ANLISIS ESPACIAL

RESUMEN

Con la idea de mejorar la recuperacin espacial, por medio de un Sistema de Informacin Geogrfica (SIG), ha sido diseada una aplicacin SIG distribuida. Esta aplicacin se enfoca principalmente en la realizacin de operaciones de anlisis espacial, a travs de una herramienta denominada Mdulo de Anlisis Espacial (SAM por sus siglas en ingls). Este mdulo contiene varios modelos espaciales y matemticos, que fueron diseados e implementados para detectar reas con riesgo de deslave e inundacin. Los usuarios pueden llevar a cabo un anlisis para recuperar los datos espaciales de diferentes sitios, utilizando una especificacin basada en el lenguaje XML. Los datos geoespaciales estn almacenados en una base de datos geogrfica, dentro de un SIG empresarial. Asimismo, todos los procesos de anlisis espacial se ejecutan en el servidor de aplicacin, para mejorar el rendimiento del anlisis y la recuperacin de informacin. La aplicacin SIG ha sido implementada en el mdulo ArcMap del sistema ArcGIS.

INTRODUCCINHoy en da los Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG) son herramientas poderosas y tiles como medios para la representacin de informacin, la visualizacin y la investigacin; o bien en aplicaciones para la toma de decisiones. [1] Actualmente, el anlisis espacial inteligente es una de las principales necesidades que se presentan como tendencia en el rea de la Geocomputacin. El anlisis espacial juega un papel muy importante en diversas situaciones. Muchas veces la informacin se extiende en diferentes lugares, lo cual hace que el problema crezca, debido a que los datos espaciales presentan diferentes formatos y especificaciones, tales como escala, proyeccin, sistema de referencia, tipos de representacin, tipo de SMBD, temtica y fecha. Por estas razones, la heterogeneidad de los datos espaciales complica el anlisis espacial como tal. Por lo tanto, se propone un esquema distribuido, basado en la tecnologa XML, para desarrollar una especificacin espacial estndar, que sea utilizado para recuperar los datos espaciales. Este esquema permitir el intercambio, la transferencia y el almacenamiento de la informacin geogrfica dentro de un repositorio geogrfico. Diversas propuestas y proyectos han sido diseados para recuperar los datos espaciales. Sin embargo, en la mayora de los casos los datos recuperados representan la informacin en un formato raster (jpg, gif). [2] Esta informacin dificulta la realizacin del anlisis espacial, porque las caractersticas intrnsecas no son exploradas. En este artculo se propone un mecanismo para realizar anlisis espacial por medio del Mdulo de Anlisis Espacial (SAM por sus siglas en ingls), el cual es utilizado para realizar algunas operaciones de anlisis espacial. Este mdulo puede recuperar objetos geogrficos, utilizando un ambiente distribuido. SAM es una herramienta diseada para fenmenos naturales similares, con mtodos especiales enfocados en detectar reas con riesgo de deslaves e inundacin. La tecnologa XML se utiliza para desarrollar una especificacin codificada, basada en las propiedades cualitativas y cuantitativas de los datos espaciales.

Objetivos Objetivo especifico El anlisis de datos con SIG tiene por finalidad para descubrir estructuras espaciales, asociaciones y relaciones entre los datos, as como para modelar fenmenos geogrficos. Los resultados reflejan la naturaleza y calidad de los datos as como la pertinencia de los mtodos y funciones aplicadas.Objetivo general Comprender las transformaciones que se llevan a cabo en el anlisis espacial precisa datos estructurados, programas con las funciones apropiadas y conocimientos sobre la naturaleza del problema, para definir los mtodos de anlisis. El proceso convierte los datos en informacin til para conocer un problema determinado. Es evidente que los resultados del anlisis espacial aaden valor econmico y, sobre todo, informacin y conocimiento a los datos geogrficos

