OD コストマトリックスによる起点と終点の間の移動時間の計算

Network Analyst ライセンスで利用可能。

「起点と終点の (OD) コストマトリックス解析」は、複数の起点から複数の終点までのネットワークに沿った最小コストパスを検出して計測します。道路網の最適なパスは起点と終点のペアごとに計算され、移動時間と移動距離は出力ラインの属性として格納されます。このチュートリアルでは、患者から病院までの移動時間を示す OD コストマトリックスを作成し、その結果を使用して病院にアクセスしにくい患者を特定します。

注意:

このチュートリアルを完了するには、ネットワークデータソースとして解析の入力データの地理をカバーするネットワークデータセットを使用して公開された、指定されたチュートリアルネットワークデータセットである ArcGIS Online、または ArcGIS Enterprise ルート検索サービスを使用します。 ArcGIS Online をネットワークデータソースとして使用すると、クレジットが消費されます。

サービスを使用したネットワーク解析の詳細

データの取得

このチュートリアルのデータは、ダウンロードして使用できます。

「データダウンロードページ」に移動します。
[ダウンロード] ボタンをクリックしてファイルをローカルに保存します。
ダウンロードしたファイルを展開します。

マップの作成

マップを作成するには、次の手順を実行します。

ArcGIS Pro を起動します。
[マップ] テンプレートをクリックしてプロジェクトを作成します。必要に応じて、プロジェクトの名前と位置を変更します。
[OK] をクリックします。

マップを含む新しいプロジェクトが表示されます。

プロジェクトへのチュートリアルデータの追加

ネットワークデータセットは、道路システムをモデル化します。ネットワークデータセットには、道路の位置と属性だけでなく、どの道路が接続されているか、接続されている道路間のどのターンが許可または禁止されているかなどの、道路の相互関係に関する情報や、可能な移動パスや移動時間に影響する他の情報も含まれています。 OD コストマトリックス解析では、ネットワークデータセットを参照して、起点から終点までの移動時間または距離を計算します。

注意:

ArcGIS Online を使用して解析する場合は、その解析で、ArcGIS Online クラウドに格納されている高品質な世界規模のネットワークデータセットが参照され、 ArcGIS Online のクレジットが使用されます。また、自分のコンピューターのローカルに保存した独自のネットワークデータセットを使用するか、または ArcGIS Enterprise を使用して、独自のネットワークデータセットを使用する「ルート検索サービスを公開」して Enterprise ポータルでサービスを構成し、ArcGIS Pro で利用することもできます。

ネットワークデータセットをマップに追加するには、次の手順を実行します。

[カタログ] ウィンドウ (デフォルトではアプリケーションの右側にあります) で [フォルダー] を右クリックし、 [フォルダー接続の追加] を選択します。

[フォルダー接続の追加] ダイアログボックスが表示されます。
チュートリアルデータを置いたフォルダーを参照して、 [Network Analyst] をダブルクリックし、 [Tutorial] をクリックしてこのフォルダーを選択します。
[OK] をクリックします。

Tutorial フォルダーへの接続が作成されます。

次に、このフォルダーに含まれているネットワークデータセットの 1 つをマップに追加します。

注意:

ArcGIS Online または ArcGIS Enterprise ルート検索サービスをネットワークデータソースとして使用する場合は、ネットワークデータセットをマップに追加する必要はありません。
[カタログ] ウィンドウで、 [フォルダー] > [Tutorial] > [SanFrancisco.gdb] > [Transportation] の順に展開します。
[Streets_ND] (ネットワークデータセットアイコンが付いています) をマップにドラッグします。

このネットワークデータセットが [コンテンツ] ウィンドウとマップに追加されます。
[カタログ] ウィンドウで、 [Tutorial] > [SanFrancisco.gdb] > [Analysis] の順に参照します。
[Patients] レイヤーを右クリックして、 [現在のマップに追加] を選択します。

