Problemy prowadzenia analiz sieciowych w przestrzeni trójwymiarowej z wykorzystaniem oprogramowania Network Analyst (ArcGIS) i pgRouting (PostGIS)

• Autorzy: Dębińska E. , Cichociński P. , Krystek K.

Warianty tytułu

EN

Problems of 3D network analysis performed in Network Analyst (ArcGIS) and pgRouting (PostGIS) software

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wśród oprogramowania dającego możliwości przeprowadzania analiz sieciowych czołowe miejsca zajmują, będący w ofercie firmy Esri, pakiet ArcGIS z rozszerzeniem Network Analyst oraz rozszerzenie pgRouting dla bazy danych przestrzennych PostGIS. Celem pracy było wykazanie cech wspólnych i różnic, jakie wiążą się z prawidłowym przeprowadzeniem trójwymiarowych analiz sieciowych w tych programach oraz z właściwą prezentacją uzyskanych wyników. Stwierdzono, że zarówno oprogramowanie komercyjne, jak i wolne oprogramowanie oferuje poprawnie działające narzędzia do analiz sieciowych w przestrzeni 3D. W programie ArcGIS szczególnie istotne było właściwe przygotowanie danych 3D, czego nie ułatwiają możliwości edycyjne i wizualizacyjne dostępnych narzędzi. Konieczne było zaproponowanie własnego rozwiązania w zakresie kontroli poprawności topologicznej. Analizy 3D są wykonywane dokładnie tak samo jak analizy 2D. Jednak w praktyce okazuje się, że prezentacja wyników analiz w środowisku 3D jest utrudniona, a niektóre opcje dostępne w 2D, w środowisku 3D nie działają poprawnie. Moduł pgRouting domyślnie ograniczony jest do przestrzeni dwuwymiarowej, lecz dzięki dostępności kodu źródłowego możliwa była autorska modyfikacja odpowiednich funkcji, co pozwoliło na przejście do przestrzeni 3D. Baza danych przeznaczona do przeprowadzania analiz sieciowych musi spełniać specyficzne wymagania stosowanych algorytmów i w związku z tym konieczne było jej zbudowanie w wieloetapowym procesie, który nie w każdym przypadku może być zautomatyzowany. PostGIS, podobnie jak inne systemy zarządzania bazami danych, nie dysponuje własnymi narzędziami do wizualizacji danych i wyników, dlatego niezbędne było wskazanie dodatkowego oprogramowania zapewniającego taką funkcjonalność.

EN

There are currently two pieces of software that seem to be holding the leading position in the area of network analysis, i.e. ArcGIS with Network Analyst extension by Esri and pgRouting extension for PostGIS spatial database. The aim of the study was to present the differences and similarities observed while correct execution of network analyses as well as proper presentation of results in both pieces of software are performed. The study proved that both 3D network analysis tools offered correctly operating, commercial and open source software functionality. In ArcGIS proper preparation of 3D data was essential, which, unfortunately, was not facilitated by available editing and visualization tools. For example, proposing own solution for topological correctness was necessary. 3D analyses are performed in exactly the same way as those in 2D. However, the experience show, that presentation of results for 3D data is impeded and some options available for 2D do not work properly in 3D environment. The pgRouting module is, by default, limited to 2D space. However, the accessibility of source code allowed the authors to make own modifications of particular functions, which enabled moving to 3D. As a database designed for network analyses has to meet specific requirements concerning algorithms to be used, it was necessary to develop it in a multi-step process, which may not be susceptible to automation in each case. Similarly to other database management systems, PostGIS does not offer its own tools for data and results visualization and thus it was necessary to indicate additional software with the needed functionality.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie 3D; baza danych przestrzennych; wnętrze budynku; nawigacja 3D; wizualizacja; wyznaczanie tras

EN

3D modelling; spatial database; building interior; 3D navigation; visualization; routing

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej
• Czasopismo: Roczniki Geomatyki
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 15, z. 3(78)
• Strony: 271--282
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dębińska E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Katedra Geomatyki

autor

Cichociński P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Katedra Geomatyki

autor

Krystek K.

