การวิเคราะห์โครงข่าย (Network analysis)

การวิเคราะห์โครงข่าย (Network analysis)

        โครงข่าย (Network) ประกอบด้วยการเชื่อมต่อกันของเส้น ซึ่งโดยทั่วไป แล้วมักจะนึกถึงโครงข่ายถนน  การใช้ประโยชน์จากโครงข่าย เช่น การหาเส้นทางที่สั้นที่สุด (Shortest route) จ้าเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีข้อมูลความเร็ว (Travel time) ซึ่งจะ น้ามาเป็นเงื่อนไขในการวิเคราะห์

        ชุดคำสั่งการวิเคราะห์โครงข่าย (Network analyst extension) ใน โปรแกรม ArcGIS Desktop 10 นี้มีคุณสมบัติเด่นหลายประการที่ น้ามาใช้ได้ เช่น การวิเคราะห์เส้นทาง การวิเคราะห์พื้นที่ให้บริการ หรือการค้นหาสิ่ง อ้านวยควาสะดวกที่อยู่ใกล้ที่สุด
        ผู้ใช้สามารถสร้างหรือก้าหนดเงื่อนไขส้าหรับวิเคราะห์ข้อมูลได้เสมือนจริง มากขึ้น เช่น การจ้ากัดความเร็ว ห้ามเลี้ยว หรือเงื่อนไขทางการจราจร
การวิเคราะห์โครงข่าย-2

        Network dataset เป็นชุดข้อมูลที่ใช้ในการจ้าลองโครงข่ายการขนส่ง ซึ่ง สร้างมาจากข้อมูลจุดและเส้น การเลี้ยว และการเชื่อมต่อรูปแบบต่าง ๆ
        Network dataset จะจ้าลองโครงข่ายถนนตามข้อมูล และเงื่อนไขที่ ต้องการ เช่น ต้องการวิเคราะห์เส้นทางการขนส่งสินค้า ซึ่งต้องเป็น เส้นทางที่สั้นที่สุด เป็นต้น
        นอกจากนี้ยังสามารถก้าหนดเงื่อนไขให้ตรงตามสภาพความเป็นจริงได้ มากขึ้น เช่น จุดห้ามเลี้ยว จุดกลับรถ หรือบริเวณที่ห้ามรถผ่าน

      องค์ประกอบของ Network dataset

• เส้น (Edge) ใช้ส้าหรับเชื่อมต่อองค์ประกอบอื่น ๆ เช่น แยก
• จุดเชื่อมต่อ (Junction) ใช้ส้าหรับเชื่อมต่อเส้น และก้าหนด ทิศทางของเส้น
• การเลี้ยว (Turn) เป็นตัวก้าหนดทิศทางของเส้น

ในแต่ละองค์ประกอบจะต้องใส่ข้อมูลคุณลักษณะเพื่อน้าไปใช้ก้าหนด เงื่อนไขตามต้องการ

     หลักการเชื่อมต่อ (Connectivity)

• การเชื่อมต่อแบบกลุ่ม (Connectivity group)
• การเชื่อมต่อเส้นภายในโครงข่ายเดียวกัน    การเชื่อมต่อข้อมูลเส้นถนนต่าง ๆ ในโครงข่ายเดียวกันเข้าด้วยกัน มีวิธีการเชื่อมต่อ 2 รูปแบบ ได้แก่

                 1. Endpoint connectivity ข้อมูลเส้นจะถูกเชื่อมต่อที่จุดปลาย เท่านั้น สามารถน้าไปใช้ในการจ้าลองในกรณีที่มีการข้ามผ่านวัตถุ เช่น สะพาน หรืออุโมงค์
                 2. Vertex connectivity ข้อมูลเส้นจะถูกแบ่งเป็นเส้นย่อย ๆ ที่ จุดตัดของเส้น

