Ein Kantenübergang stellt eine Bewegung von einem Kantenelement zu einem anderen dar. Oft werden Kantenübergänge erstellt, um die mit der Bewegung verbundenen Kosten zu erhöhen oder um die Richtungsänderung ganz zu verhindern. Einem Kantenübergangs-Feature, das ein Linksabbiegen an einer Kreuzung darstellt, können beispielsweise Kosten von 30 Sekunden zugewiesen werden, um die durchschnittliche Zeit anzugeben, die es dauert, bis die Linksabbiegerampel auf Grün schaltet. Ebenso kann ein Beschränkungsattribut einen Feldwert aus einem Kantenübergangs-Feature lesen, um dieses zu verhindern. Dies ist nützlich, wenn die Richtungsänderung als ungültig definiert ist (kein Linksabbiegen).
Kartenübergänge können an allen Knoten erstellt werden, an denen sich Kanten berühren. Für jeden Netzwerk-Knoten sind n² Kantenübergänge möglich, wobei n der Anzahl der in diesem Knoten verbundenen Kanten entspricht. Selbst für einen Knoten mit nur einer Kante kann ein Kantenübergang, nämlich eine Wende, erstellt werden.
Kantenübergänge mit mehreren Kanten
Eine einfache Richtungsänderung zwischen zwei Kanten, die in einem Knoten verbunden sind, wird Zwei-Kanten-Übergang genannt. Die Erweiterung "ArcGIS Network Analyst" unterstützt die Modellierung von Kantenübergängen mit mehreren Kanten. Ein Kantenübergang mit mehreren Kanten ist eine Bewegung von einem Kantenelement des Netzwerks über eine Abfolge von verbundenen Zwischenkantenelementen. Diese temporären Kanten werden auch innere Kanten eines Kantenübergangs genannt. In einem Straßennetz sind die inneren Kanten eines Kantenübergangs typischerweise die Kantenelemente, die das Innere einer Kreuzung von zweispurigen Straßen darstellen.
Das Beispiel oben zeigt ein Linksabbiegen mit mehreren Kanten in einer Kreuzung von zwei zweispurigen Straßen. Kanten c und d stehen für die inneren Kanten des Kantenübergangs, während Kanten f und i die äußeren Kanten darstellen.
Wenden
Eine Wende ist eine Bewegung von einem Kantenelement über einen seiner Endpunkte und wieder zurück. In der Regel wird die Wende als Kantenübergang mit zwei Einträgen in der Kanten-Reihenfolge modelliert, wobei für beide Einträge dasselbe Kantenelement verwendet wird.
Bei zweispurigen Straßen wird eine Wende als Kantenübergang mit mehreren Kanten modelliert, wobei Kanten f und e die äußeren und c, d und a die inneren Kanten sind.
Korrekt definierte Kantenübergänge
Ein Kantenübergang kann nur in einem Netzwerk verwendet werden, wenn er korrekt definiert wurde. Um einen Kantenübergang korrekt zu definieren, müssen folgende Regeln befolgt werden:
- Ein Kantenübergang ist eine Reihenfolge von mindestens zwei Kanten. Eine Wende ist die Bewegung von einer Kante zurück zur selben Kante.
- Die erste oder letzte Kante (eine beliebige äußere Kante) in dem Kantenübergang kann nicht die innere Kante eines anderen Kantenübergangs sein. In dem Beispiel oben kann kein Kantenübergang bei a, d oder c anfangen (oder enden).
- Jede Kante in der Reihenfolge ist mit der nächsten Kante in der Reihenfolge verbunden, wodurch eine nicht verzweigte "Kette" von verbundenen Kanten gebildet wird. Innerhalb eines Kantenübergangs kann jede (äußere oder innere) Kante mit nur einer anderen Kante verbunden sein. Im Beispiel oben ist d innerhalb der Wende (f-c-d-a-e) nur mit a verbunden.
- Innere Kanten können Teile mehrerer Kantenübergänge sein. Im Beispiel oben sind die inneren Kanten c und d sowohl Teile der Wende (f-c-d-a-e) als auch des Linksabbiegens (f-c-d-i). Kanten, die in einem Kantenübergang als innere Kanten fungieren, werden für alle Kantenübergänge als innere Kanten verwendet.
- Zwei Kantenübergangs-Features können nicht dieselbe Richtungsänderung darstellen. Das bedeutet, dass zwei Kantenübergänge nicht dieselbe erste und letzte äußere Kante haben können.
