Estadistica espacial en estudios territoriales

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Estadística espacial [en construcción al 15 de marzo de 2017] Carlos Reynoso UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES http://carlosreynoso.com.ar

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Objetivos Proporcionar una introducción y roadmap en la temática del análisis espacial y la geoestadística con aplicación en estudios territoriales. Clarificar los conceptos esenciales. Distinguir e integrar campos de estudio. Ahondar en la significación del aparato estadístico de los sistemas de información geográfica. Suministrar una orientación de carácter crítico. Ejecutar una práctica sobre GRASS en base a datos regionales.

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Agenda Principales campos de estudio Sistemas de información geográfica Remote sensing Análisis de datos espaciales Análisis exploratorio Regresión espacial y modelos geoestadísticos Modelos auto-regresivos & kriging Inferencia estadística Frecuentista (clásica) y bayesiana Descubrimiento de patrones y minería de datos espaciales Hacia un uso crítico de las técnicas de la espacialidad

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Programa Módulo 3 – Estadísticas de la espacialidad Geoestadística clásica y geoestadística de la complejidad. Conceptos fundamentales y programas de cálculo y modelado. Problemas y alcances del modelado a escala regional. Epistemología y crítica de los modelos de mapeado. Ejercicios de contrastación entre análisis clásicos y complejos.

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Problemáticas (Fotheringham)

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¿Por dónde empezar? Un buen comienzo: “Spatial Structure and Spatial Interaction: Modelling Approaches to the Statistical Analysis of Geographical Data” R. J. Bennett; R. P. Raining* http://www.seongjoon.com/drupal/files/Spatial%20Structure%20and%20Spatial%20Interaction_Modelling%20Approaches%20to%20the%20Statistical%20Analysis%20of%20Geographical%20Data.pdf Tipología de modelos: Modelos de estructura espacial Distribución de entidades y sus propiedades como puntos, líneas o áreas Modelos de interacción espacial Flujos y movimientos de entidades Modelos de ajuste de estructura-interacción Ajustes entre estructuras y flujos en el tiempo

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Otro punto de partida http://en.wikipedia.org/wiki/Spatial_analysis

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Trabajos de Mark Monmonier en la Web http://projecteuclid.org/DPubS/Repository/1.0/Disseminate?view=body&id=pdfview_1&handle=euclid.ss/1124891287

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Métodos y técnicas Gareth Shaw & Dennis Wheeler. Statistical techniques in geographical analysis

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Métodos y técnicas de análisis espacial Prueba de hipótesis, caso univariado (S-W cap 9) NHST Prueba de 2 Prueba de Kolmogorov-Smirnov Prueba U de Mann-Whitney Prueba t de Student Análisis de varianza

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Análisis de correlación S-W Cap 10 Encontrar coeficientes de correlación: Producto-momento (coef. de Pearson, r) Correlación y dependencia Rango de Spearman (rs) Tau () de Kendall Coef correlación biserial (rb) Se aplican a diferentes tipos de datos, variables dicotómicas Problemas (p. 161-163): Afectado por la escala (MAUP), falacia ecológica

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Regresión lineal simple S-W Cap. 11 Modelo de regresión lineal Una variable independiente o parámetro (X), una variable dependiente escalar, y Hay circunstancias en que debe considerarse una regresión no lineal Impone comprender la idea de límites de confianza, autocorrelación, etc Problemas eventuales para definir cuál variable es dependiente o independiente Supuestos: linealidad, variancia constante (homeocedasticidad), independencia (no correlación)

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Referencia inicial sugerida http://en.wikipedia.org/wiki/Regression_analysis

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Regresión lineal - Aplicación S-W, pág. 168-171 Población y locales de negocios en Cornwall (1971) Es usual comparar variaciones en el ángulo de pendiente para contrastar relaciones cambiantes en el tiempo y en el espacio. Otros usos, p.195-196

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Regresión no lineal S-W cap. 12 Curve fitting – Con qué curva conocida hay coincidencia Usualmente involucra interpolación Diversos algoritmos y funciones P. ej. curva logística © Wikimedia Commons, Cdang (Christophe Dang Ngoc Chan)

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Regresión no lineal - Usos S-W pág 211 Caída exponencial de la densidad de población en funcíón de la distancia desde Newcastle-upon-Tyne

