探索时空模式

佛罗里达州的州际公路是美国境内最致命的公路之一。 布雷瓦德县位于奥兰多附近,拥有超过 600,000 人口,近年来发生的交通事故越来越多。 要制定可预防更多交通事故发生的可行政策,第一步是要确定该县最危险的道路。

首先,您将下载布雷瓦德县 2010 年至 2015 年的车祸数据。 然后,您将可视化车祸在时间和空间上的趋势,并熟悉数据以便后续执行分析。

下载数据

车祸数据是 ArcGIS Pro 工程包的一部分,其中还包含您将在整个教程中使用的道路数据和模型。

  1. 下载 Crash_Analysis 压缩文件夹。
  2. Crash_Analysis 压缩文件夹提取至计算机上容易记住的位置,例如 Documents 文件夹。

    文件包含 ArcGIS Pro 工程包 (.ppkx) 和一个网络空间权重矩阵文件 (.swm)。 空间权重矩阵文件用于量化道路网络连接。 稍后,您将在教程中使用该文件。

  3. 双击 CrashAnalysisPkg.ppkx 将其打开。 如果收到系统提示,请使用您获得许可的 ArcGIS 帐户登录。
    注:

    如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 组织帐户,请参阅软件访问权限选项

    工程随即在 ArcGIS Pro 中打开。 其中包括一张地图,显示 2010 年至 2015 年间弗洛里达州布雷瓦德县内发生车祸的位置。

    默认地图显示 2010 年至 2015 年间布雷瓦德县内的车祸

    内容窗格包含两个图层:All Crashes (2010 to 2015)Roads。 您将浏览车祸数据的属性,从而进一步了解数据。

  4. 内容窗格中,右键单击 All Crashes (2010 to 2015),然后选择属性表

    All Crashes (2010 to 2015) 图层的属性表选项

    随即显示属性表,其中包含多个字段。 许多字段包含有关每次车祸的详细信息,例如日期、时间、驾驶员年龄、死亡人数等。

    一些字段(例如,Number of fatalitiesUnbelted injuries)为数值计数。 其他字段(例如 Alcohol was involvedDriver distraction)使用基于文本的代码,Y 表示是,N 表示否。 对于某些单元格,值可能为 <Null>,意味着真实值未知或不可用。

  5. 双击 Crash Date 字段名称。

    属性表中的 Crash Date 字段名称

    日期从最早到最近排序。 此数据集中最早的车祸日期是 2010 年 1 月 1 日。

  6. 再次双击 Crash Date 字段名称。

    日期从最近到最早排序。 最近的日期是 2015 年 12 月 31 日。 您将使用此日期字段对数据执行时态分析。

  7. 关闭表。

聚合车祸

接下来,您将对车祸执行探索性分析,从而大体了解全县的趋势。 首先,您要将车祸聚合至时空立方体。 时空立方体是一种格式化数据的方法,这些数据需同时具有空间和时态分量。 之所以称为立方体,是因为它具有三个维度:两个维度用于在 2D 地图上显示数据,第三个维度用于表示时间。

  1. 在功能区上,单击分析选项卡。 在地理处理组中,单击工具

    工具按钮

    将出现地理处理窗格。

  2. 地理处理窗格中,搜索通过聚合点创建时空立方体。 在搜索结果列表中,单击通过聚合点创建时空立方体工具。

    搜索结果中的“通过聚合点创建时空立方体”工具

    提示:

    您也可以使用功能区上的命令搜索栏搜索地理处理工具。

  3. 对于输入要素,选择 All Crashes (2010 to 2015)。 对于输出时空立方体,输入 All_Crashes.nc
    注:

    输出时空立方体使用网络公用数据格式 (netCDF) 文件格式,其文件扩展名为 .nc。 它保存在文件夹而非地理数据库中。 如要稍后访问时空立方体,您需要浏览到其文件夹位置,因此请在输入输出名称后记下路径。

  4. 对于时间字段,选择 Crash Date

    接下来,您将选择聚合时态数据的间隔。 数据的时间跨度为 6 年或 72 个月。 间隔可为 4 个月或 16 周,应将数据聚合到车祸数量既不过多也不过少数的组中,以便进行正确分析。

  5. 对于时间步长间隔,输入 16 并选择

    要聚合空间数据,您将使用六边形格网,每个六边形的宽度为 2 英里。

    您可以花时间尝试以选择完美的时间和空间间隔进行聚合,但由于您只是在执行探索性分析,因此使用这些参数即可。

  6. 对于聚合形状类型,选择六边形格网。 对于距离间隔,输入 2 并选择美国测量英里

    “通过聚合点创建时空立方体”工具的参数

  7. 单击运行

    该工具随即运行。 片刻之后,将创建时空立方体。 将使用六边形格网叠加车祸点,并对每个六边形内的点数进行计数。 此外,对于每个六边形,将以六周为间隔聚合数据。 时空立方体不会出现在地图或内容窗格中。

