Análisis geoespacial para la caracterización funcional de las infraestructuras viarias en modelos de accesibilidad territorial utilizando sistemas de información geográfica

Resumen

La aplicación de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) sobre las infraestructuras viarias representa un importante reto en la ingeniería civil actual y del futuro. Bajo la teoría personal que defendemos en este proyecto, de que cualquier dato o saber manejado por el hombre es susceptible de representarse sobre la superficie terrestre, los SIG se convierten en un magnífico instrumento para aumentar el conocimiento humano sobre cualquier realidad. Las nuevas tecnologías ofrecen múltiples posibilidades para aportar datos a los SIG en cualquier campo, y por supuesto sobre las características y el funcionamiento de las carreteras. Pero se requieren nuevos enfoques, planteamientos y metodologías para tratar adecuadamente los datos viarios, y conseguir análisis más completos para una gestión más eficiente de estas infraestructuras. Esta tesis doctoral propone un método para realizar una parametrización mediante geometría de secuencia de puntos, que permite caracterizar todas las variables técnicas y funcionales que afectan o influyan sobre una infraestructura territorial de trazado lineal, en general, y particularmente sobre una red de carreteras. Gracias a la versatilidad que proporciona este método es posible asignar multitud de parámetros a cada sección del viario, provenientes de distintas fuentes de datos a través de diferentes tecnologías, y tratarlos convenientemente para generar nueva información a partir de ellos. También se permite realizar simplificaciones geométricas de la información mediante la tramificación temática según los aspectos que se necesite, para que pueda manejarse con mayor facilidad sobre los SIG, y ejecutar sobre esos datos diferentes métodos de análisis geoespacial. La funcionalidad de la red viaria puede analizarse desde múltiples perspectivas, pero sin duda una de las más eficientes y recomendables es mediante el cálculo de la accesibilidad que proporcionan las carreteras en un determinado territorio. Aunque existen gran variedad de modelos de cálculo de accesibilidad, el algoritmo de Coste Distancia basado en superficies de costes acumulados, se presenta como uno de los más interesantes sobre SIG, debido a la facilidad para incorporar datos al modelo ráster, y a que obtiene resultados de accesibilidad en cualquier lugar del ámbito geográfico analizado. Sin embargo su operativa de cálculo limita la aplicación de este algoritmo cuando se dispone de modos de desplazamiento especializados con limitación de accesos, como por ejemplo ocurre en vías de alta capacidad o prestaciones como autopistas, autovías, etc. En esta tesis doctoral se proponen dos métodos para superar esta limitación, mediante la Suma de Costes Parciales y con el algoritmo Coste Distancia Condicionado. Este último, además de conseguir modelar con gran fiabilidad cualquier modo transporte sobre la superficie terrestre, ofrece nuevas posibilidades de análisis sobre los modelos ráster gracias a la aplicación de restricciones condicionadas en los cálculos a ejecutar entre celdas vecinas. Las aplicaciones prácticas realizadas durante la investigación, de estos métodos, tanto la parametrización mediante geometrías de puntos, como los dos nuevos modelos de accesibilidad, muestran su grado de validez y eficacia para el análisis geoespacial de las infraestructuras viarias.