Desire lines as a proxy of pedestrian preferences: a synthetic approach to public space configuration

En la pràctica de l'Arquitectura i de l'Urbanisme, han aparegut en les últimes dècades una creixent quantitat d'eines de simulació en àmbits com el de la representació, l'energia, el comportament estructural o el control i seguiment de l'obra. Moltes d’aquestes eines representen una evolució de metodologies existents mitjançant l'aplicació de la informàtica. Aquesta capacitat de simulació de la realitat física contrasta amb la dificultat que presenta la simulació del comportament dels usuaris dins dels edificis o les ciutats, degut al poc coneixement de la seva conducta en aquests àmbits. Els usos que les persones faran dels espais són una nebulosa de nocions intuïtives dins del procés creatiu dels qui conceben aquests espais. De la mateixa manera com un equip d'Arquitectes que està projectant un gratacels necessita saber el comportament dels materials, l'aspecte de l'edifici acabat o la planificació dels treballs, necessiten disposar d'eines per anticipar el comportament de les persones (treballadors, clients, vianants o habitants) dins els espais que projecten. Aquesta tesi vol obtenir, mitjançant un model basant en agents, una eina per poder anticipar els moviments de les persones en els espais que projecten Arquitectes, Urbanistes i Paisatgistes i d'aquesta manera obtenir espais més adequats a les necessitats dels usuaris. Per tal de definir aquest model del comportament dels vianants en l’espai públic, es parteix de l'observació de la presència en espais públics total o parcialment enjardinats d’unes zones mancades de vegetació on el ferm ha estat compactat per les petjades dels vianants, en forma de camins o de dreceres. Aquestes dreceres expliquen la lògica de formació de manera espontània per part dels usuaris d'aquests elements no planificats, coneguts en anglès com a "desire paths", en contraposició als camins formalment planificats

Metodología para la evaluación de rutas óptimas en entornos urbanos a partir de datos de LTS

El objetivo principal ha sido desarrollar una metodología que permita evaluar la accesibilidad física en entornos urbanos. Para ello se ha utilizado como caso de estudio el casco antiguo de Tossa de Mar (La Selva) y se ha tenido en especial consideración que la metodología fuera fácilmente extrapolable a entornos más extensos. Como objetivo secundario, se ha desarrollado una metodología para utilizar la nube de puntos obtenida mediante un Escáner Láser Terrestre (en inglés Laser Terrestrial Scanner o LTS) para la obtención de la topografía y la identificación de los obstáculos del ámbito delimitado por la fortificación medieval, teniendo en cuenta que dicha metodología puede aplicarse también a datos obtenidos de vuelos ALSM (Airborne Laser Swath Mapping) mediante LIDAR (Light Detection and Ranging)

Quantification of similarity between land cover categories

The transformation from forest and rural to developed land is growing dramatically worldwide. A measure of the underlying structure of this shift is needed to better understand the nature of this change and to be able to establish control mechanisms at a regional scale. Landscape metrics evaluate the morphology of the spatial pattern at the object level (patch) through the categorization of Land Cover, generally without considering the similarities or dissimilarities between categories in the classification. This work uses the Mean Edge Contrast Index (MECI) to quantify the structure of the counties around Columbus, OH. This index doesn’t make a hard distinction between categories, since it uses a matrix that assigns a value to the contrast between each Land Cover class pairwise, and measures the degree of contrast between each patch and its immediate neighborhood. The values of the matrix are obtained through the comparison of MECI and a studied variable, obtaining a measure of the similarity or dissimilarity of each class that better explains each variable. These relationships are visualized with different techniques to better understand their similarities.Peer Reviewe

Metodología para la evaluación de rutas óptimas en entornos urbanos a partir de datos de LTS

El objetivo principal ha sido desarrollar una metodología que permita evaluar la accesibilidad física en entornos urbanos. Para ello se ha utilizado como caso de estudio el casco antiguo de Tossa de Mar (La Selva) y se ha tenido en especial consideración que la metodología fuera fácilmente extrapolable a entornos más extensos. Como objetivo secundario, se ha desarrollado una metodología para utilizar la nube de puntos obtenida mediante un Escáner Láser Terrestre (en inglés Laser Terrestrial Scanner o LTS) para la obtención de la topografía y la identificación de los obstáculos del ámbito delimitado por la fortificación medieval, teniendo en cuenta que dicha metodología puede aplicarse también a datos obtenidos de vuelos ALSM (Airborne Laser Swath Mapping) mediante LIDAR (Light Detection and Ranging)