  8. 地理处理窗格底部的进度条上,单击查看详细信息

    进度条上的“查看详细信息”按钮

    窗口随即显示,其中包含有关分析的详细信息。 窗口具有三个选项卡:参数环境消息

  9. 如有必要,单击消息选项卡。

    此选项卡上的文本列出了时空立方体格式、时间步长间隔数、每个六边形格网像元的范围以及包含零值的六边形单元格数量的相关信息。 描述表明车祸数量随时间增加。

    消息说明一段在时间内点计数的增加具有统计显著性

  10. 关闭窗口。

创建热点

接下来,您将使用新兴热点分析来分析时空立方体。 热点分析可识别具有统计显著性的高值和低值(在本例中为每个六边形图格中的车祸数量)的聚类。 新兴热点分析需要时空立方体,同时可以识别聚类中的时间趋势。

因为车祸具有随机可能性因素,所以重要的是找到具有统计意义的聚类,而不是仅查看车祸密度。 统计显着性表明,能见度差或路标不清等因素导致特定区域内发生大量车祸,这意味着更有可能通过政策防止未来发生车祸。

  1. 地理处理窗格中,单击后退按钮。

    “返回”按钮

  2. 搜索并打开新兴时空热点分析工具。

    您将基于时空立方体中的车祸计数运行此工具。

  3. 对于输入时空立方体,单击浏览按钮。

    “浏览”按钮

    输入时空立方体窗口随即出现。 默认情况下,将浏览至您的工程文件夹。

  4. 输入时空立方体窗口中,双击 p30 文件夹。 选择 All_Crashes.nc,然后单击确定
    注:

    如果您在创建时空立方体时未使用默认输出位置,则其可能保存在其他位置。

    时空立方体已添加到参数。 接下来,您将选择用于热点分析的变量。 仅有一个选项,即车祸计数。

  5. 对于分析变量,选择 COUNT
  6. 对于输出要素,删除文本并输入 Crash_Trends

    对于探索性分析,您无需更改任何其他参数。

    “新兴热点分析”工具的参数

  7. 单击运行

    工具随即开始运行,结果图层将添加到地图和内容窗格。

    注:

    工具执行完毕后,进度条可能显示警告消息。 警告消息仅提供信息。 可告知您分析所使用的邻域距离默认值。

  8. 内容窗格中,取消选中 All Crashes (2010 to 2015)Roads

    地图显示新兴热点

    根据时空立方体创建的每个六边形图格将根据图格是热点、冷点或两者均不是来进行符号化。 内容窗格将列出每种符号表示的含义。

    工具帮助列出每种符号类型的定义。

  9. 地理处理窗格中的进度条上,单击查看详细信息
  10. 消息选项卡上,向下滚动到结果摘要标题。

    摘要显示每个类别中热点和冷点的数量。 包含 2 个新热点、17 个连续热点、59 个分散热点和 13 个振荡热点。

    目前,最常见的类别是分散热点,此处在时间间隔 90% 以下的时间范围内是热点。 此位置在任何间隔期间都不是冷点。 简而言之,在这些区域有时会出现具有统计显著性的车祸聚类,但并非总是如此。

  11. 关闭窗口。 在快速访问工具栏上单击保存按钮。

    “保存”按钮

    注:

    可能会出现一条消息,警告您使用 ArcGIS Pro 当前版本保存此工程文件将使您无法在较早版本中再次将其打开。 如果您看到此消息,单击以继续。

您已经创建了一个时空立方体并对数据执行了探索性热点分析。 在 3D 模式下可视化时空立方体可以进一步探索时间趋势,稍后您将在工作流中创建 3D 可视化。 您可以在与教程相关的故事中探索 3D 可视化。

是否已完成? 否。 事实上,您才刚刚开始。 您对交通事故趋势的探索性分析存在一些重大问题:

  • 用于评估热点和冷点区域的空间分析基于六边形图格之间的欧氏距离,而非实际道路网络。
  • 此分析没有考虑重要的时间周期,例如工作周高峰时间。

接下来,您将优化分析以解决这些问题。


识别道路网络上的热点

您可通过执行的分析大致了解该县的车祸趋势。 但是,该分析未考虑道路网络,即车祸发生的地方。 被河流或高速公路隔开的两起车祸的欧氏距离可能很近,但在几乎没有桥梁或地下通道的道路网络上却相距很远。 由于热点分析寻找的是聚集在一起的高车祸率,因此基于道路网络的准确距离测量至关重要。

为了改进您的分析,需将每起车祸与道路网络相关联,并对结果执行热点分析。 您还将比较所有车祸的热点与致命车祸的热点,因为致命车祸可能需要优先进行预防。

将车祸与道路相关联

尽管车祸发生在道路上,但是您的车祸点可能未与道路折线完全对齐。 您将运行工具以将点捕捉至最近的道路,以确保对齐得更加紧密。 然后,您需将车祸和道路连接到单个图层。

由于捕捉这一编辑工具将修改您的输入图层而非创建新的输入,因此,您首先需要创建车祸数据的副本。 在编辑其要素几何之前始终应该复制数据,以防您操作错误或需要参考原始数据集。

  1. 地理处理窗格中,单击后退按钮。 搜索并打开复制要素工具。
  2. 对于输入要素,选择 All Crashes (2010 to 2015)。 对于输出要素类,删除文本并输入 All_Crashes_Copy

    复制要素工具的参数

  3. 单击运行

    工具随即运行并创建原始数据集的副本。 您要将此副本用于分析。

  4. 内容窗格中,取消选中 Crash_Trends,并选中 Roads
    注:

    Roads 要素类派生自布雷瓦德县的道路折线。 处理折线以准备进行分析需要创建 40 米交叉路口要素和 100 米路段要素。 如果您对工作流的详细信息感兴趣,请联系 LGriffin@esri.com

    接下来,您要将复制的车祸点捕捉到道路。

  5. 地理处理窗格中,单击后退按钮。 搜索并打开捕捉工具。
  6. 对于输入要素,选择 All_Crashes_Copy

    对于捕捉参数,您希望车祸点捕捉至道路要素的最近边。 您将设置捕捉距离,以便要素仅捕捉到四分之一英里内的道路。

    提示:

    要确定车祸点与道路折线的距离,您可以使用邻近分析工具。 使用影像底图,您可以检查距离道路最远的点并确定适当的捕捉距离。 本教程采用此方法确定了 0.25 英里的距离。

  7. 对于捕捉环境,设置以下参数:
    • 对于要素,选择 Roads
    • 对于类型,选择
    • 对于距离,输入 0.25,然后选择美国测量英里

    “捕捉”工具的参数

  8. 单击运行
    注:

    由于点的数量较大,该工具可能需要几分钟才能运行完成。

    工具运行结束后,不会创建输出图层,且地图看起来没有发生变化。 但是,车祸点已经移动,更紧密地与道路对齐。 现在车祸和道路已对齐,您将创建一个空间连接以将两个图层合并为一个图层,其中每条道路要素包括发生在该处的车祸计数。

  9. 地理处理窗格中,搜索并打开空间连接工具。
  10. 空间连接工具窗格中,设置以下参数:
    • 对于目标要素,选择 Roads
    • 对于连接要素,选择 All_Crashes_Copy
    • 对于输出要素类,删除文本并输入 Road_Crash_Counts

    您将设置一个搜索半径,即两个要素可以进行连接所需的距离。 因为您已将车祸捕捉到道路,所以将使用较小的搜索半径。

  11. 对于搜索半径,输入 1,并确认已选择美国测量英尺

    “空间连接”工具的参数

    在运行该工具之前,您将选择将包含在输出图层中的属性字段。 您不需要连接要素的大多数属性,但将保留包含每起车祸唯一 ID 和死亡人数的字段,因为您计划稍后分析死亡人数。

  12. 展开字段
  13. 输出字段下,单击 Shape_Length。 指向 Shape_Length 字段,然后单击移除按钮。

    “移除”按钮

    字段已移除。

  14. 输出字段列表中移除除了 UniqIDFatalities 字段的所有字段。

    仅包含 UniqID 和 Fatalities 的输出字段列表

    您还将调整 Fatalities 字段,以便进行连接时计算每条道路要素的死亡人数总和。

  15. 单击 Fatalities。 对于合并规则,选择总和

    Fatalities 字段的“合并规则”已设置为“总和”

  16. 单击运行

    工具随即开始运行,连接图层将添加到地图和内容窗格。 图层看起来与 Roads 图层相似,但是其中包含车祸信息。

分析连接的数据

并非所有道路或路段的长度都相同,因此较长的道路往往会有更多的车祸。 您将计算一个属性字段,通过计算每年每英里的车祸率来标准化车祸计数。

  1. 地理处理窗格中,搜索并打开计算字段工具。
  2. 对于输入表,选择 Road_Crash_Counts
  3. 对于字段名称,输入 Crash_Rate。 对于字段类型,选择双精度型(64 位浮点型)

    “计算字段”工具的参数

    对于将计算新字段的表达式,您需要将每条道路要素中的车祸计数(Join_Count 字段)除以数据集覆盖的年数 (6) 乘以道路长度。 此表达式将得到每年每英里的车祸数量。

  4. 对于表达式,创建或复制并粘贴以下表达式:

    !Join_Count! / (6 * !Shape_Length!)

    “计算字段”工具的表达式

  5. 单击运行

    将计算车祸率字段并添加到 Road_Crash_Counts 图层的属性表中。 接下来,您将使用新字段针对图层运行热点分析。 上次,您使用时空立方体执行了新兴热点分析,但现在您仅关注空间趋势,因此将使用不同的热点分析工具。

  6. 地理处理窗格中,搜索并打开热点分析 (Getis-Ord Gi*) 工具。
  7. 对于输入要素类,选择 Road_Crash_Counts。 对于输入字段,选择 Crash_Rate
  8. 对于输出要素类,删除文本并输入 Road_Crash_Hot_Spots

    热点分析将空间关系直接整合到其数学计算中。 这些关系通过名为空间权重的值正式定义。 空间权重将组织成一个空间权重矩阵并存储为空间权重矩阵文件(.swm)。 您在教程开始时随工程包下载了空间权重矩阵文件。 该文件定义了每个车祸率与所有其他车祸率的连接方式和接近程度,以便工具可以识别高车祸率的空间聚类。

    注:

    本教程中使用的空间权重矩阵文件通过生成网络空间权重工具和根据布雷瓦德县道路折线构建的街道网络创建。 为了将车祸热点保留在局部,阻抗距离中断参数设置为 360 英尺(大约是足球场的长度),这是以 45 英里/小时的速度行驶的车辆的最小停车视距