Marco tericoElanlisis espacialoestadstica espacialcomprende las tcnicas formales que estudian las entidades que utilizan sus propiedadestopolgicas, geomtricaso geogrfica. La frase se refiere adecuadamente a una variedad de tcnicas, muchas todava en su desarrollo temprano, usando diferentes enfoques analticos y aplicados en campos tan diversos como la astronoma, con sus estudios de la colocacin de las galaxias en el cosmos, a la ingeniera de fabricacin de chips, con su uso de algoritmos de 'lugar y ruta', para construir estructuras de cables complejos. La frase se utiliza a menudo en un sentido ms restringido para describir las tcnicas aplicadas a las estructuras a escala humana, sobre todo en el anlisis de la informacin geogrfica. La frase incluso a veces se utiliza para referirse a una tcnica especfica en una sola rea de la investigacin, por ejemplo, para describir lageoestadstica.Surgen problemas complejos en el anlisis espacial, muchos de los cuales no son ni claramente definidos ni completamente resueltos, pero constituyen la base de la investigacin actual. El ms importante de stos es el problema de definir la ubicacin espacial de las entidades que se estn estudiando. Por ejemplo, un estudio sobre la salud humana puede describir la posicin espacial de los seres humanos con un punto colocado en el que viven, o con un punto situado en el que trabajan, o mediante el uso de una lnea para describir sus viajes semanales, cada eleccin tiene efectos dramticos en la tcnicas que pueden utilizarse para el anlisis y en las conclusiones que se pueden obtener. Otras cuestiones en el anlisis espacial incluyen las limitaciones del conocimiento matemtico, los supuestos requeridos por las tcnicas estadsticas existentes y los problemas en los clculos basados en computacin.La clasificacin de las tcnicas de anlisis espacial es difcil debido a la gran cantidad de diferentes campos de la investigacin, a los diferentes enfoques fundamentales que se pueden elegir, y las muchas formas que los datos pueden tomar.El anlisis espacial pone en evidencia estructuras y formas de organizacin espacial recurrentes, que resumen por ejemplo los modeloscentro-periferia, los campos de interaccin de tipo gravitatorio, las tramas urbanas jerarquizadas, los diversos tipos de redeso de territorios, etc. Analiza losprocesos que se encuentran en el origen de esas estructuras, a travs de conceptos como los dedistancia, deinteraccin espacial, de alcance espacial, de polarizacin, de centralidad, de estrategia o eleccin espacial, de territorialidad...Leyesde la espacialidad vinculan a esas formas y esos procesos, y estn integradas en lasteorasy losmodelosdel funcionamiento y la evolucin de lossistemas espaciales.Los mtodos utilizados para el anlisis espacial son muy diversos. El empleo de la estadstica clsica conduce a olvidar en un primer momento la localizacin de los objetos y, completada por la cartografa, encuentra luego, en un anlisis en trminos de residuos, los efectos espaciales. Por el contrario, los mtodos de la geoestadstica y de la morfologa matemtica, agrupados en laestadstica espacial, analizan directamente las informaciones geocodificadas.Asimismo, se podra distinguir una modelizacin "en el espacio", empleada para simular los efectos de interacciones espaciales sobre la evolucin de entidades geogrficas definidas a priori, y una modelizacin "del espacio" que identifica las propiedades y las estructuras a partir de la informacin contenida en matrices de interaccin. Las cartas cognitivas son un ejemplo de los productos de este tipo de investigacin.Una atencin particular merece, en anlisis espacial, la definicin de la escala geogrfica considerada, del nivel de observacin, ya se trate del nivel "microscpico" de los actores individuales o de agregados espaciales definidos en los niveles meso o macrogeogrficos. Las teoras de la auto organizacin han subrayado el inters por observar las interacciones que se producen en un nivel de organizacin de los sistemas, para comprender la dinmica de esos sistemas en un nivel de organizacin superior. El anlisis de los procesos por los cuales se efecta el paso de un nivel al otro, la emergencia cualitativa de las estructuras, que hace pertinente el cambio de escala, es uno de los grandes problemas que se plantean actualmente en la reflexin terica y en la modelizacin en geografa.Aunque la historia de las preocupaciones que expresa pueda ser jalonada de nombres de ilustres precursores, el anlisis espacial es una rama de la investigacin cuyo desarrollo es relativamente reciente. Apoyndose sobre los mtodos estadsticos y los modelos matemticos, utilizando los mapas, losSy diversos tiles de simulacin, integrando tambin los resultados de encuestas sobre los comportamientos en el espacio y sus representaciones, el anlisis espacial es empleado por muchas otras disciplinas adems de la geografa: en economa espacial (o ciencia regional), historia, agronoma, arqueologa, ciencias del medio ambiente, etc.