[Patients] レイヤーが [コンテンツ] ウィンドウとマップに追加されます。
[Hospitals] レイヤーを右クリックして、 [現在のマップに追加] を選択します。

[Hospitals] レイヤーが [コンテンツ] ウィンドウとマップに追加されます。

患者と病院の間の OD コストマトリックスの作成

このセクションでは、OD コストマトリックス解析を実行して、各患者と各病院の間の運転時間を計算します。 OD コストマトリックスレイヤーを作成して、患者を起点として、病院を終点として読み込み、解析を実行し、結果を調べます。

OD コストマトリックスレイヤーの作成

「 OD コストマトリックス解析レイヤー」には、OD コストマトリックス解析のすべての入力、パラメーター、結果が格納されます。

[解析] タブの [ワークフロー] グループで、 [ネットワーク解析] > [OD コストマトリックス] の順にクリックします。

OD コストマトリックスレイヤーが [コンテンツ] ウィンドウに追加されます。このレイヤーには、解析の入力と出力を格納するいくつかのサブレイヤーが含まれます。

OD コストマトリックスレイヤーの作成時にサンフランシスコのネットワークデータセットを参照します。レイヤーの作成時に、このネットワークが、マップのネットワークデータセットとして設定されたためです。

注意:

ネットワーク解析レイヤーの作成に使用されるネットワークデータソースを表示または変更するには、 [解析] タブの [ワークフロー] グループで、 [ネットワーク解析] ドロップダウン矢印をクリックして、 [ネットワークデータソース] の下を確認します。この値を変更しても、既存のネットワーク解析レイヤーのネットワークデータソースには影響しません。ネットワークデータソースの更新後に作成された新しいネットワーク解析レイヤーにのみ影響します。
[コンテンツ] ウィンドウで、 [OD コストマトリックス] をクリックし、グループレイヤーを選択します。

[OD コストマトリックスレイヤー] タブが表示されます。
[OD コストマトリックスレイヤー] タブをクリックし、タブのコントロールを表示します。

これらのコントロールを使用して、生成する OD コストマトリックスの設定を構成します。

ヒント:

[OD コストマトリックスレイヤー] タブは、 [コンテンツ] ウィンドウで OD コストマトリックスレイヤーまたはサブレイヤーのいずれかを選択した場合のみ表示されます。また、複数の OD コストマトリックスレイヤーが存在する場合は、個別にレイヤーの設定を変更することも、複数のレイヤーを選択して選択したすべてのレイヤーの設定を編集することもできます (それらのレイヤーが同じネットワークデータソースを共有している場合)。
[OD コストマトリックスレイヤー] タブの [移動モード] グループで、 [モード] に対して [運転時間] が選択されていることを確認します。

この OD コストマトリックスでは、患者と病院の間の移動時間が計算されます。

移動モードの詳細

起点の追加

目標は患者から病院までの運転時間を計算することなので、 [Patients] フィーチャクラスを OD コストマトリックスの起点として使用します。これを行うには、 [Patients] フィーチャクラスを、OD コストマトリックスレイヤーの [Origins] サブレイヤーに読み込む必要があります。

[OD コストマトリックスレイヤー] タブの [入力データ] グループで、 [起点のインポート] をクリックします。

[ロケーションの追加] ウィンドウが表示されます。
[入力ネットワーク解析レイヤー] が [OD コストマトリックス] に設定され、 [サブレイヤー] が [起点] に設定されていることを確認します。
[入力ロケーション] の下にあるドロップダウンメニューをクリックし、 [Patients] を選択します。
[フィールドマッピング] で [名前] プロパティを選択し、 [フィールド名] を PatientID に設定します。

[フィールドマッピング] を使用して、入力データのフィールド値を、ネットワーク解析レイヤーのスキーマのフィールドに転送します。 PatientID フィールドを [Origins] サブレイヤーの [名前] プロパティにマッピングすることで、 Name フィールドの値を後で OD コストマトリックスの結果に結合して元の入力データに戻すことができます。
ヒント:

[Patients] フィーチャクラスの PatientID フィールドはテキストフィールドで、 [Origins] サブレイヤーの Name フィールドも同様です。このため、 Name フィールドに PatientID の値を入力すると、 [Origins] テーブルの値を元の [Patients] フィーチャクラスに結合して戻すことができます。ただし、データに異なるデータタイプの一意識別子がある場合は、フィールドのデータタイプが一致しないため、 [Origins] Name フィールドから結合することはできません。

入力フィーチャクラスのいずれのフィールドもネットワーク解析レイヤーのサブレイヤーに転送することができ、これは結合に使用すると便利です。
1. 解析レイヤーにフィールドを追加 (Add Field To Analysis Layer) ツールを使用して、ネットワーク解析レイヤーのサブレイヤーにフィールドを追加します。
2. [ロケーションの追加 (Add Locations)] ツールを使用して入力データを読み込む場合は、フィールドマッピングを使用して、入力データのフィールドを前の手順で追加したフィールドにマッピングします。
3. 解析が完了したら、結合やその他の解析手順で、追加されたフィールドを使用します。
残りのパラメーターをデフォルト設定のままにして [OK] ボタンをクリックします。

10 人の患者が起点として読み込まれます。

終点の追加

目標は患者から病院までの運転時間を計算することなので、 [Hospitals] フィーチャクラスを OD コストマトリックスの終点として使用します。これを行うには、 [Hospitals] フィーチャクラスを、OD コストマトリックスレイヤーの [Destinations] サブレイヤーに読み込む必要があります。

[OD コストマトリックスレイヤー] タブの [入力データ] グループで、 [終点のインポート] をクリックします。

[ロケーションの追加] ウィンドウが表示されます。
[入力ネットワーク解析レイヤー] が [OD コストマトリックス] に設定され、 [サブレイヤー] が [終点] に設定されていることを確認します。
[入力ロケーション] の下にあるドロップダウンメニューをクリックし、 [Hospitals] を選択します。
[フィールドマッピング] で [名前] プロパティを選択し、入力された [Hospitals] フィーチャクラスの NAME フィールドが自動的にマッピングされていることを確認します。

[フィールドマッピング] を使用して、入力データのフィールド値を、ネットワーク解析レイヤーのスキーマのフィールドに転送します。
残りのパラメーターをデフォルト設定のままにして [OK] ボタンをクリックします。

終点として読み込まれた 22 の病院

OD コストマトリックスを作成するための解析の実行

解析を実行するには、次の手順を実行します。

[OD コストマトリックスレイヤー] タブで [実行] をクリックします。

解析プロセスが完了したら、起点と終点ラインがマップ上に表示されます。各起点と各終点の間に 1 本の直線が表示されます。ラインは直線ですが、次に検討する運転時間は道路網に沿った移動を使用して計算されています。
[コンテンツ] ウィンドウで、 [OD コストマトリックス] グループレイヤーを展開します (まだ展開していない場合)。
[OD コストマトリックス: ライン] サブレイヤーを右クリックして、 [属性テーブル] をクリックします。

[Lines] サブレイヤーの属性テーブルは、各患者から各病院への起点 - 終点 OD コストマトリックスを表します。テーブルの各行は、起点 - 終点ペアを表します。 Total_TravelTime フィールドには、各起点から各終点までの運転時間が分単位で表示されます。解析で使用される [運転時間] 移動モードでは、分単位の [TravelTime] コスト属性が使用されるためです。 Total_ で始まる名前の他のフィールドは、この解析では使用されなかったネットワークデータセットのその他のコスト属性に関連付けられています。

