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6.3. Lesson: Network Analysis

Calcular a distância mais curta entre dois pontos é uma tarefa comum no SIG. Ferramentas para isso podem ser encontradas em Processing Toolbox.

O objetivo desta lição: aprender a usar algoritmos Network analysis

6.3.1. ★☆☆ Follow Along: The Tools and the Data

Você pode encontrar todos os algoritmos de análise de rede no menu Processing ► Network Analysis. Você pode ver que existem várias ferramentas disponíveis:

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

Abra o projeto exercise_data/network_analysis/network.qgz. Contém duas camadas:

  • network_points

  • network_lines

A camada network_lines já tem um estilo que ajuda a entender a rede rodoviária.

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

As ferramentas de caminho mais curto fornecem maneiras de calcular o caminho mais curto ou mais rápido entre dois pontos de uma rede, dado:

  • pontos inicial e final selecionados no mapa

  • ponto inicial selecionado no mapa e pontos finais retirados de uma camada de pontos

  • pontos iniciais retirados de uma camada de pontos e ponto final selecionado no mapa

Vamos começar.

6.3.2. ★☆☆ Calculate the shortest path (point to point)

O Análise de rede ► Caminho mais curto (Ponto a Ponto) te permite calcular a menor distância entre dois pontos manualmente selecionados no mapa.

Neste exemplo vamos calcular o caminho mais mais curto (e não mais rápido) entre dois pontos.

  1. Abra o algoritmo Do caminho mais curto (ponto a ponto)

  2. Selecione linhas_de_rede para Camada vetorial representando a rede

  3. Utilize Mais Curto para Tipo de percurso a calcular.

    Use estes dois pontos como pontos de partida e de chegada para a análise:

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

  4. Click on the … button next to Start point (x, y) and choose the location tagged with Starting Point in the picture. Enable the snapping options for an accurate selection. The coordinates of the clicked point are added.

  5. Faça a mesma coisa, mas escolhendo o local marcado com Ponto final para Ponto final (x, y)

  6. Clique no botão Executar:

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

  7. Uma nova camada de linhas é criada representando o caminho mais curto entre os pontos escolhidos. Desmarque a camada linhas_de_rede para ver melhor o resultado:

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

  8. Abra a tabela de atributos da camada de saída. Ele contém três campos, representando as coordenadas dos pontos inicial e final e o custo.

    Escolhemos Mais curto como Tipo de caminho para calcular, então o custo representa a distância, em unidades de camada, entre os dois locais.

    No nosso caso, a distância menor entre os pontos escolhidos é em torno de 1000 metros:

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

Agora que você já sabe como usar a ferramenta, fique à vontade para testar outros locais.

6.3.3. ★★☆ Try Yourself: Fastest path

Com os mesmos dados do exercício anterior, tente calcular o caminho mais rápido entre os dois pontos.

Quanto tempo você precisa para ir do início ao ponto final?

Answer

  1. Abra Análise de rede ► Caminho mais curto (Ponto a Ponto) e preencha a caixa de diálogo como:

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

  2. Certificar-se de que o Tipo de percurso a calcular seja ``Mais Rápido’’.

  3. Clique em Executar e feche a caixa de diálogo.

  4. Abra agora a tabela de atributos da camada de saída. O campo custo contém o tempo de viagem entre os dois pontos (em fração de horas):

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

6.3.4. ★★☆ Follow Along: Advanced options

Vamos explorar mais algumas opções das ferramentas de Análise de Rede. No previous exercise calculamos a rota mais rápida entre dois pontos. Como você pode imaginar, o tempo depende da velocidade da viagem.

Usaremos as mesmas camadas e pontos inicial e final dos exercícios anteriores.

  1. Abra o algoritmo Do caminho mais curto (ponto a ponto)

  2. Preencha a camada de entrada, Ponto de partida (x, y) e Ponto final (x, y) como fizemos antes

  3. Escolha Mais Rápido como o Tipo de percurso a calcular.

  4. Abra o menu Parâmetros avançados

  5. Altere o Velocidade padrão (km/h)`do valor padrão ``50` para 4.

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

  6. Clique em Executar

  7. Quando o algoritmo estiver concluído, feche a caixa de diálogo e abra a tabela de atributos da camada de saída.

    O campo custo contém o valor de acordo com o parâmetro de velocidade que você escolheu. Podemos converter o campo custo de horas com frações para os valores mais legíveis de minutos.

  8. Open the field calculator by clicking on the calculateField icon

  9. Add a new field to store the path cost in minutes.

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

That’s it! Now you know how many minutes it will take to get from one point to the other one if the whole network speed is at 4 km/h.

6.3.5. ★★★ Shortest path with speed limit

A caixa de ferramentas da Análise de Rede tem outras opções interessantes. Observando o seguinte mapa:

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

gostaríamos de saber a rota mais rápida considerando os limites de velocidade de cada estrada (as etiquetas representam os limites de velocidade em km/h). O caminho mais curto sem considerar os limites de velocidade seria, obviamente, o caminho roxo. Mas nessa estrada o limite de velocidade é de 20 km/h, enquanto na estrada verde você pode ir a 100 km/h!

Como fizemos no primeiro exercício, usaremos o Análise de rede ► Caminho mais curto (ponto a ponto) e escolheremos manualmente os pontos inicial e final.

  1. Abra o algoritmo Análise de rede ► Caminho mais curto (ponto a ponto)

  2. Selecione linhas_de_rede para o parâmetro Camada vetorial representando a rede

  3. Escolha Mais Rápido como o Tipo de percurso a calcular.

  4. Select the Start point (x, y) and End point (x, y) as we did before

  5. Abra o menu Parâmetros avançados

  6. Escolha o campo velocidade como o parâmetro Campo de velocidade. Com essa opção, o algoritmo levará em consideração os limites de velocidade para cada estrada.

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

  7. Clique no botão Executar

  8. Desative a camada linhas_de_rede para ver melhor o resultado

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

Como pode verificar, o caminho mais rápido não corresponde ao caminho mais curto.

6.3.6. ★★☆ Service area (from layer)

O algoritmo Análise de rede ► Área de serviço (da camada) pode responder à pergunta: dada uma camada de pontos, quais são todas as áreas alcançáveis ​​dada uma distância ou um valor de tempo?

Nota

O Análise de rede ► Área de serviço (do ponto) é o mesmo algoritmo, mas permite que você escolha manualmente o ponto no mapa.

Dada uma distância de 250 metros, queremos saber o quão longe podemos ir na rede de cada ponto da camada pontos_de_rede

  1. Desmarque todas as camadas, exceto pontos_de_rede

  2. Abra o algoritmo Análise de rede► Área de serviço (da camada)

  3. Escolha linhas_de_rede para Camada vetorial representando rede

  4. Choose pontos_de_rede for Camada vetorial com pontos iniciais

  5. Escolha Mais Curto como o Tipo de percurso a calcular.

  6. Digite 250` para o parâmetro Custo de viagem.

  7. Clique em Executar e feche a caixa de diálogo

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

    A camada de saída representa o caminho máximo que você pode alcançar a partir das feições do ponto, dada uma distância de 250 metros:

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

Legal, não é mesmo?

6.3.7. In Conclusion

Agora você sabe como utilizar :guilabel:``Análise de rede` para resolver os problemas do caminho mais curto e mais rápido.

Estamos agora prontos para realizar algumas estatísticas espaciais sobre os dados da camada vetorial. Vamos lá!

6.3.8. What’s Next?

Lo siguiente que verás será cómo ejecutar algoritmos espaciales estadísticos en conjuntos de datos vectoriales.