Geometrische Netze

Verbinder- und

Verknüpfungsregeln

Überblick:

• Was ist ein geometrisches Netz?

• Feature-Typen eines Netzes

• Snapping

• Aufgabe 1

• Verknüpfungsregeln

• Aufgabe 2

Was ist ein geometrisches Netz?

Netze allgemein:

• Netze sind zusammenhängende Graphen

• Graph ist Gebilde aus Knoten und Kanten (siehe Geoinformation I )

• Knoten und Kanten sind die Elemente des Netzes

• man unterscheidet logische und geometrische Netze

• logisches Netz ist ein reiner Graph aus Knoten und Kanten.

• Mit geometrischen Netz kann man das Verhalten von Versorgungsnetzwerken, wie z.B. elektrisches Netzwerk oder Wassernetzwerk, modellieren.

Was ist ein geometrisches Netz?

• geometrisches Netz setzt sich aus sog. „network features“ zusammen. Network features gestalten die Elemente eines Netzes Knoten und Kanten erhalten Attribute.

Vergleich: Logisches und geometrisches Netz

logisches Netz geometrisches Netz

Network Feature Typen

man unterscheidet...

...Knoten und Kanten features

...einfache und komplexe features

Beispiele für Wassernetz:

Knoten feature: Pumpanlage; Hydrant

Kanten feature: Wasserleitung

Knoten & Kanten features

Regel für Kanten: eine Kante kann nur durch Knoten mit anderen Kanten verbunden werden.

Einfache & komplexe features

einfaches feature

= 1 Element im logischen Netz

komplexes feature

= mindestens 1 Element im logischen Netz= Teilgraph

• einfache Kanten features sind mit genau 2 Knoten features verbunden. an jedem Kantenende ist 1 Knoten.

• komplexe Kanten features sind mit mindestens 2 Knoten features verbunden. an jedem Kantenende ist 1 Knoten, weitere Knoten können auf der Kante liegen.

dies kann eine einfache oder eine komplexe Kante sein

dies können eine komplexe Kante oder zwei einfache Kanten sein

Einfache & komplexe features - Kanten

Einfügen eines Knotens:

Einfaches Kanten Feature

Komplexes Kanten Feature

Knoten einfügen

Komplexes Kanten Feature

EKF1

• bei einfachem Kanten feature: einfaches Kanten feature wird gespalten, es entstehen zwei neue einfache Kanten features.

• bei komplexem Kanten feature: komplexes Kanten feature bleibt bestehen.

EKF2

Einfache & komplexe features - Kanten

• komplexes Knoten feature: einzelnes feature, das beliebiger Zahl von Kanten- und Knotenelementen im logischen Netz entsprechen kann.

Einfache & komplexe features - Knoten

geometrisches Netz

logisches Netz

Snapping

Snapping

Features, die im Netz miteinander verbunden werden, müssen geometrisch koinzident sein.Geometrisch koinzident heißt: Es treten keine over- und undershoots auf.

Over-und undershoots werden bei Erstellung des Netzes durch sog. Snapping behoben.

• Regel für Snapping bei einfachen Kanten features: Verknüpfung wird nur an den Enden der Kanten features hergestellt.

Snapping Regeln

• Regel für Snapping bei komplexen Kanten features: Verknüpfung wird sowohl an den Enden, als auch entlang der Kante zwischen den Enden der Kanten features hergestellt. Ausnahme: Bei 2 komplexen Kanten muss

Verknüpfung mindestens am Endpunkt einer der beiden Kanten stattfinden.

Snapping Modelle

Kanten Feature (einfach oder komplex)

Einfaches Kanten Feature

Vertex

Knoten FeatureSnapping Toleranz

EKF1 EKF2

KF

EKF1

KF

EKF2

EKF

KF

EKF

KF

Verbindung wird nicht hergestellt

Verbindung wird hergestellt

Snapping Modelle

Kanten Feature (einfach oder komplex)

Komplexes Kanten Feature

Vertex

Knoten FeatureSnapping Toleranz

KKF1

KKF2

KF

KKF

KF

KKF

KKF1

KKF2

Verbindung wird hergestellt

Verbindung wird nicht hergestellt

KKF

KF

KKF

KF

KKF

KF

Mehr als ein vertex im Toleranzbereich: • Vertices werden als Bündel betrachtet. • Snapping wird zu einem beliebigen der im Toleranzbereich liegenden vertices durchgeführt.

Snapping Modelle

KF

KKF

Snapping Modelle

KKF KKF

EKFEKF

Endpunkte eines einzelnen Kanten features liegen im selben Toleranzbereich: • Snapping wird nicht durchgeführt.• Verknüpfung findet nicht innerhalb eines features selbst statt.

Snapping Einstellungen Geometrische Netze werden mit dem Build Geometric Network Wizard erstellt.Mit diesem Wizard können u.a. auch die Einstellungen für das Snapping vorgenommen werden:

1.) Klick auf „yes“

2.) Ändern des Toleranzbereiches

3.) Wahl der feature classes, dessen features „gesnappt“ werden können (d.h.: features, die beweglich sein sollen)

Snapping ModelleBeispiele: Snapping mit bewegichen und unbeweglichen featuresEinstellungen: blaues Kanten feature = unbeweglich

gelbes Kanten feature = beweglich

Einstellungen: blaues Kanten feature = beweglich gelbes Kanten feature = unbeweglich

Snapping in ArcMap

• In einem Netz kommt es vor, dass man neue features einfügen will. (Beispiel: Einbau einer neuen Wasserleitung in bestehendes Wassernetzwerk) • Damit neues feature mit bestehenden features verknüpft werden kann, ist es notwendig Snapping zu benutzen.

