Entrades classificades amb: Geomedia

Iniciació al software QGIS (Quantum GIS)

Fins ara, en el CCU s’ha treballat en un entorn Windows-Geomedia fent la programació en Visual Basic degut a la gran facilitat d’ús d’aquest entorn i a la seva generalització en tots els àmbits tant de l’Empresa Privada com de l’Administració. Però, darrerament, el Programari Lliure s’ha anat obrint camí allà on abans només hi havia programari de propietari. Malgrat tot, encara resten molts inconvenients pels usuaris del Programari Lliure que s’han d’anar superant.

En aquest sentit, s’ha començat un projecte que té com a finalitat el pas total de tota la operativa desenvolupada en l’entorn Geomedia a Programari Lliure, i concretament els mòduls funcionals que s’han anat creat com a plug-ins del Geomedia.

Així doncs, en aquesta primera entrada es parla del QGIS com a alternativa al GIS de desktop Geomedia Professional i s’explica de la forma més entenedora possible els primers passos per iniciar-se en aquest nou entorn.

Aquest nou entorn a treballar és el Programari Lliure QGIS. És un Sistema d’informació Geogràfica (SIG) de codi lliure per plataformes GNU/Linux, Unix, Mac OS i Microsoft Windows. Permet gestionar formats raster i vectorials a través de les biblioteques GDAL i OGR, així com altres bases de dades.

QGIS permet construir d’una forma més senzilla i gràfica models que realitzen les mateixes funcions que, actualment, desenvolupen els mòduls utilitzats al GeoMedia. I el més important, l’elaboració d’aquests models al QGIS es realitzen en molt menys temps que si es volgués fer amb el GeoMedia, tot i que requereixen un elevat temps previ d’investigació. A més, QGIS ofereix una àmplia gamma de funcionalitats que el GeoMedia no ofereix.

Per tant, la finalitat d’inicar-se en aquest nou programa és acabar substituint l’actual programa que es fa servir, el GeoMedia Professional.

Primers passos en el QGIS.

El primer que s’ha de fer en executar per primera vegada el programa, és carregar en la llegenda totes aquelles capes que siguin necessàries per poder treballar i realitzar les corresponents consultes.

En aquest cas, es carreguen dos tipus de capes:

  • Vector Layer: Es tracten d’arxius tipus “shape”. Aquest arxius són aquelles capes que tenen alguna forma geomètrica (punt, línia, polígon). Exemples d’aquestes capes són les illes, les parcel·les, els  números de policia, les entitats base, etc. Per efectuar la càrrega, primer de tot s’han d’exportar aquests “Arxius Shape” des del GeoMedia.
  • Delimited Text Layer: Es tracten d’arxius tipus “CSV”. Per tant, són arxius en format taula, on dins d’aquestes, es troba una sèrie d’informació que serà necessària per efectuar futures consultes. Igual que amb els Arxius Shape, també s’han d’exportar des del GeoMedia.

1. Afegir les capes “Vector Layer” al QGIS

  • El primer pas a seguir, es exportar les capes des del GeoMedia. Un cop dins del GeoMedia Professional, es realitza l’exportació de les capes que interessi.

Fig. 1. Exportació dels arxius shape.

  • S’indiquen aquelles capes que es vulguin exportar, per exemple, les illes, i es clica en “Aplicar”.

Fig. 2. Exportació de les Illes.

  • Un cop s’han exportat les capes des del GeoMedia, s’executa el QGIS i s’importen aquestes capes. Es clica en “Add Vector Layer”.

Fig. 3. Importar capes en format shape.

  • Es busca la ubicació de l’arxiu i es polsa en “Open”.

Fig. 4. Importar capes en format shape.

  • A continuació, apareix la capa “Illes” en la llegenda del QGIS i per tant, es mostra per pantalla tot el mapa de Mataró.

Fig. 5. Mapa de Mataró (Illes).

  • És molt important indicar en cada capa que s’afegeix, el seu sistema de coordenades de referència (ha de ser el mateix que el del GeoMedia: EPSG:23031 – ED50 / UTM zone 31N). Si s’afegeix  una capa, i per defecte no té  aquest sistema de coordenades, la capa no es mostrarà en pantalla. Per fer això, es fa doble clic a sobre de la capa i es va a la pestanya “General”.

Fig. 6. Canviar Sistema de Coordenades.

  • Repetir aquests passos per totes aquelles capes que es vulguin afegir.

2. Afegir les capes “Delimited Text Layer” al QGIS

  • Igual que s’ha fet amb les capes “vector layer”, primer de tot s’han de realitzar les exportacions d’aquelles taules que es vulguin fer servir al QGIS des del GeoMedia. Però, en aquest cas, no existeix una opció al GeoMedia per poder fer-ho directament. Les taules que es desitgin exportar per afegir-les posteriorment al QGIS, han d’estar en format CSV, és a dir, delimitades per comes. Això es pot realitzar des del mateix Excel. Per tant, una opció per dur a terme l’exportació, és anar a buscar la taula que interessi en la base de dades (BBDD) que utilitza el GeoMedia per la taula en concret. En aquest cas, es farà l’exportació de la Taula Resum, que es troba en la BBDD “Padro28Feb14”.

Fig. 7. Exportar les taules a l'Excel.

  • Un cop realitzada l’exportació de la taula des de l’Access, s’obre l’arxiu generat en Excel i es guarda en “CSV (delimitado por comas)”.

Fig. 8. Guardar en format csv.

  • Ara, un cop dins del QGIS, es procedeix a carregar les taules exportades. Es clica en “Add Delimited Text Layer”.

Fig. 9. Importar capes en format CSV.

  • Es busca la ubicació de l’arxiu, es seleccionen les opcions “First record has field names” i “No geometry (attribute only table)” i es clica en “OK”.

Fig. 10. Importar capes en format CSV.

  • A continuació, apareix la capa “Resum” en la llegenda del QGIS i es pot comprovar que tota la informació que conté la taula és correcte. Per fer això, es clica amb el botó dret del ratolí a sobre de la taula i es selecciona “Open Attribute Table”.

Fig. 11. Comprovar informació correcte.

  • Repetir aquests passos per totes aquelles capes que es vulguin afegir.

Editar elements de la llegenda

Un cop ja s’han carregat en la llegenda del QGIS els elements corresponents (entitats, illes, taules…), aquests elements poden ser editats i visualitzar les seves propietats. A continuació, s’explica com fer-ho per l’entitat “Escoles Bressol”, que prèviament ha hagut de ser carregada a la llegenda de la mateixa manera que s’ha fet amb les Illes, seguint el mateix procediment.

  • Si es fa activa la capa de l’entitat “Escoles Bressol” perquè es visualitzin per pantalla, es pot consultar informació de cada una de les escoles que es troben a Mataró. Per fer això, s’ha de clicar a “Identify Features” que es troba en la barra d’eines superior.

Fig. 12. Consultar informació.

I a continuació, clicar a sobre del mapa a l’Escola Bressol que es vulgui consultar i apareixerà una sèrie d’informació.

Fig. 13. Informació de l'Escola Bressol.

  • Una altra manera de visualitzar la informació de les Escoles Bressol sense haver d’anar clicant una per una, és clicar amb el botó dret a sobre de “EscolaBressol” que es troba en la llegenda i seleccionar “Open Attribute Table”.

Fig. 14. Open Attribute Table.

S’observa com es visualitza la taula amb tota la informació de cada una de les Escoles Bressol.

Fig. 15. Informació de les Escoles Bressol.

  • Si el que es vol es visualitzar les propietats de les entitats, el que s’ha de fer és pitjar amb el botó dret a sobre de “EscolaBressol” i clicar a “Properties”.

Fig. 16. Propietats de les Escoles Bressol.

En la següent entrada d’aquest bloc, s’explicarà com construir un model des del QGIS que realitzi les mateixes funcions que, actualment, realitza en el GeoMedia.

 

Generador de polígons de Voronoi (2/2)

En l’anterior entrada del bloc s’ha explicat l’aplicació “generador de polígons de Voronoi” des del punt de vista d’un programador, en aquest capítol s’explicarà com funciona des del punt de vista de l’usuari.

Es comentarà tot el procés que ha de fer l’usuari per poder utilitzar el mòdul de forma correcte i treure-l’hi el millor partit possible. Per això també es realitzaran una sèrie d’exemples per que l’usuari tingui la màxima facilitat a l’hora d’entendre el funcionament.

