6.3. Lesson: Analisi di reti

Calcolare la distanza più breve fra due punti è un’operazione comune in GIS. Strumenti per eseguirla possono essere trovati in Strumenti di Processing.

Obiettivo della lezione: imparare ad usare gli algoritmi di Analisi di reti.

6.3.1. basic Follow Along: Gli strumenti ed i dati

Puoi trovare tutti gli algoritmi per l’analisi di reti nel menu Processing ► Analisi di reti

../../../_images/select_network_algorithms.png

Apri il progetto exercise_data/network_analysis/network.qgz. Contiene due layer:

  • network_points

  • network_lines

Il layer network_lines ha già uno stile che aiuta a comprendere la rete stradale.

../../../_images/network_map.png

Lo strumento percorso più breve permette di calcolare sia il percorso più breve che il più veloce fra due punti di una rete, dati:

  • punti di inizio e fine selezionati sulla mappa

  • punto di inizio selezionato sulla mappa e punto di fine preso da un layer puntuale

  • punto di inizio preso da un layer puntuale e punto di fine selezionato sulla mappa

Iniziamo.

6.3.2. basic Calcolare il percorso più breve (da punto a punto)

Il Analisi di reti ► Percorso più breve (da punto a punto) permette di calcolare la distanza più breve fra due punti selezionati manualmente sulla mappa.

In questo esempio calcoleremo il percorso più breve (non il più veloce) fra due punti.

  1. Apri l’algoritmo Percorso più breve (da punto a punto)

  2. Seleziona network_lines per Vettore che rappresenta la rete

  3. Usa Più corto per Tipo di percorso da calcolare

    Per l’analisi usa questi due punti come punti di inizio e fine:

    ../../../_images/start_end_point.png

  4. Fai clic sul pulsante … accanto a Punto di partenza (x, y) e sceglie la posizione contrassegnata con Punto di partenza nell’immagine. Attiva le opzioni di aggancio per una selezione accurata. Vengono aggiunte le coordinate del punto cliccato.

  5. Fai la stessa cosa, ma scegliendo il punto indicato Ending point per Punto finale

  6. Clicca sul pulsante Esegui:

    ../../../_images/shortest_point.png

  7. Un nuovo layer linea viene creato rappresentante il percorso più breve fra i due punti scelti. Disattiva il layer network_lines per vedere meglio il risultato:

    ../../../_images/shortest_point_result.png

  8. Apri la tabella degli attributi per il layer creato. Contiene tre campi, rappresentanti le coordinate dei punti di inizio e fine ed il costo.

    Abbiamo scelto Più corto come Tipo di percorso da calcolare, quindi il costo rappresenta la distanza, nelle unità del layer, tra le due località.

    Nel nostro caso, la distanza più breve fra i due punti scelti è di circa 1000 metri:

    ../../../_images/shortest_point_attributes.png

Ora che sai come funziona lo strumento, sei libero di provare altre località.

6.3.3. moderate Try Yourself Percorso più veloce

Con gli stessi dati dell’esercizio precedente, prova a calcolare il percorso più veloce fra due punti.

Quanto tempo serve per andare dal punto di inizio al punto di fine?

Soluzione

  1. Apri Analisi di rete ► Percorso più breve (da punto a punto) e compila la finestra di dialogo come segue:

    ../../../_images/fastest_path_result.png

  2. Assicurati che il Tipo di percorso da calcolare sia Più veloce.

  3. Fai clic su Esegui e chiudi la finestra di dialogo.

  4. Apri ora la tabella degli attributi del layer in uscita. Il campo cost contiene il tempo di viaggio tra i due punti (come frazione di ore):

    ../../../_images/fastest_path_attribute.png

6.3.4. moderate Follow Along: Opzioni avanzate

Esploriamo altre opzioni degli strumenti di analisi di rete. Nel previous exercise 1 abbiamo calcolato il percorso più veloce tra due punti. Come si può immaginare, il tempo dipende dalla speed del viaggio.

Useremo gli stessi layer e gli stessi punti degli esercizi precedenti.

