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Analisi delle reti

Questa esercitazione permette di sperimentare le funzioni per l'analisi di reti di GRASS 6.2. E' inspirata al GRASS 5.7: Vector networking tutorial scritto da Markus Neteler per la versione 5.7 di GRASS e per un diverso dataset.

Le domande che tipicamente ci si può porre rispetto ad una rete (insieme di linee connesse) sono:

• quale è il percorso più breve tra due punti (nodi)?
• è possibile calcolare zone equidistanti (lungo la rete) da punti (nodi) dati?
• si può dividere la rete in sottoreti di elementi più vicini a punti (nodi) dati?
• è possibile determinare la sottorete di lunghezza minima che connette un set di punti (nodi) dati (alberi di Steiner)?
• si può calcolare il percorso più breve che passa per tutti i punti (nodi) dati una sola volta (problema del commesso viaggiatore)?

In realtà le domande sopra devono essere poste in termini di costi di percorrenza dei tratti e dei nodi. Ad esempio: la stessa distanza fisica su tipi di strade diverse (velocità diversa) può avere un costo significativamente diverso per il calcolo del tempo di percorrenza, così come la presenza di restringimenti e deviazioni sui nodi; per una rete di acquedotto il tipo e diametro dei tubi influenza la perdita di carico (il costo di attraversamento), perdita che può essere anche concentrata su saracinesche e giunzioni (nodi). In questa esercitazione si proveranno ad usare le funzioni di analisi delle reti con diversi costi sui tratti.

Lo scopo dell'esercitazione è predisporre una cartografia di aiuto all'intervento di squadre di spegnimento incendi sull'area del dataset Spearfish. In particolare si:

• prepareranno i dati per l'analisi della rete, connettendo la geometria e collegando le tabelle del database;
• calcoleranno in modo interattivo i percorsi minimi per punti scelti con il mouse sul monitor, cambiando i costi (d.path);
• determineranno i percorsi più brevi tra le stazioni dei pompieri lungo la rete stradale, per predisporre una mappa per lo spostamento di personale e si calcoleranno i percorsi più brevi tra ogni stazione e un'incendio (v.net.path);
• determineranno fasce di uguale distanza dalle stazioni dei pompieri per realizzare una cartografia di tempi previsti di intervento (v.net.iso);
• dividerà la rete stradale in zone di competenza per ogni stazione dei pompieri, in funzione della distanza (lungo la rete stradale) dalle stazioni stesse (v.net.alloc);
• determinerà la sottorete di minima lunghezza che collega tutti le stazioni dei pompieri (albero minimo di Steiner), per collegarle, posando i cavi lungo le strade, con una rete ad alta velocità (v.net.steiner);
• calcolerà il percorso minimo che collega tutte le caserme dei pompieri senza passare per la stessa più di una volta (problema del commesso viaggiatore) per ottimizzare il percorso di fornitori e ispettori (v.net.salesman).

Ad ognuno dei punti sopra corrisponde una sezione di questa esercitazione, per ogni sezione è scaricabile uno script bash che realizza le operazioni indicate. Le esercitazioni relative ai vari moduli possono essere svolte in qualunque ordine, ma devono essere precedute dalla fase di preparazione dei dati.