Carregar l’aplicació al Geomedia

Primerament explicaré com carregar el mòdul VB al Geomedia, de tal forma que pugui ser utilitzat per l’usuari.

  • Quan utilitzem el geomedia command wizard , plug-in que serveix per implementar el mòdul visual basic per que pugi ser utilitzar en l’entorn del geomedia profesional, se’ns creen dues carpetes.

Fig. 1. Contingut del nou projecte.

  • La carpeta “src” conté tots els arxius del projecte (mòduls, formularis etc..)

Fig. 2. Contingut carpeta "scr".

  • En la carpeta “bin” trobem l’arxiu .dll que es el que s’haurà d’instal·lar dintre del Geomedia.

Fig. 3. Contingut de la carpeta "bin".

  • Per instal·lar-ho utilitzem l’icona “install” d’intergraph, com podem veure a la següent imatge. Seleccionem la ruta de la carpeta “bin” del nostre projecte i pitgem “OK”.

Aquest procés tan sols s’haurà de fet un primer cop, ja que una vegada instal.lat el mòdul una vegada, per qualsevol canvi en el mòdul tan sols s’haurà de generar una nova dll, amb el procés explicat anteriorment al final del capítol anterior.

Fig. 4. Instal•lació nou mòdul creat.

  • Finalment, s’hi la instal·lació ha estat un èxit, ens hauria de sortir un missatge com el següent.

Fig. 5. Instal•lació satisfactòria del mòdul.

  • Una vegada estem dintre del interface del Geomedia Professional abans de poder provar el nostre mòdul, haurem de fer una mínim una connexió amb una base de dades que contingui classes d’entitat puntual de línia i d’àrea. ja que les tres son necessàries de cara al funcionament del aplicatiu. Per fer la connexió seguim el mateix procés explicat en el capítol 2, apartat Geomedia Professional.

Fig. 6. Addició de les connexions necessàries.

  • Una vegada fetes les connexions necessàries haurem de pitjar sobre un icona que ens apareixerà per defecte com el de la següent imatge. (Si volem tenir el mòdul a un dels menús, s’ha de seguir el procés explicat a L’annex 1).

Fig. 7. Icona per defecte del nostre mòdul.

  • Que ens portarà a la finestra del nostre mòdul, preparat per ser utilitzat.

Fig. 8. Finestra mòdul.

Exemples de la aplicació

En aquest capítol s’explicarà amb exemples el funcionament de la aplicació creada en l’entorn del Geomedia Profesional.

És realitzaran 4 exemples  amb centres proveïdors de serveis (escoles bressol, CAPS, centres de formació primària, Parades de bus) i un especial amb una consulta. Aquests exemples estaran documentats pas per pas i aportant diferents captures per mostrar els diferents punts de vista.

Escoles bressol

Per poder visualitzar el resultat dels polígons de Voronoi de la millor manera posible, haurem de tenir activades a la llegenda un mínim de dos classes d’entitat. Per una banda, l’area que limitarà el Voronoi, en aquest cas, el terme municipal de Mataró i per l’altra la classe d’entitat puntual sobre la que volem crear les nostres zones d’influència, en aquest exemple, seran les escoles bressol. Per això anem a Leyenda>Agregar entradas de leyenda i seleccionem aquestes en els desplegables de les connexions i pitgem el botó “aceptar”.

Fig. 9. Agregació de entrades de llegenda necessàries.

Com podem veure en les imatges, ens apareixeran les escoles bressol situades en el terme municipal.

Fig. 10. Escoles bressol i el terme municipal mostrats a la pantalla.

Si volem saber més detalls sobre les escoles, simplement pitgem a sobre d’una i ens apareixerà un quadre de diàleg com el següents on ens donarà propietats com el nom de l’escola o el numero de places entre d’altres.

Fig. 11. Propietats de les escoles bressol.

Una vegada tenim les classes d’entitat seleccionades a la llegenda, anem al mòdul  i seleccionem en els desplegables “EscolaBressol” com a entitat puntual, “Terme_municipal” com àrea delimitada i “Linies” com a sortida lineal per guardar el resultat del diagrama de Voronoi. Finalment pitgem el botó Calcular Voronoi.

Fig. 12. Omplir desplegables del mòdul per escoles bressol.

Com podem veure obtenim el diagrama Voronoi perfecte sobre les escoles bressol. El diagrama per aquest cas constarà de 17 línies guardades a la classe d’entitat “linies”.

Fig. 13. Polígons de Voronoi sobre les escoles bressol.

Com es pot comprovar, les línies no acaben en el límit del terme municipal, això es deu, ja que l’algoritme de Voronoi sempre es base en un quadrat o rectangle per arribar al punt final de les línies. Per tant en aquest cas calcula un quadrat imaginari amb els punts més alts de l’amplada i l’alçada. Per poder arreglar aquest problema, tenim dos formes de fer-ho des de el Geomedia:

  1. Fent una intersecció espacial:

Anem a Analisis> Intersección espacial .Una vegada dintre haurem de seleccionar  les classes d’entitat de línia i terme municipal i deixar per defecte la opció ” es toquen”. Escrivim el nom final de la consulta resultant i pitgem “aceptar”.

Fig. 14. Intersecció espacial entre línies i terme municipal.

Amb aquesta intersecció aconseguirem el resultat desitjat, com podem veure a la següent captura. El resultat de la consulta com podem veure a la llegenda es una barreja entre línies i àrees.

Fig. 15. Voronoi final sobre les escoles bressol mitjançant intersecció.

2.  Amb la opció dividir entidades.

Pitgem el boto “dividir entidades”.

Fig. 16. Procés dividir entitats (1/3).

Marquem el cursor i seleccionem el mapa amb les línies amb un quadrat.

Fig. 17. Procés dividir entitats (2/3).

Pitgem amb el botó dret a la pantalla i seleccionem la opció “realizar division”. Llavors, et va dividint el terme municipal en seccions de una en una.

Fig. 18. Procés dividir entitats (3/3).

Fins arribar al resultat final on tenim el Terme municipal dividit en regions de Voronoi.

Fig. 19. Voronoi resultant sobre escoles bressol mitjançant divisió d'entitats.

Llavors amb aquest mètode obtenim com a resultat final àrees. Seleccionant a la llegenda la classe d’entitat  “illes” podríem veure les regions d’una forma més visual.

Fig. 20. Voronoi resultant sobre escoles amb la capa d'illes.

Per últim activant la capa de la “ortofoto2013” a la llegenda podem visualitzar els polígons des de una vista Aérea similar a la de Google Maps.

Fig. 21. Voronoi resultant sobre escoles amb la capa "ortofoto".

CAPS

En aquest exemple crearem les regions de Voronoi al voltant dels CAPS de Mataró.

Primer de tot, com hem fet en l’exemple anterior agreguem a la llegenda la classe d’entitat puntual (CAPS)i  l’àrea  delimitant (terme_municipal). Com podem comprovar tenim 8 CAPS tal i com ens mostra la llegenda.

Fig. 22. Caps i terme municipal mostrats en pantalla.

Obrim el mòdul i  com hem fet en l’exemple anterior, seleccionem l’entitat puntual,(CAPS en aquest cas), el terme municipal com a area delimitada i per últim “linies” com a classe d’entitat de sortida per guardar el resultat. Pitgem Calcular Voronoi.

Fig. 23. Omplir desplegables del mòdul per escoles bressol.

Obtenim el  digrama de Voronoi resultant pels CAPS, que conté en aquest cas 14 línies.

Fig. 24. Diagrama de Voronoi sobre CAPS.

Llavors, utilitzant el segon sistema explicat anteriorment (Escoles bressol) per separar el Terme municipal en les regions de Voronoi obtindríem la següent imatge.

Fig. 25. Voronoi final sobre els CAPS mitjançant intersecció espacial .

Agregant la classe d’entitat illes a la llegenda tindríem la següent vista.

Fig. 26. Voronoi final sobre els CAPS amb la capa d'illes .

Finalment amb activant la Ortofoto com en l’exemple anterior, tindríem la vista des de dalt.

Fig. 27. Voronoi final amb la vista Aérea.

Parades de bus

Com als altres dos exemples, agreguem a la llegenda les parades de bus en aquest cas i el terme municipal. Com es pot comprovar a la següent imatge hi ha un total de 144 parades de bus a Mataró.

Fig. 28. Parades de bus i terme municipal mostrats en pantalla.

Seleccionem ParadesBus, Terme_municipal i Linies en els desplegables del nostre mòdul.