  9. 对于空间关系的概念化,选择通过文件获取空间权重

    您还将对热点结果应用错误发现率 (FDR) 校正。 FDR 校正可能会提高结果的统计准确性。

  10. 对于权重矩阵文件,浏览至您在本教程开始时下载并提取的 Crash Analysis 文件夹,然后选择 NwSWM360ft.swm
  11. 选中应用错误发现率 (FDR) 校正

    “热点分析”工具的参数

  12. 单击运行

    该工具随即运行。 完成运行后,新图层将添加到地图和内容窗格中。

  13. 内容窗格中,取消选中 All_Crashes_CopyRoad_Crash_CountsRoads 图层。

    现在,只有新图层和底图出现在地图上。

    地图显示道路网络上的热点

    红色路段是包含具有统计显著性的车祸聚类的道路,而灰色道路没有明显的聚类。 您将减小对于强调热点不重要的道路宽度。

  14. 对于 Road_Crash_Hot_Spots 图层,单击不显著的符号。

    “不显著”的符号

    随即显示符号系统窗格。

  15. 如有必要,请单击属性。 对于线宽,输入 0.25

    线宽设置为 0.25 磅

  16. 单击应用并关闭符号系统窗格。

    这些更改将应用到地图。 放大时,可以看得更加清楚。

  17. 单击功能区上的地图选项卡。 在导航组中,单击书签,然后选择 Cocoa and Merritt Island

    地图书签

    地图缩放至该县具有大量热点的区域。

    地图上的 Cocoa and Merritt Island 书签

    书签显示区域的两块陆地被水体分隔,仅通过一座桥梁连接。 放大后,您还可以识别作为车祸热点的特定交叉路口。

  18. 浏览地图以查看其他热点的位置。 完成后,导航至 Full Study Area 书签以返回到研究区域的全图范围。
  19. 保存工程。

识别致命车祸的热点

致命车祸的热点位置是否与所有车祸的热点位置相同? 要确定在何处优先进行针对车祸的政策响应,该问题的答案可能至关重要。 接下来,您将运行与之前相同的热点分析以确定致命热点。

当您将车祸数据连接到道路网络时,您计算了每条道路的死亡总数。 考虑到道路长度的差异,您将针对所有车祸运行与之前相同的计算,以确定每年每英里的死亡人数。

  1. 内容窗格中,右键单击 Road_Crash_Counts,然后选择属性表

    在属性表中,对于 Number of fatalities 字段,许多路段的值均为 <Null>。 这些是从未发生车祸的路段。 所有其他路段的值都介于 0 到 12 之间。

    由于一些值为空,您需要更改用于确定死亡率的计算。 需将计算修改为包含 if/else 语句,如果值为空,这将值设置为 0。

  2. 地理处理窗格中,搜索并打开计算字段工具。 设置以下参数:
    • 对于输入表,选择 Road_Crash_Counts
    • 对于字段名称,输入 Fatality_Rate
    • 对于字段类型,选择双精度型(64 位浮点型)
    • 对于表达式,创建表达式 0 if not !Fatalities! else !Fatalities! / (6 * !Shape_Length!)

    死亡率的“计算字段”表达式

  3. 单击运行

    该工具随即运行。 片刻之后,Fatality_Rate 字段随即添加到属性表中。 对于死亡人数为空值的路段,新字段的值为 0。

    属性表中的 Fatality_Rate 字段

  4. 关闭属性表。

    接下来,您将对死亡率值运行热点分析。

  5. 地理处理窗格中,搜索并打开热点分析 (Getis-Ord Gi*) 工具。 设置以下参数:
    • 对于输入要素类,选择 Road_Crash_Counts
    • 对于输入字段,选择 Fatality_Rate
    • 对于输出要素类,输入 Fatality_Hot_Spots
    • 对于空间关系的概念化,选择通过文件获取空间权重
    • 对于权重矩阵文件,浏览并选择 NwSWM360ft.swm 文件。
    • 选中应用错误发现率 (FDR) 校正

    Fatality_Rate 字段的热点分析参数

  6. 单击运行

    工具随即开始运行,新图层将添加到地图和内容窗格。 初看上去,新的图层与车祸热点图层外观相似。 您需要更近距离研究以查看区别。

    提示:

    您的内容窗格包含多个具有大图例的图层。 要节省空间,您可以单击图层名称旁边的箭头来隐藏任意图层的图例。

比较热点地图

您已计算车祸特点和车祸死亡热点。 您将比较两个热点图层并回答以下问题:死亡热点是否与所有车祸的热点处于相同位置? 要并排比较图层,您将创建一个地图并将其与当前地图同时查看。

  1. 单击功能区上的插入选项卡。 在工程组中,单击新建地图按钮。

    “新建地图”按钮

    名为 Map1 的新地图随即创建并成为工程中的活动地图。 您将重命名地图以赋予其有意义的名称。

  2. 内容窗格中,双击 Map1 以打开 地图属性

    “内容”窗格中的 Map1

    随即出现地图属性窗口。

  3. 常规选项卡上,对于名称,输入 Comparison Map。 单击确定
    提示:

    您还可以通过单击 Map1 两次以重命名地图。

    地图已重命名。 您还将更改底图,使之与原始地图匹配。

  4. 单击功能区上的地图选项卡。 在图层组中,单击底图并选择浅灰色画布

    浅灰色画布底图

    接下来,您要将 Fatality_Hot_Spots 图层复制到新地图。

  5. 单击地图视图。

    地图视图

    您的原始地图将变为活动视图。

  6. 内容窗格中,右键单击 Fatality_Hot_Spots 图层并选择复制。 取消选中 Fatality_Hot_Spots 图层并确认 Road_Crash_Hot_Spots 图层已选中。
  7. 切换回比较地图视图。
  8. 内容窗格中,右键单击比较地图,然后选择粘贴

    粘贴选项

    死亡热点已粘贴至新地图。 现在,其中一个地图显示车祸热点,另一个地图显示死亡热点。 您将重新排列地图视图,以便并排查看两个地图。

  9. 比较地图选项卡拖动并停靠在地图视图的右侧。

    原始地图旁边用于停靠“比较地图”视图的放置区

    您将链接两个地图视图,使得在一个地图中导航时,另一个地图自动导航至同一位置。

  10. 单击功能区上的视图选项卡。 在链接组中,单击链接视图下拉菜单并选择中心和比例

    “链接视图”按钮

    视图随即链接起来。

  11. 导航至 Merritt Island 书签。

    地图视图缩放至 Merritt Island 书签

    您可以将比较地图上的红色路段解释为致命交通事故风险较高的位置。

    所有车祸的热点(左侧地图)和致死车祸的热点(右侧地图)之间存在一些明显的差异。 对于在某些位置死亡更加普遍的原因进行探究具有可行性和必要性。 在这些地区采取补救措施可能更有助于防止未来的死亡事件。

    本教程中使用的车祸数据还包括一些有关车祸发生原因的基本信息,例如是否酒后驾驶、驾驶员是否分心或天气是否恶劣。 虽然超出了本教程的范围,但您可以针对特定原因对车祸执行热点分析,以确定在何处可以采取有针对性的补救措施。

  12. 保存工程。

您已经识别了道路网络上的车祸和死亡热点。 接下来,您将考虑车祸发生在一天中的哪个时段以及一周中的哪一天,从而优化您的分析。


识别最危险的驾驶时间

当您将车祸数据聚合到道路网络时,将移除所有时态属性。 现在,您将按照车祸发生的在一周和一天中的时段来汇总车祸数据。 然后,您将针对高峰时间的车祸绘制地图热点。

创建折线图

首先,您需要了解车祸发生时的峰值日期和时间段。 您将绘制数据图表以找到答案。

因为您不再需要对比车祸和死亡情况,因此不再需要并排查看两个地图。

  1. 比较地图选项卡拖动到地图视图的中心放置区。

    中心放置区

  2. 单击地图选项卡以将其激活。 导航至 Full Study Area 书签。

    接线来,您将使用原始车祸数据创建一个折线图。

  3. 内容窗格中,右键单击 All Crashes (2010 to 2015),指向创建图表并选择折线图

    “创建图表”选项的“折线图”选项

    图表属性窗格和图表视图随即显示。 您将绘制一天中每个小时和一周中每一天的车祸数量的图表。

  4. 图表属性窗格中,对于日期或数值,选择 Crash hour of day。 对于分割依据,选择 Crash day of week

    “图表属性”窗格的数据参数

    这些更改将自动应用到图表。 但是,一周中的天数按照字母顺序排列,而不是常规顺序排列。 在查看图表之前,您需要对周内天数重新排序。

  5. 单击系列选项卡。 在值列表中,拖动值以将其按照从星期一到星期日的顺序排序。

    按天数组织的图表值

    提示:

    您也可以单击值的符号来更改任意值的颜色。 可以将工作日(星期一至星期五)更改为相同颜色的不同色调,将周末(星期六和星期日)更改为另一种颜色以进行区分。 示例图像将以绿色显示工作日,以棕色显示周末,而您可以选择任何您喜欢的颜色。

    您也可以更改图表和轴的标题。

  6. 单击常规选项卡。 设置以下参数:
    • 对于图表标题,输入 Vehicle Crashes
    • 对于 X 轴标题,输入 Hour of the Day (24 hour clock)
    • 对于 Y 轴标题,输入 Number of Crashes
    • 对于图例标题,输入 Days of the Week

    “常规”选项卡参数

    图表已完成。

    折线图按小时和天显示车祸

    提示:

    您可以通过单击其图例条目来关闭图表中任意一条单独的线。 例如,如果您想专注于工作日,您可以单击星期六和星期日的图例条目将其关闭。 要再次将其打开,请再次单击图例条目。

    出现了多个高峰,但最强高峰与工作日从下午 3:00 到下午 5:00(15 到 17 时之间)的通勤有关。 这个时间段通常称为高峰时间。 星期六和星期日的工作时间内的车祸数量也较少,因为在这些时间开车出行的人较少。

  7. 关闭图表和图表属性窗格。
    注:

    如果您想再次打开图表,双击内容窗格中的 Vehicle Crashes 图表。

识别高峰车祸的热点

要为在工作日下午 3:00 到下午 5:00 之间发生的车祸创建热点图,您可以采用之前用于计算热点的相同步骤:选择要分析的车祸,将其捕捉到道路网络,计算与每个路段相关的车祸数量,计算车祸率并运行热点分析。

由于您已经执行了此工作流,因此将改为运行出于本教程的目的为您创建的模型。 此模型包含工作流所需的所有分析工具,但它是通用的,因此您可以检查待分析车祸的任何子集。

首先,您将打开并检查模型。

  1. 如有必要,单击功能区上的视图选项卡。 在窗口组中,单击目录窗格

    “目录窗格”按钮

    随即显示目录窗格。 您将使用的模型位于工程的默认工具箱中。 您已下载此模型和其余的工程数据。

  2. 展开 Toolboxes,然后展开 Crash_Analysis_Model_Tools.tbx

    已展开 Toolboxes 文件夹的“目录”窗格

    您将使用创建日期/时间热点地图模型。 在运行之前,您将在 ModelBuilder 中查看模型以了解其用途。

  3. 右键单击创建日期/时间热点地图,然后选择编辑

    创建日期/时间热点地图视图随即出现,显示模型。 模型包含四个部分。 首先,将选择要分析的车祸。 然后,会将所选车祸点捕捉到道路网络。 接下来,模型将计算车祸率,最后执行热点分析。

    “创建日期/时间热点地图”模型

    包含 P 符号的元素是模型参数,类似于您在使用地理处理工具执行分析时设置的参数。 模型中的其他元素是工具和输入或输出数据集。

  4. 目录窗格中,双击创建日期/时间热点地图模型。

    随即出现地理处理窗格,显示模型参数。 所有包含 P 符号的元素均显示在参数列表中。 要了解有关参数的详细信息,可以查看模型属性。

  5. 在功能区上的 ModelBuilder 选项卡上的模型组中,单击属性

    “属性”按钮

    随即出现工具属性窗口。

  6. 单击参数选项卡。
  7. 对于 Days,指向值列表

    显示一列 Days 参数值的值列表

    Days 参数的值随即显示。 您在设置模型参数时将使用这些值。

  8. 关闭工具属性窗口。

    您可以查看已在模型中为您设置的参数。

  9. 创建日期/时间热点地图视图中,右键单击捕捉工具。

    工具参数随即显示。

    模型中的捕捉参数

    这些参数与您在教程之前部分运行捕捉工具时使用的参数相同,包括 0.25 英里捕捉距离。

    注:

    创建模型不在本教程的范围之内。 但是,如果您想了解有关模型以及如何构建模型的详细信息,请尝试教程构建用于连接美洲狮栖息地的模型

  10. 关闭捕捉工具,然后关闭创建日期/时间热点地图视图。 如果系统提示您将更改保存至模型,单击

    接下来,您将针对工作日的下午 3:00 到下午 5:00(15:00 到 17:00)之间运行模型,已在地理处理窗格中打开了该模型。

  11. 地理处理窗格中,对于创建日期/时间热点地图模型,设置以下参数:
    • 对于车祸数据,选择 All Crashes (2010 to 2015)
    • 对于日期,选择星期一星期二星期三星期四星期五
    • 对于开始时间,输入 15
    • 对于结束时间,输入 17
    • 对于新比率字段名称,输入 Work_Week_3_to_5
    • 对于创建日期/时间热点地图,输入 Work_Week_3_to_5_Hot_Spots

    “创建日期/时间热点地图”模型的参数

  12. 单击运行

    模型需要几分钟才能完成,因为必须运行模型中的所有工具。 运行完成后,Work_Week_3_to_5_Hot_Spots 图层将添加到地图。 您可以将其复制到比较地图视图,但是首先需要清除作为模型一部分创建的所选内容。

  13. 单击功能区上的地图选项卡。 在选择组中,单击清除

    清除按钮

  14. 内容窗格中,右键单击 Work_Week_3_to_5_Hot_Spots,然后选择复制。 取消选中 Work_Week_3_to_5_Hot_Spots 并确认 Road_Crash_Hot_Spots 已打开。
  15. 激活比较地图视图。
  16. 内容窗格中,右键单击比较地图,然后选择粘贴。 取消选中 Fatality_Hot_Spots

    您将像查看死亡热点时那样并排比较热点图层。

  17. 比较地图选项卡拖动并停靠在地图视图的右侧。

    视图仍包含您之前比较时使用的链接,因此无需再次链接。

  18. 导航至 Freeway interchange north of Palm Shores 书签。

    比较所有车祸的热点和高峰时段的热点

    虽然有些交叉路口在两个地图中均为热点,但左侧地图上热点(所有车祸的热点)的位置与右侧地图上热点(工作日下午 3:00 至下午 5:00 之间车祸的热点)的位置有多处明显差异。 针对高峰时段的热点有助于提高司机在一天中最繁忙时段的驾驶安全性。

    在这个高速公路交汇处,所有车祸的热点出现在高速公路入口处。 然而,在高峰时段,高速公路上出现更多的热点,包括一条高速公路并入另一条高速公路的区域。 县政府官员可以考虑高速公路的设计和标志,并考虑是否有任何变化可以让司机在道路车辆较多时更容易并道或驾驶。