- Kantenübergangs-Features sollten nicht auf einem Knoten beginnen oder enden.
Kantenübergangs-Features
In der Erweiterung "ArcGIS Network Analyst" werden Kantenübergänge als Features in einer Turn-Feature-Class modelliert. Eine Turn-Feature-Class ist eine benutzerdefinierte Linien-Feature-Class (des Typs "Esri Turn Feature").
Außerhalb eines Netzwerks hat eine Turn-Feature-Class keine Bedeutung. Um die Informationen in dieser Feature-Class nutzen zu können, muss sie einem Netzwerk-Dataset hinzugefügt werden. Um eine Turn-Feature-Class einem Netzwerk hinzufügen zu können, muss sich diese Feature-Class im selben Feature-Dataset befinden wie die anderen Quell-Features für das Netzwerk-Dataset. In einer Shapefile-Umgebung muss sich die Turn-Feature-Class im selben Verzeichnis (Shapefile-Workspace) befinden und muss denselben Raumbezug wie die Kanten-Quell-Features im Netzwerk-Dataset haben. In einem Netzwerk-Dataset sind mehrere Turn-Feature-Classes zulässig. Das Kantenübergangs-Quell-Feature ist nicht Teil von Konnektivitätsgruppen und enthält auch keine Höhenfeldinformationen. Die benutzerdefinierten Felder der Turn-Feature-Class können im Feld-Evaluator eines Netzwerkattributs auf ähnliche Weise verwendet werden wie Felder aus anderen Feature-Class-Quellen.
Beim Erstellen einer Turn-Feature-Class können Sie die maximale Anzahl von Kanten festlegen, die in einem Kantenübergang unterstützt werden. Ein Kantenübergang besteht aus mindestens zwei Kanten. Network Analyst unterstützt Kantenübergänge, die aus bis zu 50 Kanten bestehen können. Die maximale Anzahl von Kanten ist standardmäßig 5.
Informationen zum Erstellen einer neuen Turn-Feature-Class
Schema einer Turn-Feature-Class
In der nachfolgenden Tabelle werden die Felder einer Turn-Feature-Class beschrieben, die maximal fünf Kanten unterstützt.
| Feld | Beschreibung |
|---|---|
OBJECTID | Die interne Feature-Nummer des Kantenübergangs. |
SHAPE | Die Feature-Geometrie des Kantenübergangs-Features. |
Edge1End | Gibt an, ob der Kantenübergang durch das Ende der ersten Kante verläuft (Y bedeutet, dass der Kantenübergang durch das Ende der ersten Kante verläuft, wohingegen N bedeutet, dass der Kantenübergang durch den Anfang der ersten Kante verläuft). |
Edge1FCID | Die Feature-Class-ID des Linien-Features, das die erste Kante des Kantenübergangs darstellt. |
Edge1FID | Die Feature-ID des Linien-Features, das die erste Kante des Kantenübergangs darstellt. |
Edge1Pos | Die Position entlang des Linien-Features, das die erste Kante des Kantenübergangs darstellt. Bei einem Linien-Feature, das mehrere Kanten darstellt (erstellt durch Linien mit Stützpunkt-Konnektivität oder durch Punkte mit Override-Regel), weist die Position darauf hin, welche Kantenelemente des Features die erste Kante des Kantenübergangs bilden. |
Edge2FCID | Die Feature-Class-ID des Linien-Features, das die zweite Kante des Kantenübergangs darstellt. |
Edge2FID | Die Feature-ID des Linien-Features, das die zweite Kante des Kantenübergangs darstellt. |
Edge2Pos | Die Position entlang des Linien-Features, das die zweite Kante des Kantenübergangs darstellt. |
Edge3FCID | Die Feature-Class-ID des Linien-Features, das die dritte Kante eines Kantenübergangs mit mindestens drei Kanten darstellt. |
Edge3FID | Die Feature-ID des Linien-Features, das die dritte Kante eines Kantenübergangs mit mindestens drei Kanten darstellt. |
Edge3Pos | Die Position entlang des Linien-Features, das die dritte Kante eines Kartenübergangs mit mindestens drei Kanten darstellt. |
Edge4FCID | Die Feature-Class-ID des Linien-Features, das die vierte Kante eines Kantenübergangs mit mindestens vier Kanten darstellt. |
Edge4FID | Die Feature-ID des Linien-Features, das die vierte Kante eines Kantenübergangs mit mindestens vier Kanten darstellt. |
Edge4Pos | Die Position entlang des Linien-Features, das die vierte Kante des Kartenübergangs mit mindestens vier Kanten darstellt. |
Edge5FCID | Die Feature-Class-ID des Linien-Features, das die fünfte Kante eines Kantenübergangs mit mindestens fünf Kanten darstellt. |
Edge5FID | Die Feature-ID des Linien-Features, das die fünfte Kante eines Kantenübergangs mit mindestens fünf Kanten darstellt. |
Edge5Pos | Die Position entlang des Linien-Features, das die fünfte Kante des Kantenübergangs mit fünf oder mehr Kanten darstellt. |
Die Felder "OBJECTID", "SHAPE" und "Edge1End" sind in allen Turn-Feature-Classes vorhanden. Die anderen Felder variieren je nach der maximalen Anzahl von unterstützten Kanten. Eine Turn-Feature-Class, die maximal sechs Kanten unterstützt, enthält zusätzlich zu den oben aufgelisteten Feldern noch die Felder "Edge6FCID", "Edge6FID" und "Edge6Pos".