Fig. 29. Omplir desplegables del mòdul per Parades de bus.

Una vegada pitgem al botó Calcular Voronoi, obtindrem un resultat com el següent, abans però haurem d’esperar uns segons ja que al haver-hi 144 parades de bus, el programa necessita més temps per executar l’algoritme. Per tant no serà de forma immediata com en els altres dos exemples. Com podem veure  a la imatge s’han necessitat 408 línies per completar el diagrama de Voronoi.

Fig. 30. Diagrama de Voronoi per Parades de bus.

En aquest exemple utilitzem el primer mètode de intersecció espacial per arribar al resultat final desitjat. Anem a Analisis> Interseccion espacial i omplim els camps de la mateixa manera que en l’exemple de les escoles bressol.

Fig. 31. Intersecció espacial entre línies i terme municipal.

Al prémer el botó Acceptar obtindrem el Voronoi final de les parades de bus.

Fig. 32. Polígons Voronoi resultants sobre parades de bus mitjançant intersecció espacial.

Si afegim les illes a la llegenda, l’aspecte ens quedaria de la següent forma.

Fig. 33. Polígons Voronoi resultants amb la capa d'illes.

Apliquem la ortofoto per visualitzar el resultat de la millor forma possible.

Fig. 34. Polígons Voronoi resultants amb la vista Aérea.

Consultes

Aquest mòdul no només es pot utilitzar per classe d’entitats que estiguin a la base de dades connectada. Aquesta aplicació com la majoria de les creades en el CCU també pot utilitzar consultes que estiguin en memòria. La particularitat de la consulta es que pots seleccionar d’una mateixa classe d’entitat les entitats que tu vols, i després executar el mòdul sobre aquella selecció feta.

Si per exemple volem fer el Voronoi dels CEIPcon en el centre Urbà de Mataró com és mostra en la fotografia, hi ha un CEIPcon que quedaria fora d’aquest centre urbà. El problema vindria, ja que al executar el mòdul ho faria per totes les entitats, inclús la que queda fora del territori, per tant una consulta ens pot permetre eliminar aquesta entitat en memoria sense modificar la base de dades i poder realitzar el diagrama de Voronoi de forma satisfactòria.

Fig. 35. CEIPcon i centre urbà en pantalla.

Per crear la consulta desitjada, anem a Analisis>consulta espacial. Seleccionem CEIPcon en el desplegable seleccionar entidades en: . Després haurem de seleccionar la opció “estan contenides en” en el segon desplegable. I Per últim seleccionarem Centre Urba en el tercer desplegable. Finalment introdüirem un nom per la consulta de sortida i pitjarem “Aceptar”.

Fig. 36. Consulta espacial.

Per tant aquesta consulta el que ens farà serà seleccionar totes les entitats de CEIPcon que estiguin dintre del centre urbà.

Fig. 37. Nova consulta espacial representada a la llegenda.

Ara ja podrem utilitzar el mòdul per la consulta desitjada.  Simplement accedim al mòdul i en el desplegable de selecció d’entitat puntual, seleccionem la consulta creada en el sub-desplegable de consultes.

Fig. 38. selecció de la consulta creada al desplegable.

Com en exemples anteriors, seleccionem l’àrea delimitada en aquest cas seria el centre urbà i la classe d’entitat de tipus línia de sortida.

Fig. 39. Omplir desplegables del mòdul per escoles bressol.

Obtenim el Voronoi de forma perfecte sense tenir en compte la entitat exclosa.

Fig. 40. Polígons de Voronoi per la consulta creada.

Utilitzem la opció “dividir entidades” per obtenir el digrama final.

Fig. 41. Polígons de voronoi finals per la consulta creada mitjançant dividir entitats.

 

Mòdul generador de polígons de Voronoi (1/2)

En aquesta entrada es comentarà de forma extensa el nou mòdul del CCU “generador de polígons de Voronoi” des de el punt de vista del programador.

La funció d’aquesta nova aplicació serà la de poder generar zones d’influència per els diversos centres proveïdors de servei en Mataró, així com Escoles, CAPS, parades de bus etc. Aquest sistema s’implementarà amb un mètode geomètric anomenat Voronoi

Els diagrames de Voronoi són un dels mètodes d’interpolació més simples, basats en la distància euclidiana, sent especialment apropiada quan les dades són qualitatives. Es creen en unir els punts entre si, traçant les mediatrius dels segments d’unió. Les interseccions d’aquestes mediatrius determinen una sèrie de polígons en un espai bidimensional al voltant d’un conjunt de punts de control, de manera que dintre de cada polígon o regió la distància a un punt de control associat és sempre menor que a qualsevol altre punt de les altres regions.

Fig. 1. Exemple de diagrama de Voronoi

Algoritme utilitzat

Primer de tot és comentarà l’algoritme utilitzat per du a terme la nova aplicació, trobats a la pagina web de l’informàtic japonès Takashi Ohyam.

http://www.nirarebakun.com/voro/evoro.html

El programa final ha constat  d’una sèrie de mòduls i un formulari.

Fig. 2. Llistat de mòduls i formulari del projecte.

 

Formulari

Primer de tot s’ha creat el formulari, que serà la finestra que apareixerà una vegada pitgem per accedir al mòdul creat. El formulari el podem veure a continuació.

Fig. 3. Formulari de la aplicació creada.

Ara comentaré part per part els diferents desplegables i botons utilitzats en el formulari.

  • En el primer desplegable hem de seleccionar la classe d’entitat puntual sobre el qual volem crear els polígons de Voronoi.

Fig. 4. Desplegable per seleccionar l'entitat puntual.

Fig. 5. Codi relacionat amb el desplegable de selecció d'entitat puntual.

  • En el segon desplegable, haurem de seleccionar la classe d’entitat d’àrea que volem que limiti els polígons de Voronoi. En el nostre cas el terme municipal de Mataró.

Fig. 6. Desplegable per seleccionar l'àrea delimitant.

Fig. 7. Codi relacionat amb el desplegable de selecció d'àrea delimitant.

  • Per últim, seleccionarem la classe d’entitat de línia de sortida. És a dir, on volem que vagin a parar les línies o segments que formaran els polígons de Voronoi finals.

Fig. 8. Desplegable per seleccionar la sortida de les línies dels polígons.

Fig. 9. Codi relacionat amb el desplegable del desplegable de selecció de sortida.

  • Botó “calcular Voronoi”.

Aquest botó el que ens farà serà primerament carregar les dades seleccionades als                 quadres de diàleg del formulari, utilitzant la subrutina “Carregar_dades”.

Fig. 10. Botó calcular Voronoi.

Fig. 11. Codi que va darrere del botó "Calcular Voronoi".

I finalment executarà la subrutina Voronoi_mapa ( que conté l’algoritme ) i d’aquesta manera formarà els polígons desitjats. Aquesta subrutina serà comentada més endavant en l’explicació del mòdul voronoi_code.

  • Botó Sortir

El botó sortir, simplement seria per poder sortir de la aplicació en qualsevol moment.

Fig. 12. Botó sortir.

Fig. 13. Codi que va darrere del botó sortir.

Mòduls

Pel que fa als mòduls, comentaré els dos mòduls principals ( “Obtencio de coordenades”i “voronoi_code”) ja que la resta són creats de forma automàtica quan creem el Geomedia Comand Wizard, que seria el plug-in per tal de poder utilitzar l’aplicatiu VB en el geomedia (Explicat en l’annex II). Tot i que com es veurà més endavant també s’afegeixen algunes funcions necessàries en el mòdul “OperacionsGM”.

Mòdul Obtenció de coordenades

Aquest mòdul és essencial per poder passar al algoritme les coordenades de les diferents classes d’entitats puntuals o serveis sobre les quals haurà de crear les zones d’influència (polígons Voronoi).

El mòdul consta de la subrutina “proximitat”, que li entren els paràmetres rs, entitats.SelectedItem i entitats.ConnectionName procedents de la subrutina “carregar_dades” esmentada al formulari.

  • El primer pas per obtenir les coordenades és afegir a la taula de l’entitat puntual escollida per l’usuari les coordenades X Y d’aquesta. Això és codifica de la següent manera:

  • Generem un recordset afegint a la taula de l’entitat puntual escollida els atributs funcionals que s’han definit anteriorment (Xep, Yep). Un recordset és una estructura utilitzada en programació que permet emmagatzemar informació des d’una taula d’una base de dades.

 

  • Passem el resultat de la consulta (recordset) a una array per les X i per les Y.