Klick „Start Editing“

Klick „Snapping“

Einstellungen: Wie kann eingefügtes feature mit den features des layers... verknüpft werden?

3 Möglichkeiten:neues feature kann mit......Vertex, Endpunkt oder mit Kante eines features des layers... verknüpft werden.

Snapping in ArcMap

3.) Bei Task: „Create New Feature“ auswählwen

4.) Bei Target: feature auswählen

5.) Klick auf den Sketch tool

6.) + 7.) Erstellen der vertices des neuen features durch Klicken auf gewünschte Positionen,Doppelclick um Vorgang zu beenden8.) Klick auf „Stop Editing“

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Snapping in ArcMap

1. Aufgabe• Kopiere in ArcCatalog die database V:\Felix\Montgomery2 in Dein eigenes Verzeichnis (U:).

• Öffne neues Dokument in ArcMap und füge aus Montgomery2 das geometrische Netz „water_net“ ein. (U:\Montgomerty2\water\water_net)

• Füge mit Hilfe von Snapping am vertex A von Wasserleitung 1 einen Reducer ein. • Stelle mit Hilfe von Snapping Verbindung zwischen den beiden Wasserleitungen her. Verbinde zwischen dem eingefügten Reducer und der Kante s von Wasserleitung2. Benutze als Verbindungsstück ein feature der feature Klasse Wasserleitung2.

Wasserleitung1 Wasserleitung2

As

Verknüpfungsregeln:

Frage: Wofür müssen Regeln erstellt werden?

1.) für die meisten Netze gilt: nicht alle Kanten-Typen sollen mit allen Knoten-Typen verknüpft werden können.Beispiel Straßennetz: Landstraße kann nicht mit Autobahnkreuz verknüpft werden.

2.) für die meisten Netze gilt: nicht alle Kanten-Typen sollen durch alle Knoten-Typen mit allen anderen Kanten-Typen verknüpft werden können.Beispiel Wassernetzwerk: 10-inch Leitung kann nur durch bestimmten Abschwächer (Reducer) mit 8-inch Leitung verknüpft werden.

Verknüpfungsregeln:

Es gibt 2 Typen von Verknüpfungssregeln:

Es gibt Kanten-Knoten Regeln und Kanten-Kanten Regeln

• Kanten-Knoten Regel: legt fest, dass eine Kante vom Typ A mit einem Knoten vom Typ B verbunden werden kann.• Kanten-Kanten Regel: legt fest, dass eine Kante vom Typ A

durch bestimmte Knoten-Typen mit einer Kante vom Typ B verbunden werden kann.

Erstellen einer Verknüpfungsregel Regel in ArcCatalog

1.) Rechtsklick auf das geometrische Netz

2.) Klick auf Properties

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Erstellen einer Kanten-Knoten Regel in ArcCatalog 3

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3.) Klick auf Connectivity

4.) Kanten feature Klasse, für die eine Regel erstellt werden soll, anklicken

5.) falls vorhanden hier den subtype der feature Klasse auswählen

6.) Auswählen der Knoten feature Klasse oder des subtypes, die bzw. der mit oben ausgewählter feature Klasse oder subtype verbunden werden soll

7.) Begrenzung der Anzahl von Kanten , die mit einzelnem Knoten verbunden werden dürfen (gültig für die ausgewählten Kanten und Knoten Klassen)

8.) Begrenzung der Anzahl von Knoten, die zu einzelner Kante verbunden werden dürfen

9.) Klick OK, um die Regel in der database herzustellen.

Erstellen einer Kanten-Kanten Regel in ArcCatalog

5.) falls vorhanden hier den subtype der feature Klasse auswählen

6.) Auswählen der Kanten feature Klasse oder des subtypes, die bzw. der mit oben ausgewählter feature Klasse oder subtype verbunden werden soll

3.) Klick auf Connectivity

4.) feature Klasse, für die eine Regel erstellt werden soll, anklicken

7.) Auswählen der Knoten feature Klassen bzw. der subtypes dieser Klassen, mit denen die zuvor ausgewählten Kanten feature Klassen miteinander verbunden werden dürfen

8.) Klick OK, um die Regel in der database herzustellen.

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Auswirkung der Verknüpfungsregeln in ArcMap:

• Trotz bestehender Verknüpfungsregeln: Alles ist erlaubt! d.h.: alle features können beliebig mit anderen features verknüpft werden; bei Regelverstoß folgt keine Fehlermeldung.

• Korrektheit der erzeugten Verknüpfung wird erst durch gesonderte Abfragung durch Verwendung des tools „Validate Selection“ untersucht.

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Abfragung nach Korrektheit der Verknüpfungen in ArcMap:

1.) Klick auf den Edit tool

2.) Markiere den zu überprüfenden Bereich

3.) Klick auf „Validate Selection“

Abfragung nach Korrektheit der Verknüpfungen in ArcMap:

4.) Falls 1 feature gegen Regeln verstößt, erscheint dieses Fenster,das ungültige feature bleibt markiert, gültige features sind nicht mehr markiert.

4.) Klick auf OK, dann auf das im Netz markierte feature

5.) Klick auf „Validate Selection“Fenster gibt an, warum feature ungültig.

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2. Aufgabe

• Im Netz von Aufgabe 1 befinden sich unzulässige (invalid) features. Finde heraus:

• Schließe ArcMap und erstelle in ArcCatalog (Properties Fenster von „U:\Montgomery2\water\water_net“ öffnen) Verknüpfungsregeln, die die unzulässigen features zu zulässigen features des Netzes machen.

• Überprüfe in ArcMap (Netz „U:\Montgomerty2\water\water_net“ einfügen), ob nun alle features des Netzes Gültigkeit erlangt haben.

• Welche features sind unzulässig?• Warum sind diese feature unzulässig?