Entrades classificades amb: Mòdul

Desarrollo de una aplicación web basada en el módulo ZI_GTC

En este post se trata el proceso de creación de una aplicación web que está basada en el módulo “Càlcul de Zona d’Influència (Graf de Trams de Carrer)” (ZI_GTC) para QGIS. El trabajo realizado por Ignasi Argemí Puig y Josep López Xarbau en la adaptación web del módulo CTE ha servido como base teórico-práctica para el desarrollo de la nueva aplicación. Para obtener más información sobre esta otra aplicación se puede consultar el post “Desenvolupament d’un mòdul en un entorn web”.

Debido a que con el módulo CTE se había conseguido un resultado satisfactorio, el equipo del CCU decidió utilizarlo como punto de partida para poder desarrollar nuevos plugins cuya funcionalidad fuese relativamente fácil de portear al entorno web.

El objetivo del ZI_GTC es calcular la zona de influencia (en distancia o en tiempo) de las entidades que el usuario desee con una dispersión que se adapta a la forma del grafo que conforman todas las calles Mataró.

Estructura interna

La estructura del programa y el diagrama de flujo de la transmisión de información es exactamente igual a la del CTE (Fig 1).

Fig 1. Diagrama de flujo de la transmisión de información (Fuente: Ignasi Argemí Puig)

En el front-end estarán el HTML y CSS, los cuales se encargan de la estructura y el estilo de la página web; mientras que el funcionamiento interno de la página en el cliente estará gestionado por Javascript y AJAX que, además, serán los encargados de realizar las peticiones al servidor web cuando sea necesario.

En el back-end está el servidor web en el cual se almacena la página web y que se comunica con un PHP que se conecta con el servidor de datos de Postgres en el cual está la base de datos del CCU. Finalmente, para poder devolver el resultado al front-end se utiliza un formato de intercambio de datos que deriva JSON: GeoJSON.

Desarrollo

Se comenzó a trabajar sobre una copia de la aplicación del CTE y lo primero que se hizo fue modificar el HTML para dotarlo de los campos necesarios que necesitaba el ZI_GTC (Fig 2) e ir empezando a hacer pruebas conceptuales. Se tuvo en cuenta el diseño de la interface del CTE para que hubiera una coherencia estética entre ellos.

Fig 2. Apariencia del formulario de la aplicación

Se optó por hacer una versión reducida del plugin de QGIS (Fig 3). Una de las funcionalidades importantes que se ha decidido omitir es la que implica el método de trabajo con la población. Esta decisión tiene que ver con la complicación que supondría tener que pedirle al usuario una “Taula Resum”, las cuales a día de hoy sólo se generan en QGIS.

Fig 3. Módulo ZI_GTC de QGIS

El siguiente paso fue adaptar el Javascript a la nueva funcionalidad, es decir, se introdujo la gestión de la información (enviada y recibida) y la lógica interna de la selección de un coste u otro para después poder lanzarle la información a PHP. En un primer momento quedó pendiente resolver la recepción del GeoJSON ya que no se tenía muy claro cómo se llevaría a cabo en el caso de este plugin.

Finalmente se tradujo la funcionalidad básica del módulo de QGIS a PHP, el cual estaba escrito en Python. La mayor parte del trabajo estaba hecho ya que el módulo ZI_GTC trabaja realizando operaciones sobre el servidor. Sin embargo, puesto que no se tenían conocimientos previos de PHP, esta parte supuso un reto debido a determinados cambios de sintaxis, del planteamineto y la dificultad añadida que supone debugar en PHP. Fue necesario modificar varias consultas SQL y hacer un procedimiento específico para poder enviarle el GeoJSON de vuelta al Javascript. El siguiente paso fue volver a editar el Javascript para interpretar el GeoJSON y representarlo el resultado en pantalla.

Fig 4. Ejemplo de resultado del ZI_GTC web tras calcular el área de influencia de 150m de los IES de Mataró

Llegados a este punto la aplicación estaba prácticamente terminada. En un primer momento el resultado mostrado en pantalla no tenía la forma deseada a pesar de mostrar las zonas correctas. Este error (fundamentalmente visual) se debía a una consulta SQL que fue necesario localizar y modificar.

Para terminar, se añadieron marcadores a cada una de las zonas para que el usuario pudiera consultar su nombre con un simple click (Fig 5).

Fig 5. Ejemplo de resultado del ZI_GTC web, mostrando el nombre de una entidad.

Publicación

La aplicación ya se encuentra disponible en Internet. Se puede probar en http://geoportalccu.tecnocampus.cat/ZI_GTC/ZI_GTC.html, preferiblemente utilizando Google Chrome o Mozilla Firefox.

Implementación de las funcionalidades QGIS3 para realizar el cálculo local en el módulo CTE

En este post se mostrará el proceso de implementación de las nuevas funcionalidades que trae consigo la versión 3 de QGIS, las cuales permiten realizar operaciones complejas ejecutando simplemente un algoritmo. En este caso, se tomará como ejemplo el módulo CTE. Este módulo permite obtener los trayectos o caminos entre una dirección de Mataró y las N entidades más próximas.

Utilización manual de los algoritmos

En primer lugar, se debe habilitar el paquete de “Processing” en el caso de que no esté activado. Para ello se deberá ir a “Complementos” -> “Administrar e instalar complementos…” (Fig. 1).

Fig 1. Habilitar paquete “Processing”.

Tras haberlo habilitado aparecerá una nueva pestaña llamada “Procesos”, en la cual se deberá seleccionar “Caja de herramientas” para que se muestren en pantalla todos los algoritmos disponibles. Dicho elemento aparecerá en una barra lateral dentro de QGIS.