  • Obtenim les coordenades en les variables X i Y, que seran utilitzades més endavant en el mòdul Voronoi_code, de cara al algoritme.

Modul Voronoi_code

Aquest mòdul consta bàsicament del algoritme i de subrutines i funcions d’ajuda per que es puguin crear els polígons de Voronoi sobre les coordenades de les classes d’entitats puntuals obtingudes gràcies al mòdul anterior.

La subrutina principal del mòdul és “voronoi_mapa”que podem veure comentada per part seguidament.

  • Primerament, definim les variables i recordsets necessaris per la utilització del programa.

  • Calculem els paràmetres ample i altura que seran utilitzats més endavant en l’algoritme.

  • Establim alguns recordsets necessaris i definim les noves variables utilitzades en l’algoritme. També cridem la funció “borrar_entitat”, que ens permetrà cada vegada que obrim el mòdul buidar la classe d’entitat de línia que he utilitzat per crear el Voronoi anterior.

  • Definim la variable NNN que determina el nombre d’entitats que te la classe d’entitat seleccionada. També  a última hora es van haver d’augmentar el número de posicions dels vectors utilitzats en l’algoritme, ja que en alguns casos on hi havien moltes entitats no acabava de completar l’algoritme per totes elles.

  • Comença l’algoritme amb el següent bucle, ens carrega en memòria totes les entitats en les coordenades corresponents, de cara a crear els polígons.

  • ad(i-1), rep el valor del mòdul de les coordenades X i Y de cada punt i l’utilitza alguns cops en l’algoritme


  • Cridem la subrutina “hSort” passant-li els paràmetres NN, ad, ax, ay calculats anteriorment.


  • Es va executant el gruix de l’algoritme (explicat en l’apartat algoritme i codi inicial) .

  • Finalment amb la funció  Inserta_linia es formen els segments dels polígons a partir d’un punt inicial i un punt final, on les coordenades dels punts serien respectivament x0= kx(k-1) y0= Ky(k-1) i les finals x=kx(k2-1) i y= Ky(k2-1).

Els segments resultants es guarden en un recorset anomenat “Recordset_linia”.

  • Per últim, haurem de mostrar el resultat aconseguit en el mapa i la llegenda

– Seleccionem l’estil de la línia i el nom que li volem posar al resultat.

– Introduïm la entrada de la llegenda en la primera posició

  • Per compilar l’arxiu el programa creat, haurem d’anar a Archivo> generar nomprojecte.dll com podem veure en la següent captura d’imatge. En cas, que no doni cap error de compilació se’ns haurà creat un arxiu ddl i estarà llest per carregar-ho al Geomedia.

Fig. 14. Generar.dll.

Cada vegada que s’hagin fet canvis en el programa, s’haurà de crear una nova dll, de cara a que els canvis sorgeixin efecte en el Geomedia. Com també haurà d’estar tancat el Geomedia Professional m’entres és realitza aquest procés, ja que en cas contrari donarà error.


 


 

 

 

 

 


 

 

Consultes predefinides sobre l’Activitat Econòmica via WMS

Els serveis de mapes en web (Web Map Service o segons les seves sigles WMS) responen a un sistema de consulta de capes d’informació de forma dinàmica des de la web. Aquests WMS permeten la visualització, combinar o bé consultar una sèrie de dades, de imatges generades a partir d’una o varies fonts (en el nostre cas a través del SIG-Geomedia).

Per poder realitzar la publicació es disposa d’un servidor extern amb el IIS i el GeoMediaWebMap com també es disposa d’una versió del Geomedia  que serà amb el qual es treballarà i el qual permetrà dur a terme les publicacions tant en els serveis WMS com WFS del servidor.

En aquest cas per poder definir les diverses activitats econòmiques que s’han volgut estudiar s’utilitzarà l’aplicatiu anomenat “Mostra les parcel·les que tenen activitat empresarial seleccionada”. Que ens permetrà situar sobre el mapa de Mataró quina és la ubicació de cadascuna de les activitats econòmiques (tal i com s’ha comentat en altres entrades al Bloc).

A la Figura 1 s’observa la llista de les diverses activitats que es poden seleccionar en l’aplicatiu. En aquest estudi s’han realitzat consultes per a: Farmàcies, Forns de pa, Carnisseries, Peixateries i Supermercats o autoserveis. Per tant s’haurà de decidir quin tipus d’activitats es poden incloure per cadascuna de les entitats.

Figura 1: Llista d’Activitats Econòmiques disponibles a l’aplicatiu

En aquest mòdul per realitzar les diverses consultes es treballarà amb els números de policia. I es duran a terme diverses modificacions a les opcions que permetran una visualització al mapa més clara.

Tal i com s’observa la Figura 2 es troben les diverses modificacions realitzades per tal de dur a terme la consulta pel cas de les Farmàcies a 5 minuts. A l’hora de calcular en temps (zona d’influència), a diferència del càlcul de distància, és necessari activar les opcions cost de nusos i cost invers.

Figura 2: Modificacions a les opcions presents a l’aplicatiu

S’obtindran tres resultats per cadascuna de les consultes que es realitzin. Per un costat quedarà definida el nombre d’entitats i la seva ubicació al mapa, també apareixerà la zona d’influència de cadascuna de les entitats (Figura 3). I per últim la població exclosa en cada cas.

Figura 3: Representació zona d’influència (ZI) sobre mapa Mataró

Per cadascuna de les 5 activitats econòmiques s’ha dut a terme una consulta amb una zona d’influència diferent: 150 metres, 300 metres, 2 minuts, 3 minuts i 5 minuts.

Serà necessari exportar aquests resultats a una nova BBDD creada. D’aquesta forma es tindran totes les taules creades per cadascuna de les consultes juntes. Aquesta BBDD un cop creada s’haurà de copiar dins el servidor en el qual es treballa i que permetrà fer la publicació.

Un cop dins el servidor (incorporat la nova BBDD) s’obre el Geomedia i es carreguen els diversos resultats obtinguts amb les consultes. Per fer-ho s’afegeix una nova llegenda i es carrega l’opció que es desitgi (tant pel nombre d’entitats, per la Zona d’Influència i de la Població Exclosa).

Figura 4: Llegenda carregada exemple Supers (Entitat-Zona influència-Població Exclosa).

Per poder realitzar correctament la publicació hauran d’estar totes les consultes carregades i visibles al mapa, ja que el que apareix/es mostra en pantalla és el que s’arribarà a publicar posteriorment. Per tant, ha d’estar visible totalment tal i com s’observa a la Figura 5.

Figura 5: Càrrega de la llegenda i visualització total de les diverses consultes al mapa

A continuació s’inicia el procés de publicació.
En primer lloc s’obre el “Server ConfigurationUtility” del GeoMediaWebMap Professional. I es crea un nou servei seleccionant l’opció “Generate Map Web Service” per crear un servei WMS. Al qual, posteriorment, s’haura d’aplicar el nom que un desitgi.

Figura 6: Generació del Servei WMS dins el Server Configuration Utility

S’ha de tenir present que les metadades que es crearan es guardaran en una base de dades, s’escull Access i s’introdueix quina és la connexió (a on guardar aquesta base de dades creada).

Figura 7: Tria del tipus de base da dades que es desitja

Finalment, i si el procediment s’ha desenvolupat correctament, si es torna a entrar al “Server configuration Utility” es veu com s’ha creat el nostre nou servei dins el Web Service.

A continuació es torna al Geomedia i s’obre el “GeomediaWebMap Publisher Administrator” que es pot trobar a la barra d’eines.

Figura 8: Opció del GeomediaWebMap Publisher Administrator

Es selecciona el Servei WMS que s’ha creat.

Figura 9: Selecció del Servei WMS creat

I apareixerà una barra lateral amb diversos botons.

Figura 10: Les diverses opcions a triar dins el GeomediaWebMap

En primer lloc polsar sobre el 5é botó “PublishandPopulatetheGeoWorkspace”, i seleccionar la primera opció “PublishtheGeoWorkspace contents to theMetaData”. Que ens servirà per tal d’actualitzar les metadades.

Tot seguit s’inicia un procés que dura uns segons apareixent una advertència. Es selecciona “Si” per passar la informació del GeoWorkspace a la base de dades de les Metadades.

A continuació es selecciona el primer botó “Map Content”. On s’observa tot el que es publicarà al servei WMS.

Figura 11: Selecció del botó Map Content

Observar amb precisió que la informació que apareixerà a la Llegenda es correspon amb el que realment es vol i que per tant aquesta informació és visible (prestant atenció als temàtics- Població Exclosa).

