淺析TransCAD的路網(wǎng)連通性檢查使用

網(wǎng)絡(luò)具有正確的拓撲關(guān)系是進行道路和公交路徑分析的基礎(chǔ)。拓撲關(guān)系的建立，是交通模型網(wǎng)絡(luò)和一般規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)圖紙的本質(zhì)區(qū)別。任何交通模型軟件使用路網(wǎng)都需要具有良好的拓撲關(guān)系。國內(nèi)很多城市在建模之初，拿到的路網(wǎng)資料往往是沒有拓撲關(guān)系的AutoCAD和shp文件，導(dǎo)入交通模型軟件后必須進行拓撲檢查。

網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系包括節(jié)點和路段的連通性，路段通行方向等等。這里主要談的連通性，例如：AutoCAD繪圖不夠精致導(dǎo)致兩個路段沒有在同一個節(jié)點相連（形成兩個距離很近的節(jié)點）；路段在交叉口沒有斷開造成和交叉路段不連通；跨線橋、立交橋等不該連通的交叉節(jié)點形成了連通的節(jié)點等等。TransCAD為路網(wǎng)的連通性檢查提供了工具。關(guān)于交通網(wǎng)絡(luò)的更多信息，請參考：TransCAD導(dǎo)入常用交通規(guī)劃軟件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

“在使用TransCAD構(gòu)建道路網(wǎng)絡(luò)前需要做的一步為檢查線層的連通性，其主要目的是檢查線網(wǎng)中是否有虛接的路段或不連通的節(jié)點，以免在網(wǎng)絡(luò)成本Skim或者交通分配等步驟發(fā)生錯誤”，這句話看似十分好理解，但在實際操作過程中卻對初學者造成了不少困擾，沒記錯的話已經(jīng)有4~5個人找我聊這個問題。

通過與他們溝通發(fā)現(xiàn)：主要難點是難以理清楚連通性是如何檢查的以及檢查的結(jié)果代表著什么，另外互聯(lián)網(wǎng)上可參考的資料也是寥寥無幾，自學起來也是有較大的困難，因此很多人在進行道路網(wǎng)絡(luò)建模時雖然做了這一步工作，但對這一塊知識也是模棱兩可，掌握程度不高。

我當初對這一塊知識也是理解不到位，甚至有一定的曲解，不過最近經(jīng)過親自嘗試后，自認為是體會到了這里面的東西，遂寫篇圖文給大家分享一下。

徐同學認為，了解以下幾個問題非常重要：

（1）誰檢查了誰？即在檢查的過程中，是選中節(jié)點自身被標記還是說以該節(jié)點為中心在搜索閾內(nèi)去標記其它的節(jié)點？

（2）節(jié)點被標記的觸發(fā)條件是什么？

（3）被標記節(jié)點的不同顏色代表著什么？

（4）如果節(jié)點被標記了，它肯定有問題嗎？

（5）線層連通性檢查的閾值一般設(shè)置為多少？是否有推薦值？

本著探索的態(tài)度，部分問題我會采用測試的方法來一步步求證。如果您對這一塊知識也有困惑，可以跟著我的思路往下走，我想思考問題的方式遠比光得到一個結(jié)論更重要。

1、誰檢查了誰？

為了解決這個問題，不妨做以下測試：

這里假設(shè)有A、B兩個節(jié)點，中間的距離大概是2.56m，如圖1，我們使用連通性檢查功能，將閾值設(shè)置為3m，節(jié)點選擇為All，如圖2，運行程序，得到的結(jié)果是兩個節(jié)點都被給標記了，如圖3所示。

圖 1 測試搭建

圖 2設(shè)置連通性檢查各項屬性

圖 3測試結(jié)果

看到這里，我便陷入了思考：是節(jié)點A標記了B，還是B標記了A，還是A、B各自標記了自身？為了解決這個疑惑，這里可以換一種思路來進行測試，在進行線層連通性檢查之前，先構(gòu)建一個節(jié)點的選擇集，選擇集中只有一個節(jié)點A，如圖4所示。

圖 4 建立選擇集

接著在檢查連通性對話框的Node Selection中選擇剛設(shè)置好的選擇集，即節(jié)點A，如圖5，設(shè)置完成之后運行連通性檢查程序，運行結(jié)果如圖6所示。

圖 5設(shè)置連通性檢查的各項屬性

圖 6測試結(jié)果

很明顯是節(jié)點A自己被標記了，因此這里便可以得到第一條結(jié)論：線層連通性檢查是以選擇集自身的節(jié)點為對象來進行搜索檢查，如果滿足被檢查的條件，節(jié)點自身就會被標記出來。

