Procedimiento, sistema, sistema informático y producto de programa informático para restringir los cálculos a realizar en un modelo ráster de un territorio usado en un Sistema de Información Geográfica.

La invención se refiere a un procedimiento para restringir unos cálculos a realizar en un modelo ráster de un territorio usado en un sistema de información geográfica

, dividiendo el modelo ráster el territorio en una pluralidad de celdas. El procedimiento comprende recibir datos referentes a distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio; recibir datos referentes a restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento; recibir datos referentes a al menos un valor asignado a cada celda de al menos una zona de desplazamiento de las distintas zonas de desplazamiento; ejecutar los cálculos sobre las zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio, teniendo en cuenta las restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento y el al menos un valor asignado a cada celda de al menos una zona de desplazamiento de las distintas zonas de desplazamiento.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201300954.

Solicitante: UNIVERSIDAD DA CORUÑA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: VARELA GARCÍA,FRANCISCO ALBERTO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > TRATAMIENTO DE DATOS DIGITALES ELECTRICOS (computadores... > Equipo o métodos de tratamiento de datos o de cálculo... > G06F17/30 (Recuperación de la información; Estructura de bases de datos a este efecto)
  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > TRATAMIENTO O GENERACION DE DATOS DE IMAGEN, EN GENERAL... > modelado 3D mediante gráficos de computdor > G06T17/05 (Modelos geográficos)
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Procedimiento, sistema, sistema informático y producto de programa informático para restringir los cálculos a realizar en un modelo ráster de un territorio usado en un Sistema de Información Geográfica.

Fragmento de la descripción:

análisis del efecto de la inversión en infraestructuras sobre la accesibilidad del territorio a la red viaria de alta capacidad. XXIX Reunión de estudios Regionales. 2002].

El procedimiento (o algoritmo) coste-distancia se basa en determinar para cada celda (ráster) el valor del coste que supone desplazarse desde ese punto a otro tomado como destino, considerando que los desplazamientos son influenciados por las características del terreno por donde se circula. Aunque este procedimiento se puede usar de forma que permita calcular un coste anisotrópico de los desplazamientos según la dirección geográfica que sigueñ, normalmente se usa con el fin de calcular un coste isotrópico.

En este procedimiento, el concepto de distancia se usa de forma similar al usado en las funciones euclídeas, pero se permite atender a otros factores para valorar otros costes de movilidad. El territorio sobre el que se miden los desplazamientos se caracteriza en función de la resistencia que cada lugar ofrece al movimiento en función de sus características geográficas o territoriales, medidas en diferentes unidades (longitud, tiempo, energía, dinero, etc.) según el tipo de análisis que se quiera realizar. Durante el proceso de cálculo se obtiene para cada celda el valor del coste acumulado en los desplazamientos y la dirección seguida al atravesar esa celda para llegar al destino señalado previamente.

Si se desea, este procedimiento coste-distancia permite determinar además el camino de menor longitud entre distintos orígenes y destinos, así como asignar cada punto del territorio al destino más próximo, entendiendo proximidad como el menor coste necesario para llegar a él (zonificación por proximidad) .

La ejecución de este procedimiento requiere disponer de un archivo ráster que fije los lugares origen o destino sobre los que se desea tener información de costes de desplazamiento por el territorio, desde o hasta ellos. Este archivo puede denominarse archivo "fuente". También se debe tener un archivo ráster que recoja el coste que supone atravesar cada una de las celdas que componen la rejilla o matriz que representa el territorio a analizar. Este archivo puede denominarse "superficie de costes".

De este modo, el resultado de la ejecución del procedimiento coste-distancia es un nuevo archivo ráster en el que se asigna a cada celda el menor coste acumulado que se necesita para llegar desde ella a la celda destino más próxima de entre las especificadas como fuente, en función de las dificultades y resistencias a los movimientos definidas por el archivo de "superficie de costes".

El proceso seguido por este procedimiento puede basarse p.ej. en considerar el centro de cada celda como un nodo enlazado a los ocho contiguos mediante líneas rectas. Cada enlace entre dos nodos conlleva una impedancia que se basa en el coste por unidad de desplazamiento asociado a ambas celdas y en la distancia que las separa. Esta distancia puede obtenerse directamente a partir del tamaño de las celdas o, lo que es lo mismo, de la resolución del archivo ráster que las contiene. El proceso se repite de manera iterativa calculando para todas las celdas existentes el menor coste acumulado que presentan.

