Sectorizar puntos en zonas por sus coordenadas GPS

En el contexto de las herramientas cartograficas, la segmentación es una operación que le permite agrupar los elementos por áreas geográficas similares. Existen diferentes posibilidades para agrupar los puntos de acuerdo a criterios deseados: por país, por región, código postal, ciudad, … Aquí utilizamos coordenadas GPS para definir zonas rectangulares.

Este artículo está destinado a los usuarios habituales del servicio Open Street, que conocen todas las posibilidades del servicio, y que quieren ir más allá. Se requiere que el un manejo perfecto de la hoja de cálculo Excel (o equivalente)

Introducción

Sectorizar sus puntos, una operación que puede ser útil en muchas situaciones relacionadas con la optimización de itinerarios por carretera. Imagine las siguientes situaciones: Usted tiene una lista de 30 direcciones correspondientes a encuentros fisicos, pero usted sabe muy bien que una sola persona no podrá efectuar mas de 10 citas al dia, teniendo en cuenta su duración.

Los usuarios piensan en dos posibilidades :

1. Realizar el desplazamiento« ficticio » con los 30 puntos, a sabiendas que sera concretamente realizada en varias etapas.
2. Sectorizar el fichero de direcciones, es decir, agrupar inteligentemente las direcciones por zonas.

Recomendamos la primera opción, ya que consiste en  calcular una optimización que no será representativa del trayecto efectivamente realizado. La diferencia entre el calculo y la vida real puede ser más o menos importante, es generalmente  es desventajosa. Para dar una idea, el costo de este método en distancia recorrida puede fácilmente satisfacer o superar toda la diagonal de la zona cubierta por los puntos.

El peligro de descuidar la sectorización

Para comprender  por qué no se recomienda realizar una optimización con todos sus puntos, a sabiendas so que no será recorrida de esta manera, ea continuación, un archivo de direcciones distribuido en el territorio francés.

Esta lista de direcciones se importada en el servicio a través de una importacion Excel, o importar un archivo de texto. Nos encontramos con el siguiente mapa. Un clic en cada marcador azul le dará acceso a las coordenadas GPS, coordenada que también se encuentra en forma de tabla en el reporte de cálculo.

Si descuidamos la sectorización, podemos tratar de optimizar el itinerario en el estado. A continuación, se calculó un itinerario de bucle. Los puntos fueron posicionados en la  Francia todos sabemos, en el caso de este estudio vamos a emitir la hipótesis de que 10 puntos se pueden  ser unidos por día, independientemente del kilometraje. Si esta suposición es cuestionable en todo el territorio, ella tendrá sentido en más optimizaciones locales a través de una ciudad o región.

Qué passerai si intentáramos seguir este itinerario del punto n°0 al punto n°29, a sabiendas de que solo 10 puntos pueden ser enlazados por dia ?

1. Primer trayecto : del norte de Lyon hacia el sur de Toulouse
2. Segundo trayecto : del sur de Toulouse hacia Caen
3. Tercer trayecto : de Caen hacia Besançon

El problema aparece aquí claramente: el segundo trayecto y el tercer  trayecto nos hacen salir de nuestra zona,atravesamos diagonalmente toda Francia  en lugar de estar limitado a una zona y luego otra zona. La optimización del itinerario es capaz de trazar itinerarios que le dan la vuelta a la zona, una espiral o cualquier forma previsible o incongruente para minimizar el tiempo de viaje y la distancia recorrida. Muy a menudo, la optimización de itinerario nos hace pasar por carreteras.

Determinar sus zonas

El método de segmentación cubierto en este artículo utiliza las coordenadas GPS. Utilizamos el contorno geográfico más simple para explotar: el rectángulo definido por las cuatro puntas. Necesitamos saber las coordenadas GPS de los cuatro puntos (latitud, longitud). Para eso hemos buscado una ciudad con la ubicación ideal para nuestro rectángulo y Open Street nos dio las coordenadas GPS de esta ciudad. Habría sido posible obtener las coordenadas (latitud, longitud) con un GPS o cualquier otra fuente de datos geográficos.

La latitud puede ser representado por el eje de la altura y longitud por el eje de la anchura de nuestro rectángulo.

A continuación la proposición de zonas realizada para este ejemplo.

