Development and Application of a QGIS Plug-in for the Geospatial Analysis of Urban Transit Networks

This thesis aims to develop and implement a Quantum Geographic Information System (QGIS) plug-in for analyzing urban public transportation networks, utilizing General Transit Feed Specification (GTFS) data as the primary source of information. The ultimate goal is to contribute to a deeper understanding and optimization of urban public transportation networks through a practical and intuitive tool. The research begins with an in-depth study of existing geospatial standards, with a particular focus on GTFS and Transmodel, complemented by an analysis of current literature to delineate the state of the art in the field. The following phase introduces the plug-in, a software extension designed to generate a graph using GTFS data and to enable two main analyses focused on the accessibility and interoperability of an urban area. The first analysis concentrates on calculating served areas within defined time intervals, generating convex polygons highlighting portions of the territory reached by the public transportation system. The second analysis, instead, focuses on identifying and analysing surrounding stops based on connectivity and available pedestrian pathways. The work emphasizes the importance of these analyses in understanding and improving the efficiency and usability of the urban public transportation network. Two in-depth case studies on Milan and Rio de Janeiro illustrate the plug-in's ability to adapt to diverse urban contexts, highlighting its applicability in real-world scenarios. The thesis includes a dedicated section for the User Interface and Flowchart of the plug-in, providing a detailed overview of interactions between the user and the system.

La presente tesi si propone di sviluppare e implementare un plug-in per Quantum Geographic Information System (QGIS) finalizzato all'analisi della rete dei mezzi pubblici urbani, sfruttando i dati General Transit Feed Specification (GTFS) come principale fonte informativa. L'obiettivo ultimo è contribuire all'approfondimento della comprensione e all'ottimizzazione delle reti di trasporto pubblico urbano attraverso uno strumento pratico e intuitivo. La ricerca ha inizio con un approfondito studio degli standard geospaziali esistenti, con particolare attenzione a GTFS e Transmodel, affiancato da un'analisi della letteratura attuale al fine di delineare lo stato dell'arte nel settore. La fase successiva introduce il plug-in, un'estensione software progettata per generare un grafo utilizzando i dati GTFS e per offrire principalmente due analisi focalizzate sull'accessibilità e sull'interoperabilità di un'area urbana. La prima analisi si concentra sul calcolo delle aree servite entro intervalli temporali definiti, generando poligoni convessi che evidenziano le porzioni del territorio raggiunte dal sistema di trasporto pubblico. La seconda analisi, invece, si focalizza sull'individuazione delle fermate circostanti e analizzandole basandosi sulla connettività e sui percorsi pedonali disponibili. Il lavoro sottolinea l'importanza di queste analisi per comprendere e migliorare l'efficienza e la fruibilità della rete di trasporto pubblico urbano. Due approfonditi casi di studio su Milano e Rio de Janeiro illustrano la capacità del plug-in di adattarsi a contesti urbani diversificati, evidenziandone l'applicabilità in scenari reali. La tesi include un'apposita sezione dedicata all'Interfaccia Utente e alla Flowchart del plug-in, offrendo una dettagliata panoramica delle interazioni tra l'utente e il sistema.