  19. 导航至 Full Study Area 书签并关闭比较地图视图。 在内容窗格中,取消选中 Road_Crash_Hot_Spots
  20. 保存工程。

您已经确定了车祸发生的高峰日期和时间。 然后,您使用预构建的模型执行了您在本教程之前部分使用的热点分析工作流。 您还将结果与所有车祸的热点进行了比较。


在 3D 模式下可视化年度热点

您的车祸数据涵盖从 2010 年到 2015 年的六个年份。 通过创建年度热点图,县官员可以看到车祸随着时间的推移变得越来越频繁。 如果官员执行可行的政策更改以减少车祸,例如更改标志,他们甚至可以查看这些更改是否对某个区域的车祸数量产生了影响。

要针对发生在工作日下午 3:00 至 5:00 之间(或任何其他日期和时间范围)的车祸创建年度热点地图,您将运行日期/时间热点模型六次,即针对每个年份运行一次。 然后,您要将结果合并至单个图层。 为了节省时间,已为您提供两个用于执行此工作流的模型。

运行模型

首先您将打开模型并了解其用途。 然后,您将运行模型。

  1. 打开目录窗格。
    注:

    如果目录窗格已关闭,您可以通过单击视图选项卡,再单击目录窗格以将其再次打开。

  2. 如有必要,展开 ToolboxesCrash_Analysis_Model_Tools.tbx
  3. 右键单击分析日期/时间热点趋势,然后选择编辑

    分析日期/时间热点趋势视图随即出现。

    “分析日期/时间热点趋势”模型

    模型包含两个部分。 第一个部分将根据您选择进行分析的日期和时间选择车祸。 运行结束将得到所选车祸元素。

    在第二个部分中,所选车祸将用作名为年度热点图的独立模型的输入。 此模型将针对 2010 年到 2015 年之间的每个年份创建热点图。 结果将合并到单个输出要素类。 接下来,您将查看年度热点图模型。

  4. 目录窗格中的 Crash_Analysis_Model_Tools.tbx 中,右键单击年度热点图,然后选择编辑

    年度热点图视图随即出现。

    “年度热点图”模型

    迭代要素选择元素将为 2010 年到 2015 年之间的每个年份创建所选内容。 模型的其余部分将执行您熟悉的热点分析工作流。 模型会将所选车祸捕捉至道路网络,计算与每个路段相关联的车祸数量,计算车祸率并运行热点分析。 模型的最后一个部分会将车祸年份追加到结果图层并汇总所有结果图层的列表。

  5. 关闭年度热点图分析日期/时间热点趋势视图。 如果系统提示您保存对模型的更改,请单击
  6. 如有必要,单击地图选项卡以激活地图视图。

    现在您了解了每个模型的作用,您将运行模型以创建每年的热点图层并将图层合并为一个最终结果。

  7. 目录窗格中,双击分析日期/时间热点趋势

    随即出现地理处理窗格,其中显示模型的参数。 这些参数与您之前运行的模型的参数相似。

  8. 设置以下参数:
    • 对于车祸数据,选择 All Crashes (2010 to 2015)
    • 对于日期,选择星期一星期二星期三星期四星期五
    • 对于开始时间,输入 15
    • 对于结束时间,输入 17
    • 对于时空热点,输入 Work_Week_3_to_5_Trends

    “分析日期/时间热点趋势”模型的参数

  9. 单击运行

    模型随即运行。 由于对之前的模型运行了六次分析,所以可能需要几分钟才能完成。

    模型运行结束后,新的图层将添加到地图中。 您创建的其他图层具有根据区域是热点还是冷点显示的符号系统,与这些图层不同,此图层仅使用一种颜色作为符号,因此您无法直接了解很多内容。 您将自行设置此图层的符号系统。

  10. 保存工程。

创建场景

模型的输出图层包括每个路段的六个版本,每年一个版本。 每个版本都有一个单独的热点分析属性来指示是否存在显着的高车祸率聚类。

要显示此数据,您将直观地将每个路段表示为条带,并将其垂直堆叠于 3D 场景中。 这样,您可以一次查看每个路段的所有六个版本,并确定长期存在问题的区域或问题随着时间的推移增多或减少的区域。

首先,您需将默认的热点符号系统应用于模型输出。 您可以从其他热点图层应用相同的符号系统。

  1. 地理处理窗格中,搜索并打开应用图层的符号设置工具。

    此工具可获取图层中的符号系统,并将其应用于另一个图层。

  2. 对于输入图层,选择 Work_Week_3_to_5_Trends。 对于符号图层,选择 Road_Crash_Hot_Spots

    “应用图层的符号系统”工具的参数

  3. 单击运行

    熟悉的热点符号系统已应用至图层。 接下来,您将创建 3D 场景,以便在 3D 模式下显示图层。

  4. 单击功能区上的插入选项卡。 在工程组中,单击新建地图下拉箭头,然后选择新建局部场景

    “新建局部场景”选项

    场景即已创建。 您将更改底图以与地图匹配。

  5. 单击功能区上的地图选项卡。 在图层组中,单击底图并选择浅灰色画布

    接下来,您需将模型输出复制到场景。

  6. 激活地图视图并复制 Work_Week_3_to_5_Trends 图层。 激活场景视图并将图层粘贴到内容窗格。

    图层已作为 2D 图层添加到场景。 您想要在 3D 模式下符号化图层,因此需移动图层。

  7. 内容窗格中,将 Work_Week_3_to_5_Trends 图层拖动到 3D 图层组中。

    “3D 图层”组中的图层

    移动图层后,图层可能未完全绘制在场景上。 您还可能收到一条警告,提示绘制请求过多。 您将调整图层的可见性设置,以便图层仅在放大时可见,因此场景中同时出现的要素更少。