• Zona n°1, el norte de Francia delimitado por :
  • En la parte superior a la derecha : Namur en Bélgica con las coordenadas 50.4673,4.8719
  • En la parte baja a la izquierda : Kerbabic en Bretaña con las coordenadas 47.9792,-4.1071
  • En la parte superior izquierda odemos extrapolar la coordenada 50.4673,-4.1071 (inútil en este caso)
  • En la parte baja a la derecha podemos extrapolar la coordenada 47.9792,4.8719 (inútil en este caso)
• Zona n°2, el centro de Francia delimitado por :
  • En la parte superior a la derecha : Lure en Francia con las coordenadas 47.6864,6.4942
  • En la parte baja a la izquierda : Montpon-Ménéstérol en Francia con las coordenadas 45.0092,0.1620
• Zona n°3, el sur de Francia delimitado por :
  • En la parte superior a la derecha : Turin en Italia con las coordenadas 45.0703,7.6868
  • En la parte baja a la izquierda : Lannemezan en Francia con las coordenadas 43.1255,0.3839

En previsión  de nuestra formula Excel, sabemos que si la latitud de un punto arbitrario esta comprendida en el intervalo  [47.9792,50.4673] y que su longitud esta comprendida en el intervalo [-4.1071,4.8719], entonces el punto pertenece a nuestra Zona n°1.

Otra formula mas matemáticas es :

• SI latitud > 47.9792 Y latitud < 50.4673 Y longitud > -4.1071 Y longitud < 4.8719 ENTONCES el punto pertenece a la Zona n°1.
• SI latitud > 45.0092 Y latitud < 47.6864 Y longitud > 0.1620 Y longitud < 6.4942 ENTONCES el punto pertenece a la Zona n°2.
• si latitud > 43.1255 ET latitud < 45.0703 ET longitud > -0.3839 ET longitud < 7.6868 ENTONCES el punto pertenece a la Zona n°3.

Si  tuviéramos que representar gráficamente nuestras 3 zonas, aquí vemos el resultado que obtendríamos.  Se utilizo un software de manipulación de imágenes.

Importar las coordenadas GPS en Excel

Cualesquiera que sea el método de entrada de direcciones que se fue utilizado, usted  puede exportar las coordenadas GPS en el lote a través del reporte, siempre y cuando los puntos sean colocados en el mapa. Para ello, buscar la «Tabla de datos geográficos» y el enlace «CSV» para descargar un archivo compatible con Excel. Como a menudo con Excel para abrir un archivo CSV se utilizará el asistente para importar datos de texto eligiendo una codificación (Unicode UTF-8) y un separador de campo (coma). Por lo tanto, se obtiene la lista de direcciones con los datos de contacto.

Excel solo es capaz de comprender que el punto es un separador de decimales, por lo tanto es necesario reemplazar los puntos por comas con la función  « buscar y reemplazar ».

El fichero CSV  creado por Open Street contiene los siguientes campos: identificador (id), dirección comprendida por el servicio y formateada (address_formatted), dirección indicada (address_typed), latitud (lat), longitud (lng).

Las formulas utilizadas en las columnas F, G y H son respectivamente :

• =SI(Y(D2>47,9792;D2<50,4673;E2>-4,1071;E2<4,8719);1;0)
• =SI(Y(D2>45,0092;D2<47,6864;E2>0,1620;E2<6,4942);1;0)
• =SI(Y(D2>43,1255;D2<45,0703;E2>-0,3839;E2<7,6868);1;0)

Para este articulo utilizamos una forma condicional que respeta el color rojo para la Zona 1, Verde para la zona 2 y Azul para la Zona 3. Luego la tabla es organizada según las columnas F, G y H.

Los últimos tres puntos no pertenecen a ninguna zona, esto significa que deben estar adyacentes a  las zonas que hemos previamente definido ‘en cubos’. Para solucionar esto podemos modificar nuestras zonas o reintegrar manualmente a una de tres zonas. Est esta segunda opción la más fácil y la que conservaremos: Foix se encuentra en la zona 3, Angoulême y La Rochelle están en la Zona 2.

Nuestras tres zonas podrán dar lugar a tres importaciones de puntos y tres optimizaciones diferentes.

 

Conclusion

Una crítica obvia al ejemplo que hemos elegido como parte de este ejemplo es la distancia demasiada grande que representa cada zona. Por otra parte, en el caso concreto que probablemente habría un punto a incluir en cada  una de las zonas: el domicilio del conductor o del lugar de almacenamiento de mercancías.

Hemos segmentado puntos de acuerdo a su pertenencia a una zona de contorno rectangular usando el servicio Open Street  y las herramientas burocráticas comunes. La búsqueda de limites que delimiten esta zona sigue siendo una operación tediosa, ya que requiere la búsqueda de una dirección cercana y extraer las coordenadas a través de la aplicación en línea o un servicio similar.

Los puntos de segmentación con coordenadas GPS no es el único método existente, ni mucho menos. Más simple, usted puede agrupar los elementos por código postal, por ejemplo. Más eficaz, podríamos delimitar las zonas complejas al contorno y  no rectangular, teniendo en cuenta la densidad de puntos por unidad de superficie. Existen softwares muy potentes para llevar a cabo este tipo de operaciones, que son llamados «sistemas de información geográfica (SIG)» y algunos de ellos son bastante caros.

Sin embargo, este método lógico y potente pueden servir en situaciones de la vida real.