Djamel Toudert

7/30/2019 Djamel Toudert

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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



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.).



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




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



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.




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.



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)….



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.



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).



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



Estructura vial actual y proyectada



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.



Usos de suelo durante el 2007.



Proyección de usos de suelo al año 2020



Ocupación del territorio a corto, mediano y largo

plazo.

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