A continuación se debe probar si el algoritmo que se utilizará genera el resultado deseado. En el caso del CTE, el algoritmo que potencialmente puede interesarnos es el denominado “Ruta más corta (punto a capa)”, el cual se encuentra en la sección de análisis de redes (Fig. 2).

Fig 2. Caja de herramientas de procesos.

Dicho algoritmo necesita la capa vectorial que representa la red (en nuestro caso SegmentsXarxaCarrers), un punto de inicio y una capa vectorial con los puntos finales. Para realizar las pruebas se utilizarán (de forma totalmente arbitraria) un punto cualquiera del mapa de Mataró como punto de inicio y los IES como puntos finales. Por tanto, se deberán cargar en QGIS tanto SegmentsXarxaCarrers como los IES (Fig. 3).

Fig 3. Importación de los IES y SegmentsXarxaCarrers.

Abrimos el algoritmo, seleccionamos nuestra red, punto de inicio, puntos finales y el resto de los valores los dejaremos por defecto (Fig. 4). Acto seguido, ejecutamos.

Fig 4. Algoritmo “Ruta más corta (punto a capa)”.

Una vez haya finalizado la ejecución el algoritmo, se añadirá automáticamente el resultado a la leyenda (Fig. 5). Desde el punto arbitrario que se ha escogido en este caso particular el resultado sería el siguiente, en el cual se puede apreciar que produce el resultado deseado (buscar la ruta más corta a cada entidad).

Fig 5. Resultado del algoritmo (rutas más cortas).

Inclusión de los algoritmos en el código

Para poder utilizar los algoritmos proporcionados por QGIS e incluirlos en el módulo, será necesario realizar un “import processing” en el código para poder ejecutar la función “processing.run()”, la cual se encargará de ejecutar el algoritmo deseado. Dentro de esta función se le deberá indicar el ID del algoritmo que se vaya a utilizar y los parámetros que se le pasarán.

Para saber cuál es el ID del algoritmo, simplemente con poner el cursor sobre él nos aparecerá su nombre (Fig. 6).

Fig 6. ID del algoritmo.

Por otra parte, para saber qué tipos admite cada uno de los parámetros (y más información sobre el funcionamiento general del algoritmo) podemos usar la consola de QGIS e introducir el comando “processing.algorithmHelp(“native:shortestpathpointtolayer”)”.

En este módulo se ha querido preservar el cálculo que se realiza en el servidor mediante consultas SQL. Para poder mantener ambas opciones se ha optado simplemente por añadir un checkbox el cual propiciará que el módulo se ejecute en local si se ha marcado y, contrariamente, se ejecutará en el servidor cuando esté desmarcado (Fig. 7).

Fig 7. Checkbox de cálculo local en el módulo CTE.

Por tanto, en el código del módulo se ha escrito la siguiente función, la cual se encarga de ejecutar el algoritmo.

def calculo_Local(self,network_lyr,start_point,end_lyr):
    parameters={'INPUT':network_lyr,
                'STRATEGY':0,
                'DIRECTION_FIELD:'',
                'VALUE_FORWARD:'',
                'VALUE_BACKWARD:'',
                'VALUE_BOTH:'',
                'DEFAULT_DIRECTION':2,
                'SPEED_FIELD':'',
                'DEFAULT_SPEED':1,
                'TOLERANCE':0,
                'START_POINT':start_point,
                'END_POINTS':end_layer,
                'OUTPUT':'memory:'}
    return.processing.run('native:shortestpathpointtolayer',parameters)

A esta función se le pasan los siguientes parámetros:

  • network_lyr: es la capa vectorial que representa la red.
  • start_point: es el punto de inicio elegido por el usuario, es decir, la dirección que haya introducido.
  • end_lyr: es la capa vectorial que representa los puntos finales, es decir, las entidades que haya elegido el usuario.

El resto de parámetros son los que anteriormente se usaban por defecto y, teniendo en cuenta el uso que tiene este algoritmo en el módulo, nos interesa que sean esos valores fijos.

En el módulo CTE lo que se busca es mostrarle al usuario los N caminos más cortos, siendo N un número definido por el propio usuario. El algoritmo genera las rutas más cortas de todas las entidades por lo que, tras haber utilizado el algoritmo, se deberá realizar un filtrado de los caminos que tengan un menor coste según el número de entidades establecido por el usuario.

A partir de este punto, se representará el resultado utilizando el mismo código empleado cuando se realiza el cálculo en el servidor.

Cálculo por distancia/tiempo

El algoritmo utilizado, “Ruta más corta (punto a capa)”, puede funcionar definiendo el coste por distancia o por tiempo. Para realizar el cálculo utilizando la distancia lo que hará es comparar la longitud de los segmentos, mientras que por tiempo tomará el valor que le indiquemos de un campo en concreto o bien asignará una velocidad predeterminada.

En el caso del módulo CTE no representa ningún problema realizar el cálculo por distancia. Sin embargo, si se quisiera hacer el cálculo por tiempo, en la base de datos está definido un coste distinto dependiendo del sentido debido a que no se tarda el mismo tiempo en subir una pendiente que en bajarla. Desafortunadamente, este algoritmo está pensado para asignar una única velocidad para cada segmento sin tener en cuenta el sentido. Por tanto, todo lo que se ha descrito previamente sólo sirve para el caso de la distancia ya que en la actualidad este algoritmo no soporta esta dualidad de velocidades.

Diferencias rendimiento (ventajas/inconvenientes)

Las diferencias de rendimiento entre el cálculo en el servidor y la nueva opción de cálculo local varían en función de lo concurrido que esté el servidor en ese momento y del ordenador del cliente.

A continuación se muestra el tiempo que ha tardado el módulo en calcular cada uno de los destinos en servidor y local en unas pruebas de testeo.

Fig 8. Resultados del testeo. Eje X: puntos finales. Eje Y: tiempo de ejecución.

