Lidar com pontes e túneis ao modelar caminhos raster de menor custo?

Atualmente, estou usando a ferramenta Cost Path do ArcGIS 10 Spatial Analyst para modelar rotas de pedestres. Eu tenho calçadas, cercas, prédios e uma tonelada de recursos de escala de pedestres, todos combinados em uma superfície de custo em que as calçadas são de baixo custo, os parques são um pouco mais altos, as faixas de pedestres ainda são mais altas, e os prédios, cercas e outras coisas são barreiras. O modelo funciona muito bem para definir rotas ideais, comparar rotas entre si, avaliar a capacidade de locomoção de áreas e construir cabines de pedestres.

Mas eu tenho um grande problema: pontes e túneis. Como a superfície de custo força todos os recursos em um único plano 2D, não consigo modelar uma ponte com uma calçada que atravessa uma rua com uma calçada. Eu devo escolher qual deles deve ser cortado. Uma alternativa é encontrar todas as pontes e túneis da cidade e modelar todas as combinações de sub / over, mas o modelo leva uma eternidade para funcionar como está! Existe uma ferramenta de terceiros que possa executar o caminho de menor custo em 3D ou estou perdendo algum tipo de solução alternativa?

— julie
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Prazer em vê-lo aqui, Julie! Você identifica uma limitação fundamental na realização de análises do caminho de custo com uma estrutura de dados com grade simples. Esperamos que os entrevistados sugiram alternativas eficazes a serem consideradas.

— whuber

Julie, você descartou as soluções vetoriais fornecidas pela extensão Network Analyst?

Obrigado a ambos! existem dois problemas com uma solução de vetor puro: (1) os peões se movem livremente pelas áreas, não em trilhos como carros e trens, por exemplo, atravessando parques e áreas públicas; (2) não tenho dados para suportar uma solução vetorial - minhas calçadas e faixas de pedestres são polígonos; e gerando bons centrais seria um pouco caro (todas as idéias aí?)

— julie

@julie - WRT (1) Desde que os peds não sejam invasores, talvez você não queira criar um modelo que incentive o corte transversal, mesmo que seja o cenário existente. (2) Há prob. uma maneira de obter linhas de centro das lacunas em uma camada de polígono (nova pergunta?). Em termos de modelagem, eu usaria dados regulares da estrada e removeria as arestas sem calçadas. Vou adicionar dados da trilha e rastrear manualmente o que não existe. Onde estradas e trilhas se encontram, eu criaria nós fictícios. O modelo favorece trilhas, estradas, estradas sem calçada e, em seguida, dados baseados em varredura, para que a rota não infrinja a propriedade de ninguém.

— dassouki

@ julie, por curiosidade: 1) quais são as dimensões aproximadas da sua área de projeto, 2) qual é o tamanho atual de grão / pixel de sua entrada de varredura existente e 3) quanto tempo realmente passa quando você a envia através do custo ferramenta de caminho? Quanto mais penso nisso, mais desejo esses detalhes.

— precisa saber é

Respostas:

Como disse @dassouki, a solução Network Analyst pode ser adequada aqui, se você especificar grupos de conectividade .

No seu caso, o viaduto e o viaduto deveriam estar em grupos de conectividade separados, portanto, não seria possível atravessar entre eles. (Nos casos em que existem escadas, você pode permitir que os pedestres alterem as elevações.)

Em termos de permitir o movimento "não estruturado", você pode criar vetores de seus rasters usando o comando FLOWACCUMULATION , que permite capturar caminhos que não seguem rotas tradicionais.

Isso não permitiria o mesmo grau de liberdade que a abordagem raster, mas deveria resolver o problema com as passagens superiores / inferiores.

— Stephen Lead
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Eu concordo e acho que é um problema de vetor puro. Os rasters devem ser usados apenas para encontrar rotas que não são representadas por vetores. Acrescente a isso que a maioria dos túneis não permite pedestres.

— dassouki

@dassouki Onde eu moro, o tráfego é limitado pelos direitos de passagem das ferrovias. Em intervalos aproximados de um quilômetro, existem passagens inferiores de pedestres para permitir o tráfego de pedestres. Às vezes, eles são compartilhados com o tráfego, mas a maioria é dedicada (e envolve escadas). Há uma circunstância semelhante envolvendo as principais rodovias que cercam a cidade: a maioria das passagens é subterrânea e muitas admitem tráfego de pedestres.

— whuber

@whuber Eu acho que estava me referindo a túneis de veículos que passam por baixo de um rio, por uma montanha ou por um núcleo movimentado de negócios / centro da cidade. Peds normalmente não são permitidos em aquelas longas instalações de alta velocidade

— dassouki

@whuber Julie poderia especificar um custo / peso para as escadas, para escolher um caminho plano onde fosse mais rápido, mas também seria possível usar as escadas. Para pessoas com deficiência, as escadas podem ser classificadas como uma barreira. entrada do arquivo de ajuda

— Stephen Lead

Nem sempre funciona assim, Stephen. Por exemplo, dentro de nossa cidade justa, há uma caminhada ao longo de uma margem do rio. Passando por esse passeio em altitudes elevadas, há várias passagens superiores da estrada, muitas delas com calçadas. Como você cria uma varredura que permite aos pedestres atravessar o rio nessas passagens superiores e também passar por baixo das passagens ao longo da caminhada do rio, mas não para se conectar diretamente de um para o outro?

— whuber

A pergunta que você fez não é trivial. Não posso falar por experiência própria de como o ArcGIS lida com caminhos de menor custo em uma varredura, porque não brinquei com ela. Mas se você quiser usar uma abordagem estritamente raster, estará certo ao supor que precisará modelar o excesso / falta de pontes e túneis.

A outra questão importante aqui é se você pode modificar o algoritmo de caminho de menor custo do ArcGIS para usá-los sobre / sob rasters quando apropriado. Isso exigiria a modificação do algoritmo para procurar certos recursos que indicariam que você precisa carregar a varredura de sobre / debaixo apropriada para atravessar pontes ou túneis. Meu palpite inicial é que o algoritmo ArcGIS de menor custo não pode ser modificado.

** AVISO LEGAL ** Minha empresa desenvolveu uma solução para este problema e você pode ver uma demonstração em http://www.groundguidance.com . A área é Lincoln Park, em Chicago. Essa área destaca nossos recursos de roteamento de varredura multiplanar. Sinta-se à vontade para brincar com ele e, se tiver alguma dúvida, não hesite em perguntar.

— bp24
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Muito interessante! Você poderia explicar o que você entende por "capacidade de roteamento de varredura multiplanar" ou fornecer uma referência para mais informações?

— whuber

@whuber Não sei o quanto eu divulgo aqui, pois é uma solução proprietária. Uma ideia geral: dada uma extensão, crie um plano de aterramento e quaisquer outros planos necessários para essa extensão. O plano de terra contém a maioria dos dados de varredura, enquanto os planos extras contêm "túneis" que representam pontes, etc. Quando o algoritmo atinge uma entrada para esses "túneis" planares, é permitido apenas passar pelo o outro lado. Portanto, não existe uma "rota suicida" que salte de uma ponte para um caminho abaixo dela.

— Bp24

Você pode tentar tratar isso como um problema GIS interno. Implementando a Rota Mais Curta da Dijkstra para o Sistema de Navegação Indoor 3D

Não é exatamente uma cirurgia no cérebro - mas está perto .

— Kirk Kuykendall
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