Sistema d'informació del Patrimoni de Sòl de l'INCASOL. 1. Prototip SIT-CAT 1.0

El present document es correspon a la investigació realitzada en motiu de la redacció de la Tesina del Màster en Sistemes d’Informació Geogràfica de la FPC-UPC, la qual servirà com a document de treball per al CPSV en el projecte elaborat pel CPSV “Sistema d’Informació del Patrimoni de Sòl de l’INCASOL”, per a l’Institut Català del Sòl de la Generalitat de Catalunya.L’objectiu del prototipus és obtenir una eina en forma de prototipus capaç de satisfer les necessitats que té INCASOL de gestionar el seu patrimoni. Aquesta gestió del patrimoni no es tracta únicament d’un inventari de propietats sinó que necessita incorporar una sèrie de funcionalitats addicionals, degut a algunes característiques específiques de INCASOL comunes a qualsevol entitat que gestioni una gran quantitat de sòl.Postprint (published version

Using HTML5 technology to build an online visualization tool for accessible routing in urban spaces

Este artículo ha sido posible, gracias a los trabajos realizados desde el Centro de Política de Suelo y Valoraciones (CPSV) y el Laboratorio de Modelización Virtual de la Ciudad (LMVC) en el marco del “Ciudad sin barreras. Herramienta para la avaluación y visualización de la accesibilidad al espacio público, en base a tecnologías TLS, GIS i GPS, dirigido por el profesor Josep Roca Caldera (coautor) financiado en el marco de la Convocatoria RecerCaixa 2013, en la temática La casa y la ciudad adaptadas a las persones con discapacidad. Por ello los autores agradecen a RecerCaixa y ACUP el desarrollo de la convocatoria, que posibilita publicar trabajos como este, resultantes de los proyectos de investigación que se pueden realizar gracias a ella.Pese a la capacidad de los dispositivos móviles de localización y planificación de itinerarios, existe un importante vacío en cuanto a la planificación de rutas adecuadas a las necesidades de las personas con problemas de accesibilidad.En este artículo se describe el desarrollo de una aplicación web para visualizar las rutas óptimas para usuarios de estas características utilizando tecnología HTML5 con herramientas de código abierto. La estrategia de desarrollo de la aplicación consistió en la iteración de varios ciclos de programación y valoración, lo que permitió ajustar la funcionalidad y la usabilidad en fases muy tempranas.El resultado es compatible con las plataformas móviles y de escritorio por la utilización de elementos web estándar, como el elemento y la API de Geolocalización. A través de la aplicación web, fácilmente imbebible en cualquier página, los usuarios pueden seleccionar un punto del mapa (con el ratón o en una pantalla táctil) y se muestra la ruta accesible más adecuada desde este punto a un elemento de interés en un mapa, con la posibilidad de superponerla a la cartografía de Google Maps.Adicionalmente, si el dispositivo se encuentra en el área correspondiente al mapa, se muestra una indicación de su ubicación estimada. La aplicación resultante facilita tanto la planificación de la ruta como la orientación in-situ, y resulta valiosa también como herramienta de validación visual durante el desarrollo del modelo de cálculo de rutas.Tot i la capacitat dels dispositius mòbils de localització i planificació d'itineraris, hi ha un important buit pel que fa a la planificació de rutes adequades a les necessitats de les persones amb dificultats d'accessibilitat.En aquest article es descriu el desenvolupament d'una aplicació web per a visualitzar les rutes òptimes per a usuaris d'aquestes característiques utilitzant tecnologia HTML5 amb eines de codi obert. L'estratègia de desenvolupament de l'aplicació va consistir en la iteració de diversos cicles de programació i valoració, el que va permetre ajustar la funcionalitat i la usabilitat en fases molt primerenques.El resultat és compatible amb les plataformes mòbils i d'escriptori per la utilització d'elements web estàndard, com l'element i l'API de Geolocalització. A través de l'aplicació web, fàcilment imbevible en qualsevol pàgina, els usuaris poden seleccionar un punt del mapa (amb el ratolí o en una pantalla tàctil) i es mostra la ruta accessible més adequada des d'aquest punt a un element d'interès en un mapa , amb la possibilitat de superposar a la cartografia de Google Maps.Addicionalment, si el dispositiu es troba a l'àrea corresponent al mapa, es mostra una indicació de la seva ubicació estimada. L'aplicació resultant facilita tant la planificació de la ruta com l'orientació in-situ, i resulta valuosa també com a eina de validació visual durant el desenvolupament del model de càlcul de rutes.Despite the location and route planning capacity of mobile devices, there are significant shortcomings regarding route planning according to the needs of people with accessibility difficulties.This paper discusses the development of a web application to visualize optimal routes for these users using HTML5 technology with open source tools. The development strategy iterated several cycles of coding and assessment, allowing the adjustment of functionality and usability in the early stages.The result is compatible with desktop and mobile platforms because of the adoption of web standards, such as the element and the Geolocation API. Through the web application, easily embeddable in a webpage, users can select a point in a map (using the mouse or touchscreen) and the most suitable accessible route from that point to a fixed element of interest in a map is shown and (optionally) overlaid on the Google Maps cartography.Additionally, if the device is on the area shown on the map, its approximate position is displayed. The resulting application simplifies both the planning of the route and the on-site orientation, and is also valuable as a visual validation tool during the development of the optimal route model.Peer Reviewe

