Konumsal Veritabanında Ağ Elemanları

Ağ (network), bir konumdan başka bir konuma ulaşılabilecek olası bütün güzergâhları temsil eden, temel bileşenleri kenar (edge) ve bağlantı noktaları (junction) olan, birbirine bağlı elemanların oluşturduğu sistem bütünüdür.

Ağ bağlantılarını kullanarak en uygun akış hızı, kapasite ya da güzergâh belirleme hesaplarını yapabildiğimiz yöntemler bütününe “Ağ Analizi” denir.

Coğrafi Bilgi Sistemleri’nde ağ analizleri; • Geometrik Ağ (Geometric Network): Yönlendirilmiş, belirlenmiş doğal bir  akım sistemine sahip olan (Directed Flow Systems), elektrik, su, doğalgaz gibi sistemler için, • Ağ Veri Kümesi (Network Dataset): Yönlendirilmemiş, belirlenmiş doğal bir akıma sahip olmayan (Undirected Flow Systems), cadde/sokak veri setlerinin oluşturduğu ulaşım ağları için olmak üzere iki model ile yapılandırılır ve yönetilir.

Doğal yapıda ya da kendi içerisinde akış yönü belirli olan, yönlendirilmiş şebekelerin  analiz edildiği modele “Geometrik Ağ Modeli” denir. Geometrik ağ,  kenarlar (edge) ve bağlantı noktalarından (junction) oluşan, başlangıcı, sonu ve akış yönü belirli olan, birbirine bağlı ağ elemanlarının oluşturduğu bütünleşik sistemdir.

Geometrik ağ modelini oluşturabilmek için kenarlar ve bağlantı noktalarının yanı sıra, sistemin akış özelliklerinin bilinmesi gereklidir. Modelleme yapılırken ağların davranışları temel alınarak, ağ içinde yer alan elemanların bağlantıları bir bütünlük içinde ve birbirinden ayrı olarak değerlendirilmelidir.

Geometrik ağlar, kenar (edge) ve bağlantı noktaları (junction) adı verilen iki temel elemandan oluşur. Bu elemanların her biri birer konumsal nesne (feature) olup geometrik ağ içinde ağ konumsal nesnesi (network feature) adını alır.

Geometrik ağ  içinde kullanılacak konumsal nesneler ağ davranışları göz önünde bulundurularak özelliklerine göre; • Basit bağlantı noktası (simple junction), • Karmaşık bağlantı noktası (complex junction), • Basit kenar (simple edge), • Karmaşık kenar (complex edge) şeklinde adlandırılır.

Başında ve sonunda birer adet bağlantı noktası bulunan ve bu bağlantı noktaları arasında akışın hiç sapmadan çıkıp gitmesine olanak sağlayan kenar, basit kenardır.

Geometrik ağ modelinde, iki ya da daha fazla kenar elemanını birbirine bağlayan, yönlendirme gereksinimi olmadan doğal akış sağlayan bağlantı noktalarına basit bağlantı noktası adı verilir.

Fiziksel ayrılmaya gerek olmadan dağıtım yapabilen sistem içerisindeki kenarlardır. Evlere fiziksel olarak parçalara ayrılmadan su dağıtımı sağlayan ana boru hattı karmaşık kenara örnek olarak verilebilir

İçeriğinde bağlantı noktaları ve kenarlardan oluşan küçük bir ağ yapısı içeren bağlantı noktalarına karmaşık bağlantı noktası adı verilir. Karmaşık bağlantı noktaları sistem akışını yönlendirmek için kullanılır.

Geometrik ağ bağlanırlık (connectivity) kuralları ağın bütünlüğünü sağlamak ve oluşabilecek hataları ortadan kaldırmak için kullanılır. Bağlanırlık kuralları; • Kenar–Bağlantı noktası (Edge–Junction) • Kenar–Kenar (Edge–Edge) • Kenar–Bağlantı noktası sayısı (Edge–Junction cardinality) • Öntanımlı bağlantı noktası tipi (Default junction type) şeklinde listelenebilir.

Kenar–Bağlantı Noktası Kuralı: Kurala göre hangi tip bağlantı noktasının hangi tip kenar ile bağlanabileceği tanımlanır. Örneğin şehir şebekelerinde su kullanımını ölçen sayaçlar sadece evde kullanabileceğimiz büyüklükteki debi seviyesine bağlanabilir. Yüksek debili ana ileti hatlarına bağlanamaz.

Ağ veri kümesi elemanları; • Kenar (edge) • Bağlantı noktası (junction) • Dönüş (turn) şeklinde listelenebilir.

Kenar Konumsal Nesnesi: Kenar konumsal nesnesi ağ veri kümesinde yolları temsil eden çizgi (line) konumsal nesnesinden oluşur. Yolların çizim yönleri önemlidir. Yol ağı üzerinde yolun akış yönünün bilinmesi gerekir. Çünkü trafikte araç gidişi tek yönlü yollar olabileceği için oluşturulacak ulaşım ağ modelinde bu yolların tanımlanması önemlidir. Ulaşım ağ modeli çizim yönünü yolun yönü olarak kullanır.

Bağlantı noktası konumsal nesnesi: Bağlantı noktası yol parçalarının birbirine bağlandığı noktalarda diğer bir deyişle yolların kesiştiği kavşak noktalarında kullanılır. Her cadde, sokak vb. çizgisel elemanların başında, sonunda ve kavşaklarda kullanılan konumsal nesnedir.

Dönüş noktası konumsal nesnesi: Geometrik ağda bulunmayan özelleşmiş bir elemandır. Yol ağında dönüş olmayan yolları belirlemek için kullanılır. Dönüş yasağı bulunan kavşaklarda ulaşım ağı modeli içinde dönüş kısıtlamaları tanımlamak için kullanılır.

Genel topoloji kurallarının nokta ve çizgi konumsal nesneleri için kullanılan özel topoloji kuralları ağ modellerinde kullanılır. Bunlar; • Üst üste binmemeli (must not overlap), • Uçlar açıkta kalmamalı (must not have dangles), • Gereksiz bölünmemeli (must have pseudo nodes), • Kendisi ile üst üste binmemeli (must not self overlap), şeklinde listelenebilir.

Ağ veri kümesi oluşturma basamakları aşağıdaki gibi listelenebilir. • Ağ veri kümesinin adı belirlenir. İsim verilirken Türkçe karakter ve özel karakterlerin kullanılmamasına dikkat edilir. • Ağ içerisinde kullanılacak konumsal nesne tabloları ve öznitelik veri alanları belirlenir. • Ağ üzerinde hatayı en aza indirmek için topoloji kuralları tanımlanır. • Özel dönüş yasakları var ise dönüş noktası konumsal nesneleri (turn feature) kullanılacak mı, yoksa bütün kavşaklardan her yöne dönüşe (global turns) izin mi verilecek bu basamakta belirlenmelidir. • Dönüş konumsal nesne tablosu (turn feature class) kullanılacaksa özel dönüş yasaklarını içeren konumsal nesne tablosu seçilmelidir. • Oluşturulacak ulaşım ağı için ağ veri kümesi öznitelikleri belirlenir. • Modelleme içerisindeki çizim yönlerine göre yolların yönleri belirlenir.

Geometrik ağlar (geometric network) akarsu ağları, elektrik, gaz, su, kanalizasyon vb. yönlendirilmiş, ağ elemanlarında yalnızca tek yönlü bir akışın olduğu sistemler için uygundur.