• การเชื่อมต่อเส้นระหว่างโครงข่ายอื่น

         ในบางกรณีจ้าเป็นต้องมีการเชื่อมต่อเส้นกับโครงข่ายอื่น โดยการ เชื่อมต่อเส้นผ่านจุดเชื่อม (แยก) ของโครงข่ายทั้งหมด
         ตัวอย่างเช่นการสร้างแบบจำลองการขนส่งต่อเนื่องหลายรูปแบบ (Multimodal transport) เช่น เชื่อมต่อระบบการขนส่งสินค้าทางบก ทางนา และทางรถไฟเข้าด้วยกัน
         ดังนั้นจึงต้องกำหนดรูปแบบการเชื่อมต่อ (Connectivity policy) ให้กับข้อมูลในโครงข่ายต่าง ๆ

      ชุดคำสั่งการวิเคราะห์โครงข่าย   สามารถใช้วิเคราะห์ได้ดังนี้

• การวิเคราะห์เส้นทางที่ดีที่สุด (Best route analysis) เป็นเส้นทางเป็นการหาเส้นทางที่มี Cost น้อยที่สุด โดย Cost ในที่นี้อาจเป็น ระยะทางหรือระยะเวลาที่ใช้ในการเดินทางก็ได้  ในการวิเคราะห์เส้นทางที่ดีที่สุดนี้ยังสามารถวิเคราะห์หรือจ้าลองรูปแบบ การขนส่ง (หรือการเดินทาง) แบบต่อเนื่องหลายรูปแบบ (Multimodal transport) ได้อีกด้วย
• การวิเคราะห์พื้นที่ให้บริการ (Service area analysis) พื้นที่ให้บริการ คือ พื้นที่หรือบริเวณที่สามารถเข้าถึงได้จากจุดที่กำหนด เช่น การหาพื้นที่ให้บริการที่ใช้เวลา 5 นาทีในการเข้าถึงจากร้านค้าที่กำหนด ซึ่งสามารถคำนวณจ้านวนประชากร (ลูกค้า) ขนาดของพื้นที่ หรือสิ่งอื่น ๆ ที่อยู่ภายในพื้นที่ให้บริการ
• การวิเคราะห์หาสิ่งอ้านวยความสะดวกที่ใกล้ที่สุด (Closest facility analysis) การวิเคราะห์หาสิ่งอ้านวยความสะดวกที่ใกล้ที่สุดสามารถใช้ในการ คำนวณระยะทาง (และระยะเวลา) ในการเดินจากเหตุการณ์ไปยังสิ่ง อ้านวยความสะดวก   นอกจากนี้ยังสามารถหาตำแหน่งของสิ่งอำนวยความสะดวกที่อยู่ใกล้ที่สุด ได้ด้วย  Closest facility analysis-1
• การวิเคราะห์เมทริกซ์ค่าใช้จ่ายระหว่างจุดเริ่มต้นกับจุดปลายทาง  (Origin-Destination cost matrix analysis)  OD cost matrix ใช้ในการหาและคำนวณเส้นทางที่สั้นที่สุดในกรณีที่มี จุดเริ่มต้นและจุดปลายทางหลายแห่ง    ในการคำนวณ OD cost matrix นี้ สามารถกำหนดจำนวนจุดปลายทาง ตามที่ต้องการได้

ตัวอย่าง 

         เปิดชั้นข้อมูลขึ้นมา

               Open Attribute Table ของข้อมูล

 

                 เปิดข้อมูล praise ขึ้นมา ซึ่งก็ คือ ข้อมูลจุดเลี้ยว

               กด Zoom in เข้าไป จะเห็นจุดเลี้ยวได้อย่างชัดเจน

                 

             ทำการสร้าง Personal Geodatabase

              ตั้งชื่อไฟล์  Personal Geodatabase ว่า  MyNetwork

            ทำการสร้าง Feature Dataset ในไฟล์ Personal Geodatabase 

              ตั้งชื่อไฟล์

              ทำการใส่ค่าพิกัดของชั้นข้อมูล โดยการเลือกค่าพิกัดจากไฟล์ที่มีค่าพิกัดอยู่แล้ว ไปที่ Import 

             เลือกข้อมูลที่มีค่าพิกัด

             จากนั้นกด Next

             การกำหนดพิกัดค่า Z     ในกรณีนี้ไม่ต้องระบุค่า Z

             การกำหนดค่าพิกัด XY Tolerance   ในกรณีนี้ไม่ต้องระบุค่าใดๆเพิ่มเติม (ใช่ค่าเดิมที่ได้กำหนดมา)