Tal y como se puede apreciar en el gráfico (Fig. 8), en el caso del cálculo en el servidor el tiempo de proceso aumenta de forma proporcional a la cantidad de entidades de destino que tiene que calcular. Por otra parte, el tiempo que tarda el cálculo local es sumamente sólido, siendo prácticamente una constante. Se tarda el mismo tiempo en calcular 4 destinos (CasalsAvisOficial) que 144 (ParadesBus).

Debido a que el cálculo local presenta una duración más estable, que de media tarda 5 segundos (mientras que el cálculo en el servidor tarda de media 7,9 segundos) y que libera carga en el servidor, esta nueva forma de realizar los cálculos representa una mejora en el módulo CTE y, por norma general, al usuario le interesará ejecutar este módulo marcando el cálculo local.

 

Cálculo en el servidor de los caminos más cortos en el módulo CTE

En este post se explicará cómo se realiza el cálculo en el servidor en el módulo CTE, el cual permite obtener los trayectos o caminos entre una dirección de Mataró y las N entidades más próximas.

Este cálculo se divide en 2 fases: cálculo de los caminos más cortos y la selección de los segmentos finales. Esto es debido a que la función pgr_withPointsKSP  (la cual se utiliza para calcular los caminos más cortos) tiene asociado el problema de que devuelve los caminos del grafo de nodo a nodo, no teniendo en cuenta que en la mayor parte de los casos tanto el punto de inicio como los finales estarán situados en un punto intermedio de un segmento (una arista). Para obtener más información sobre este tema se puede consultar el post “Cobertura mitjançant el graf de trams de carrers (GTC)” de Josep López Xarbau.

Cálculo de los caminos más cortos

En esta primera fase se utiliza la función de PGRouting, pgr_withPointsKSP. Esta función busca los N caminos más cortos utilizando el algoritmo de Yen.

Todo el código que se presentará a continuación pertenece al módulo CTE, el cual está programado en Python y se comunica con la base de datos de Postgres.

En primer lugar lo que nos interesa realizar es unir todos los puntos involucrados (tanto los de destino como el de origen) en una misma tabla para poder prepararlos para la función pgr_withPointsKSP.

De este modo, primero se borra y se crea una nueva tabla para guardar dichos puntos.

drop = 'DROP TABLE IF EXISTS NecessaryPoints_'+Fitxer+';'
try:
    cur.execute(drop)
    conn.commit()
except:
    print ("DROP TABLE ERROR 1")
create = 'CREATE TABLE NecessaryPoints_'+Fitxer+' (\n'
create += "\tpid serial primary key,\n"
create += "\tthe_geom geometry,\n"
create += "\tentitatID int8,\n"
create += "\tedge_id BIGINT,\n"
create += "\tfraction FLOAT,\n"
create += "\tnewPoint geometry);"
try:
    cur.execute(create)
    conn.commit()
except:
    print ("CREATE TABLE NecessaryPoints ERROR")

Acto seguido, se añaden los puntos a la tabla.

insert = 'INSERT INTO NecessaryPoints_'+Fitxer
insert += ' (entitatID,the_geom) (SELECT 0, ST_Centroid("geom") the_geom from "dintreilla"'
insert += ' WHERE "Carrer_Num_Bis" = \''+CNB+'\');\n'

insert += 'INSERT INTO NecessaryPoints_'+Fitxer
insert += ' (entitatID, the_geom) (SELECT "id", ST_Centroid("geom") the_geom FROM"'
insert += self.dlg.comboCapaDesti.currentText() + '" ORDER BY "id");'
try:
    cur.execute(insert)
    conn.commit()
except:
    print ("Insert Points NecessaryPoints ERROR")

Después se añade el id del tramo más próximo a cada punto, los puntos proyectados sobre el grafo y la fracción de segmento en la que se encuentran.

update = 'UPDATE NecessaryPoints_'+Fitxer
update += ' SET "edge_id"=tram_proper."tram_id"'
update += ' FROM (SELECT distinct on(Poi."pid") Poi."pid" AS Punt_id,Sg."id" AS Tram_id,'
update += ' ST_Distance(Sg."the_geom",Poi."the_geom") AS dist '
update += 'FROM "Xarxa_Prova" as Sg,NecessaryPoints_'+Fitxer+' AS Poi '
update += 'ORDER BY Poi."pid",ST_Distance(Sg."the_geom",Poi."the_geom"),Sg."id") tram_proper'
update += ' WHERE NecessaryPoints_'+Fitxer+'."pid"=tram_proper."punt_id";\n'

update += 'UPDATE NecessaryPoints_'+Fitxer
update += ' SET fraction = ST_LineLocatePoint(e.the_geom, NecessaryPoints_'+Fitxer+'.the_geom),'
update += 'newPoint = ST_LineInterpolatePoint(e."the_geom",'
update += ' ST_LineLocatePoint(e."the_geom", NecessaryPoints_'+Fitxer+'."the_geom"))'
update += ' FROM "Xarxa_Prova" AS e WHERE NecessaryPoints_'+Fitxer+'."edge_id" = e."id";\n'
try:
    cur.execute(update)
    conn.commit()
except:
    print ("Update Points NecessaryPoints ERROR")

Ahora ya está todo preparado para poder realizar el cálculo. Se hace una consulta para poder generar una sentencia SQL que haga la búsqueda de todos los caminos más cortos a todos los puntos necesarios y después se añaden a una tabla llamada “Resultat”.