Digital traces and urban research : Barcelona through social media data

Most of the world’s population now resides in urban areas, and it is expected that almost all of the planet’s growth will be concentrated in them for the next 30 years, making the improvement of the quality of life in the cities one of the big challenges of this century. To that end, it is crucial to have information on how people use the spaces in the city, and allows urban planning to successfully respond to their needs. This dissertation proposes using data shared voluntarily by the millions of users that make up social network’s communities as a valuable tool for the study of the complexity of the city, because of its capacity of providing an unprecedented volume of urban information, with geographic, temporal, semantic and multimedia components. However, the volume and variety of data raises important challenges regarding its retrieval, manipulation, analysis and representation, requiring the adoption of the best practices in data science, using a multi-faceted approach in the field of urban studies with a strong emphasis in the reproducibility of the developed methodologies. This research focuses in the case of study of the city of Barcelona, using the public data collected from Panoramio, Flickr, Twitter and Instagram. After a literature review, the methods to access the different services are discussed, along with their available data and limitations. Next, the retrieved data is analyzed at different spatial and temporal scales. The first approximation to data focuses on the origins of users who took geotagged pictures of Barcelona, geocoding the hometowns that appear in their Flickr public profiles, allowing the identification of the regions, countries and cities with the largest influx of visitors, and relating the results with multiple indicators at a global scale. The next scale of analysis discusses the city as a whole, developing methodologies for the representation of the spatial distribution of the collected locations, avoiding the artifacts produced by overplotting. To this end, locations are aggregated in regular tessellations, whose size is determined empirically from their spatial distribution. Two spatial statistics techniques (Moran’s I and Getis-Ord’s G*) are used to visualize the local spatial autocorrelation of the areas with exceptionally high or low densities, under a statistical significance framework. Finally, the kernel density estimation is introduced as a non-parametric alternative. The third level of detail follows the official administrative division of Barcelona in 73 neighborhoods and 12 districts, which obeys to historical, morphological and functional criteria. Micromaps are introduced as a representation technique capable of providing a geographical context to commonly used statistical graphics, along with a methodology to produce these micromaps automatically. This technique is compared to annotated scatterplots to relate picture intensity with different urban indicators at a neighborhood scale. The hypothesis of spatial homogeneity is abandoned at the most detailed scale, focusing the analysis on the street network. Two techniques to assign events to road segments in the street graph are presented (direct by shortest distance or by proxy through the postal addresses), as well as the generalization of the kernel density estimation from the Euclidean space to a network topology. Beyond the spatial domain, the interactions of three temporal cycles are further analyzed using the timestamps available in the picture metadata: daytime/nighttime (daily cycle), work/leisure (weekly cycle) and seasonal (yearly cycle).La major part de la població mundial resideix actualment en àrees urbanes, i es preveu que pràcticament tot el creixement