Aunque el procedimiento coste-distancia permite el cálculo entre todas las celdas definidas en un territorio, presenta también algunos inconvenientes. En algunos casos, este procedimiento permite desplazamientos entre celdas que en realidad no son posibles, lo cual puede generar costes de desplazamiento erróneos. Por ejemplo, puede permitir que se pueda acceder a celdas identificadas como Autopista desde celdas limítrofes con independencia de si hayo no una irn::orporación a la autopista. En este caso, si no hay tal incorporación a la autopista, podría generarse un coste falso, puesto que este coste se referiría a un desplazamiento imposible de llevar a cabo en la realidad.

También son conocidos procedimientos que se basan en el uso de datos en formato vectorial para ejecutar análisis de redes de transporte. Sin embargo, el coste (temporal y económico) de obtener datos vectoriales con topología lo suficientemente precisa puede ser significativamente alto (muy superior a p.ej. el coste de obtener datos en formato ráster) . Además, el mencionado formato vectorial s610 permite calcular valores de accesibilidad en nodos de conexión y no en cualquier punto del territorio (lo que sí permite p.ej. el formato ráster) .

EXPLICACiÓN DE LA INVENCiÓN

Por lo tanto, existe la necesidad de nuevos procedimientos, productos de programa informático y unidades de control para restringir los cálculos a realizar en un modelo ráster de un territorio usado en un Sistema de Información Geográfica (SIG) , que solucionen al menos alguno de los problemas antes mencionados. Es un objetivo de la presente invención satisfacer dicha necesidad.

Este objetivo se consigue proporcionando un procedimiento para restringir unos cálculos a realizar en un modelo ráster de un territorio usado en un Sistema de Información Geográfica, dividiendo el modelo ráster el territorio en una pluralidad de celdas, comprendiendo el procedi miento:

Recibir datos referentes a distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio;

Recibir datos referentes a restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio;

Recibir datos referentes a al menos un valor asignado a cada celda de al menos una zona de desplazamiento de las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio;

Ejecutar los cálculos sobre las zonas de desplazamiento en las que se estructura el

territorio, teniendo en cuenta las restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento y el al menos un valor asignado a cada celda de al menos una zona de desplazamiento de las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio.

El establecimiento de diferentes zonas de desplazamiento dentro del territorio y el establecimiento de restricciones entre estas diferentes zonas de desplazamiento puede abrir nuevos horizontes de posibilidades en los análisis geoespaciales. De este modo, podría plantearse no sólo restringir o permitir la ejecución de un algoritmo sino que podría incluso plantearse la ejecución de una operación u otra diferente en función de cuáles sean las zonas de origen y de destino, es decir, según las celdas pertenezcan a zonas que presenten unas características previas que hagan recomendable tratamientos distintos en las operaciones pero que puedan integrarse durante el mismo proceso de cálculo. Además, este procedimiento de acuerdo con la invención puede permitir operar de forma distinta entre dos zonas, según cual sea la zona origen y cual la zona destino, pudiendo realizar operaciones diferentes entre ellas en función de dónde o hacia dónde se produzca el sentido del desplazamiento.

El planteamiento de fijar restricciones en la comunicación entre las celdas puede conseguirse a partir de una matriz de condiciones de desplazamiento. En esta matriz, se ordenan en filas y columnas los diferentes tipos de zonas de desplazamiento admitidos en el análisis, de modo que es posible establecer si se permite o se prohíbe el desplazamiento entre cada par de zonas.

Según un realización, el procedimiento puede comprender recibir datos referentes a al menos una fuente a partir de la cual se originan los desplazamientos.

De acuerdo con otra realización, recibir datos referentes a distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio puede comprender:

Recibir un archivo ráster que comprende las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio....

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para restringir unos cálculos a realizar en un modelo ráster de un territorio usado en un Sistema de Información Geográfica, dividiendo el modelo ráster el territorio en una pluralidad de celdas, comprendiendo el procedimiento:

Recibir un archivo ráster que comprende distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio; Recibir datos, mediante uno o más archivos, referentes a al menos una fuente a partir de la cual se originan los desplazamientos. Recibir un archivo que comprende las restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio. Recibir al menos un archivo ráster que comprende datos referentes a al menos un valor asignado a cada celda de al menos una zona de desplazamiento de las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio; Ejecutar los cálculos sobre las zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio, teniendo en cuenta las restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento y el al menos un valor asignado a cada celda de al menos una zona de desplazamiento de las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio.