En aquest cas, els temàtics tal i com s’observa apareixen correctament (forns de pa amb cadascuna de les divisions segons la població exclosa).

Figura 12: Verificació de la correcte creació dels temàtics

A continuació es selecciona el 2on botó “Settings”. Aquí es realitzarà la comprovació que realment hi ha un sistema de coordenades assignat.

Figura 13: Tria de l’opció Settings dins el GeomediaWebMap

En el cas que no hi sigui serà necessari escollir un sistema de coordenades per a publicar les dades. Es selecciona un arxiu de sistema de coordenades que sigui el mateix que el del GeoWorkspace. Finalment, i un cop triat, apareixerà el sistema de coordenades que s’ha triat a l’apartat SRS.

Figura 14: tria del sistema de coordenades

Per últim, polsar l’últim botó per tancar el “GeomediaWebMap Publisher Administrator”.

Finalment, es torna a obrir el “Server ConfigurationUtility” del GeoMediaWebMap Professional, es selecciona el servei creat i es polsa sobre el botó “Initialize”. Així s’inicialitzarà el servei.

Figura 15: Publisher Server Configuration Utility

Si el procediment s’ha realitzar correctament apareixerà un missatge de “Servei inicialitzat amb èxit”. I per tant s’haurà dut a terme correctament el procediment de publicació.

Figura 16: Procediment final de publicació

A continuació es prova el servei des del navegador introduint la següent línia de comanda:

http://geoportalccu.tecnocampus.cat/wmsAE3/request.aspxservice=wms&request=
getcapabilities

On es comprova el correcte funcionament en el cas de WMS, i on es veu en el codi cadascuna de les consultes realitzades com també les diverses dades publicades (aquesta línia de comanda és diferent pel tipus de publicació que es vulgui realitzar, si és WFS o WMS)

Finalment, per acabar el procés de publicació s’accedeix al Global Mapper i es van introduint cadascuna de les consultes creades per observar com totes les entitats es poden visualitzar correctament al mapa.

Un cop iniciat el Global Mapper seleccionem l’opció “Download Online Data”.

Figura 17: Download Online Data del Global Mapper v14

Tot seguit seleccionem “Add New Source”. Per tal d’introduir el nou servei que s’ha creat anteriorment. I es tria l’opció de dades que en aquest cas és WMS (Web Map Service).

Figura 18: Tria del servei creat al Global Mapper

Es selecciona el següent URL, extret de la verificació de la comanda anterior per internet. I s’acciona el botó “Get List of Available Data Layers”, on apareixeran les diverses entitats.

http://geoportalccu.tecnocampus.cat/wmsAE2/request.aspx

Figura 19: Tria i càrrega de les entitats a visualitzar al mapa

Es tria una d’elles per tal d’observar-la al mapa i s’acciona “connect” per realitzar la visualització.

Finalment i després d’anar realitzant totes les connexions amb les diverses entitats, aquestes haurien de ser visibles alhora al mapa. A continuació-Figura 20 es mostren diverses d’aquestes consultes visualitzades conjuntament (tant el nombre d’entitats, la zona d’influència  i la població exclosa per cadascuna de les consultes) observant d’aquesta forma com la publicació de tots casos ha estat un èxit i ha finalitzat satisfactòriament.

Figura 20: Visualització completa de les entitats al Global Mapper v14

En resum, aquest és el procediment que s’ha dut a terme per tal de realitzar la publicació via WMS  mostrant les eines utilitzades en cada etapa.  Es comença per la creació de les consultes sobre les Activitats Econòmiques seguint l’aplicatiu amb diverses zones d’influència tant per distància com per temps. Es segueix amb el procés de creació del servei i publicació en si mitjançant el GeomediaWebMap Professional. I per últim, la validació de les diverses entitats publicades mitjançant el GlobalMapper.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sobre el Graf de Trams de Carrer (GTC)

 

Tal com ja s’ha comentat en aquest bloc quan hem parlat del ‘Nou concepte de Zones d’Influència’, un element bàsic de la modelització dels desplaçaments a la ciutat de Mataró és el Graf de Trams de Carrer (GTC). Aquest graf està format per segments i nodes, cada segment és un tram de carrer (part del carrer entre cruïlles) i els nodes són precisament les cruïlles.

El GTC es pot obtenir de moltes maneres, però en resum hi ha dos orígens bàsics, ad­quirint-lo a una empresa especialitzada (com per exemple Navteq o  TomTom) , on s’inclouran informacions sobre els sentits de circulació en cada via i els girs prohibits i autoritzats en cada nus i moltes altres coses, o bé generant-lo nosaltres mateixos, aquí s’ha optat pel segon cas, més que res per que es vol estudiar més el desplaçament de vianants  que no pas el de vehicles i d’aquesta manera podem afegir i incloure en el GTC trams que no siguin vials de carrer, com ara camins de vianants dins de parcs o zones verdes i recorreguts específics de la gent que va a peu.

Des del punt de vista d’un SIG el GTC està format per un conjunt d’entitats, o classe d’entitat, segons la terminologia del GeoMedia, de tipus lineal, els segments del graf, i un conjunt d’entitats de tipus punt, els nodes. Aquestes entitats lineals han de ser total­ment connexes si es vol navegar al seu través, o sigui, no hi pot haver cap punt de des­connexió o discontinuïtat. També a part de les característiques geomètriques de cada classe d’entitat, línies i punts, cal que hi hagin uns atributs associats a cada element si­gui aquest segment o node.

Quins són aquests atributs?

En primer lloc hi ha d’haver un codi per a cada segment i un codi per a cada node aquests dos codis han d’estar relacionats, és a dir,  dins de cada segment hi ha d’haver informació d’entre quins dos nodes està definit aquell segment en concret, i això per a tots els segments, d’aquesta manera amb aquestes dues llistes la de segments amb els codis dels nodes dels extrems de cada segment i la dels nodes s’estableix la morfologia del graf i es podria calcular una ruta encara que no tinguéssim la imatge geomètrica precisa.

Un altre atribut que podem tenir dins de la taula de segments és sobre l’ orientació o sentit del tram, aquesta orientació és arbitrària i s’agafa en el moment de definir el graf, per tant ens cal saber quin és el node d’origen del tram i quin el node de final del tram, per tant aquests nodes extrems del tram no són qualssevol , un d’ells és des de on parteix el tram i l’altre és a on arriba.

Per la construcció del GTC utilitzem una eina del GeoMedia Transportation Manager que parteix d’una classe d’entitat lineal i ella mateixa et va guiant per acabar obtenint les dues classes d’entitat del graf, els segments i els nodes, automàticament és generen els camps: NodeId en la taula de nodes amb un codi per cada node, i els camps: EdgeId, FromNodeId, ToNodeId en la taula de segments, que ens indiquen el codi de segment, i des de quin node a quin altre node està definit el segment, respectivament. Aquests són els camps principals per la construcció del graf, després n’hi ha uns altres que anirem comentant a continuació. Vegeu a la figura 1 una part dels segments i els nodes del GTC amb els identificadors respectius.

Fig1. Segments i Nodes del GTC amb els codis de EdgeId (vermell) i NodeId (negre)

Si cliquem sobre del tram 1017 obtenim les informacions que es mostren a la figura 2, on es poden comprovar els valors dels atributs EdgeId, FromNodeId i ToNodeId i es pot veure que el tram 1017 efectivament va del node 836 fins al node 837 tal com es veu a la figura 1.

Fig2. Dades del Segment 1017

De la mateixa manera es pot comprovar que hi ha molts altres camps dins dels atributs del tram, fixem-nos de moment en els camps LENGTH i Cost i Cost_invers.

Per què volem el GTC?

Per a dues coses, en primer lloc per a navegar des d’un punt de la ciutat fins a un altre, aquesta navegació ens ha de portar al conjunt de segments concatenats que uneixin el punt inicial amb el punt final segons un determinat criteri d’optimització que podria ser minimitzant la distància o minimitzant alguna altra variable (a la figura 3 es mostren els trajectes a les 3 Escoles Bressol més properes des d’una adreça concreta de la ciutat)  i en segon lloc per desplegar a partir d’un punt el conjunt, ramificat en arbre, de trajectes fins a assolir una determinada distància màxima o un valor màxim d’un altre indicador (vegeu la figura 4)

Fig 3. Trajectes a les 3 Escoles Bressol més properes des d’un punt de la ciutat seguint el GTC. La variable a optimitzar és la distància.