select = 'select * from NecessaryPoints_'+Fitxer+' order by pid'
cur.execute(select)
vec = cur.fetchall() 
create = 'create local temp table "Resultat" as SELECT * FROM (\n'
for x in range (0,len(vec)):
    if x < len(vec) and x >= 2:
        create += 'UNION\n'
    if x != 0:
        if vec[x][4] == 1.0 or vec[x][4] == 0.0:
            create +='select '+ str(x) +' AS routeID,'+ str(vec[x][2])
            create +=' AS entitatID, * FROM pgr_withPointsKSP'
            create +='(\'SELECT id, source, target, cost, reverse_cost '
            create +='FROM "Xarxa_Prova" ORDER BY id\','
            create +='\'SELECT pid, edge_id, fraction FROM NecessaryPoints_'
            create +=Fitxer+'\',-1,' + str(vec[x][2])+',1)\n'
        else:
            create += 'select '+ str(x) +' AS routeID,'+ str(vec[x][2])
            create +=' AS entitatID, * FROM pgr_withPointsKSP'
            create +='(\'SELECT id, source, target, cost, reverse_cost '
            create +='FROM "Xarxa_Prova" ORDER BY id\','
            create +='\'SELECT pid, edge_id, fraction FROM NecessaryPoints_'
            create +=Fitxer+'\',-1,-' + str(vec[x][0]) +',1)\n'
create += ')QW ORDER BY routeID, seq;'

drop = 'DROP TABLE IF EXISTS "Resultat";'
try:
    cur.execute(drop)
    conn.commit()
except:
    print ("DROP TABLE ERROR 2")

try:
    cur.execute(create)
    conn.commit()
except:
    print ("CREATE TABLE Resultat global ERROR")

A continuación se deberá solucionar el problema que se ha comentado en la introducción del post, es decir, se seleccionarán los segmentos que son inicio y final para añadirlos al resultado final.

Selección de los segmentos finales

Lo primero que se debe hacer es borrar y crear la tabla “Segments finals”, en la cual figurarán todos los caminos posibles que son principio y/o final.

drop = "DROP TABLE IF EXISTS \"SegmentsFinals\";"
try:
    cur.execute(drop)
    conn.commit()
except:
    print ("DROP TABLE ERROR 1")

create = "CREATE local temp TABLE \"SegmentsFinals\" (\n"
create += "\trouteid int8,\n"
create += "\tedge int8,\n"
create += "\t\"edgeAnt\" int8,\n"
create += "\tfraction FLOAT,\n"
create += "\t\"ordreTram\" int8,\n"
create += "\t\"cutEdge\" geometry);"
try:
    cur.execute(create)
    conn.commit()
except:
    print ("CREATE TABLE SegmentsFinals ERROR")

Después se realiza una consulta que determinará qué segmentos son inicio y final.

select = 'SELECT routeid, node, edge FROM "Resultat" ORDER BY routeid, path_seq;'
try:
    cur.execute(select)
    vec = cur.fetchall()
    conn.commit()
except:
    print ("SELECT Resultat ERROR")

insert = ''
for x in range (len(vec)):
    if vec[x][1] < 0:
        if vec[x][1] != -1:
            insert +='INSERT INTO "SegmentsFinals" (routeid, edge, "edgeAnt", "ordreTram") '
            insert +='VALUES (' + str(vec[x][0]) + ', ' + str(vec[x-1][2]) + ', '
            insert +=str(vec[x-2][2]) + ', ' + str(2) +');\n'
        else:
            insert +='INSERT INTO "SegmentsFinals" (routeid, edge, "edgeAnt", "ordreTram") '
            insert +=VALUES (' + str(vec[x][0]) + ', ' + str(vec[x][2]) + ', '
            insert +=str(vec[x+1][2]) + ', ' + str(1) + ');\n'
try:
    cur.execute(insert)
    conn.commit()
except:
    print ("INSERT TABLE SegmentsFinals ERROR")

Se realiza un UPDATE para poder añadir la fracción de segmento en la cual se encuentra el punto.

select = 'SELECT routeid, edge, "ordreTram" FROM "SegmentsFinals" ORDER BY routeid, "ordreTram";'
try:
    cur.execute(select)
    vec = cur.fetchall()
    conn.commit()
except:
    print ("SELECT SegmentsFinals ERROR")

update = ''
for x in range(len(vec)):
    ruta = vec[x][0]
    edge = vec[x][1]
    ordre = vec[x][2]
    if ordre == 1:
        update +='UPDATE "SegmentsFinals" s SET fraction = n.fraction FROM NecessaryPoints_'
        update +=Fitxer+' n where n.edge_id = '+str(edge)+' AND s.edge ='+str(edge)
        update +=' AND s."ordreTram" = 1 AND s.routeid = '+str(ruta)+' AND n.entitatid = 0;\n'
    else:
        update +='UPDATE "SegmentsFinals" s SET fraction = n.fraction FROM NecessaryPoints_'
        update +=Fitxer+' n where n.edge_id = '+str(edge)+' AND s.edge ='+str(edge)
        update +=' AND s."ordreTram" = 2 and s.routeid = '+str(ruta)
        update +=' AND n.pid = '+str(ruta+1)+';\n'

try:
    cur.execute(update)
    conn.commit()
except:
    print ("UPDATE TABLE SegmentsFinals ERROR")

A continuación se realiza una consulta para escoger y añadir el trozo de tramo que corresponde a cada inicio y final. Posteriormente se hace un UPDATE del campo de geometría de la tabla “SegmentsFinals” con los tramos ya recortados.

