地理信息系统应用：网络组成和属性

（一）网络组成

网络是现实世界中，由链和结点组成的、带有环路、并伴随着一系列支配网络中流动之约束条件的线网图形。它是现实世界中的网状系统的抽象表示，可以模拟交通网、通信网、地下水管网、天然气网等网络系统。网络的基本组成部分和属性如下（图4-14）。

1.线状要素——链

网络中流动的管线，是构成网络的骨架，也是资源或通信联络的通道，包括有形物体如街道、河流、水管、电缆线等，无形物体如无线电通信网络等，其状态属性包括阻力和需求。

2.点状要素

（1）障碍，禁止网络中链上流动的，或对资源或通信联络起阻断作用的点。

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

（3）结点，网络链与网络链之间的连接点，位于网络链的两端，如车站、港口、电站等，其状态属性包括阻力和需求。

（4）中心，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，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。

除了基本组成部分外，有时还要增加一些特殊结构，如邻接点链表用来辅助进行路径分析等。(www.xing528.com)

图4-14　网络的构成元素

（二）网络中的属性

网络组成部分都是用图层要素形式表示，需要建立要素间的拓扑关系，包括结点-弧段拓扑关系和弧段-结点拓扑关系，并用一系列相关属性来描述。这些属性是网络中的重要部分，一般以表格的方式存储在GIS数据库中，以便构造网络模型和网络分析，例如，在城市交通网络中，每一段道路都有名称、速度上限、宽度等；停靠点处有大量的物资等待装载或下卸等属性。在这些属性中，有一些特殊的非空间属性。

1.阻强

阻强指资源在网络流动中的阻力大小，如所花的时间、费用等。它是描述链与拐角点所具有的属性。链的阻强描述的是从链的一个结点到另一个结点所克服的阻力，它的大小一般与弧段长度、方向、属性及结点类型等有关。拐角点的阻强描述资源流动方向在结点处发生改变的阻力大小，它随着两条相连链弧的条件状况而变化。若有单行线，则表示资源流在往单行线逆向方向的阻力为无穷大或为负值。为了网络分析的需要，一般来说要求不同类型的阻强要统一量纲。

运用阻强概念的目的在于模拟真实网络中各路线及转弯的变化条件。网络分析中选取的资源最优分配和最优路径随要素阻碍强度的大小而变化。最优路径是最小阻力的路线。对不构成通道的链或拐角点往往赋予负的阻强，这样在选取最佳路线时可自动跳过这些链或拐角点。

2.资源容量

资源容量指网络中心为了满足各链的需求，能够容纳或提供的资源总数量，也指从其他中心流向该中心或从该中心流向其他中心的资源总量。如水库的总容水量、宾馆的总容客量、货运总站的仓储能力等。

3.资源需求量

资源需求量指网络系统中具体的线路、链、结点所能收集的或可以提供给某一中心的资源量。如城市交通网络中沿某条街道的流动人口、供水网络中水管的供水量、货运停靠点装卸货物的件数等。