del planeta es concentri en elles en els propers 30 anys, convertint la millora de la qualitat de vida a les ciutats en un dels grans reptes del present segle. És per tant imprescindible disposar d'informació sobre les activitats que les persones desenvolupen en elles, que permetin al planejament donar resposta a les seves necessitats. Aquesta tesi proposa l'ús de dades compartides de manera voluntària pels milions d'usuaris que conformen les comunitats de les xarxes socials com una valuosa eina per a l'estudi de la complexitat de la ciutat, per la seva capacitat de proporcionar un volum d'informació urbana sense precedents, reunint components tant geogràfics, temporals, semàntics i multimèdia. No obstant això, aquest volum i varietat de les dades planteja grans reptes pel que fa a la seva obtenció, tractament, anàlisi i representació, requerint adoptar les millors pràctiques de la ciència de dades, aplicades des de múltiples punts de vista al camp dels estudis urbans, posant sempre l'èmfasi en la reproductibilitat de les metodologies desenvolupades. Aquesta investigació se centra en el cas d'estudi de la ciutat de Barcelona, a partir de les dades públiques obtingudes de Panoramio, Flickr, Twitter i Instagram. Després d'una revisió de l'estat de l'art, es desenvolupa l'operativa d'accés als diferents serveis, revisant les dades disponibles i les seves limitacions. A continuació, s'analitzen les dades obtingudes en diferents escales espacials i temporals. La primera aproximació a les dades es desenvolupa a partir de l'origen dels usuaris que han pres fotografies geolocalitzades de Barcelona, a través de la geocodificació de les ubicacions que apareixen en els seus perfils públics de Flickr, permetent identificar les regions, països i ciutats amb major afluència de visitants i relacionar els resultats amb diferents indicadors a escala global. La següent escala d'anàlisi es centra en la ciutat en el seu conjunt, desenvolupant metodologies per a la representació de la distribució espacial de les localitzacions obtingudes, evitant els artefactes produïts per la superposició de mostres. Per a això s'agreguen les localitzacions en tesselacions regulars, la mida de les quals es determina empíricament a partir de la seva distribució espacial. S'utilitzen dues tècniques d'estadística espacial (I de Moran i G* de Getis-Ord) per a visualitzar l'autocorrelació espacial local dels àmbits amb densitats excepcionalment altes o baixes, seguint un criteri de significança estadística. Finalment s'introdueix com a alternativa no paramètrica l'estimació de la densitat. El tercer nivell de detall coincideix amb la delimitació administrativa oficial de Barcelona en 73 barris i 12 districtes, realitzada a partir de criteris històrics, morfològics i funcionals. S'introdueixen els micromapes com a tècnica de representació capaç d'aportar un context geogràfic a gràfics estadístics d'ús comú, juntament amb una metodologia per produir aquests micromapes de manera automàtica. Es compara aquesta tècnica amb diagrames de dispersió anotats per a relacionar la intensitat de fotografies amb diferents indicadors urbans a escala de barri. En l'escala més detallada s'abandona la hipòtesi d'homogeneïtat espacial i es trasllada l'anàlisi al sistema viari. Es presenten dues tècniques d'atribució de localitzacions a trams de carrer del graf vial (directa per distància o indirecta a través de les adreces postals), així com la generalització de l'estimació de la densitat d'un espai euclidià a una topologia de xarxa. Fora del context espacial, s'analitzen les interaccions de tres cicles temporals a partir de les metadades del moment en què van ser preses les fotografies: diürn/nocturn (cicle diari), treball/oci (cicle setmanal) i estacional (cicle anual).Postprint (published version