A la figura 4 es pot veure aquesta construcció en arbre, seguin el GTC, a partir de l’entitat: Escola Bressol ‘Les Figueretes’ fins a una distància màxima de 250 m. Com es veu a la figura la progressió fins a assolir els 250 metres pot acabar en un punt entremig del tram.

Fig 4. Arbre corresponent a l’Escola Bressol ‘Les Figueretes’ sobre el GTC (segments i nodes) fins a una distància de 250 m.

Tant en el cas 1, camí o trajecte entre dos punts de la ciutat, com en el cas 2, arbre des­plegat sobre el GTC a partir d’un punt, s’ha utilitzat la distància, el camp LENGTH, de cada segment com a base dels càlculs, això vol dir el camí òptim de distància mínima entre dos punts o el desplegament per la xarxa de trams de carrer fins arribar a fer la distància fixada de 250 m.

Una altra possibilitat seria fer servir una altra variable a minimitzar quan volem definir un camí o a utilitzar quan volem definir un desplegament en arbre, aquesta variable se­ria la que tenim quantificada en els camps Cost i Cost_invers de cada tram. Així com la longitud del tram no depèn de si es recorre en un sentit  o en un altre, en canvi si es tre­balla amb una altra variable, com ara el temps de recorregut del tram, sí que depèn de les característiques específiques de cada tram, com ara el pendent, els obstacles i la ti­pologia (plataforma única, escales, etc.) i en aquest cas té sentit de tenir dos paràmetres per tram, per si es circula en el sentit definit del tram Cost o si es va en sentit contrari Cost_invers. Això pot donar lloc a diferències importants de recorregut o de conjunt de carrers a l’abast si es va de casa a l’Ambulatori o es torna de l’ambulatori, sobretot quan el terreny és accidentat, amb moltes pujades i baixades.

En resum, quan més acurada sigui la informació del GTC, i en concret de cada tram, més es podrà afinar en la cerca de recorreguts òptims i en la definició de les Zones d’Influència a través del graf. De la mateixa manera, la utilització de la variable temps com a funció de cost, ens dona una mesura molt més real de la proximitat o llunyania dels centres proveïdors de serveis al ciutadà però requereix de tenir un bon model de la velocitat en els desplaçaments.

Relació entre la capacitat d’un centre proveïdor de serveis i la seva àrea d’influència

 

Ja s’ha vist, en aquest mateix Bloc, com associar la població amb el territori, sabem que pot quedar associada a les Illes, parcel·les i els portals de la ciutat, i també s’ha vist com segmentar aquesta mateixa població segons determinats criteris, franja d’edat, estudis, procedència geogràfica, nacionalitat etc.

Ara anem a explicar com donat un determinat centre proveïdor d’un servei, per exemple un centre educatiu,  podem delimitar una zona del territori immediatament proper, de manera que ‘casin’ la capacitat del centre per una part i la població ‘target’ d’aquest zona propera per altra.

No cal dir que la vista del territori estudiat, en aquest cas la ciutat de Mataró, amb els centres proveïdors  del servei i les respectives àrees properes d’influència, pot donar una imatge, al menys teòrica, de la cobertura o no cobertura de les necessitats del global de la població en el servei objecte d’estudi.

Des d’un punt de vista tecnològic, és a dir, de les eines que ens poden permetre obtenir aquesta representació gràfica, un SIG (Sistema d’Informació Geogràfica) per sí mateix no ens permet obtenir-ho d’una forma fàcil i immediata. Per tant hem hagut d’anar a les funcionalitats base del nostre SIG, en aquest cas el GeoMedia, per generar un procés iteratiu i convergent de modificació de la zona d’influència fins que el nombre d’habitants continguts a la zona, coincideixi amb la capacitat de servei del centre estudiat.

Anem a veure-ho per un cas concret que coneixem. Suposem que volem estudiar la implantació de les Escoles Bressol Municipal a la ciutat de Mataró, recordem la situació dels centres en la figura 1.

Fig 1. Situació de les Escoles Bressol Municipals a la ciutat de Mataró.

Ja que els usuaris de les Escoles Bressol són nens entre 0 i 2 anys, el que s’ha de fer és preparar una segmentació de la població total que només tingui en compte aquesta franja d’edat, i també s’ha d’escollir si ho agreguem per Illes, parcel·les o portals. Utilitzarem el recurs basat en Visual Basic que ja vam explicar, la interfície seria la de la figura 2.

Fig 2. Escollim els habitants entre 0 i 2 anys agrupats per Illes.

Això vol dir exactament que tenim associat a cada illa de cases el nombre de nens entre 0 i 2 anys que hi ha empadronats en algun habitatge de l’illa. Ens cal també tenir associat a cada entitat Escola Bressol el nombre màxim de nens que pot acollir. A partir d’aquestes dues dades podem iniciar el procés de càlcul pròpiament dit. Cal tenir en compte que l’àrea d’influència resultant serà, probablement, diferent per a cada entitat ja que dependrà tant de la capacitat del centre com de la densitat que hi hagi a les illes del voltant de cada centre de nens entre 0 i 2 anys.

Fixem-nos en la interfície de càlcul de les Àrees d’Influència de la figura 3, aquí podem veure el formulari que s’ha d’omplir per iniciar el càlcul.

Fig 3. Interfície per generar les Àrees d’Influència

Els camps més importants són:

Tipus d’agregació: ILLES [podrien ser també Parcel·les o Portals]
Entitat Base: Escoles Bressol [a partir de les quals generem les Àrees d’Influència]
Paràmetre del Radi Incial: 400 [valor associal al radi de les Zones d’Influència incials]
Cobertura: 100% [si volem que Tota la població del rang tingui Escola Bressol, o només una part, en aquest cas aquest valor seria de menys del 100%]
Possibilitat de comptar els habitants que no estàn a cap zona: Sí
Possibilitat de fer un mapa temàtic de la població no inclosa: No
Treballar per Trams: No [Possibilitat d’agafar Zones d’Influència Circulars o a partir del Graf de Trams de Carrer]

Si premem el botó de ‘Calcular l’Àrea d’Influència’ obtenim el que surt a la figura 4.

Fig4. Àrees d’Influència de les EB Municipals

A l’anterior figura es pot veure l’Àrea d’Influència de cada Escola Bressol Muncipal on s’ha aproximat la població entre 0 i 2 anys de cada zona i la disponibilitat de places de cada centre. Encara que no es vegi a la figura 4, s’ha calculat igualment el  nombre de nens d’aquestes edats que queda fora del conjunt d’àrees, que és per a tota la ciutat de 1972. Cal pensar també que segons la mena d’agregació que es faci l’aproximació entre la xifra del recompte de nens dins de la zona i la del nombre de places serà més o menys propera, si comptem per illes l’error que es pot cometre és molt més gran que si comptem per parcel·les o portals, ja que a l’incloure o no una illa el nombre d’habitants de la zona canvia molt bruscament.

També hi ha la possibilitat de fer un mapa temàtic de tota aquesta població que queda fora, d’aquesta manera les illes més fosques són les que tenen més nens ‘exclosos’ en la situació actual de les Escoles Bressol Municipals i considerant una cobertura del 100%. Vegeu la figura 5.

Fig 5. Àrees d’Influència de les EB Municipals, amb mapa temàtic per illes de la població exclosa

Es imporant pensar que el que s’ha vist per les Escoles Bressol Municipals, es pot generalitzar a qualsevol grup d’entitats que ofereixin un servei determinat i de les que coneixem la seva capacitat en el servei, per exemple els Centres d’Assistència Primària, els Centres Cívics, les institucions socio-sanitàries, etc.

En un cop d’ull, si mirem per exemple la figura 5 podem saber a quins llocs de la ciutat seria més interessant que hi hagués un nou centre o a on no caldria que n’hi hagués un d’existent. L’eina permet fer simulacions modificant la ubicació i la capacitat d’un centre en concret observant com varien el nombre i distribució de la població no inclosa.

Igualment tot el que s’ha fet per les Àrees d’Influència circulars, a vista d’ocell, es pot fer també per les Àrees d’Influència seguint el Graf de Trams de Carrers, considerant els trajectes del vianants i donant una imatge més real de la capacitat d’accedir a un determinat servei.  Però això ja ho comentarem més endavant.

