一文弄懂线性参考
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一文弄懂线性参考
原创 耿雨
天霸GIS
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今天给大家分享一下GIS软件中的一个概念-线性参考，虽然大家平时用的很少，但是其在交通运输领域有着非常重要的作用。比如我们思考以下问题，使用常规的GIS工具会非常的难处理，在掌握线性参考后我们能非常方便的解决它。
A高速300-800m处发生了拥堵，并且在2500m处发生了交通事故，我们需要快速的派出人员进行处理，首先要在地图上快速的将发生事件的位置定位到并表示出来。大家可以想一下怎么处理，并把想到的处理流程留言分享。
完成上面的任务是比较复杂，因为我们需要在一条曲线上找到300、800和2500m处的点，另外还需要沿着高速公路将300-800m处连接成线。但是如果你了解线性参考的话那么这个任务就会变得非常简单，接下来让我们了解一下线性参考，并且使用线性参考解决上面的问题吧。
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什么是线性参考
学习一个新知识的时候总会很多拦路虎，这些拦路虎就是一些新的概念，对于线性参考而言这些拦路虎分别是线性参考本身的概念、路径要素类、路径、测量值（M）和事件表。接下来我们会用通俗的语言来给大家解释这些概念，其实是非常简单的。
1.1
线性参考
要学习一个新的概念最好的方式是基于一个我们熟悉的已知概念进行对比学习。那么和线性参考对应的概念是我们非常了解的平面参考了。
平面参考我们都非常熟悉了，首先你得知道你得参考面是什么，比如3857那么你的（1, 3）表示一个点数据并且他们的单位是米。如果空间参考是4326呢？那么((2, 5), (6, 6)) 我们就知道是一条曲线，并且单位是度。
同样的线性参考你首先得告诉我们你的参考线是哪条，上图右边我们只有一条线，那么它就是参考线了，在这条线上1这个位置表示点A，3到6这个位置表示线AB。
这里我们就会发现使用线性参考来解决上面的问题会非常的自然，如果使用平面参考的话，以拥堵路段为例，我们就需要找到300-800m的位置对应的点数据的坐标对，并且需要所有中间节点的坐标对信息。但是对于线性参考而言，我们只需要知道300和800这两个数就行。
1.2
路径要素类和路径
平面参考中对应的概念叫线要素类和线要素，并且我们知道他们的关系是线要素类中的每一条记录就是一个线要素。路径要素类和路径只是叫法不同。当然线要素类和路径要素类还是有一些区别的：
1.3
测量值
我们已经知道了线要素类和路径要素类的区别之一就是有没有这个测量值M，那么这个M值的意义是什么呢？
这个和平面坐标中的x和y也是一样的，平面坐标中我们使用坐标对(x, y)表示位置，第一个数字就是x，第二个数字就是y。我们前面说了线性参考只用一个数字就能表示位置，那么这个数字就是M值。他代表的是当前节点，在整条路径上，距离原点的长度。
1.4
事件表
在我们的问题中拥堵路段和交通事故的位置分别叫线事件和点事件，可以看到非常的坑爹。就是平面参考中的点和线数据，在线性参考中就叫事件表，还是叫法上的不同。当然实际也会有区别，这个事件表的结构是有要求的。
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为什么使用线性参考
2.1
线性参考的缺点
大多数人都没有接触过线性参考的概念，这和它的缺点是密切相关的。通过上面的概念相信大家也不难发现线性参考有以下两个重要的缺点：
2.2
适用于线性参考的行业
有部分行业中确实存在很多线性参考的应用场景，比如公路和街道、交通运输、铁路、油气勘探、管线、水资源等。
2.3
线性参考的优点
那么上述行业为什么需要使用线性参考呢？线性参考能做的平面参考不是都能做吗？
原因在于线性参考相较于平面参考放弃了灵活性的同时在处理基准线上的点和线这件事的专业程度上超过了平面参考。我们给大家提供几个示例。
（1）定位点
要想定位到2500m处的故障点位置，使用平面参考我们可以通过沿线生成点工具找到。但是建议大家使用线性参考工具箱下面的工具。
（2）定位线