              การ Import ชั้นข้อมูล Feature Class(multiple)

             เลือก Add ชั้นข้อมูล Feature Class(multiple) ตามที่เราต้องการ

             

              เมื่อ Import ข้อมูลมาแล้ว ทำการสร้าง Network Dataset โดยคลิกขวาที่ไฟล์ Personal Geodatabase ไปที่ New เลือก Network Dataset

               ตั้งชื่อตามที่ต้องการ

              เลือกข้อมูลที่จะเลือกนำไปทำโครงข่าย (Network Dataset)

             การเซตค่าจุดเลี้ยว

               การเซตค่าของการเชื่อมต่อเส้น

              

           ลักษณะการเชื่อมต่อของเส้น

•       การต่อแบบ End Point การต่อเส้นแบบจุดปลายเส้น
•       การต่อ Any Point สามมารถต่อที่จุดกลางเส้นหรือจุดใดๆก็ได้

          การเซตค่าในเรื่องแบบจำลองความสูง โดยให้เราระบุเงื่อนไขของ Attribute ที่บอกว่าฟิลด์นั้นมีเงื่อนไข ข้อมูลอะไรบ้าง

               เลือก Directions

             เลือกหน่วยของการวัด

             เปลี่ยน Primary ให้แสดงเป็น Full name

            การสรุปผลค่าที่เราได้ทำการเซตค่าของข้อมูลที่เราได้ทำมา

             จะปรากฎหน้าต่างใหม่ขึ้นมาว่า เราต้องการที่จะ บิลว์ข้อมูลที่ทำมาเลยหรือไม่

           หน้าต่างที่บอกเราว่าข้อมูลมีการผิดพลาดเล็กน้อย

              กด  yes เพื่อเปิดข้อมูลข้นมา

               ข้อมูลที่ได้

                 การเปิดเครื่องมือ Network Analyst

             สร้างไฟล์ New Routs ขึ้นมาใหม่

  

              คลิกที่ Show/Hide Network Analyst Window

                 ทำการสร้าง จุดที่ 1  ขึ้นมา  โดยไปที่ Create Network Location Tool

 

              ทำการสร้าง จุดที่ 2  

  

           กดเลือก Route Properties

              เซตค่าตามที่เราต้องการ

              กรณี เลือกเป็นเส้นทางที่เร็วที่สุด

              กด Solve  แล้วจะได้เส้นทางที่เร็วที่สุด  ดังภาพ

่

             เลือกที่ Direction Window เพื่อที่จะดูข้อมูลเส้นทางอื่นๆที่ใกล้เคียง

              ข้อมูลเส้นทางอื่นๆที่ใกล้เคียง

               ทำการเพิ่มจุดขึ้นมาใหม่

            เซตค่าข้อมูลตามที่ต้องการ

              การนำเอาข้อมูลออกไปใช้

                การสร้าง New Service Area

           เซตค่าของข้อมูล

             เซตค่าเวลาของระยะห่างที่ต้องการเดินทางไปให้จุดที่เราต้องการภายในเวลา 10 นาที

              จะได้ขอบเขตบริเวณที่ใช้เวลาในการเดินทางไป 10 นาที

               การสร้าง  New Closest Facility
    เป็นการสร้างระยะทางที่เราจะสามารถเดินทางไปในจุดเป้าหมายเป็นระยะทางที่สั้นที่สุด

             ตั้งชื่อจุด

             

             ไปที่  Layer Properties  แล้วทำการเซตค่าข้อมูล

               จะได้เส้นทางดังภาพ

               เปิด Attribute ของข้อมูลขึ้น เพื่อดูระยะทาง

                 การสร้าง  New OD Cost Matrix

            ตั้งชื่อ
     

              เซตค่าของข้อมูลตามที่ต้องการ

               ผลลัพธ์ที่ได้

              ทำการ Open Attribute ขึ้นมาเพื่อดูระยะทาง

VIDEO ประกอบข้อมูล