Nou concepte de Zones d’Influència lligat als desplaçaments de la població

 

Tots els Sistemes d’Informació Geogràfica (SIG) tenen el concepte de Zona d’Influència, normalment anomenat ‘buffer’, que consisteix en agafar una classe d’entitat (taula d’entitats) i generar en el seu entorn una àrea que amplia la frontera de les entitats una certa distància i respon a la idea de zona d’influència o zona de proximitat o de veïnatge.

Per tant si la classe d’entitat de la que volem definir el ‘buffer’ és una àrea, tal com hem dit, el seu ‘buffer’ és una altra àrea que comprèn l’entitat i té més o menys la mateixa forma, però si la classe d’entitat és lineal el seu ‘buffer’ és una àrea de tipus rectangular que pot estar arrodonida en els extrems  i si la classe d’entitat és puntual el seu ‘buffer’ és una àrea de tipus circular.

Un paràmetre característic de les zones d’influència és el ‘radi’ o distància, en realitat el concepte més adequat és el de distància ja que ens indica a quina distància de l’entitat base es troba el límit de la seva zona d’influència, però que en el cas d’entitats  puntuals, com que la zona d’influència és circular, sí que coincideix amb el radi d’aquest cercle.

Fig 1: Zones d’Influència sobre les Zones Verdes a una distància de 50 m.

A la figura 1 podem veure un exemple de les zones d’influència sobre entitats tipus àrea, com és el cas de les zones verdes accessibles de la ciutat de Mataró, en aquest cas s’ha considerat una distància fixa de 50 metres. Això podria tenir un sentit de comptar , per exemple, quants ciutadans viuen a menys de 50 metres d’una zona verda.

Un altre cas molt comú d’utilització de les zones d’influència seria veure quants ciutadans estan a més d’una determinada distància d’un centre proveïdor de serveis, com un Centre d’Assistència Primària (CAP) o un centre docent o un centre cívic, en aquest cas són molt útils els ‘buffers’ a l’entorn d’aquestes entitats, que normalment són representades com a entitats puntuals i per tant les seves zones d’influència seran circulars. Això ho podem veure a la figura 2 pel cas d’Escoles Bressol Municipals de la ciutat de Mataró.

Fig 2: Zones d’Influència a l’entorn de Escoles Bressol Municipals a 250 m

En aquesta figura es veuen els típics cercles que corresponen a les zones d’influència de les entitats puntuals i que podrien servir, tal com hem dit, per veure quanta població està a menys de 250 metres d’una Escola Bressol Municipal i quanta a més, per exemple.

Aquesta característica de dibuixar ‘buffers’ a l’entorn d’entitats és molt utilitzada en SIG quan es volen fer operacions espacials, com ara unió, intersecció, combinacions analítiques, agregacions etc. En el cas de les Escoles Bressol, es pot fer una agregació de tota la població (o dels infants entre 0 i 2 anys) que hi ha  dins de cada zona d’influència a partir de les dades que tenim prèviament agrupades per Illes de cases, parcel·les o portals, tal com s’ha descrit en un altre ‘post’ en aquest mateix bloc, indicant que es sumen tots els habitants que pertanyen a les entitats (siguin aquestes Illes, parcel·les o portals) que estan contingudes dins de la zona d’influència corresponent.

De totes maneres, en totes les operacions que tenen a veure amb la població i amb els seus desplaçaments per la ciutat, aquesta mesura de la proximitat directe que ens proporciona el ‘buffer’ dels SIG no sempre ens és útil, ja que si volem dir ‘nens que hi ha a menys de 250 m de l’Escola Bressol’ aquest concepte de ‘buffer’ ens mostra els nens que viuen  a menys de 250 m, però en línia recta, ja que és el radi de la zona d’influència. El que seria més real seria indicar els nens que hi ha a 250 m seguint la xarxa de carrers, comptant que els nens aniran a l’escola circulant pel carrer. També seria útil considerar en comptes de distància, el seu equivalent en temps, nens que hi ha a menys de 5 minuts del centre, i en aquest cas tenint en compte les facilitats o inconvenients que presenten els carrers, pendents, obstacles ,escales etc.

Això ens ha de portar a definir una nova zona d’influència lligada a la xarxa de trams de carrer (anomenem tram el segment de carrer entre cruïlla i cruïlla). En primer lloc considerarem la xarxa com a una entitat lineal arborescent que creix a partir de l’entitat puntual origen (en aquest cas serien les Escoles Bressol). Vegeu la figura 3

Fig 3. Graf de Trams de Carrer a partir de les Escoles Bressol fins a 250 m de distància

Efectivament  a la figura es poden veure els recorreguts a partir de l’entitat origen que faria un vianant anant en qualsevol direcció (sense passar dues vegades pel mateix lloc) i recorrent un màxim de 250 metres. Com es pot veure els possibles recorreguts depenen de la morfologia de la xarxa de carrers en cada lloc de la ciutat, a part de la pròpia distància a recòrrer. En aquest cas el sentit de distància és molt més real que considerant les zones d’influència clàssiques amb distància a vista d’ocell.

Com que volem tenir una zona d’influència amb les mateixes característiques que la definida de forma clàssica, hem de convertir aquest conjunt de trams en un àrea, agafant precisament un ‘buffer’ sobre aquesta entitat lineal (abans hem hagut de convertir el conjunt de trams en una entitat lineal única)

Fig 4. Zones d’Influència sobre el Graf de Trams de Carrer, distància 250 m

A la figura 4 es pot veure l’efecte d’agafar un ‘buffer’ sobre cada conjunt de trams desplegats a 250 m de la seva entitat origen. Aquest ‘buffer’ s’agafa a 20 m de les línies del graf de trams.

D’aquesta manera es poden continuar aplicant les operacions espacials que ens calguin pels nostres càlculs com si fossin àrees circulars, però amb l’avantatge d’uns resultats molt més realistes quan treballem amb població i distàncies.

 

Segmentació de la Població

 

Tal com vam veure en un ‘post’ anterior sobre les agregacions de la població de la ciutat, utilitzant la base de dades del Padró Municipal d’Habitants es pot localitzar la població segons la Illa de cases on es viu, segons la parcel·la o segons el portal on hi ha el seu domicili.

Aquesta manera de geolocalitzar pot ser molt útil per mesures o consultes en les quals interessi veure on hi ha més gent o on n’hi ha menys. Però, anant més enllà, pot caldre també discernir sobre quin tipus de població hi ha, segons característiques que estiguin reflectides en el Padró, aquestes característiques són: la data de naixement, el gènere, els estudis, el lloc de procedència , la nacionalitat, i totes les  declarades per cada ciutadà a   l’empadronar-se a la ciutat.

Aquestes propietats, juntes, combinades o separades poden determinar segmentacions de la població en cada una de les agregacions per lloc de què parlàvem abans.

En un anterior exemple sobre les Escoles Bressol Municipal, el segment de població que interessava geolocalitzar era el de nens entre 0 i 2 anys. Anem a veure una interfície del plug-in construït en VB per treballar sobre el SIG  GeoMedia que permet fer aquestes segmentacions.

 

Fig 1. Interfície per fer la Segmentació i l’Agregació dels habitants

A la figura 1 podem veure a la pestanya de l’ edat uns camps on indicar el marge inferior i el marge superior de l’edat que estem cercant, i amb dues possibilitats de comptabilitzar-ho,  estrictament si compleix anys a la data indicada, o en sentit ampli, la persona té X anys fins que no en compleixi  X+1. A la part superior del formulari es pot veure el mètode d’agregació que s’utilitzarà que en aquest cas és el de les Illes.

Aquestes dades de franges d’edat es podrien combinar amb el gènere i el nivell d’estudis o qualsevol altre propietat. Per exemple si el segment que cerquem és el d’homes entre 50 i 60 anys que tinguin estudis universitaris a nivell de llicenciatura, s’haurien de posar els paràmetres a les pestanyes corresponents com es pot veure a les figures 2, 3 i 4.

Fig 2: Marge d’edat
Fig 3: Gènere
Fig 4: Estudis

També s’observa a la figura 4, que en el formulari cal marcar tots els criteris pels quals es farà la cerca, abans de generar la taula,  a més a més cal posar els paràmetres corresponents a cada una de les pestanyes que siguin necessaris per a cada cas.

En resum, com a eina necessària en els estudis de població basats en les dades del Padró Municipal d’Habitants, presentem aquest recurs que permet de generar taules per entitats agregades,  escollides segons els segments de població que ens interessin i que permetin les dades, presentant sempre dades agregades i mai personalitzades.

 

WFS: Interactuació amb mapes.

Descripció.