进一步在300-800m处的拥堵路段怎么找呢？我们需要运行多次沿线生成点工具，并且要结合在点处分割线工具。但是使用线性参考工具箱一个工具就能处理。
（3）动态分段
想象一下下面这条路在不同的路段分别有如下车道、材料、速度和质量等属性。我们要存下这条路需要要怎么做呢？
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如何使用线性参考
前面讲了这么多相信大家已经对线性参考的概念有了了解，那么接下来我们要做的事情就是如何基于我们所学的线性参考的只是解决我们的实际问题呢？我们这里介绍常用的线性参考工具箱下面的工具。
3.1
创建路径
我们前面提到了，路径和线要素的区别是路径多了一个M值和路径ID字段，那么我们要做的其实就是告诉工具用要素类的什么去创建M和路径ID即可。
3.2
生成事件图层
生成路径后我们就可以基于这个路径图层去生成点和线事件图层了，也就是我们说的车祸点和拥堵路段线数据，使用的是创建路径事件图层工具。
3.3
操作演示
当然，线性参考工具箱还有其他的工具，我们这里就不一一介绍了，大家如果掌握了线性参考的核心内容结合帮助文档，很快就能知道其它工具的作用。
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总结
我们基于一个现实的问题对线性参考进行了介绍。由于其缺点，限制了其应用的范围，但是我们可以看到在其适用的范围内，相较于平面参考是有着较大的优势的。
以我们的问题为例，在创建拥堵路段线数据时，基于平面参考我们需要用工具确定出起点和终点的位置，但是由于平面上过穿过两点的线有无数种可能，所以我们需要进一步确认具体是那条线，需要结合其他的工具。而对于我们的线性参考而言在限定了基准线的情况下穿过两个点的线只有一条，因此用一个工具就能快速的定位出拥堵路段
使用动态分段能大大的节省我们存储数据的空间
文章来源：https://mp.weixin.qq.com/s/925Y-rZ3h_FfRy5fUG4L5A
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2025-03-07
一文弄懂线性参考
原创 耿雨
天霸GIS
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今天给大家分享一下GIS软件中的一个概念-线性参考，虽然大家平时用的很少，但是其在交通运输领域有着非常重要的作用。比如我们思考以下问题，使用常规的GIS工具会非常的难处理，在掌握线性参考后我们能非常方便的解决它。
A高速300-800m处发生了拥堵，并且在2500m处发生了交通事故，我们需要快速的派出人员进行处理，首先要在地图上快速的将发生事件的位置定位到并表示出来。大家可以想一下怎么处理，并把想到的处理流程留言分享。
完成上面的任务是比较复杂，因为我们需要在一条曲线上找到300、800和2500m处的点，另外还需要沿着高速公路将300-800m处连接成线。但是如果你了解线性参考的话那么这个任务就会变得非常简单，接下来让我们了解一下线性参考，并且使用线性参考解决上面的问题吧。
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什么是线性参考
学习一个新知识的时候总会很多拦路虎，这些拦路虎就是一些新的概念，对于线性参考而言这些拦路虎分别是线性参考本身的概念、路径要素类、路径、测量值（M）和事件表。接下来我们会用通俗的语言来给大家解释这些概念，其实是非常简单的。
1.1
线性参考
要学习一个新的概念最好的方式是基于一个我们熟悉的已知概念进行对比学习。那么和线性参考对应的概念是我们非常了解的平面参考了。
平面参考我们都非常熟悉了，首先你得知道你得参考面是什么，比如3857那么你的（1, 3）表示一个点数据并且他们的单位是米。如果空间参考是4326呢？那么((2, 5), (6, 6)) 我们就知道是一条曲线，并且单位是度。
同样的线性参考你首先得告诉我们你的参考线是哪条，上图右边我们只有一条线，那么它就是参考线了，在这条线上1这个位置表示点A，3到6这个位置表示线AB。
这里我们就会发现使用线性参考来解决上面的问题会非常的自然，如果使用平面参考的话，以拥堵路段为例，我们就需要找到300-800m的位置对应的点数据的坐标对，并且需要所有中间节点的坐标对信息。但是对于线性参考而言，我们只需要知道300和800这两个数就行。