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Regresión múltiple y correlación S-W cap. 13 Medición de relaciones multivariadas No confundirse con regresión lineal multivariada Ver “Problemas y supuestos”, pág. 249 ss

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Análisis factorial S-W, cap. 15 Describe variabilidad entre variables observadas correlacionadas en términos de un número potencial de variables no observadas llamadas factores. En otras palabras, es posible que las variaciones en tres o cuatro variables observadas reflejen variaciones de un número menor de variables no observadas. Se relaciona de alguna manera con el análisis de componentes principales pero no es exactamente lo mismo. Charles Spearman impulsó el análisis en psicometría. Spearman observó que los puntajes de niños en pruebas muy diferentes estaban positivamente correlacionadas, lo que le llevó a postular que existía una habilidad mental genérica, g, subyacente a todas las formas de performance cognitiva. Ver “Problemas en la aplicación de análisis factorial”, pág. 292 ss.

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Indices espaciales y análisis de patterns S-W cap. 16 Técnicas centrográficas Indice espaciales y la curva de Lorenz Mediciones de patrones de puntos Ver “Problemas en la interpretación de patrones”, pág. 317 © Ldecola, Wikimedia Commons

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Conceptos Kriging Conjunto de técnicas estadísticas para interpolar un valor en un punto no observado a partir de valores de puntos próximos. Desarrollado en los 60s por Georges Matheron basado en la tesis de Danie Krige Pertenece a la familia de algoritmos de estimación basados en cuadrados mínimos lineales. Matemáticamente próximo al análisis de regresión. Se lo considera uno de los mejores métodos, aunque eso no implica que sea bueno para toda ocasión.

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Conceptos Kriging (2/2) Wikimedia Commons, http://en.wikipedia.org/wiki/File:Example_krig.png

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Trabajos prácticos con SGEMS http://sgems.sourceforge.net/

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Trabajos prácticos con SGEMS Ventana principal

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Trabajos prácticos con SGEMS Scatterplot

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Estadísticas con GIS Los sistemas de información geográfica desarrollan muchas más funciones aparte de las estadísticas espaciales y la geoestadística ARCGIS, por ejemplo, incluye CityEngine como aplicación colateral Otros sistemas de GIS son GRASS y CommonGIS

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Trabajos de práctica con GRASS http://grass.osgeo.org/

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Instrucciones de instalación Bajar del sitio http://grass.osgeo.org/ Manual de referencia incluido Instalar en máquina en red para bajar los data sets de Carolina del Norte y Dakota del Sur Si se baja a mano, verificar la versión de los datos & ó 7) Hay otros mapas disponibles en el sitio También se pueden importar datos de OpenStreetMap Incluido relevamiento de Manizales 

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OpenStreetMap Manizales

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Artículo de GRASS en castellano y punteros http://es.wikipedia.org/wiki/GRASS_GIS

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Remote sensing

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Visualización y 3D volumétrico

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QuantumGIS Interface gráfica para GRASS GIS -

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Definiciones conceptuales GIS con GRASS Modelos de datos geoespaciales: Representación de campo, en la que cada pixel o área tiene un valor – Raster data model Representación – Líneas, puntos y áreas definidos por sus coordenadas – Vector data model

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Bases de datos disponibles A agregarse otras bases nacionales y regionales..

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Funcionalidad

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Análisis con CommonGIS Supeditado a convenio de uso http://www.iais.fraunhofer.de/index.php?id=1863&L=1

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Referencias y recursos

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Referencias La bibliografía disponible es inmensa. Aquí sólo se sugieren los títulos más importantes de cada rubro y se señalan los capítulos fundamentales de cada libro. Las referencias serán actualizadas permanentemente, incluso después de finalizado el curso.

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Referencias Vinculado con CommonGIS

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Referencias

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Referencias Publicado del 2000 al 2007 Refleja el impacto de la “revolución cuantitativa”

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Referencias

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Referencias

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Referencias

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Referencias Sólo para visualización y organización de datos Para análisis exploratorio y otras funciones estadísticas, referirse a CommonGIS

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Referencias

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GeoComputación - Agenda

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Referencias

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Referencias

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¿Preguntas? Carlos Reynoso UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES http://carlosreynoso.com.ar

Summary: Tecnicas estadisticas avanzadas para el analisis espacial en estudios territoriales

Tags: estadistica espacial estudios térritoriales

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