Digital traces and urban research : Barcelona through social media data

Most of the world’s population now resides in urban areas, and it is expected that almost all of the planet’s growth will be concentrated in them for the next 30 years, making the improvement of the quality of life in the cities one of the big challenges of this century. To that end, it is crucial to have information on how people use the spaces in the city, and allows urban planning to successfully respond to their needs. This dissertation proposes using data shared voluntarily by the millions of users that make up social network’s communities as a valuable tool for the study of the complexity of the city, because of its capacity of providing an unprecedented volume of urban information, with geographic, temporal, semantic and multimedia components. However, the volume and variety of data raises important challenges regarding its retrieval, manipulation, analysis and representation, requiring the adoption of the best practices in data science, using a multi-faceted approach in the field of urban studies with a strong emphasis in the reproducibility of the developed methodologies. This research focuses in the case of study of the city of Barcelona, using the public data collected from Panoramio, Flickr, Twitter and Instagram. After a literature review, the methods to access the different services are discussed, along with their available data and limitations. Next, the retrieved data is analyzed at different spatial and temporal scales. The first approximation to data focuses on the origins of users who took geotagged pictures of Barcelona, geocoding the hometowns that appear in their Flickr public profiles, allowing the identification of the regions, countries and cities with the largest influx of visitors, and relating the results with multiple indicators at a global scale. The next scale of analysis discusses the city as a whole, developing methodologies for the representation of the spatial distribution of the collected locations, avoiding the artifacts produced by overplotting. To this end, locations are aggregated in regular tessellations, whose size is determined empirically from their spatial distribution. Two spatial statistics techniques (Moran’s I and Getis-Ord’s G*) are used to visualize the local spatial autocorrelation of the areas with exceptionally high or low densities, under a statistical significance framework. Finally, the kernel density estimation is introduced as a non-parametric alternative. The third level of detail follows the official administrative division of Barcelona in 73 neighborhoods and 12 districts, which obeys to historical, morphological and functional criteria. Micromaps are introduced as a representation technique capable of providing a geographical context to commonly used statistical graphics, along with a methodology to produce these micromaps automatically. This technique is compared to annotated scatterplots to relate picture intensity with different urban indicators at a neighborhood scale. The hypothesis of spatial homogeneity is abandoned at the most detailed scale, focusing the analysis on the street network. Two techniques to assign events to road segments in the street graph are presented (direct by shortest distance or by proxy through the postal addresses), as well as the generalization of the kernel density estimation from the Euclidean space to a network topology. Beyond the spatial domain, the interactions of three temporal cycles are further analyzed using the timestamps available in the picture metadata: daytime/nighttime (daily cycle), work/leisure (weekly cycle) and seasonal (yearly cycle).La major part de la població mundial resideix actualment en àrees urbanes, i es preveu que pràcticament tot el creixement del planeta es concentri en elles en els propers 30 anys, convertint la millora de la qualitat de vida a les ciutats en un dels grans reptes del present segle. És per tant imprescindible disposar d'informació sobre les activitats que les persones desenvolupen en elles, que permetin al planejament donar resposta a les seves necessitats. Aquesta tesi proposa l'ús de dades compartides de manera voluntària pels milions d'usuaris que conformen les comunitats de les xarxes socials com una valuosa eina per a l'estudi de la complexitat de la ciutat, per la seva capacitat de proporcionar un volum d'informació urbana sense precedents, reunint components tant geogràfics, temporals, semàntics i multimèdia. No obstant això, aquest volum i varietat de les dades planteja grans reptes pel que fa a la seva obtenció, tractament, anàlisi i representació, requerint adoptar les millors pràctiques de la ciència de dades, aplicades des de múltiples punts de vista al camp dels estudis urbans, posant sempre l'èmfasi en la reproductibilitat de les metodologies desenvolupades. Aquesta investigació se centra en el cas d'estudi de la ciutat de Barcelona, a partir de les dades públiques obtingudes de Panoramio, Flickr, Twitter i Instagram. Després d'una revisió de l'estat de l'art, es desenvolupa l'operativa d'accés als diferents serveis, revisant les dades disponibles i les seves limitacions. A continuació, s'analitzen les dades obtingudes en diferents escales espacials i temporals. La primera aproximació a les dades es desenvolupa a partir de l'origen dels usuaris que han pres fotografies geolocalitzades de Barcelona, a través de la geocodificació de les ubicacions que apareixen en els seus perfils públics de Flickr, permetent identificar les regions, països i ciutats amb major afluència de visitants i relacionar els resultats amb diferents indicadors a escala global. La següent escala d'anàlisi es centra en la ciutat en el seu conjunt, desenvolupant metodologies per a la representació de la distribució espacial de les localitzacions obtingudes, evitant els artefactes produïts per la superposició de mostres. Per a això s'agreguen les localitzacions en tesselacions regulars, la mida de les quals es determina empíricament a partir de la seva distribució espacial. S'utilitzen dues tècniques d'estadística espacial (I de Moran i G* de Getis-Ord) per a visualitzar l'autocorrelació espacial local dels àmbits amb densitats excepcionalment altes o baixes, seguint un criteri de significança estadística. Finalment s'introdueix com a alternativa no paramètrica l'estimació de la densitat. El tercer nivell de detall coincideix amb la delimitació administrativa oficial de Barcelona en 73 barris i 12 districtes, realitzada a partir de criteris històrics, morfològics i funcionals. S'introdueixen els micromapes com a tècnica de representació capaç d'aportar un context geogràfic a gràfics estadístics d'ús comú, juntament amb una metodologia per produir aquests micromapes de manera automàtica. Es compara aquesta tècnica amb diagrames de dispersió anotats per a relacionar la intensitat de fotografies amb diferents indicadors urbans a escala de barri. En l'escala més detallada s'abandona la hipòtesi d'homogeneïtat espacial i es trasllada l'anàlisi al sistema viari. Es presenten dues tècniques d'atribució de localitzacions a trams de carrer del graf vial (directa per distància o indirecta a través de les adreces postals), així com la generalització de l'estimació de la densitat d'un espai euclidià a una topologia de xarxa. Fora del context espacial, s'analitzen les interaccions de tres cicles temporals a partir de les metadades del moment en què van ser preses les fotografies: diürn/nocturn (cicle diari), treball/oci (cicle setmanal) i estacional (cicle anual)