select = 'SELECT * FROM "SegmentsFinals" ORDER BY routeid;'
try:
    cur.execute(select)
    vec = cur.fetchall()
    conn.commit()
except:
    print ("SELECT SegmentsFinals ERROR")
updateSegment = ''
for x in range(len(vec)):
    ordre = vec[x][4]
    fraction = vec[x][3]
    edgeAnt = vec[x][2]
    edge = vec[x][1]
    selectTouch ='SELECT ST_Touches((SELECT ST_Line_Substring("Xarxa_Prova"."the_geom",0,'
    selectTouch +=str(fraction)+') AS geom FROM "Xarxa_Prova" WHERE"id"='+str(edge)+'),'
    selectTouch +='(SELECT the_geom as geom FROM "Xarxa_Prova" WHERE "id"='+str(edgeAnt)+'));'
    try:
        cur.execute(selectTouch)
        resposta = cur.fetchall()
        conn.commit()
    except:
        print ("SELECT TOUCH ERROR")
    if edgeAnt != -1: 
        if resposta[0][0]:
            updateSegment +='UPDATE"SegmentsFinals" sf SET "cutEdge" = '
            updateSegment +='ST_Line_Substring(s."the_geom",0,'+str(fraction)+') '
            updateSegment +='FROM "Xarxa_Prova" s '
            updateSegmnet +='WHERE sf."edge"='+str(edge)+' AND s."id"='+str(edge)
            updateSegment +=' AND sf."routeid" = '+str(vec[x][0])+';\n'
        else:
            updateSegment +='UPDATE "SegmentsFinals" sf SET "cutEdge" = '
            updateSegment +='ST_Line_Substring(s."the_geom",'+str(fraction)+',1) '
            updateSegment +='FROM "Xarxa_Prova" s '
            updateSegment +='WHERE sf."edge"='+str(edge)+' and s."id"='+str(edge)
            updateSegment +=' and sf."routeid" = '+str(vec[x][0])+';\n'
    else:
        if ordre == 1:
            fractForward = vec[x+1][3]
        else:
            fractForward = vec[x-1][3]
        if fraction >= fractForward:
            updateSegment +='UPDATE "SegmentsFinals" sf SET "cutEdge" = '
            updateSegment +='ST_Line_Substring(s."the_geom",'+str(fractForward)+','
            updateSegment +=str(fraction)+') FROM "Xarxa_Prova" s '
            updateSegment +='WHERE sf."ordreTram" = '+ str(ordre)+' and sf."edge"='
            updateSegment +=str(edge)+' and s."id"='+str(edge)+' and sf."routeid" = '
            updateSegment +=str(vec[x][0])+';\n'
        else:
            updateSegment +='UPDATE "SegmentsFinals" sf SET "cutEdge" = '
            updateSegment +='ST_Line_Substring(s."the_geom",'+str(fraction)+','
            updateSegment +=str(fractForward)+') FROM "Xarxa_Prova" s '
            updateSegment +='WHERE sf."ordreTram" = '+ str(ordre)+' and sf."edge"='
            updateSegment +=str(edge)+' and s."id"='+str(edge)+' and sf."routeid" = '
            updateSegment +=str(vec[x][0])+';\n'

try:
    cur.execute(updateSegment)
    conn.commit()
except:
    print ("UPDATE TABLE SegmentsFinals Geometries ERROR")

Se añade y se actualiza el campo de geometría en la tabla “Resultat”.

alter = 'ALTER TABLE "Resultat" ADD COLUMN newEdge geometry;\n'
alter += 'UPDATE"Resultat" r SET newedge = s.the_geom FROM "Xarxa_Prova" s WHERE s.id = r.edge;'

try:
    cur.execute(alter)
    conn.commit()
except:
    print ("ALTER and UPDATE TABLE Resultat Geometries ERROR")

Acto seguido se actualizan los tramos recortados en la tabla “Resultat”.

update = 'UPDATE "Resultat" r SET newedge = s."cutEdge" FROM "SegmentsFinals" s '
update += 'WHERE s."routeid" = r.routeid AND s.edge = r.edge;'
try:
    cur.execute(update)
    conn.commit()
except:
    print ("ALTER and UPDATE TABLE Resultat Geometries ERROR")

Se seleccionan los N caminos más próximos a la dirección indicada en función del límite introducido por el usuario.

limit = self.getLimit()
select ='SELECT e."'+ nomCamp[0][0] +'" AS NomEntitat, r.agg_cost AS Cost, r.entitatID '
select +='FROM "Resultat" r JOIN "' + self.dlg.comboCapaDesti.currentText()
select += '" e ON r.entitatID = e.id WHERE r.edge = -1 ORDER BY 2 ASC limit ' + str(limit) + ';'
try:
    cur.execute(select)
    vec = cur.fetchall()
    conn.commit()
except:
    print ("SELECT resultats ERROR")

Finalmente se borrará y se creará una tabla para obtener todos los tramos para cada camino óptimo escogido y, al mismo tiempo, se añade la información obtenida en el SELECT anterior.

createTrams = 'DROP TABLE IF EXISTS "TramsNous_'+Fitxer+'";\n'
createTrams += 'CREATE TABLE "TramsNous_'+Fitxer+'" AS SELECT * FROM (\n' 
rowCount = self.dlg.taulaResultat.rowCount()
self.dlg.taulaResultat.setColumnCount(2)
self.dlg.taulaResultat.setHorizontalHeaderLabels(['Entitat', lbl_Cost])
if self.dlg.comboCost.currentText() == 'Distancia':
    rnd = 0
else:
    rnd = 1
for x in range (rowCount,len(vec)):
    self.dlg.taulaResultat.insertRow(x)
    self.dlg.taulaResultat.setItem(x, 0, QTableWidgetItem(str(vec[x][0])))
    self.dlg.taulaResultat.setItem(x, 1, QTableWidgetItem(str(round(vec[x][1],rnd))))
    if x < len(vec) and x >= 1:
        createTrams += 'UNION\n'

    createTrams +='SELECT entitatid, \'' + str(vec[x][0].replace("'","''"))
    createTrams +='\' AS "NomEntitatDesti" ,'+str(round(vec[x][1]))
    createTrams +=' AS agg_cost, ST_Union(newedge) AS the_geom from "Resultat" '
    createTrams +='WHERE entitatid = '+str(vec[x][2])+' GROUP BY entitatid\n'
createTrams += ")total ORDER BY agg_cost ASC;"
QApplication.processEvents()
try:
    cur.execute(createTrams)
    conn.commit()
except:
    print ("create trams ERROR")

A partir de este punto, lo único que quedará por hacer es presentar en pantalla el resultado.