2、節(jié)點被標記的觸發(fā)條件是什么？

我最初在學習這一塊的知識的時候，會經(jīng)驗性的陷入到一種誤區(qū)中，即認為是在節(jié)點的搜素域內(nèi)有其它節(jié)點時，該節(jié)點才會被標記出來，事實上，這是一個錯誤的觀點，具體可以看下面這個測試： 假設(shè)有A、B、C三個節(jié)點，其中節(jié)點A被賦予到選擇集中，也是待會檢查的中心點，A到路段BC的垂直距離大概是2.56m，到B、C節(jié)點的距離要遠遠大于2.56m，如圖7所示。

圖7 測試搭建

這里進將連通性檢查的節(jié)點設(shè)置為節(jié)點A，閾值設(shè)置為3m（大于垂直距離而小于到B、C節(jié)點的距離），設(shè)置完成之后運行程序，結(jié)果如圖8所示。

圖 8設(shè)置連通性檢查的各項屬性

結(jié)果是節(jié)點A仍舊被標記了，因此接著可以得到第2條結(jié)論：節(jié)點在檢查的過程中，是以節(jié)點本身為中心，以閾值為半徑圓形范圍內(nèi)進行搜索，如果搜索到其它的路段，該節(jié)點就被標記出來，軟件認為它是存在潛在問題的節(jié)點，如圖9所示。

圖9 搜索示意圖

3、被標記的節(jié)點的不同顏色代表著什么？

為了回答這個問題，進行以下測試：改變檢查節(jié)點相連通的路段數(shù)量，如圖10（a）（b）（c）所示，路段數(shù)分別設(shè)置為為1條，2條和3條，在這個基礎(chǔ)上來運行線層連通性檢查程序，結(jié)果如圖11所示。

圖 10測試搭建

圖11測試結(jié)果

不難發(fā)現(xiàn)，3個節(jié)點被標記為不同的顏色，通過打開選擇集工具，可以看到軟件自動創(chuàng)建了3個選擇集，如圖12所示：

圖 12 3個選擇集

再結(jié)合軟件使用手冊，可以知道，不同的顏色代表著不同的Level，具體含義為：

Level 1：包含只有一條連接線路的節(jié)點；

Level 2：包含具有兩條連接線路的節(jié)點；

Level 3：包含具有三條或更多連接線路的節(jié)點；

因此這里可以得到第3條結(jié)論：被檢查出來的節(jié)點的不同顏色表示不同數(shù)量的線連接，Level越小，表示節(jié)點連通性潛在問題的可能性越大。例子中紅色節(jié)點僅有孤立的路段和它連通，并且和一個路段距離很近而沒有連通，很有可能和實際不符，綠色和黃色則是連通這個節(jié)點的路段數(shù)變多的情況。正如軟件手冊所描述到：“每個選擇集都有各自的樣式。通過檢查選定的節(jié)點，您可以專注于潛在的問題，然后使用地圖編輯工具糾正任何問題?！?/p>

4、如果節(jié)點被標記了，它肯定有問題嗎？

這個很容易回答，并不是這樣，節(jié)點被檢查出來，只能表明存在“潛在”問題，而不是一定有問題，如現(xiàn)實生活中確實存在兩條道路沒有交點、不互通的鐵路跨線橋、隧道等情況，如圖13所示。

5、檢查的閾值一般設(shè)置為多少？是否有推薦值？

這個貌似沒有統(tǒng)一的說法，大多數(shù)軟件使用者還是按照自己的經(jīng)驗來試探性給一些數(shù)值，如1m、2m、10m......，有人建議閾值設(shè)置為50m左右。大家也不必過多的糾結(jié)，運用時只需要滿足自己的項目需求，把潛在的問題節(jié)點找出來，有明顯問題的進行修正即可。

一般來說，檢查的閾值可以從小到大設(shè)置，修正一批節(jié)點后，把閾值放大進行逐步檢查。我們建議可以10m，20m，50m和100m進行逐步檢查處理。太大的閾值找到的潛在問題節(jié)點，很可能不是實際存在的問題。

等我理清楚了上面這些問題，再去回頭看了一下用戶手冊在這一塊的講解，頓時有一種豁然開朗的感覺。事實上手冊對各個地方表達都極為準確，基本上沒有什么歧義，只是當時自己的知識儲備量欠缺，難以體會手冊的所表達的精髓罷了。

審核編輯：劉清