1.2
路径要素类和路径
平面参考中对应的概念叫线要素类和线要素，并且我们知道他们的关系是线要素类中的每一条记录就是一个线要素。路径要素类和路径只是叫法不同。当然线要素类和路径要素类还是有一些区别的：
- 路径要素类中有一个路径ID字段，区别每条不同的路径
- 路径要素类有测量值M
1.3
测量值
我们已经知道了线要素类和路径要素类的区别之一就是有没有这个测量值M，那么这个M值的意义是什么呢？
这个和平面坐标中的x和y也是一样的，平面坐标中我们使用坐标对(x, y)表示位置，第一个数字就是x，第二个数字就是y。我们前面说了线性参考只用一个数字就能表示位置，那么这个数字就是M值。他代表的是当前节点，在整条路径上，距离原点的长度。
1.4
事件表
在我们的问题中拥堵路段和交通事故的位置分别叫线事件和点事件，可以看到非常的坑爹。就是平面参考中的点和线数据，在线性参考中就叫事件表，还是叫法上的不同。当然实际也会有区别，这个事件表的结构是有要求的。
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2
为什么使用线性参考
2.1
线性参考的缺点
大多数人都没有接触过线性参考的概念，这和它的缺点是密切相关的。通过上面的概念相信大家也不难发现线性参考有以下两个重要的缺点：
- 无法表示面数据，类似于平面上无法表示3D数据。
- 无法表示参考线以外的数据，类似于平面上不能超过坐标系的范围。
2.2
适用于线性参考的行业
有部分行业中确实存在很多线性参考的应用场景，比如公路和街道、交通运输、铁路、油气勘探、管线、水资源等。
2.3
线性参考的优点
那么上述行业为什么需要使用线性参考呢？线性参考能做的平面参考不是都能做吗？
原因在于线性参考相较于平面参考放弃了灵活性的同时在处理基准线上的点和线这件事的专业程度上超过了平面参考。我们给大家提供几个示例。
（1）定位点
要想定位到2500m处的故障点位置，使用平面参考我们可以通过沿线生成点工具找到。但是建议大家使用线性参考工具箱下面的工具。
（2）定位线
进一步在300-800m处的拥堵路段怎么找呢？我们需要运行多次沿线生成点工具，并且要结合在点处分割线工具。但是使用线性参考工具箱一个工具就能处理。
（3）动态分段
想象一下下面这条路在不同的路段分别有如下车道、材料、速度和质量等属性。我们要存下这条路需要要怎么做呢？
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如何使用线性参考
前面讲了这么多相信大家已经对线性参考的概念有了了解，那么接下来我们要做的事情就是如何基于我们所学的线性参考的只是解决我们的实际问题呢？我们这里介绍常用的线性参考工具箱下面的工具。
3.1
创建路径
我们前面提到了，路径和线要素的区别是路径多了一个M值和路径ID字段，那么我们要做的其实就是告诉工具用要素类的什么去创建M和路径ID即可。
3.2
生成事件图层
生成路径后我们就可以基于这个路径图层去生成点和线事件图层了，也就是我们说的车祸点和拥堵路段线数据，使用的是创建路径事件图层工具。
3.3
操作演示
当然，线性参考工具箱还有其他的工具，我们这里就不一一介绍了，大家如果掌握了线性参考的核心内容结合帮助文档，很快就能知道其它工具的作用。
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4
总结
我们基于一个现实的问题对线性参考进行了介绍。由于其缺点，限制了其应用的范围，但是我们可以看到在其适用的范围内，相较于平面参考是有着较大的优势的。
- 快速定位
以我们的问题为例，在创建拥堵路段线数据时，基于平面参考我们需要用工具确定出起点和终点的位置，但是由于平面上过穿过两点的线有无数种可能，所以我们需要进一步确认具体是那条线，需要结合其他的工具。而对于我们的线性参考而言在限定了基准线的情况下穿过两个点的线只有一条，因此用一个工具就能快速的定位出拥堵路段
- 动态分段
使用动态分段能大大的节省我们存储数据的空间
文章来源：https://mp.weixin.qq.com/s/925Y-rZ3h_FfRy5fUG4L5A