  1. Apri l’algoritmo Percorso più breve (da punto a punto)

  2. Compila Layer iniziale, Punto di inizio e Punto di fine come fatto in precedenza

  3. Scegli Più veloce per Tipo di percorso da calcolare

  4. Apri il menu Parametri avanzati

  5. Cambia il valore di Velocità predefinita (km/h) da 50 a 4

    ../../../_images/shortest_path_advanced.png

  6. Clicca su Esegui

  7. Una volta che l’algoritmo ha finito, chiudi il dialogo e apri la tabella attributi del layer creato.

    Il campo costo contiene un valore coerente con il parametro velocità che è stata scelta. Possiamo convertire il campo costo da ore e frazioni al valore più leggibile in minuti.

  8. Apri il calcolatore campi facendo clic sull’icona calculateField

  9. Aggiungi un nuovo campo per memorizzare il costo del percorso in minuti.

    ../../../_images/shortest_path_conversion.png

Ecco fatto! Ora sai quanti minuti ci vorranno per andare da un punto all’altro se la velocità dell’intera rete è di 4 km/h.

6.3.5. hard Percorso più breve con limiti di velocità

Gli strumenti di analisi di rete hanno altre interessanti opzioni. Guardando questa mappa:

../../../_images/speed_limit.png

vorremmo conoscere l’itinerario più veloce considerando i limiti di velocità per ogni strada (le etichette rappresentano i limiti di velocità in km/h). Il percorso più breve senza considerare i limiti di velocità sarà naturalmente il percorso viola. Ma in quella strada il limite di velocità è di 20 km/h, mentre nella strada verde si può andare a 100 km/h!

Come fatto nel primo esercizio, useremo Analisi di reti ► Percorso più breve (da punto a punto) e sceglieremo manualmente i punti di inizio e fine.

  1. Apri l’algoritmo Analisi di reti ► Percorso più breve (da punto a punto)

  2. Come parametro Vettore che rappresenta la rete seleziona network_lines

  3. Scegli Più veloce per Tipo di percorso da calcolare

  4. Seleziona il Punto iniziale (x, y) e il Punto finale (x, y) come abbiamo fatto in precedenza.

  5. Apri il menu Parametri avanzati

  6. Come parametro Campo per la velocità scegli speed. Con questa opzione l’algoritmo prenderà in considerazione i limiti di velocità di ogni strada.

    ../../../_images/speed_limit_parameters.png

  7. Clicca il pulsante Esegui

  8. Disabilita il layer network_lines per vedere meglio il risultato

    ../../../_images/speed_limit_result.png

Come puoi vedere l’itinerario più veloce non corrisponde con il più breve.

6.3.6. moderate Area servita (da layer)

L’algoritmo Analisi di reti ► Service area (from layer) può rispondere alla domanda: dato un layer puntuale, quali sono tutte le aree raggiungibili dato un valore di distanza o tempo?

Nota

Il Analisi di reti ► Area di servizio (da punto) è lo stesso algoritmo, ma permette di scegliere manualmente il punto sulla mappa.

Data una distanza di 250 metri vogliamo sapere quanto lontano possiamo andare sulla rete da ogni punto del layer network_points.

  1. Disattiva tutti i layer tranne network_points

  2. Apri l’algoritmo Analisi di reti ► Service area (from layer)

  3. Scegli network_lines per Vettore che rappresenta la rete

  4. Per Vettore con i punti di partenza scegli network_points

  5. In Tipo di percorso da calcolare scegli Più corto

  6. Per il parametro Travel cost inserisci 250

  7. Clicca su :guilabel:` Esegui` e chiudi i dialogo

    ../../../_images/service_area.png

    Il layer risultante rappresenta il percorso massimo che puoi fare dagli elementi punto data una distanza di 250 metri:

    ../../../_images/service_area_result.png

Forte vero?

6.3.7. In Conclusion

Ora sai come usare l’algoritmo Analisi di reti per risolvere i problemi di più breve e più veloce.

Ora siamo pronti per fare alcune statistiche spaziali sui dati di layer vettoriali. Andiamo!

6.3.8. What’s Next?

Prossimamente vedrai come eseguire algoritmi di statistiche spaziali su insiemi di dati vettoriali.