ArcGIS Network Analyst : Un exemple d analyse de déplacement sur un réseau routier Salle de classe SIG 2011 Copyright 2011 ESRI WNET- 1
ArcGis Network Analyst: Un exemple d analyse ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-1 Les réseaux dans ArcGIS 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 Jeu de données réseau Réseau non orienté (réseau de transport) Lignes, points et tournants Extension ArcGis Network Analyst Les classes d entités peuvent participer à l un ou l autre type de réseau mais pas les deux. ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-2 WNET- 2 Copyright 2011 ESRI
Tableau comparatif Réseau géométrique Entités de réseau: Tronçons et jonctions Sources de données: Classes d entités de GDB Le modèle gère la connectivité Côut basé sur des attributs d entités Créé dans: Un jeu de classes d entités Modal Analyse de traçabilité Jeu de données réseau Eléments de réseau: Tronçons, jonctions et tournants Sources de données: Classes d entités de GDB, shapefiles, ou StreetMap data L utilisateur contrôle la connectivité Attributs d analyses divers Créé dans: Un jeu de classes d entités ou un espace de travail Modal et multimodal Analyse de déplacement ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-1 Le processus de travail Network Analyst Préparation des données Coïncidence géométrique Créer le jeu de données réseau Définir les paramètres Construire le jeu de données réseau Mettre à jour les données sources ou les paramètres Choisir et réaliser les analyses ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-4 Copyright 2011 ESRI WNET- 3
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 ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-5 Créer et construire un jeu de données réseau Nom Sources de données Tournants (optionnel) Connectivité Entités tournants Tournants globaux Groupes, Règles Altitude (optionnel) Attributs de réseau Evaluateurs Paramètres (optionnel) Directions (optionnel) ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-6 WNET- 4 Copyright 2011 ESRI
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 ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-7 Le processus d analyse dans Network Analyst Choisir une analyse Création de la couche d analyse Définir les paramètres d analyse Prorpriétés Eléments Rechercher Modifier Valider le résultat Sauvegarder ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-8 Copyright 2011 ESRI WNET- 5
La barre d outils Network Analyst Créer et travailler avec la couche d analyses réseau Interagir avec le jeu de données réseau Activer ou fermer la fenêtre d analyse Créer un emplacement Sélectionner, déplacer un emplacement Rechercher Ouvrir la feuille de route Créer une couche d analyse Sélectionner le jeu de données réseau Identifier les éléments du réseau Construire le jeu de données réseau Gérer les options d analyse ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-9 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 ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-10 WNET- 6 Copyright 2011 ESRI
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 1-11 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 ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-12 Copyright 2011 ESRI WNET- 7
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 1-13 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 ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-14 WNET- 8 Copyright 2011 ESRI
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. ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-15 Les analyses de réseau dans un modèle L analyse de réseau implique la mise en séquence de multiples outils 2 Processus Network 1 3 ArcGis Network Analyst: un exemple d analyse 1-16 Copyright 2011 ESRI WNET- 9
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 WNET- 10 Copyright 2011 ESRI
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 Copyright 2011 ESRI WNET- 11
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. WNET- 12 Copyright 2011 ESRI
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. Copyright 2011 ESRI WNET- 13
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 WNET- 14 Copyright 2011 ESRI
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. Copyright 2011 ESRI WNET- 15
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. WNET- 16 Copyright 2011 ESRI
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. Copyright 2011 ESRI WNET- 17
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. WNET- 18 Copyright 2011 ESRI
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. Copyright 2011 ESRI WNET- 19
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). WNET- 20 Copyright 2011 ESRI
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 Copyright 2011 ESRI WNET- 21
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. WNET- 22 Copyright 2011 ESRI