4.2.1 ELEMENTOS E ATRIBUTOS DA REDE VIÁRIA
Como já foi referido no ponto 3.1 do presente documento, uma rede é um conjunto de linhas, chamados arcos (ou arestas, ramos, eixos ou ligações) e um conjunto de pontos, designados por nós, em que há intersecção de linhas (ou vértices, junções). No caso da rede viária por exemplo, os arruamentos correspondem aos arcos e os cruzamentos ou entroncamentos correspondem aos nós da rede.
A rede viária constitui a estrutura principal de dados para aplicação de um software de análise de redes, constituindo uma precedência à utilização de qualquer funcionalidade do software.
Sendo a rede viária a estrutura de dados geográficos base, há ainda a necessidade de caracterizar cada elemento da rede, isto é, associar um conjunto de atributos de modo a caracterizar a estrutura da rede. São exemplos de atributos da rede viária: os sentidos da rede, largura da via, proibições e hierarquia da rede.
O comprimento dos troços que constituem a rede viária é outro atributo da rede. Depois de digitalizado o troço, o atributo relativo ao comprimento é definido automaticamente. Outro atributo a definir na rede é a velocidade. Dependendo das características da rede (sentidos, largura, proibições e hierarquia da rede) o utilizador define a velocidade de circulação na rede.
A variável que representa a resistência que a rede viária oferece à passagem dos veículos é designada como impedância, por exemplo, tempo ou distância.
Em suma, na base de dados da rede viária, para cada segmento da linha, que constitui a rede, deve constar o comprimento e velocidade do troço, que permite determinar o tempo que demora a ser percorrido.
4.2.2 VALIDAÇÃO DA REDE VIÁRIA
A base de dados que constitui a rede viária é digitalizada ou editada em ambiente SIG mas encontra-se sem conectividade, isto é, não existe relação espacial entre os elementos para além da sua localização, entre outras características.
As relações espaciais entre elementos de uma rede são frequentemente referidas como relações topológicas.
A topologia é o ramo da geometria que define as relações espaciais aplicáveis à informação geográfica de modo a estabelecer a conectividade e a ligação entre os elementos espaciais; estabelece a ligação espacial entre os elementos através do reconhecimento de nós no fim de cada linha digitalizada.
A topologia é um conjunto de regras e relações que, associadas a ferramentas e técnicas de edição permitem a modelação, de um modo mais preciso, das relações geométricas existentes entre as entidades geográficas.
A aplicação de regras topológicas à informação geográfica implica que os elementos do tipo ponto, linha e polígono tenham relações do tipo: o que está ligado, o que é adjacente, o que está sobreposto, o que está contido, etc.
A construção de regras topológicas é geralmente uma operação simples, usualmente efectuada após a digitalização da informação.
A correcção topológica da rede viária é efectuada nas componentes mais avançadas do ArcGIS, que possuem capacidades de edição avançadas – o ArcEditor e o ArcInfo.
4.2.3 OUTRAS ESPECIFICAÇÕES EXIGIDAS PELO NETWORK ANALYST
Criada a base de dados é necessário construir a estrutura de rede a aplicar no Network Analyst – a Network Dataset. As Network Datasets, criadas a partir do ArcCatalog, são redes compostas por elementos simples (linhas, junções e viragens) relacionadas espacialmente.
Há alguns aspectos a ter em atenção na criação da Network Dataset, designadamente os que representam cruzamentos e as passagens superiores e inferiores entre estradas. Como se modelam cruzamentos e viadutos por exemplo? Esta é uma questão essencial na construção de uma rede.
Numa Network Dataset construída com base na rede viária, a conectividade, garantida pela coincidência geométrica, é definida entre features do tipo linha.
A conectividade dos troços que constituem a Network Dataset só existe nos pontos coincidentes de acordo com os exemplos descritos na Figura 4.3.
Numa feature class do tipo linha a conectividade pode ser definida nas extremidades das linhas ou em qualquer vértice que constitui a linha (desde que haja coincidência).
Quando a conectividade é definida nas extremidades, uma linha só pode ligar a outra linha pelas extremidades. O cruzamento de duas linhas não representa conectividade – Figura 4.4 (ESRI, 2007). Esta propriedade é definida apenas nas extremidades.
Quando a conectividade é definida por qualquer vértice, duas linhas podem ligar-se em qualquer vértice desde que haja coincidência espacial (um nó/junção). Num cruzamento é necessário um nó nos pontos de coincidência entre os vértices – Figura 4.5 (ESRI, 2007). A Figura 4.6 apresenta os erros mais comuns cometidos na conectividade das redes, cometidos devido à falta de vértices coincidentes (ESRI, 2007).
Na criação da Network Dataset é possível recorrer a atributos de elevação que permitem a representação de cruzamentos da rede viária a diferentes níveis, por exemplo, viadutos, pontes e túneis.
A política de conectividade definida por atributos de elevação é aplicada apenas em conjunto com a conectividade definida por extremidades e em linhas com extremidades coincidentes.
Figura 4.3– Conectividade da rede viária Caso 1: extremidades
Extremidade sobre extremidade: existe conectividade
Caso 2: extremidade/ao logo da linha
Caso 3: cruzamento
Vértice sobre vértice: é possível existir conectividade
Extremidade sobre vértice: é possível existir conectividade
Figura 4.4 – Conectividade apenas nas extremidades das linhas: não há cruzamento de nível
Figura 4.5 – Conectividade em qualquer vértice das linhas: há cruzamento de nível
Figura 4.6 – Erros comuns no estabelecimento da conectividade das redes
A Figura 4.7 apresenta um cruzamento com quatro linhas com extremidades coincidentes para um cenário de intersecção ao mesmo nível, definido com atributo zero (ESRI, 2007).
Figura 4.7 – Atributos de elevação: intersecção ao mesmo nível
Junções/nós Extremidades
Intersecção de linhas Sem conectividade
A Figura 4.8 apresenta um cruzamento com quatro linhas com extremidades coincidentes para um cenário de intersecção a dois níveis, sendo o nível superior (ponte), sem conectividade com o nível inferior, classificado com atributo um (ESRI, 2007).
Figura 4.8 – Atributos de elevação: intersecção a diferentes níveis