Conclusión

Como conclusión final del post, cabe destacar que este método permite mejorar y refinar el resultado que se obtiene de una de las funciones de la librería pgrouting. De este modo, se ha podido conseguir que al calcular la distancia más corta de uno a varios puntos se obtenga el punto de segmento concreto en el cual se encuentra el inicio o el final, en vez de quedarse simplemente con el nodo más cercano a dichos puntos.

Manual d’ús de l’usuari: Cerca de trajectes a entitats

Aquest document explica el funcionament del mòdul de ‘Cerca de Trajectes a Entitats’ per a QGIS. Aquest mòdul permet obtenir els trajectes o camins entre una adreça qualsevol de Mataró entrada per l’usuari i les N entitats més properes (també escollides per l’usuari). El cost pot estar en funció de la distància o el temps. Els desplaçaments obtinguts es mostren de forma ordenada de menys a més cost en forma de taula i de capa. Per a poder utilitzar-lo, el primer que s’ha de fer és executar el programa QGIS i un cop inicialitzat aquest, cal pitjar la icona següent CTE2o anar a Complementos -> CCU -> Cerca de Trajectes a Entitats i s’obrirà una finestra com la que podem veure a continuació a la figura 1.

CTE1

Figura 1: Imatge de l’estat inicial del mòdul CTE

Aquest mòdul es pot dividir bàsicament en tres parts diferenciades: origen (1) , destí (2), connexió i botons (3).

1. Connexió i altres botons

La primera part a mostrar inclou els botons de funcionament del mòdul (d’esquerra a dreta):

  • Connexió: pestanya desplegable on es mostren totes les connexions.
  • Botó ‘Inici’: aquest botó inicia el procés de consulta del mòdul.
  • Botó ‘Sortir’: aquest botó tanca el mòdul.

CTE5

Figura 2: Connexió i botons

2. Origen

En aquesta part del mòdul l’usuari troba les eines per escollir el punt d’inici, més concretament l’adreça. Seguidament es descriuran les seves parts, començant per la part superior:

CTE3

Figura 3: Origen

El primer element que trobem és una camp de text per cerca el nom del carrer a on es troba l’origen. Inicialment, en el gran requadre inferior, s’hi llisten tots els noms de carrers i a mesura que es va introduint un nom, la llista es va actualitzant automàticament amb els noms que s’assemblen al nom que introdueix l’usuari fins a trobar el desitjat. Una vegada, s’ha trobat el carrer, cal fer doble clic en el nom perquè quedi ben especificat en el camp de text.

Posteriorment, s’ha d’escriure el número del portal que desitgem, juntament amb la lletra. En el cas de la lletra no és necessari escollir-ne una.

Per acabar, a la dreta del camp de text per introduir el nom hi ha un botó amb una creu (X) que permet esborrar el contingut del camp de text.

3. Destí

En aquesta part del mòdul, l’usuari pot escollir la capa de destí i les diferents característiques dels camins: cost, número de camins i aproximació en cas de no existir l’adreça desitjada.

Començant per la part superior, el primer que trobem és una pestanya desplegable on es mostren les diferents capes de punts que poden ser destí. Just a sota hi trobem els modes de cerca. El primer que trobem són dos botons, de color verd i vermell respectivament.

El botó “Més proper” escull l’adreça amb el número de portal més proper a la adreça que s’ha seleccionat, independentment de si és parell o senar, i sempre que l’adreça escollida per l’usuari no existeixi.

En canvi, el botó “Més proper Parell/Senar” escull el portal amb el número senar o parell en funció de quin dels dos tipus sigui el número que s’hagi escollit prèviament, i sobretot que no existeixi.

A la dreta d’aquests dos botons, hi ha una spin box que permet escollir el nombre de camins desitjats, en un rang de 1 a 10 camins. En el cas que el nombre de camins sigui superior al nombre d’entitats d’una capa, el número de camins serà tants com entitats tingui la capa escollida.

Després trobem una pestanya desplegable on es pot triar el cost dels camins: distància o temps. En el cas d’escollir la opció de temps, hi ha un check box que permet incloure en el cost el cost de nusos.

A sota hi ha un gran requadre que s’utilitza per mostrar els resultats de la cerca que s’ha realitzat. La taula que es mostra té dos columnes: la primera mostra el nom de l’entitat de destí i la segona mostra el cost: si és distància en metres i si és en temps en minuts.

Entre la opció del cost i el requadre de resultats hi ha un espai buit que un cop s’ha fet la consulta hi apareix l’adreça de l’origen.

CTE4

Figura 4: Secció de destí

Manual d’ús del mòdul ‘Zones d’influència adaptatives’

Aquest document explica el funcionament del plugin de ‘Zones d’influència adaptatives’ per a QGIS.  Per a poder utilitzar-lo, el primer que s’ha de fer és executar el programa QGIS i un cop inicialitzat aquest, cal pitjar la icona següent1

o anar a Complements -> CCU -> Zones d’influència adaptatives i s’obrirà una finestra com la que podem veure a continuació a la imatge.

2

Aquest mòdul el que fa és ajustar la zona d’influència de cada entitat proveïdora d’un servei a la població a la capacitat de cada centre (que s’ha de fixar en la BD prèviament), tenint en compte la densitat de la problació ‘target’ del seu entorn. Aquesta zona d’influència pot ser circular o seguint el Graf de Trams de Carrer.

