Linear Referencing背景
定位：介绍Linear Referencing背景；在ArcMap中关于Linear Referencing的结构和功能；以及ArcGIS Server中几个应用场景的实现。
注：有关更详细的操作可查看在线帮助，或搜索论坛。
什么是Linear Referencing
Linear Referencing（下文引用为LR）翻译过来是线性参考，在公路，管网等行业的GIS应用中时常提到。LR是一种利用沿着可测量的线要素的相对方位来存储地理位置的方法。比如下图中：
下面线的长度一次标为0，10，20，30，40……，而沿着这条线，我们看到上面有：
- 一个位于坐标12处的点；
- 一个位于坐标10东侧4个坐标的点；
- 一段起始坐标分别为18和26的线段；
- 一段起始坐标为28，长度为12的线段。
为什么要用到LR技术？主要有两个原因：1、很多事件，像上边的例子一样，是通过沿着（曲）线的相对位置来记录的；2、要显示一条线上的多个属性集合时，由于各个属性在（曲）线上所对应的位置不同，同一数据源如果不做处理，很难达到要求。使用LR技术可解决此问题。
以公路方面的一个应用场景为例说明。我们要显示一条公路的4种不同属性：道路管辖情况、路面材料、路段限速情况和路况，假设该公路长100公里：
1、前40公里为交警2大队管辖，后60公里为交警4大队管辖；
2、30至70公里为水泥路面，其余为沥青路面；
3、0-20公里的路段限速45km/h，20-40公里的路段限速35km/h，40-70公里路段限速45km/h，70-100公里路段限速55km/h；
4、0-20公里路况一般，20-40公里路况很好，40-60公里路况很差，60-100公里路况很好。
属于同一数据源对应多个属性（且属沿线分布）的情况。如果不使用LR技术，那么需要4个公路图层，每个图层的公路根据属性分成长短不同的段落（Feature），才能够将这些属性展示出来；而是用了LR技术后，只需要一个公路数据（Feature数量不限），和四个事件表即可在不改变实际公路数据的情况下，按要求显示上述四种属性。
Dynamic Segmentation：动态分段，属于LR采用的一种技术（一般应称之为线性参考问题中的动态分段技术）。是根据属性表中存储的相对位置信息，以及相应的线性数据，动态计算出线性数据上相对位置所对应的实际地理坐标的过程。动态分段正是因为表达不同属性时，不用去分割实际的地理数据，而是动态计算出该属性对应的地理位置而得名。
ArcGIS中Linear Referencing的实现原理
ArcGIS中实现Linear Referencing主要通过以下两种数据结构：
1、Route FeatureClass
2、Event Table
通过Dynamic Segmentation技术，Event Table中不同位置的Event就定位到了Route FeatureClass下对应的Line Feature上。
Route FeatureClass
实际上是拥有两个特殊字段的Polyline FeatureClass：
1、必须包含有M（Measure）值的Shape字段。拥有M值的Shape字段，不但能存储x,y(,z)坐标，还能够多存储一个M数值；
2、必须包含有一个标识线段ID的字段，可以是Number或者Text类型。
除了上述两个字段要求，还可以有其他字段。
Route FeatureClass不同于普通的Polyline FeatureClass，是因为它具有一个测量系统，而这个测量系统的原理就是，通过存储在Feature的Vertice中的M值以及该Feature实际的ShapeLength，来动态插值出线上每一点的相对位置。比如一条公路数字化时，有两个节点（Vertice），分别表示该公路的起始桩号0公里和结束桩号100公里，该Feature存储在WGS1984坐标系中，ShapeLength为2.00，那么该公路上40公里处的位置，就应该位于图上该Feature的40%的位置，也就是ShapeLength为0.80的位置。
而ArcGIS中，不要求每个节点都必须有M值。对于没有M值的节点其M值会标记为NaN（not a number）：
此外在不违反逻辑错误的情况下，M值可以随意设置。比如上图左边的图形，0-10段的实际ShapeLength看起来比10-20段的ShapeLength明显要长，也可以将上述四个节点的M值随意地设置为0，3，7，30。但是如果设置为0，10，5，30的话就产生了逻辑错误（route measure anomalies），ArcMap中会将其突出显示，提醒用户使用工具修改。
Event Table
实际上是拥有2-3个特殊字段的表（ArcGIS支持的表均可，甚至可以是有特定格式的text文件）：
1、类似Route FeatureClass中RouteID的一个字段。用来存储与Route FeatureClass中哪个线Feature对应。可以是Number或Text类型；
2、根据Event类型不同而必须的1-2个字段：
- Point Event：比如108国道1900公里处发生了交通事故这个Event，需要一个Number类型的字段来记录1900这个相对位置；
- Line Event：比如108国道1850到1950公里段的路况很差这个
Event，需要两个Number类型的字段来分别记录1850、1950这两个起止位置。
除了上述两个字段要求，还可以有其他字段。
Event Table中一条记录就对应了需要在线上定位的一个点或一段距离，可以用来标识事件或属性等。下图描述了Dynamic Segmentation技术利用Route FeatureClass和Event Table产生的结果：
ArcGIS桌面中对Linear Referencing的实现
ArcGIS桌面中不仅提供了专门的Linear Referencing Toolbox，对于产生的结果图层，也能像普通图层一样进行各种操作，而针对Linear Referencing的方方面面也提供了非常细粒度的操作供用户调整。
- 对Route FeatureClass的创建与修改。包括：通过Catalog或Tool或向导创建RouteFeatureClass；利用Tool从已有的Polyline FeatureClass创建Route FeatureClass；通过Tool或向导利用已有的Point FeatureClass来校准Route FeatureClass的M值（注：通过对RouteID字段建立索引，可提高Dynamic Segmentation的效率）； 利用Route Editing Toolbar对其进行修改；
- 将Route FeatureClass作为图层显示，并对其进行查询。包括：对Route进行Identify。查询出线上任意点的M值（Identify Route Locations工具需从Customize中调出）；查找某条线上指定M值的位置（包括Point和Line两种），通过Find工具实现；自定义符号显示M值的异常。包括逻辑错误等，可通过Route图层的属性对话框实现；在地图上像刻度尺一样任意显示Route的M值（Hatch）。通过将定义Hatch Definition（可多个），将其组织在Hatch Class（可多个）下，并附加SQL Query和Range Scale操作，基本实现任意复杂的“道路标尺”，而“标尺”的Label也可进行Script的高级控制，最终还能将“标尺”转换为Graphics，或将“标尺”风格另存为Style。在Route图层的属性对话框中实现；
- 通过Tool和Attribute Table，对Event Table进行创建和修改；
- 通过Tool，利用Dynamic Segmentation技术将Event Table中的Event显示在Route上（可显示点、线、面），其结果作为一个图层添加到TOC中，可进行显示、查询和分析等操作；
- 通过Tool或向导，对Route Event进行Overlay，Aggregate，Transform等操作。
以上所有具体操作可参考桌面帮助中的内容，如果安装了ArcTutor，还会有Linear Referencing Tutorial的PDF可供学习。