusion
Dans cet exercice, vous avez réalisé une analyse de réseau en fonction des outils Network Analyst,
couplée à une analyse spatiale puis à une analyse statistique pour connaitre la couverture des
populations à 5 et 10 minutes des casernes de pompiers sur un territoire donné. Le modèle permet de
reproduire la logique et l’enchainement de l’analyse et ainsi d’automatiser et de pérenniser des
traitements complexes et récurrents.