4．4网络分析

对地理网络（如交通网络）、城市基础设施网络（如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等）进行地理分析和模型化，是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好，如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低等。其基本思想则在于人类活动总是趋向于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。这类问题在生产、社会、经济活动中不胜枚举，因此研究此类问题具有重大意义。

    网络中的基本组成部分和属性如下：

（1）链（link）。网络中流动的管线，如街道、河流、水管等，其状态属性包括阻力（impedence）和需求（demand）。

（2）障碍（barrier）。禁止网络中链上流动的点。

（3）拐角点（turn）。出现在网络链中所有的分割结点上，状态属性有阻力，如拐弯的时间和限制（如不允许左拐）。

（4）中心（center）。是接受或分配资源的位置，如水库、商业中心、电站等。其状态属性包括资源容量（如总的资源量）、阻力限额（如中心与链之间的最大距离或时间限制）。

（5）站点（stop）。在路径选择中资源增减的站点，如库房、汽车站等，其状态属性有要被运输的资源需求，如产品数。

    网络中的状态属性有阻力和需求两项，实际的状态属性可通过空间属性和状态属性的转换，根据实际情况赋到网络属性表中。

（一）路径分析

（1）静态求最佳路径。由用户确定权值关系后，即给定每条弧段的属性。当需求最佳路径时，读出路径的相关属性，求最佳路径。

（2）动态分段技术。给定一条路径由多段联系组成，要求标注出这条路上的公里点或要求定位某一公路上的某一点，标注出某条路上从某一公里数到另一公里数的路段。

（3） N条最佳路径分析。确定起点、终点，求代价较小的N条路径。因为在实践中往往仅求出最佳路径并不能满足要求，可能因为某种因素不走最佳路径，而走近似最佳路径。

（4）最短路径。确定起点、终点和所要经过的中间点、中间连线，求最短路径。

（5）动态最佳路径分析。实际网络分析中权值是随着权值关系式变化的，而且可能会临时出现一些障碍点，所以往往需要动态地计算最佳路径。

（二）地址匹配

    地址匹配实质是对地理位置的查询，它涉及到地址的编码（geocode）。地址匹配与其他网络分析功能结合起来，可以满足实际工作中非常复杂的分析要求。所需输入的数据，包括地址表和含地址范围的街道网络及待查询地址的属性值。

（三）资源分配

    资源分配网络模型由中心点（分配中心）及其状态属性和网络组成。分配有两种方式：一种是由分配中心向四周输出，另一种是由四周向中心集中。这种分配功能可以解决资源的有效流动和合理分配，其在地理网络中的应用与区位论中的中心地理论类似。在资源分配模型中，研究区可以是机能区，根据网络流的阻力等来研究中心的吸引区，为网络中的每一连接寻找最近的中心，以实现最佳的服务。还可以用来指定可能的区域。

    资源分配模型可用来计算中心地的等时区、等交通距离区、等费用距离区等。可用来进行城镇中心、商业中心或港口等地的吸引范围分析，以用来寻找区域中最近的商业中心，进行各种区划和港口腹地的模拟等。