  8. 内容窗格中,右键单击 Work_Week_3_to_5_Trends 图层并选择属性
  9. 图层属性窗口中的常规选项卡上,将缩小超过更改为 8,000 ft

    “缩小超过”参数设置为 8,000 ft

  10. 单击确定

    在数据的全图范围下,图层不再可见。

  11. 地图选项卡上,单击书签,然后选择 Melbourne

    在此范围内,图层变为可见。

在 3D 模式下可视化结果

现在您已将图层添加到场景中,您将在 3D 模式下进行显示和符号化。 首先,您要将路段从地图表面拉伸,以使其具有三维外观。 要确保地图表面完全平坦,您将禁用场景的高程服务。 高程服务包含真实世界的高程数据,并默认添加到场景中。

  1. 内容窗格中的高程表面下,取消选中 WorldElevation3D/Terrain3D

    高程表面已关闭

    接下来,您将拉伸路段,使其外观像漂浮在地图表面上的条带。 首先,您将选择拉伸类型。 您希望路段从地图底部拉伸,因此您将从基本高度进行拉伸。

  2. 内容窗格中,确认 Work_Week_3_to_5_Trends 已选中。
  3. 在功能区上,单击要素图层选项卡。 在拉伸组中,单击类型,然后选择基本高度

    “基本高度”选项

    接下来,您将创建一个表达式来确定路段在 3D 空间中的拉伸程度。 您将使每个路段条带的高度为 50 英尺。 (如果需要,您可以尝试不同的拉伸值。)

  4. 拉伸组中,单击拉伸表达式按钮。

    “拉伸表达式”按钮

    随即显示表达式构建器窗口。

  5. 对于表达式,输入 50。 单击确定

    图层已拉伸,但每个路段的所有六个年度的版本会发生重叠,您一次只能看到一个版本。

    您将在不同的路段之间创建分隔,以使每年的路段位于地面以上的不同高度。

  6. 内容窗格中,双击 Work_Week_3_to_5_Trends。 在图层属性窗口中,单击高程选项卡。
  7. 对于要素位于,选择相对于地面。 单击设置表达式按钮。

    设置表达式按钮

    由于年份范围是 2010 年到 2015 年,因此您将创建一个表达式,从年份中减去 2010 并将结果乘以 60。 这样,当年份为 2010 年时,高程将为 0;年份为 2011 年时,高程为 60;年份为 2012 年时,高程为 120;以此类推。 此表达式还将在每年之间创建 10 英尺的间隔,因为您已将每年拉伸到 50 英尺的高度。

  8. 表达式构建器窗口中,创建(或复制并粘贴)以下表达式:

    ($feature.AnalysisYear - 2010) * 60

  9. 单击确定。 在图层属性窗口中,单击确定

    最后,您需要将既非热点也非冷点的区域的符号更改为不可见。 这样,您的场景将强调热点区域。

  10. 内容窗格中,对于 Work_Week_3_to_5_Trends,右键单击不显著符号,然后选择无颜色

    “无颜色”选项

  11. 打开 3D Zoom 书签并进行浏览。

    3D Zoom 书签

    每年的热点位于不同的高度。 2010 年的热点最低,2015 年的热点最高。 在书签中,有几个区域最近才成为热点,一些区域具有分散热点,还有一些区域曾经是热点但之后不再是。

    该县可以通过趋势了解车祸热点在何处发生变化。 还可以了解在数据时间段内实施的道路网络变化是否对车祸产生影响。

  12. 自行浏览其余的研究区域,并根据需要倾斜和平移场景。
    注:

    如果您需要在 3D 模式下导航的帮助信息,请尝试参阅在 3D 中导航主题。

  13. 保存工程。

在本教程中,您已经回答了许多问题:

  • 布雷瓦德县中的哪些交叉路口和道路的车祸率最高?
  • 大多数车祸发生在何时何地?
  • 死亡人数的空间模式与交通事故的空间模式有何不同?
  • 工作日下午通勤期间车祸率的空间模式与车祸率的总体模式有何不同?
  • 随着时间的推移,哪些交叉路口或道路是持续发生交通事故的问题区域?

您可以扩展同一工作流以回答其他问题:

  • 涉及老年司机、青少年司机或酒后驾驶司机的热点区域在何处?
  • 涉及老年司机、青少年司机或酒后驾驶司机的事故何时何地在空间上形成聚类?

这些问题的答案将使您能够就政策和其他措施提出更明智的建议,从而减少未来的交通事故并挽救生命。 下一步可将工作流应用于您自己的县数据。 同样的工作流也适用于其他应用领域,例如犯罪、欺诈或保险索赔。

您可以在教程库中找到更多教程。