A continuació es detallaran els diferents components del plugin i quina és la seva funció:

  1. A la part superior, hi ha un barra on s’hi indica l’estat de la connexió i una pestanya desplegable amb les connexions disponibles (ja configurades prèviament) per a realitzar les operacions. Allà n’escollim una.3
  2. En aquesta part escollirem la capa de punts a partir de la qual volem fer la zona d’influència i el color que tindrà.4
  3. Just a sota trobarem tres botons que ens permetran escollir la capa sobre la que volem treballar: Illes, parcel·les o portals.5
  4. En aquesta secció cal introduir un número de iteracions que volem que es realitzin.6
    Hem de tenir present que el programa fa el recalcul del següent radi (o distància) a partir del nombre de persones trobades prèviament dins de la zona i això ho pot fer una vegada (cas de una iteració) o unes quantes, poguent anar refinant l’ajust, però amb augment del temps de càlcul.
  1. En l’apartat de cobertura caldrà dir el percentatge de població sobre el qual volem fer l’estudi. També marcarem el checkBox en el cas que vulguem que es mostri la població no afectada per la zona d’influència. Una vegada realitzada la operació, ens apareixerà el nombre d’habitants no coberts en el requadre blanc, a la part inferior.7
  2. Aquí cal introduir el radi inicial a partir del qual treballarem amb les entitats puntuals. Es una radi inicial mitjà a partir del qual i segons la capacitat de cada centre s’assigna el radi inicial particular de cada un.8
  3. En aquest apartat es pot escollir zones d’influència de graf si se selecciona l’opció ‘fer servir trams’. En cas contrari, les zones d’influència són circulars. En cas de fer servir trams, podem fer que es vegi el dibuix del graf marcan el checkBox corresponent. També es pot modificar el radi de la zona d’influència canviant el valor en el textBox.9
  4. En el cas que la opció de ‘fer servir trams’ estigui habilitada, cal escollir un graf sobre la qual treballar, mitjançant la pestanya desplegable. També podem escollir el color de l’àrea d’influència i modificar el traç amb la pestanya desplegable inferior.10
  5. En últim lloc, a la part inferior de la finestra podem trobar la versió de la plugin amb la que estem treballant i dos botons: ‘INICI’ per començar el processament de les dades i ‘SORTIR’ per tancar el plugin.11

 

Manual d’ús del mòdul ‘ZI-GTC’

Aquest post explica el funcionament del plugin de ‘ZI-GTC’ per a QGIS.  Per a poder utilitzar-lo, el primer que s’ha de fer és executar el programa QGIS i un cop inicialitzat aquest, cal pitjar la icona següent17 o anar a Complementos -> CCU -> Càlcul de població afectada i s’obrirà una finestra com la que podem veure a continuació a la imatge.18_2

A continuació es detallaran els diferents components del plugin i quina és la seva funció:

  1. Comencem per la part superior, on hi trobem una pestanya desplegable i un requadre. A la pestanya s’escull la connexió amb la que volem treballar, i que prèviament hem configurat en el QGIS. En el requadre indica l’estat de la connexió.19
  2. En segon lloc, trobem una pestanya desplegable on hi podem seleccionar la entitat puntual sobre la qual volem treballar.20
  3. Just a sota, podem trobar una altra pestanya desplegable. En aquesta ocasió tindrem la possibilitat d’escollir la xarxa de carrers sobre la qual volem treballar. Per poder utilitzar la capa, cal que disposem d’accés a una taula auxiliar amb els vèrtex. Cada vegada que seleccionem una capa de graf, el plugin s’encarrega de comprovar que la capa auxiliar hi sigui. En el cas que no hi sigui, un missatge apareixerà per tal d’informar de la situació a l’usuari.21
  1. En quart lloc, hi ha el menú per seleccionar el mètode de treball: primer trobem un desplegable per treballar sobre la distància o el temps. Just a dreta hi trobem dos checkBox que només s’activen quan en el desplegable hi ha escollida la opció de ‘Temps’ i que s’utilitzen per indicar si volem utilitzar el cost invers i el de nusos. Després hi ha un camp per omplir text on l’indicarem amb un número la distància o el temps amb la que volem fer el buffer, i en últim lloc hi ha una pestanya desplegable on hi podrem escollir el camp de la taula de la xarxa de carrers que s’utilitzarà com a camp de distància o temps, segons s’hagi escollit.22
  1. Just després del mètode de treball, hi trobem les opcions d’aparença del graf. Primer hi ha un checkBox que habilita el botó amb el qual s’escull el color i una pestanya on s’escull el gruix del traç. A més a més, hi ha un camp on hi podem indicar el radi en metres de la zona d’influència de l’entorn del graf.23
  1. Seguidament hi ha una pestanya on podem escriure el títol de la llegenda. En el moment en què escollim una entitat puntual, aquest camp s’actualitzarà automàticament per “<nom de la entitat>”. Tot i això, el títol pot ser el que nosaltres vulguem.24
  1. Després d’això, trobarem l’apartat on seleccionarem el mètode per treballar amb la població. Primer trobarem un checkBox on indicarem si volem treballar amb la població. En cas afirmatiu, ens apareixerà el menú amb les opcions just a sota. En aquest menú hi apareixen 3 botons on indicarem si volem treballar amb les illes, parcel·les o portals. En la part inferior hi ha una etiqueta blanca on hi apareix el percentatge d’habitants afectats per la zona d’influència del càlcul, un cop realitzat. A la dreta hi ha un checkBox on hi indicarem si volem que es mostri la població exclosa.25
  2. Finalment, a la part inferior de la finestra hi ha dos botons: el de ‘SORTIR’ i el de processar o ‘INICI’. El de SORTIR serveix per tancar la pestanya. El botó ‘INICI’ serveix per processar la consulta que li hem indicat amb els elements que acabem de veure. Segons les opcions que li haguem indicat, ens apareixerà un resultat o un altre. En el cas que alguna de les dades o la connexió no sigui correcta, el programa advertirà de la incidència a l’usuari. Un cop aquesta sigui resolta, l’usuari podrà executar el programa amb normalitat.26

