Análisis de la red de transporte
Una red de transporte , o red de transporte, es una red o gráfico en el espacio geográfico, que describe una infraestructura que permite y restringe el movimiento o el flujo. [1] Los ejemplos incluyen , entre otros, redes de carreteras , vías férreas , rutas aéreas , tuberías , acueductos y líneas eléctricas . La representación digital de estas redes y los métodos para su análisis es una parte fundamental del análisis espacial , los sistemas de información geográfica , los servicios públicos y la ingeniería de transporte .. El análisis de redes es una aplicación de las teorías y algoritmos de la teoría de grafos y es una forma de análisis de proximidad .
La aplicabilidad de la teoría de grafos a los fenómenos geográficos fue reconocida como una fecha temprana. De hecho, muchos de los primeros problemas y teorías emprendidas por los teóricos de grafos se inspiraron en situaciones geográficas, como el problema de los Siete Puentes de Königsberg , que fue uno de los fundamentos originales de la teoría de grafos cuando fue resuelto por Leonhard Euler en 1736. [ 2]
En la década de 1970, la conexión fue restablecida por los primeros desarrolladores de sistemas de información geográfica , quienes la emplearon en las estructuras de datos topológicos de polígonos (que no es relevante aquí) y el análisis de redes de transporte. Los primeros trabajos, como Tinkler (1977), se centraron principalmente en redes esquemáticas simples, probablemente debido a la falta de volúmenes significativos de datos lineales y la complejidad computacional de muchos de los algoritmos. [3] La implementación completa de los algoritmos de análisis de red en el software GIS no apareció hasta la década de 1990, [4] [5] pero las herramientas más avanzadas generalmente están disponibles en la actualidad.
El análisis de red requiere datos detallados que representen los elementos de la red y sus propiedades. [6] El núcleo de un conjunto de datos de red es una capa vectorial de polilíneas que representan las rutas de viaje, ya sean rutas geográficas precisas o diagramas esquemáticos, conocidos como bordes . Además, se necesita información sobre la topología de la red , representando las conexiones entre las líneas, lo que permite modelar el transporte de una línea a otra. Por lo general, estos puntos de conexión, o nodos , se incluyen como un conjunto de datos adicional. [7]
Se ha desarrollado una amplia gama de métodos, algoritmos y técnicas para resolver problemas y tareas relacionadas con el flujo de la red. Algunos de estos son comunes a todos los tipos de redes de transporte, mientras que otros son específicos de dominios de aplicación particulares. [8] Muchos de estos algoritmos se implementan en software GIS comercial y de código abierto, como GRASS GIS y la extensión Network Analyst para Esri ArcGIS .
Una de las tareas más sencillas y comunes en una red es encontrar la ruta óptima que conecta dos puntos a lo largo de la red, con lo óptimo definido como la minimización de algún tipo de costo, como la distancia, el gasto de energía o el tiempo. [9] Un ejemplo común es encontrar direcciones en una red de calles, una característica de casi cualquier aplicación web de mapeo de calles como Google Maps . El método más popular para resolver esta tarea, implementado en la mayoría de los SIG y software de mapeo, es el algoritmo de Dijkstra . [10]