OD コストマトリックスレイヤーのスキーマの詳細
属性テーブルを閉じます。

病院にアクセスしにくい患者の判定

OD コストマトリックスは、目的地へのアクセスを調査する際によく使用されます。このチュートリアルの次のセクションでは、10 分以内の運転時間で病院にアクセスできない患者を特定し、この情報を使用して [Patients] フィーチャクラスのフィールドを更新します。更新された設定で OD コストマトリックスレイヤーを解決し、結合を使用して、結果を [Patients] フィーチャクラスに戻します。

解析設定の更新と再解析

前の OD コストマトリックスには、すべての患者から各病院までの運転時間が含まれていました。今回の解析では、OD コストマトリックス解析の設定を更新して、各患者について、10 分の運転時間制限内で最も近い病院のみを結果に含めるよう制限します。

[OD コストマトリックスレイヤー] タブの [移動モード] グループで、 [終点] テキストボックスに「 1 」を設定します。

この設定は、各起点に対して検索を実行する終点の数を制限します。 OD コストマトリックスの結果には、すべての病院までの運転時間ではなく、各患者に最も近い病院までの運転時間が含まれます。
[OD コストマトリックスレイヤー] タブの [移動モード] グループで、 [カットオフ] テキストボックスに「 10 」を設定します。

この設定により、患者から病院までの運転時間が指定された制限時間以下のレコードのみが含まれるように結果が制限されます。

[運転時間] 移動モードでは、分単位の [TravelTime] コスト属性が使用されます。その結果、 [カットオフ] の値は分単位で解釈されます。

コスト属性の詳細
[OD コストマトリックスレイヤー] タブで [実行] をクリックして、解析を再実行します。

解決プロセスが完了すると、課せられた制限により、マップに表示されるラインの数が前よりも少なくなります。 [解析の実行 (Solve)] ツールから、2 つの起点に対して終点が見つからなかったため部分的なソリューションが生成されたことを知らせる警告メッセージも表示されます。これは、解析が 2 つの起点 (患者) から 10 分の運転時間制限内に到達できる終点 (病院) を見つけられなかったためです。
[OD コストマトリックス: ライン] サブレイヤーを右クリックして、 [属性テーブル] をクリックします。

テーブルでは、各起点に対して 1 行以上は表示されません。警告メッセージで指摘された 2 つの起点は、どの終点にも接続されなかったため、行が表示されません。
属性テーブルを閉じます。

OD コストマトリックスの結果を元のデータに結合する

解析の目標は、病院にアクセスしにくい患者を特定することです。このセクションでは、OD コストマトリックス解析の結果を Patients フィーチャクラスに結合し、10 分以内の運転時間で病院に到達できない患者にフラグを設定するフィールドを計算します。

最初に [Lines] サブレイヤーのデータを [Origins] サブレイヤーに結合し、算出された運転時間を各起点と関連付けます。

[OD Cost Matrix:Origins] レイヤーを右クリックし、 [テーブルの結合とリレート] > [テーブル結合] の順にクリックします。

[テーブルの結合] ツールが表示されます。
[入力テーブル] パラメーターが [Origins] に設定されていることを確認します。
[入力フィールド] パラメーターを ObjectID に設定します。
[結合テーブル] パラメーターを [OD Cost Matrix\Lines] に設定します。
[フィールドの結合] パラメーターを OriginID に設定します。

[Lines] サブレイヤーの OriginID フィールドは、 [Origins] サブレイヤーの ObjectID フィールドに対応します。このため、結合に使用できません。
残りのパラメーターをデフォルト設定のままにして [OK] ボタンをクリックします。

[Lines] サブレイヤーのデータは、 [Origins] サブレイヤーに結合されます。
[OD コストマトリックス: 起点] サブレイヤーを右クリックして、 [属性テーブル] をクリックします。

[Origins] サブレイヤーの属性テーブルには、 [Lines] サブレイヤーから結合されたデータが含まれます。
Total_TravelTime フィールドを検索して、値を調べます。

2 つの起点について、 [Lines] サブレイヤーでこれらの起点に関連付けられたレコードがないため、このフィールドの値は null です。これらは、10 分の運転時間制限内に病院に到達できなかった患者です。
属性テーブルを閉じます。