Sie können einer Turn-Feature-Class weitere Felder hinzufügen. Es ist z. B. allgemein üblich, ein Feld für die Zeit hinzuzufügen, die durchschnittlich für Kantenübergänge benötigt wird. Ein Feld-Evaluator für ein zeitbasiertes Kostenattribut im Netzwerk-Dataset kann die Verzögerung aus der Turn-Feature-Class lesen und in die Netzwerkkosten einbeziehen.
Kantenübergangstabellen und Kantenübergangs-Features
In ARC/INFO und ArcView GIS (Vorgängerversionen von ArcGIS) wurden zum Modellieren von Richtungsänderungen Kantenübergangstabellen verwendet. Diese Tabellen enthielten zeilenweise Informationen zu Zwei-Kanten-Drehbewegungen sowie je ein Feld für die Zeitimpedanz. Eine negative Impedanz deutete darauf hin, dass der Kantenübergang beschränkt war.
Das Beispiel oben zeigt, wie häufige Richtungsänderungen mit Hilfe von Kantenübergangstabellen dargestellt wurden. In der Erweiterung "ArcGIS Network Analyst" würde jede dieser Situationen durch Kantenübergangs-Features dargestellt werden.
- Wende: Diese Wende kann durch ein Kantenübergangs-Feature dargestellt werden, dessen erste und letzte Kante identisch sind. Zudem enthält die Turn-Feature-Class ein Feld (Turn Impedance), in dem die Impedanz von 20 Sekunden für den jeweiligen Kantenübergang gespeichert wird.
- Stoppschild: Die drei Zeilen der Kantenübergangstabelle können durch drei Kantenübergangs-Features dargestellt werden; ein Linksabbiegen mit 20 Sekunden, ein Rechtsabbiegen mit 10 Sekunden und ein gerader Kantenübergang mit 15 Sekunden Kantenübergangsimpedanz.
- Kein Kantenübergang rechts: Eine Turn-Feature-Class kann ein Feld enthalten, das von einem Feld-Evaluator für ein Beschränkungsattribut im Netzwerk-Dataset gelesen werden kann. Dadurch können verbotene Kantenübergänge modelliert werden, wie der verbotene Kantenübergang rechts.
ArcGIS bietet Werkzeuge zum Importieren vorhandener Kantenübergangstabellen in Turn-Feature-Classes. Dies ist wichtig, wenn Sie über Kantenübergangstabellen aus ARC/INFO oder ArcView GIS verfügen.
Kantenübergangsattribute
Kantenübergänge können Attribute mit Informationen zu der Bewegung im Netzwerk enthalten. In Kantenübergangsattributen können Sie angeben, wie viel Zeit der Kantenübergang kostet oder ob dieser eingeschränkt ist. Kantenübergangsattribute sind genau wie Kantenattribute mit Evaluatoren definiert. Da Kantenübergänge eine Richtung haben, verfügen sie jedoch nur über Evaluatoren für die Entlang-Richtung, nicht für die Entgegen-Richtung.
Globale Kantenübergänge
Ein impliziter globaler Kantenübergang ist an jedem Übergang zwischen zwei Kanten im Netzwerk vorhanden, an dem kein Kantenübergangs-Feature vorhanden ist. Sie können globalen Kantenübergängen Attributwerte zuweisen, indem Sie für die Standardwerte von Kantenübergangselementen einen Evaluator für Verzögerung bei Kantenübergängen angeben.