Particularidades de los datos espacialesConsiderar que el dato espacial es un dato cualquiera sin ninguna peculiaridad supone no realizar sobre l un anlisis ptimo. Las caractersticas propias de los datos espaciales dotan a estos de una gran potencialidad de anlisis, al tiempo que condicionan o limitan otras operaciones. Asimismo, estas particularidades son el origen de una gran parte de los retos an existentes dentro del anlisis geogrfico, y por sus implicaciones directas no pueden desestimarse sin ms. Su conocimiento es, por tanto, imprescindible para todo tipo de anlisis espacial.El carcter especial del dato espacial deriva de la existencia de posicin. Esta posicin se ha de entender tanto en trminos absolutos (posicin de una entidad en el espacio expresada por sus coordenadas) como relativos (relacin con otras entidades tambin en dicho espacio). Las consecuencias de que todo dato espacial se halle por definicin localizado a travs de coordenadas son diversas, y deben enfocarse desde los distintos puntos de vista del anlisis espacial. A continuacin veremos los puntos ms relevantes que deben considerarse a la hora de tratar con datos espaciales.Algunos de estos puntos representan problemas que han de tenerse presentes en el anlisis. Otros son simplemente conceptos bsicos que deben conocerse pero no han de implicar necesariamente una dificultad asociada.

EscalaEn el apartadoEscalavimos con detalle el concepto de escala cartogrfica, y cmo este se aplica de igual modo a la representacin y gestin dentro de un SIG. Existe, adems, otra forma de considerar la escala, y que resulta de especial inters para los contenidos de esta parte: la escala de anlisis.A la hora de estudiar la informacin geogrfica, podemos hacerlo a distintos niveles y, dependiendo del nivel elegido, los resultados sern de una u otra naturaleza. Esto se manifiesta en las estructuras espaciales (vase ms adelante en esta misma seccin), que condicionan los valores que se derivan de sus anlisis a travs de las distintas formulaciones de anlisis. Este hecho es fcil verlo con algunos ejemplos, que nos permitirn comprobar cmo a distintas escalas los datos geogrficos tienen caractersticas distintas.

Considerar que la dimensin espacial es central implica la realizacin de un recorrido de investigacin que cumple cinco etapas: (1) Terica, (2) Terica-metodolgica, (3) Metodolgica-tcnica, (4) Validacin, y (5) transferencia; las cuales sern analizadas detalladamente en el siguiente captulo (Baxendale, Buzai y Cruz, 2009). Lo que simplemente quisiera rescatar aqu es el papel de las prcticas geogrficas como inicio y final de este proceso.Particularmente en las prcticas de investigacin cientfica es donde se recurre al denominado anlisis espacial, el cual se transforma en el hilo conductor desde la formulacin del problema hasta su resolucin. Cuando se lo enfoca desde un punto de vista temtico, el Anlisis Espacial constituye una serie de tcnicas matemticas y estadsticas aplicadas a los datos distribuidos sobre el espacio geogrfico. Cuando se lo enfoca desde la tecnologa de los Sistemas de Informacin Geogrfica se considera su ncleo (sinnimo de su subsistema de tratamiento) ya que es el que posibilita trabajar con las relaciones espaciales de las entidades contenidas en cada capa temtica de la base de datos geogrfica.El concepto considera que todas las entidades (con sus atributos asociados) tienen una ubicacin especfica en el espacio geogrfico. Esta ubicacin puede ser vista de dos maneras complementarias. Si se apela al denominado espacio absoluto corresponde a un sitio especfico y fijo de emplazamiento sustentado por la topografa local y si se apela al denominado espacio relativo corresponde a una posicin especfica y cambiante respecto de otros sitios con los cuales se pueden establecer vnculos funcionales.

DISTRIBUCIN ESPACIAL El concepto considera que el conjunto de entidades de un mismo tipo se reparten de una determinada manera sobre el espacio geogrfico. Estas pueden ser puntos, lneas o polgonos (reas) con diferentes atributos asociados en sistema vectorial, o localizaciones dispersas que representan puntos y zonas con clases similares contiguas en sistema raster. Manchas de entidades geogrficas puntuales pueden ser transformadas como reas de diferente forma y extensin. Las transformaciones en el formato espacial de las entidades (de raster a vectorial y de vectorial a raster) en sistema SIG se realizan con motivo de buscar la mayor aptitud en el posterior Anlisis Espacial. Las distintas caractersticas medidas en entidades de naturaleza espacial difcilmente se distribuyan de manera homognea, por lo tanto, es comn que las distribuciones que presentan concentraciones varen de un sector a otro. Considerada como distribucin puntual, esa mancha de entidades puede tener una estructura espacial concentrada, aleatoria (sin un patrn definido) o regular (distribucin uniforme, tambin considerada dispersa), aspectos que pueden ser medidos a travs de un anlisis de vecindad. Considerada como intensidad, cualquier variable puede ser distribuida en un rea de estudio en base a los procedimientos tpicos de la cartografa temtica mediante la seleccin de intervalos de clase y como densidad, la distribucin espacial podra ser considerada (tomando como modelo la terminologa estadstica) como una frecuencia con la que estos hechos se reparten sobre el espacio geogrfico.