Modeling Barcelona sidewalks: a high resolution urban scale assessment of the geometric attributes of the walkable network

Within the framework of urban pedestrian networks, this paper presents a method of modeling the street network from the perspective of foot traffic, beyond the vehicle-focused street centerline representation approach in transportation research. A scalable method to extract the centerlines of the complete walkable urban area from its polygon representation at a one-meter resolution is discussed, using open-source tools. To evaluate the betweenness centrality in a spatially directed graph, the process is applied to the study of the ‘walkable Barcelona’, focusing on three key parameters: 1) the street width, 2) the longitudinal slope, and 3) the crosswalks connecting the sidewalk platforms. The results identify the uneven distribution of these parameters within a complex urban fabric, and the high-resolution cartography allows the identification of critical areas within the network, introducing future lines of research and applications of the workflow. This is especially relevant considering the increasing awareness of citizens and the urban agendas worldwide, aimed at improving and widening the sidewalk infrastructure that supports local activity in cities.Objectius de Desenvolupament Sostenible::11 - Ciutats i Comunitats SosteniblesObjectius de Desenvolupament Sostenible::9 - Indústria, Innovació i InfraestructuraObjectius de Desenvolupament Sostenible::11 - Ciutats i Comunitats Sostenibles::11.2 - Per a 2030, proporcionar accés a sistemes de transport segurs, assequibles, accessi­bles i sostenibles per a totes les persones, i millorar la seguretat viària, en particular mitjan­çant l’ampliació del transport públic, amb especial atenció a les necessitats de les persones en situació vulnerable, dones, nenes, nens, persones amb discapacitat i persones gransObjectius de Desenvolupament Sostenible::9 - Indústria, Innovació i Infraestructura::9.1 - Desenvolupar infraestructures fiables, sostenibles, resilients i de qualitat, incloent infraestructures regionals i transfrontereres, per tal de donar suport al desenvolupament econòmic i al benestar humà, amb especial atenció a l’accés assequible i equitatiu per a totes les personesPostprint (published version

Quantification of similarity between land cover categories

The transformation from forest and rural to developed land is growing dramatically worldwide. A measure of the underlying structure of this shift is needed to better understand the nature of this change and to be able to establish control mechanisms at a regional scale. Landscape metrics evaluate the morphology of the spatial pattern at the object level (patch) through the categorization of Land Cover, generally without considering the similarities or dissimilarities between categories in the classification. This work uses the Mean Edge Contrast Index (MECI) to quantify the structure of the counties around Columbus, OH. This index doesn’t make a hard distinction between categories, since it uses a matrix that assigns a value to the contrast between each Land Cover class pairwise, and measures the degree of contrast between each patch and its immediate neighborhood. The values of the matrix are obtained through the comparison of MECI and a studied variable, obtaining a measure of the similarity or dissimilarity of each class that better explains each variable. These relationships are visualized with different techniques to better understand their similarities.Peer Reviewe