La necessitat de transferir cartografia per Internet ha sigut, i encara és, un problema difícil. La cartografia digital conté un gran volum de dades d’informació, i enviar aquestes quantitats de megabytes per Internet és una tasca pesada, i lenta.

És per això que es va començar a treballar amb WFS, sigles de “Web Feature Service”, que és un servei estàndard que ofereix una interfície que permet sol·licituds de comunicació, permetent interactuar amb mapes WMS (Web Map Service).

A través d’una URL, es pot accedir a les dades cartogràfiques que s’hagin publicat a la taula WFS, i fer consultes específiques, més endavant es mostra un exemple.

Per realitzar aquestes operacions s’utilitza el llenguatge GML, que deriva de XML,  és l’estàndard a través del qual es transmeten les comandes WFS.

Un cop s’ha fet la publicació de la taula WFS i es té la URL que apunta a ella, es poden veure les dades en alguns SIG (Sistemes d’Informació Geogràfica) que permetin el tractament d’aquest tipus de dades, en aquest cas al Geomedia.

En aquest cas, s’ha decidit a utilitzar la taula de trajectes i proximitat a les tres escoles bressol més properes.

Com fer la publicació?

Primerament, des del servidor on està instal·lat el GeoMediaWebMap Professional, s’obre el Server Configuration Utility i es crea un nou servei amb el botó “Add”.

Creació del servei.

El següent pas és seleccionar l’opció Manipulate Feature Web Service.

Es deixen els valors per defecte i es va prement “Next”, s’haurà d’introduir un nom pel WFS.

Nom del servei.

Quan es demani el tipus de base de dades, introduir Microsoft Access. La resta es deixa per defecte, i es finalitza, el servei s’ha creat.

En aquest punt, s’obre el Geomedia i es carrega el mapa que es vol publicar, s’obre el “GeomediaWebMap Publisher Administrator”.

Configurant el Geomedia.

Es selecciona el servei que s’acaba de crear i apareixerà una barra amb botons. Polsar sobre el cinqué botó “PublishandPopulatetheGeoWorkspace”, i seleccionar la primera opció “PublishtheGeoWorkspace contents to theMetaData”. Es selecciona “Sí”.

Botó “settings”.

Es selecciona el segon botó, “settings”. Aquí s’ha de seleccionar l’arxiu .csf que conté el sistema de coordenades. Després es prem l’últim botó per tancar el menú.

En aquest punt només queda inicialitzar el servei, per fer-ho, es torna al Publisher Server Configuration Utility, es selecciona el servei que s’ha creat i es prem “Initialize”.

Servei inicialitzat.

Provar el servei des del navegador introduint l següent línia de comanda:

http://geoportalccu.tecnocampus.cat/ProvaWFS/request.aspx?version=1.1.0&service=wfs&request=getcapabilities

Codi GML creat.

Interpretació gràfica del codi GML.

Veure així el codi no és interessant, el més interessant és veure-ho transformat en un mapa, al Geomedia per exemple, a continuació es veu com es pot configurar el geomedia per tal de veure la informació del servei WFS.

Primerament s’ha de crear una nova connexió, de tipus WFS, en aquest cas s’ha creat de WFS només lectura, per tal de que les dades no es puguin modificar.

Nova connexió.

S’ha d’introduir la URL abans esmentada, i s’accepta.

Un cop creada la connexió, ja es poden mostrar les seves entrades des de la llegenda.

Ventana de mapa del Geomedia amb les dades.

Entitats agregades de Població

 

Hem vist en anteriors entrades que al final de qualsevol càlcul de proximitat en un sentit o en altre (comptar entitats), arribàvem a veure la població afectada agrupada per illes de cases, cosa que permetia, mitjançant un mapa temàtic, veure les illes on hi havia més o menys gent, que en el cas dels càlculs de proximitat ens  portava a estudiar  les illes que es trobaven a més distància d’un determinat centre o que no en tenien cap a una distància determinada.

Es pot dir que aquesta relació amb la població és el motiu final de molts càlculs i simulacions, ja que la població, en darrera instància és el subjecte principal de l’activitat de la gestió municipal.

Anem a veure una mica en detall com fem aquestes agrupacions dels habitants. L’eina base és el Padro Municipal d’Habitants. En un primer procés s’agafen totes les dades rellevants de la base de dades del Padró, i un cop despersonalitzades, s’inclouen en una taula única, que seria una imatge de la situació del Padró Municipal en un moment determinat, en una data determinada, per tant seria una fotografia que es queda obsoleta immediatament acabada de fer ja que el Padró va canviant en el temps constantment degut a les altes i baixes que es van produint de forma contínua.

Un aspecte important és com situar els habitants en el territori. Nosaltres fem les agregacions dels habitants de tres maneres: càlcul dels habitants que viuen en una  mateixa illa, càlcul dels habitants que viuen en una mateixa parcel·la, i càlcul dels habitants que viuen en el mateix ‘portal’.

Aquesta diferent forma de comptar els habitants correspon al nivell de resolució que ens cal, segons el tipus d’estudi que volem fer. Les illes de Mataró són de l’ordre de 600, les parcel·les, estaríem en unes 12.000 i els portals  (també anomenats números de policia) de l’ordre de 20.000. Per tenir una visió general, no massa precisa, les illes són suficients. Si volem calcular els habitants d’una zona arbitrària de la ciutat  afinarem molt més amb àrees molt més petites com ara les parcel·les, i amb els portals, que per definició no són àrees sinó punts, encara més. Seria com tenir una mateixa fotografia amb uns pixels molt grans (illes) o més petits (parcel·les i portals).

Com podem associar cada habitant amb una illa, una parcel·la o un portal?  D’entrada hem dit que tenim tots els habitants en una única taula, cada fila de la taula és una persona i tant tindrem un total de tantes files com persones. Ara el que cal és un identificador de l’entitat amb la qual volem associar aquest habitant. Si parlem d’illes hi ha una forma única d’identificar cada illa amb un conjunt de tres codis INE (Instituto Nacional de Estadística) : codi de districte censal, i dins de cada districte codi de secció censal i dins de cada secció codi d’illa, tots tres són codis numèrics, i el conjunt de tots tres codis constitueix un identificador únic per una illa de la ciutat de Mataró, el format sol ser D-S-I (districte-secció-illa) per exemple: 5-2-4 que vol dir la illa 4 de la secció 2 del districte 5. Com que cada registre (fila) de la taula tindrà el seu codi D-S-I podrem sumar tots els habitants que tenen un mateix codi, per exemple pel codi 5-2-4 podríem dir que hi ha 235 habitants i així podríem fer una nova taula de dues columnes en la primera tindríem tots els codis d’illa i en la segona els habitants que podem comptar de cada codi. Aquesta seria una primera forma d’agregació dels habitants.

Codificació INE per les Illes: Districte-Secció-Illa
Taula d’agregacions d’habitants per Illa

De la mateixa manera podem tenir en cada registre de la taula general del Padró un identificador únic per la parcel·la que en aquest cas s’anomena codi UTM o Referència Cadastral [set caracters numèrics], aquest codi no existeix per les parcel·les dins de les zones rurals i en aquest cas és substituït per un altre codi que s’anomena CODI_GIS[ nou caracters numèrics]

Codificació per les parcel·les urbanes codi UTM

De la mateixa manera que hem fet la taula d’agregacions per les illes ho faríem per les parcel·les

Agregacions dels habitants per parcel·la

Tal com es pot veure el nombre d’habitants per parcel·la és molt menor que en el cas de les illes, però clar depèn de l’edificació en vertical que hi hagi.

L’agregació per portals o números de policia la faríem en base a un codi que es genera directament de l’adreça postal. El codi NP estaria format per codiCarrer+NumCasa+Lletra, corresponent a cinc caracters numèrics pel codi de carrer, tres pel número de casa, i un per la lletra que si no n’hi ha, que és el normal, es posa una x.

Numeros de Carrer. Codificació CodiCarrer.NumCarrer.Lletra

Com podem veure són els números de carrer que es correspondran amb els portals de les cases i/o les escales. Podem fer l’agregació igual que s’ha fet per les Illes i les parcel·les.

Agregació d’habitants per portal

En resum, d’aquesta manera podem construir les agregacions d’habitants segons la unitat de referència geogràfica que agafem.

Aquesta georeferenciació agregada dels habitants de la ciutat ens pot permetre fer estudis de densitat de població per barris o per àrees concretes de la ciutat, també per carrers, vies i eixos i preveure necessitats de serveis a la població.