INTERACCIN ESPACIAL El concepto considera la estructuracin de un espacio relacional en el cual las localizaciones (sitios) distancias (ideales o reales) y vnculos (flujos) resultan fundamentales en la definicin de espacios funcionales. De acuerdo a lo que ha sido analizado en el captulo 2 corresponde a la conceptualizacin de los componentes bsicos que se consideran en el anlisis sistmico.EVOLUCIN ESPACIAL El concepto considera la incorporacin de la dimensin temporal a travs de la permanente transicin de un estado a otro. Los estudios geogrficos son bsicamente abordajes del presente (recordemos que la Geografa generalmente se presentan como una ciencia del presente), sin embargo, en ningn momento se deja de reconocer que la dimensin temporal es de gran importancia en un anlisis geogrfico completo (Cliff y Ord, 1981), siendo que ir hacia el pasado nos muestra el origen de las manifestaciones empricas del presente. Centrarse en el donde corresponde a una visin basada en la localizacin y en el cundo en una visin basada en el tiempo. El como, desde un punto de vista espacial, presentara el camino evalutivo espacio-temporal.Considerando la matriz de datos tradicional (coincidente con la base de datos alfanumrica de un SIG posible de ser incorporada de forma directa a cualquier software para su anlisis estadstico), los anlisis evolutivos posibles de ser realizados desde el pasado al presente, pueden encararse a travs de la evolucin histrica de los datos correspondientes a un tema (columna), de la variacin conjunta de dos o ms temas (columnas), de la combinacin de temas en una unidad espacial (fila), de la variacin conjunta de la combinacin de temas de diferentes unidades espaciales (filas) o de una temtica especfica en una unidad espacial (celda), lo que sera el estudio de un hecho geogrfico a travs del tiempo. Tengamos en cuenta que en el caso de considerar una matriz de datos geogrfica la posicin de filas y columnas, mediante una transposicin, pasan a estar intercambiadas permitiendo aplicar procedimientos de anlisis multivariado con fines de regionalizacin.CONSIDERACIONES FINALES Los Sistemas de Informacin Geogrfica han permitido hacer operativos bajo un mismo ambiente de trabajo los cinco conceptos fundamentales del Anlisis Espacial, los cuales tienen amplia correspondencia con los principios geogrficos que se integran en el ncleo disciplinario de la Geografa. Por lo tanto, hacer Anlisis Espacial con Sistemas de Informacin Geogrfica es estar trabajando en un sector demarcatorio central de la Geografa al considerarla desde un punto de vista terico como una ciencia espacial y desde un punto de vista aplicativo como ciencia de la organizacin del territorio. A lo largo del trabajo hemos visto que las entidades geogrficas se localizan en un sitio y adquieren una posicin cambiante cuando se las aborda desde una perspectiva relacional, que la ampliacin de entidades geogrfica brindan una distribucin que puede estar asociada a otras distribuciones y que tambin pueden tener una asociacin horizontal que lleva a poder medir un espacio de flujos a travs de interacciones. Finalmente todos estos aspectos evolucionan a travs del tiempo y considerados en conjunto pueden brindar un panorama completo de las estructuras espaciales. Cuando se trabaja con Sistemas de Informacin Geogrfica se aplican diversos mtodos que se encuentran claramente orientados hacia alguno de estos conceptos o hacia las combinaciones que puedan establecerse entre ellos. Encuentran su marco en un foco de atencin principalmente espacial. Siempre sern analizadas localizaciones, distribuciones espaciales, asociaciones espaciales, interacciones espaciales y/o evoluciones espaciales.

CONCLUSIONESPor su parte el anlisis espacial permite dar una visin completa de todos los procesos que se desarrollan en un espacio determinado, conjugando una serie de conceptos y conocimientos que le dan valor al estudio y que a su vez pueden ser considerados para la ejecucin de cualquier proyecto de planificacin, dado que permite una visn tanto macro como micro.

ANEXOS

BIBLIOGRAFA AGUILERA ONTIVEROS, A. 2002. Ciudades como tableros de ajedrez. Introduccin al modelado de dinmicas urbanas con autmatas celulares. El Colegio de San Luis. San Luis Potos. AGUILERA ONTIVEROS, A.; LPEZ PAREDES, A. 2001. Modelado multiagent de sistemas socioeconmicos. Una introduccin al uso de la inteligencia artificial en la investigacin social. El Colegio de San Luis. San Luis Potos. ANEAS, S. 1994. Potencial de Poblacin y Geografa. Boletn de GAEA. (Sociedad Argentina de Estudios Geogrficos). 112:25-27.