ANÁLISES ESPACIAIS:introdução

Profª Iana Alexandra Alves Rufino(iana_alex@uol.com.br)

Análises Espaciais:introdução

O que são análises espaciais?

Tipos de dados em análises espaciais

Modelos de inferência espacial

O que são Análises Espaciais?

O que distingue um SIG de outros tipos de sistemas de informação são as funções que realizam análises espaciais.

Tais funções utilizam os atributos espaciais e não espaciais da base de dados e buscam fazer simulações (modelos) sobre os fenômenos do mundo real, seus aspectos ou parâmetros.

O que são Análises Espaciais?

Exemplos de análises espaciais:

- Epidemias: Há um padrão observado na distribuição espacial de uma doença? Observa-se alguma associação com uma possível fonte poluidora? Alguma evidência de contágio?

- Crimes: Há uma concentração de certos tipos de assalto em uma região? Os roubos que ocorrem nesta área estão relacionados com as condições sócio-econômicas da área?

O que são Análises Espaciais?

Exemplos de análises espaciais:

- Prospecção Mineral: Pode-se usar este conjunto de amostra para estimar a extensão deste depósito mineral?

- Zoneamento agrícola: Como escolher corretamente em qual tipo de solo, vegetação e geomorfologia uma certa cultura é mais indicada?

O que são Análises Espaciais?

A ênfase da Análise Espacial é

mensurar propriedades e relacionamentos considerando a

localização espacial do fenômeno de forma explícita. Ou

seja, incorporar o espaço à análise.

Exemplo pioneiro:

John Snow mapeia os óbitos

e identifica a correlação entre a

cólera e a ingestão de àgua

insalubre em alguns pontos da

cidade

Londres, 1854

O que são Análises Espaciais?As análises espaciais podem apresentar diferentes níveis de complexidade:

Adaptado de Brights & Elliot,

1995

Análises Espaciais:introdução

O que são análises espaciais?

Tipos de dados em análises espaciais

Modelos de inferência espacial

Tipos de dados em Análises Espaciais

- Eventos ou padrões pontuais: ocorrências identificadas como pontos localizadas no espaço (Ex: crimes, doenças, espécies vegetais, etc;)

- Superfícies Contínuas: estimadas a partir de um conjunto de amostras regularmente ou irregularmente distribuídas (Ex: mapas geológicos, pedológicos, topográficos, etc;)

- Áreas com contagens e taxas agregadas: dados que por questões de confidencialidade são agregados em unidades de análise usualmente delimitadas por polígonos fechados (Ex: setores censitários, municípios, etc;)

Tipos de dados em Análises Espaciais

As análises espaciais lidam com dados ambientais e

sócioeconômicos

Tipos de dados em Análises Espaciais

Análises de padrões pontuais: exemplo

Distribuição de casos de mortalidade por causas externas em Porto Alegre em 1996 e estimador de intensidade/FIOCRUZ (Santos & Barcellos, 1996)

Localização de homicídios (vermelho)

Acidentes de trânsito (amarelo)

Suicídios (azul)

Tipos de dados em Análises Espaciais

- Duas possibilidades:. Estudar a distribuição espacial

dos pontos testando hipóteses sobre o padrão observado: aleatório, aglomerado em alguns pontos, regularmente distribuído, etc;

. Estabelecer o relacionamento de ocorrências de eventos com características do indivíduo incorporando algum fator ambiental do qual não se dispõe de dados;

Análises de padrões pontuais: exemplo

Tipos de dados em Análises Espaciais

- A superfície interpolada mostra um padrão de distribuição com uma forte concentração no centro da cidade decrescendo em direção aos bairros

- Esta superfície serve como uma “temperatura da violência”

Análises de padrões pontuais: exemplo

Tipos de dados em Análises Espaciais

Análises de superfícies: exemplo

Distribuição de perfis e amostras de solo em Santa Catarina (esquerda) edistribuição contínua estimada para a variável saturação por bases (direita).

Tipos de dados em Análises Espaciais

Análises de superfícies: exemplo

- Cruzes destacadas: pontos de coleta de amostras de solos

- A partir das medidas foi estimado um modelo de dependência espacial que permitiu a interpolação da superfície

- Dados ambientais (resultantes de fenômenos naturais de longa e média duração): permitem a hipótese da estacionariedade (geoestatística)

- A estacionariedade supõe um comportamento homogêneo na região de estudo

Tipos de dados em Análises Espaciais

Análises de áreas: exemplo

Mapa de Exclusão/Inclusão Social de São Paulo (1991) e agrupamentos de exclusão social (Zonas Leste e Sul) e inclusão social (centro).

Tipos de dados em Análises Espaciais

Análises de áreas: exemplo

- Áreas usualmente delimitadas por polígonos fechados onde supõe-se homogeneidade interna (mudanças importantes só ocorrem nos limites)

- Não há garantias de que a distribuição do evento seja homogênea dentro da unidade

- Mapa produzido a partir de dados censitários: indica extremos de inclusão e exclusão social na cidade

A análise espacial é composta por um conjunto de procedimentos

encadeados cuja finalidade é a

escolha de um modelo inferencial que considere

explicitamente os relacionamentos espaciais presentes no fenômenos (Câmara et al,

2002)

Modelos de Inferência Espacial

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O que são análises espaciais?

Tipos de dados em análises espaciais

Modelos de inferência espacial

Modelos de Inferência Espacialbaseados em dados

- Variação Contínua (geoestatística)

- Variação discreta

- Processos Pontuais

Modelos de Inferência Espacial:Exemplo didáticoLeishmaniose Viceral: doença animal que pode atingir o homem (surto em algumas cidades brasileiras)

- Doença transmitida por mosquitos

- Principal reservatório doméstico da doença em áreas urbanas: cães

- Controle da doença: combate ao inseto e eliminação de cães na área (200m em torno de uma ocorrência)

Modelos de Inferência Espacial:Exemplo didáticoAs ferramentas de análise espacial podem ajudar a responder questões como:

- Qual o raio de dispersão do mosquito em torno de seu habitat?

- Em área úrbana qual o ambiente preferencial de reprodução do mosquito?

- Existem relações entre prevalência canina e condições socioeconômicas da população?

Modelos de Inferência Espacial:Exemplo didático- Qual o raio de dispersão do mosquito em torno de

seu habitat?Podem ser usados dois modelos:

. Variação contínua: gerar superfícies contínuas determinando as áreas de maior risco a partir de uma amostra de pontos descontínuos (locais onde se fez a coleta dos mosquitos)

. Processos pontuais: modelar a probabilidade de captura do mosquito. Neste caso a variável é o local onde o mosquito já foi capturado.

Modelos de Inferência Espacial:Exemplo didático- Em área úrbana qual o ambiente preferencial de

reprodução do mosquito?

. Variação contínua: relacionar com outros atributos ambientais como presença de matéria orgânica e condições do solo. Superfícies destas variáveis poderiam ser geradas para apoiar a análise

- Existem relações entre prevalência canina e condições socioeconômicas da população?

- Variação discreta: o tipo de análise envolve contagem por áreas, por exemplo, indicadores socioeconômicos

Modelos de Inferência Espacial

Não existe modelo certo, existe o modelo que melhor se ajusta aos dados e pode contribuir mais para a compreensão do fenômeno

estudado