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Previsión territorial en los municipiosde Vallarta y Bahía de Banderas:
Alcances y limitaciones de algunos
métodos de estimación implementadosen los SIG.
Djamel Toudert
EL Colegio de La Frontera Norte
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Autómatas celulares (AC):
estimación del uso territorial afuturo
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Antecedentes de A C
John von Neumann y Standislav Ulam desarrollaron losautómatas celulares en 1940.
Se establece una relación con la geografía por Tobler
en 1979.
Helen Couclelis Vincula los AC con la modelación deusos de suelo.
Entre los 80’s y 90’s varios trabajos incursionaron enla identificación del crecimiento en los usos de suelobajo enfoques de complejidad variable (fractales,
sistemas complejos…etc.).
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Los AC se distinguen por:
La complejidad:Se sustenta en la interacción entre individuos de un
sistema en el entendido de que el conjunto no es lasuma de sus partes, sino el resultado de la dinámica
de sus partes. En este sentido, se trata de aplicarreglas sencillas a los componentes y observar comoestas reglas afectan el comportamiento de los agentesindividuales hasta que los procesos emergen.
Reglas
ReglasReglas
Movimientosde agentesa nivel local
Procesos degran escala
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Los AC se distinguen por:
La modelación:
Los AC son sistemas dinámicos con un comportamientodefinido en el marco de una relación local compuesta de:
Células, estados, reglas de vecindad y reglas de transición
Q= (S, N, T)
Q = estado global del sistema, S= posibles estados de AC, N=Vecindad de las celdas, T=Función de transición
VacanteNo vacante
Estado
Vecindad Reglas de transición
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Entidad inicial Estado global Estado Global
Tiempo t Tiempo t+1 Tiempo t+2
Celda vacante
Celda no vacante
Celda convertida a no vacante con el paso del tiempo
Proceso de transición de AC:
La conversión se sustenta en una norma:Ejemplo: Si hay tres o más células ocupadas en el bario, la central decélulas se convierte de un estado vacante a ocupado, de lo contrario se
mantiene sin cambio.
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Los AC se distinguen por:
La eficiencia:En lo que toca a su aplicación para la estimación del
crecimiento urbano, la eficiencia de AC proviene de suforma (celosía) que facilite su integración en los
Sistemas de Información Geográfica.
La flexibilidad con relación al formalismo en lamodelación AC le otorga en el caso de la investigación
urbana una mayor adaptabilidad a la realidad.Aunque…
La flexibilidad genera modelación muy complejas y ladependencia de AC de acciones locales no coincide con
una realidad urbana diferente de un sistema cerrado.
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Aplicación de AC: buscar un
modelo de simulación
Software de Idrisi (tiene varios modelos),
Dinámica (Cambios en paisaje amazónico),
Icity (Extensión de Arcgis),
Geonamica (SAD)….
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Modelo de crecimiento urbano
SLEUTH (EPA, Proyecto Gigalopolis)
Con la capa de uso de suelo, el modeloSLEUTH requiere de 6 tipos de insumos:Slope, Landuse, Excluded, Urban,
Transportation, Hillshade.
La aplicación del modelo requiere de:
Capas de igual tamaño, por lo menos cuatroperiodos de tiempo para la calibración,carreteras en dos o mas periodos, de dosmodelos de transición de usos de suelo.
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Modelo CA-Markov de Idrisi
El modelo CA-Markov de Idrisi se sustenta solo en doscapas de uso de suelo (una inicial y otra final), deigual tamaño y de categorías idénticas.
En Idrisi existe la posibilidad de usar otros insumospara la estimación territorial por medio de la aplicaciónvertical “Land Change Modeler” que obedece a otraslogicas de modelación (Similarity-Weighted Instance-
Based Machine Learning, Logistic Regression, Multi-Layer Perceptron (MLP), neural network).
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SLEUTH: Principalmente para lacalibración se trabajo con capas de usos
de suelo de 1980, 1992, 2002 y 2007enfocándose de manera binaria a áreasurbanas y no urbanas.
Con CA-Markov se usaron las capas de1980 y 2007 para la estimación de
todas las categorías de uso de suelo.
Trabajo con los dos modelos de
estimación
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Estructura vial actual y proyectada
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Resultados: áreas urbanas
Modelos SLEUTH CA-Markov
Estimación Cuantitativade áreas urbanas
Coincidencia en un 93 % Coincidencia en un 78 %
Incoherencias deubicación
-No se pronosticaron a la mayoríade los nuevos asentamientoshumanos.
No se pronosticaron a casi latotalidad de los nuevosasentamientos humanos.
Incoherencias decrecimiento a la Alza
Se sobrestimó el crecimientourbano, generalmente, a cercas delos ejes viales.
Se pronosticó a la alza elcrecimiento urbano en losgrandes conjunto de celadasocupadas.
Incoherencias de
crecimiento a la baja
Se subestimó el crecimiento urbano
en algunas unidades de bajonumero de celdas ocupadas
Se pronosticó a la baja elcrecimiento urbano periférico.
Incoherencias decrecimiento
relacionadas con elcontexto
Se pronosticó a veces a la baja yotras a la alza el crecimiento urbano
limitado por barreras naturales ynormativas.
Se pronosticó a la baja elcrecimiento urbano limitado porbarreras naturales y normativas.
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Usos de suelo durante el 2007.
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Proyección de usos de suelo al año 2020
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Ocupación del territorio a corto, mediano y largo
plazo.