次に、 [Origins] のデータを、OD コストマトリックスの入力として使用した [Patients] サブレイヤーに結合します。これにより、計算された運転時間を転送し、制限された運転時間内に病院に到達できなかった患者を特定できます。
[Patients] レイヤーを右クリックし、 [テーブルの結合とリレート] > [テーブル結合] の順にクリックします。

[テーブルの結合] ツールが表示されます。
[入力テーブル] パラメーターが [Patients] に設定されていることを確認します。
[入力フィールド] パラメーターを PatientID に設定します。
[結合テーブル] パラメーターを [OD Cost Matrix\Origins] に設定します。
[フィールドの結合] パラメーターを Name に設定します。

注意:

結合された [Origins] テーブルには、 Name という 2 つのフィールドがあります。 1 つは [Origins] サブレイヤーのフィールド、もう 1 つは [Lines] サブレイヤーから結合されたフィールドです。 [Origins] サブレイヤーの Name フィールドを使用します。 [フィールドの結合] パラメーターのフィールドリストでは、フィールド名の横に、そのパラメータがどのテーブルからのものであるかを示す追加のテキストが含まれる場合があります。このテキストは、 [Origins] サブレイヤーに対して自動生成されたフィーチャクラス名です。通常は、「 Origins 」というテキストの後にランダムな文字が続きます。

以前に PatientID フィールドを [Origins] サブレイヤーの Name フィールドにマッピングしたので、その値を結合に使用できます。
残りのパラメーターをデフォルト設定のままにして [OK] ボタンをクリックします。

OD コストマトリックスのデータが [Patients] レイヤーに結合されます。

最後に、結合した [Patients] レイヤーを調べて、10 分以内の運転時間で病院に到達できない患者を特定します。
[Patients] レイヤーを右クリックし、 [属性テーブル] をクリックします。

OD コストマトリックスレイヤーの、結合された [Lines] および [Origins] サブレイヤーのデータが、 [Patients] 属性テーブルに含まれています。
Total_TravelTime フィールドを検索して、値を調べます。

[Lines] サブレイヤーを [Origins] サブレイヤーに結合した後で確認したように、10 分以内に病院に到達できなかったため、 [Patients] テーブルの 2 つの行に null の Total_TravelTime フィールド値があります。これらは、病院にアクセスしにくい患者であり、フォローアップのためにフラグを付ける必要があります。
[マップ] タブの [選択] グループで、 [属性条件で選択] ボタンをクリックします。

[属性検索 (Select Layer By Attribute)] ツールが開きます。
必要に応じて、 [入力テーブル] パラメーターを [Patients] に設定します。
[式] パラメーターを構成して、 Total_TravelTime フィールドが null の患者を選択します。
残りのパラメーターをデフォルト設定のままにして [OK] ボタンをクリックします。

10 分以内に病院にアクセスできない患者が選択されています。
[Patients] の属性テーブルで、 PoorAccess フィールドを探します。
PoorAccess フィールド見出しを右クリックして、 [フィールド演算] をクリックします。

[フィールド演算 (Calculate Field)] ツールが開きます。
[入力テーブル] パラメーターが [Patients] に設定され、 [フィールド名] パラメーターが [PoorAccess] に設定されていることを確認します。
[式] パラメーターを構成して、 PoorAccess フィールドの値を 1 にして計算します。これを行うには、 [Patients.PoorAccess =] ラベルの付いたテキストボックスを「 1 」に設定します。
残りのパラメーターをデフォルト設定のままにして [OK] ボタンをクリックします。

PoorAccess フィールドで、選択した行に 1 が設定されます。
[Patients] レイヤーを右クリックし、 [テーブルの結合とリレート] > [結合をすべて削除] の順にクリックします。

結合したデータがすべて [Patients] レイヤーから削除されます。