Manual d’ús del mòdul ‘Activitats econòmiques’

Aquest post explica el funcionament del plugin de ‘Activitat Econòmica’ per a QGIS.  Per a poder utilitzar-lo, el primer que s’ha de fer és executar el programa QGIS i un cop inicialitzat aquest, cal pitjar la icona següent  1 o anar a Complementos -> CCU -> Epígrafs i s’obrirà una finestra com la que podem veure a continuació a la imatge.
2
Aquest mòdul disposa de dues pestanyes principals: ‘Llista d’Activitats Econòmiques’ i ‘Altres operacions’. Començarem per la primera, que és la que apareix a la figura anterior:

  1. En primer lloc trobem 2 botons on podem escollir el mètode de treball, ja sigui amb parcel·les o número de policia.3
  2. A la dreta hi ha una pestanya desplegable on hi podrem escollir les connexions que prèviament haurem configurat en el QGIS.4
  3. Una vegada ens haguem connectat, en el requadre gran central ens apareixerà una llista amb totes les activitats econòmiques, on les podem trobar de dues maneres: per nom i per número d’epígraf. 5Ho podem escollir per mitjà de les dues pestanyes que podem trobar a la part superior del requadre.6Per tal de facilitar la feina, podem fer una cerca de l’epígraf desitjat per mitjà de la pestanya de cerca.7A mesura que anem seleccionant activitats econòmiques, ens apareixerà una barra superior temporal de color blau on hi podrem trobar informació referent als elements: número d’elements seleccionats tan en la llista d’epígraf per número com la de descripció. A l’esquerra d’aquesta informació ens apareixerà un botó, que si el pitgem, ens farà aparèixer una finestra on hi hauran llistat tots elements seleccionats.8A més a més, cada llista disposa d’un botó per poder des seleccionar tots els elements de la llista que haguem seleccionat prèviament.16
  1. A la part inferior de la finestra hi ha una etiqueta que ens indica l’estat de la connexió. Just a la dreta hi podem trobar dos botons: el botó ‘INICI’ processa les dades que li hem introduït i fa els càlculs pertinents per tal d’obtenir els resultats desitjats. En el moment en que s’estiguin realitzant la operació, l’etiqueta de la connexió ho indicarà. En canvi, el botó ‘SORTIR’ tanca el mòdul.9

Ara canviem a la pestanya de ‘Altres operacions’.10

Cal dir que segons les opcions que triem en la pestanya anterior, es mostraran o s’ocultaran diferents opcions. Tot seguit explicarem quines són:

  1. La opció de càlcul de radi consisteix en un camp on hi introduirem el valor de la variable K que correspon a la longitud del diàmetre del punt de l’entitat sobre la qual estem treballant. Per tant, com més gran sigui K, més gran serà el punt. Just al costat hi ha un botó per indicar el color del punt. Quan el cliquem se’ns obra un diàleg amb una paleta de colors per escollir. Cal afegir també que aquesta opció només és visible quan la opció de treballar amb números de policia de l’altre pestanya està activa.11
  1. En segon lloc hi trobem el camp on hi introduïm el títol de la llegenda que li volem donar a la entitat nova. Sempre hi ha un títol per defecte però podem posar el que sigui necessari. Aquesta opció sempre és visible.12
  2. Just a la dreta de les dues opcions anterior, hi trobem la de ‘Dibuixar zones d’influència’. A la part superior hi ha un checkBox que marcarem en el cas que vulguem veure les zones d’influència. En cas afirmatiu, just a sota apareixerà un submenú i es farà visible la opció de l’apartat 4, que posteriorment explicarem. Començant per la part superior i baixant, primer trobem un camp on hi podem indicar el radi o distància en metres de la zona d’influència segons si volem que aquesta sigui circula o de graf. Seguidament hi ha un botó per indicar el color, tal i com el que hem vist a l’apartat del càlcul del radi (1). Per complementar el color, també en podem indicar la transparència a la barra graduada. Si li indiquem que volem un 0% de transparència ens mostrarà una capa totalment opaca. Altrament, si li indiquem que volem un 100% de transparència, ens mostrarà la capa totalment transparent. En última posició hi trobem dos botons que serveixen per indicar si volem que la zona d’influència sigui circular o de graf. En el cas que sigui de graf, apareixerà la opció de l’apartat 5, que posteriorment explicarem.13
  3. La opció 4 és la de ‘Població’. Aquí indicarem si la zona d’influència volem que estigui relacionada amb la població. Per fer-ho cal marcar la opció del checkBox que trobem en primer lloc. Llavors trobem un desplegable on triarem el color del degradat per indicar les illes de població exclosa. El color tindrà més intensitat en funció de si en aquella illa hi ha més o menys població exclosa. En últim lloc hi trobem un altre checkBox que servirà per indicar volem que es mostri la zona d’influència o no.14
  4. Per acabar explicarem un submenú que es fa visible quan indiquem que volem la zona d’influència en forma de graf, explicat a l’apartat 3. En aquesta part tenim la possibilitat de escollir si fer el graf en funció de la distància o del temps a la pestanya desplegable que hi ha a la part superior. En el cas que s’esculli la opció del temps, dos checkBox apareixeran. Aquests ens permetran escollir el cost que volem utilitzar: cost de nusos o cost invers. Després podrem veure un camp on li indicarem el radi que volem que tingui el graf de la zona d’influència i també tindrem la possibilitat d’escollir el color. Finalment, trobem un checkBox on indicarem si volem pintar en el mapa l’esquelet del graf de la zona d’influència.15