• GISonLine

Bibliografia

• Cichociński P., Dębińska E., 2012: Badanie dostępności komunikacyjnej wybranej lokalizacji z wykorzystaniem funkcji analiz sieciowych. Roczniki Geomatyki t. 10, z. 4(54): 41-48, PTIP, Warszawa.
• Denis F., 2015: Building Information Modelling – Belgian Guide for the construction Industry. http://www.groupseco.com/sites/default/files/the-guide-to-bim_0.pdf
• Dijkstra E.W., 1959: A note on two problems in connexion with graphs. Numerische Mathematik 1: 269-271.
• Domínguez B., García Á.L., Feito F.R., 2012: Semiautomatic detection of floor topology from CAD architectural drawings. Computer-Aided Design 44(5): 367-378.
• Harris K.M., 2015: Developing a Custom ESRI Facilities Data Model: Whole Building Management Exploring BIM Supported GIS Model. Volume 17, Papers in Resource Analysis. 12pp. Saint Mary’s University of Minnesota Central Services Press. Winona, MN. http://www.gis.smumn.edu/GradProjects/HarrisK.pdf
• INSPIRE, 2013: D2.8.III.2 INSPIRE Data Specification on Buildings – Technical Guidelines. http://inspire.ec.europa.eu/file/1533/download?token=ouzQkBuP
• Jamali A., Rahman A.A., Boguslawski P., Kumar P., Gold C.M., 2017: An automated 3D modeling of topological indoor navigation network. GeoJournal 82(1): 157-170.
• Karas I.R., Batuk F., Akay A.E., Baz I., 2006: Automatically extracting 3D models and network analysis for indoors. [In:] Innovations in 3D Geo Information Systems: 395-404, Springer Berlin Heidelberg.
• Klepeis N.E., Nelson W.C., Ott W.R., Robinson J.P., Tsang A.M., Switzer P., Engelmann W.H., 2001: The National Human Activity Pattern Survey (NHAPS): A resource for assessing exposure to environmental pollutants. Journal of Exposure Analysis and Environmental Epidemiology 11(3): 231-252.
• Koo J., Kim Y.S., Kim B., 2012: Estimating the impact of residents with disabilities on the evacuation in a high-rise building: a simulation study. Simulation Modelling Practice and Theory 24: 71-83.
• Li X., Hijazi I., Xu M., Lv H., El Meouche R., 2016: Implementing two methods in GIS software for indoor routing: an empirical study. Multimedia Tools and Applications 75(24): 17449-17464.
• Open Geospatial Consortium, 2012: OGC City Geography Markup Language (CityGML) Encoding Standard. https://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=47842
• Open Geospatial Consortium, 2016: OGC IndoorGML – with Corrigendum. http://docs.opengeospatial.org/is/14-005r4/14-005r4.html
• Parkitny Ł., Lupa M., Materek K., Inglot A., Pałka P., Mazur K., Kozioł K., Chuchro M., 2013: Koncepcja i opracowanie Geoportalu AGH. Roczniki Geomatyki, t. 11, z. 3(60): 79-85, PTIP, Warszawa.
• PN-EN 81-73:2006: Przepisy bezpieczeństwa dotyczące budowy i instalowania dźwigów – Szczególne zastosowania dźwigów osobowych i towarowych – Część 73: Funkcjonowanie dźwigów w przypadku pożaru.
• Pu S., Zlatanova S., 2005: Evacuation route calculation of inner buildings. [In:] PJM van Oosterom, S Zlatanova & EM Fendel (Eds.), Geo-information for disaster management: 1143-1161, Springer Verlag, Heidelberg.
• Słowikowski R., Fijałkowska A., Chmiel J., 2014: System informacji przestrzennej dla wsparcia zarządzania budynkiem uczelni na przykładzie Politechniki Warszawskiej. Roczniki Geomatyki t. 12, z. 4 (66): 437-444, PTIP, Warszawa.
• Vanclooster A., Ooms K., Viaene P., Fack V., Van de Weghe N., De Maeyer P., 2014: Evaluating suitability of the least risk path algorithm to support cognitive wayfinding in indoor spaces: an empirical study. Applied Geography 53: 128-140.
• Xiong Q., Zhu Q., Du Z., Zlatanova S., Zhang Y., Zhou Y., Li Y., 2017: Free multi-floor indoor space extraction from complex 3D building models. Earth Science Informatics 10(1): 69-83.
• Yuan J.P., Fang Z., Wang Y.C., Lo S.M., Wang P., 2009: Integrated network approach of evacuation simulation for large complex buildings. Fire Safety Journal 44(2): 266-275.