2. Sistema para restringir los cálculos a realizar en un modelo ráster de un territorio usado en un Sistema de Información Geográfica, dividiendo el modelo ráster el territorio en una pluralidad de celdas, comprendiendo el sistema:

Medios informáticos/electrónicos para recibir un archivo ráster que comprende distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio; Medios informáticos/electrónicos para recibir datos referentes a restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio; Medios informáticos/electrónicos para recibir al menos un archivo ráster que comprende datos referentes a al menos un valor asignado a cada celda de al menos una zona de desplazamiento de las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio; Medios informáticos/electrónicos para ejecutar cálculos sobre las zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio, teniendo en cuenta las restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento y el al menos un valor asignado a cada celda de al menos una zona de desplazamiento de las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio.

3. Sistema según la reivindicación 2, que comprende: Medios informáticos/electrónicos para recibir datos, mediante uno o más archivos, referentes a al menos una fuente a partir de la cual se originan los desplazamientos.

4. Sistema informático que comprende una memoria y un procesador, en la que la memoria almacena instrucciones de programa informático ejecutables por el procesador, comprendiendo estas instrucciones funcionalidades para ejecutar un procedimiento para restringir los cálculos a realizar en un modelo ráster de un territorio usado en un Sistema de Información Geográfica, según la reivindicación 1.

5. Producto de programa informático que comprende instrucciones de programa para provocar que un sistema ejecute un procedimiento para restringir los cálculos a realizar en un modelo ráster de un territorio usado en un Sistema de Información Geográfica, según la reivindicación 1.

6. Producto de programa informático según la reivindicación 5, que está almacenado en unos medios de grabación.

7. Producto de programa informático según la reivindicación 6, que es portado por una señal portadora.

8. Procedimiento para determinar la accesibilidad de un territorio, a partir de un modelo ráster del territorio usado en un Sistema de Información Geográfica, que divide el territorio en una pluralidad de celdas, comprendiendo este procedimiento:

el procedimiento para restringir los cálculos a realizar en un modelo ráster de un territorio usado en un Sistema de Información Geográfica según la reivindicación1, en el que: Recibir al menos un archivo ráster que comprende datos referentes a al menos un valor asignado a cada celda de al menos una zona de desplazamiento de las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio comprende:

o Recibir el al menos un archivo ráster que comprende datos referentes a los costes de desplazamiento entre las celdas de alguna de las zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio;

Ejecutar cálculos sobre las zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio, teniendo en cuenta las restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento y el al menos un valor asignado a cada celda de al menos una zona de desplazamiento de las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio comprende:

o Obtener, para cada celda comprendida en el modelo ráster del territorio, el menor valor de coste de desplazamiento acumulado para los desplazamientos admisibles desde la fuente, teniendo en cuenta las restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio y el valor de coste de desplazamiento de la celda.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la fuente comprende al menos una celda del modelo ráster del territorio.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, en el que las

zonas de desplazamiento se seleccionan de entre: Zona de desplazamiento simple; Zona de desplazamiento condicionado; Zona de desplazamiento de los enlaces o nodo.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que las zonas de desplazamiento simple definen un espacio de desplazamiento simple, el cual tiene asociada una superficie de costes simples que representa el valor del coste que se invierte en atravesar cada celda perteneciente al espacio de desplazamiento simple.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que recibir datos referentes a los costes de desplazamiento entre las celdas de alguna de las zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio comprende:

Recibir la superficie de costes simples asociada al espacio de desplazamiento simple.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que obtener, para cada celda comprendida en el modelo ráster del territorio, el menor valor de coste de

desplazamiento acumulado para los desplazamientos admisibles desde la fuente, teniendo en cuenta las restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio y el valor de coste que se invierte en atravesar la celda definido en la superficie de costes simples.

14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13, en el que cada zona de desplazamiento condicionado en combinación con un nodo adecuado definen un espacio de desplazamiento condicionado, el cual tiene asociada una superficie de costes condicionados que representa el valor del coste que se invierte en atravesar cada celda perteneciente al espacio de desplazamiento condicionado.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que recibir datos referentes a los costes de desplazamiento entre las celdas de alguna de las zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio comprende:

Recibir la superficie de costes condicionados asociada a cada espacio de costes condicionados.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, en el que obtener, para cada celda comprendida en el modelo ráster del territorio, el menor valor de coste de desplazamiento acumulado para los desplazamientos admisibles desde la fuente, teniendo en cuenta las restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio y el valor de coste de desplazamiento que se invierte en atravesar la celda definido en cada superficie de costes condicionados comprende:

o Verificar (101) si existe una celda fuente o una celda con coste acumulado mínimosin procesar; En caso de resultado positivo en la verificación,

o Para cada celda y cada superficie de costes condicionados a la cual pertenece esta celda, verificar (104) si se trata de una celda destino de una celda origen que no tiene un coste acumulado condicionado;

o En caso de resultado positivo en la verificación (104) , procesar (106) la celda teniendo en cuenta que la celda origen no tiene un coste acumulado condicionado mínimo;

o En caso de resultado negativo en la verificación (104) , procesar (107) la celda teniendo en cuenta que la celda origen tiene un coste acumulado condicionado mínimo.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que procesar (106) la celda teniendo en cuenta que la celda origen no tiene un coste acumulado condicionado mínimo comprende:

o Para cada celda y cada superficie de costes condicionados a la cual pertenece esta celda, verificar (200, 201) si tiene valor en una superficie de costes condicionados y pertenece a un zona de desplazamiento que es un nodo del espacio de desplazamiento condicionado asociado a esta superficie de costes condicionados;

o En caso de resultado positivo en esta verificación (200, 201) , calcular el coste acumulado condicionado de esta celda;

o Verificar (203) si la celda origen pertenece a una zona de desplazamiento que no tiene restricciones con la zona de desplazamiento a la que pertenece la celda;

o En caso de resultado positivo en esta verificación (203) , calcular (204) el coste acumulado simple de esta celda.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, en el que calcular (202) el coste acumulado condicionado de esta celda se realiza de acuerdo con:

CACD = CASo + d * (CSo + CCD)

en la que: CACD es el coste acumulado condicionado del espacio de desplazamiento condicionado para la celda destino; CASo es el coste acumulado simple de la celda origen; d es la distancia geométrica entre la celda origen y la celda destino; CSo es el coste simple asociado a la celda origen dentro de la superficie de costes simples; y CCD es el coste condicionado asociado a la celda destino dentro de la superficie de costes condicionados.

19. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 17 Ó 18, en el que calcular (204) el coste acumulado simple de esta celda se realiza de acuerdo con:

CASD = CASo + d * (CSo + CSD)

en la que:

CASo es el coste acumulado simple de la celda destino; CASo es el coste acumulado simplede la celda origen; d es la distancia geométrica entre la celda origen y la celda destino; CSo es el coste simple asociado a la celda origen dentro de la superficie de costes simples; y CSo es el coste simple asociado a la celda destino dentro de la superficie de costes simples.

20. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en el que procesar (106) la celda teniendo en cuenta que la celda origen no tiene un coste acumulado condicionado mínimo comprende:

o Para cada celda y cada superficie de costes condicionados a la cual pertenece esta celda, verificar (200, 201, 203) si se trata de una celda destino de una celda origen que no tiene un coste acumulado condicionado, y, o bien no tiene valor en una superficie de costes condicionados o bien no es un nodo del espacio de desplazamiento condicionado asociado a la superficie de costes condicionados, y la celda origen pertenece a una zona de desplazamiento que no tiene restricciones con la zona de desplazamiento a la que pertenece la celda destino;

o En caso de resultado positivo en esta verificación (200, 201, 203) , calcular (204) el coste acumulado simple de esta celda.

21. Procedimiento según la reivindicación 20, en el que calcular (204) el coste acumulado simple de esta celda se realiza de acuerdo con:

CASD = CASo + d * (CSo + CSD)

en la que: CASo es el coste acumulado simple de la celda destino; CASo es el coste acumulado simple de la celda origen; d es la distancia geométrica entre la celda origen y la celda destino; CSo es el coste simple asociado a la celda origen dentro de la superficie de costes simples; y CSo es el coste simple asociado a la celda destino dentro de la superficie de costes simples.

22. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que procesar (107) la celda teniendo en cuenta que la celda origen tiene un coste acumulado condicionado mínimo comprende:

o Para cada celda y cada superficie de costes condicionados a la cual pertenece esta celda, verificar (300) si se trata de una celda destino de una celda origen que tiene un coste acumulado condicionado, y tiene valor en una superficie de costes condicionados;

o En caso de resultado positivo en esta verificación (300) , calcular (304) el coste acumulado condicionado de esta celda;

o Verificar (301) si la celda pertenece a un zona de desplazamiento que es un nodo del espacio de desplazamiento condicionado asociado a la superficie de costes condicionados;

o En caso de resultado positivo en esta verificación (301) , calcular (302) el coste acumulado simple de esta celda.

23. Procedimiento según la reivindicación 22, en la que calcular (304) el coste acumulado condicionado de esta celda se realiza de acuerdo con:

CACo = CACo +d * (CCo + CCo)

en la que: CACD es el coste acumulado condicionado del espacio de desplazamiento condicionado para la celda destino; CACo es el coste acumulado condicionado del espacio de desplazamiento condicionado de la celda origen; d es la distancia geométrica entre la celda origen y la celda destino; CCo es el coste condicionado asociado a la celda origen dentro de la superficie de costes condicionados; y CCD es el coste condicionado asociado a la celda destino dentro de la superficie de costes condicionados.

24. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 22 ó 23, en el que calcular (302) el coste acumulado simple de esta celda se realiza de acuerdo con:

CASo = CACo +d * (CCo + CSo)

en la que:

CASo es el coste acumulado simple de la celda destino; CACo es el coste acumulado condicionado del espacio de desplazamiento condicionado de la celda origen; d es la distancia geométrica entre la celda origen y la celda destino; CCo es el coste condicionado asociado a la celda origen dentro de la superficie de costes condicionados; y CSo es el coste simple asociado a la celda destino dentro de la superficie de costes simples.

25. Procedimiento según la reivindicación 24, en el que obtener, para cada celda comprendida en el modelo ráster del territorio, el menor valor de coste de desplazamiento acumulado para los desplazamientos admisibles desde la fuente, teniendo en cuenta las restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio y el valor de coste que se invierte en atravesar la celda definido en la superficie de costes simples y el valor de coste que se invierte en atravesar la celda definido en cada superficie de costes condicionados comprende:

o Determinar, para cada celda, el mínimo valor de coste de desplazamiento acumulado de entre el valor de coste acumulado simple y el al menos un valor de coste acumulado condicionado.

26. Sistema para determinar la accesibilidad de un territorio, a partir de un modelo ráster del territorio usado en un Sistema de Información Geográfica, que divide el territorio en una pluralidad de celdas, comprendiendo este sistema:

el sistema para restringir los cálculos a realizar en un modelo ráster de un territorio usado en un Sistema de Información Geográfica según una cualquiera de las reivindicaciones 2 Ó 3, en el que: los medios informáticos/electrónicos para recibir al menos un archivo ráster que comprende datos referentes a al menos un valor asignado a cada celda de al menos una zona de desplazamiento de las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio comprenden:

o medios informáticos/electrónicos para recibir el al menos un archivo ráster que comprende datos referentes a los costes de desplazamiento entre las celdas de alguna de las zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio;

los medios informáticos/electrónicos para ejecutar cálculos sobre las zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio, teniendo en cuenta las restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento y el al menos un valor asignado a cada celda de al menos una zona de desplazamiento de las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio comprenden:

o medios informáticos/electrónicos para obtener, para cada celda comprendida en el modelo ráster del territorio, el menor valor de coste de desplazamiento acumulado para los desplazamientos admisibles desde la fuente, teniendo en cuenta las restricciones de desplazamiento entre las distintas zonas de desplazamiento en las que se estructura el territorio y el valor de coste de desplazamiento de la celda.

27. Sistema informático que comprende una memoria y un procesador, en la que la memoria almacena instrucciones de programa informático ejecutables por el procesador, comprendiendo estas instrucciones funcionalidades para ejecutar un procedimiento para determinar la accesibilidad de un territorio, a partir de un modelo ráster del territorio usado en un Sistema de Información Geográfica, según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 25.

28. Producto de programa informático que comprende instrucciones de programa para provocar que unsistema ejecuteun procedimiento para determinar la accesibilidad de un territorio, a partir de un modelo ráster del territorio usado en un Sistema de Información Geográfica, según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 25.

29. Producto de programa informático según la reivindicación 28, que está almacenado en unos medios de grabación.

30. Producto de programa informático según la reivindicación 28, que es portado por una señal portadora.