“Propuesta de un análisis de sensibilidad para validar modelos prospectivos de simulación de crecimiento urbano basados en autómatas celulares

  1. Barreira González, Pablo
  2. Aguilera Benavente, Francisco
  3. Gómez Delgado, Montserrat
Revista:
Geofocus: Revista Internacional de Ciencia y Tecnología de la Información Geográfica

ISSN: 1578-5157

Año de publicación: 2012

Número: 12

Tipo: Artículo

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Resumen

En el presente trabajo se desarrolla una propuesta que podría formar parte de un proceso de validación para modelos prospectivos (no necesariamente predictivos) de simulación del crecimiento urbano basado en autómatas celulares (AC). Concretamente, se plantea la aplicación de un análisis de sensibilidad que pretende explorar el grado de influencia de cada uno de los parámetros de los modelos tradicionalmente empleados en la simulación del crecimiento urbano, valorando si la ausencia de uno o varios de ellos supone una alteración significativa de los resultados. Para ello se ha empleado un modelo desarrollado para simular un crecimiento urbano futuro deseable en la Comunidad de Madrid y que, por tanto, no se limita a reproducir en el futuro lo acontecido en el pasado, aplicación que tradicionalmente se ha llevado a cabo con los modelos basados en AC. La propuesta se basa en la generación de diferentes versiones del modelo derivadas de la eliminación de diversos parámetros de los que conforman la versión original. Los resultados muestran la gran influencia de factores como la aptitud y la vecindad. La evaluación de los resultados del análisis de sensibilidad, por otro lado, nos ofrece información interesante sobre aquellas localizaciones que podríamos considerar soluciones robustas del modelo y que, por tanto, minimizarían el riesgo asumido al tomar la decisión de urbanizarlas.

Referencias bibliográficas

  • Aguilera Benavente, F. y Talavera García, R., (2009): “Valoración de escenarios futuros a través de la conectividad del paisaje”, Observatorio Medioambiental, 12, pp. 17-36.
  • Aguilera Benavente, F.; Plata Rocha, W.; Bosque Sendra, J. y Gómez Delgado, M. (2009): “Diseño y simulación de escenarios de demanda de suelo urbano en ámbitos metropolitanos”, Revista Internacional de Sostenibilidad, Tecnología y Humanismo, 4, pp. 57-80.
  • Aguilera Benavente, F.; Valenzuela Montes, L.M. y Bosque Sendra, J. (2010): “Simulación de escenarios futuros en la aglomeración urbana de Granada a través de modelos basados en Autómatas Celulares”, Boletín de la Asociación de Geógrafos Españoles, 54, pp. 271-300.
  • Aguilera Benavente, F.; Valenzuela Montes, L.M.; y Botequilha-Leitão, A. (2011): “Landscape metrics in the analysis of urban land use patterns: A case study in a Spanish metropolitan area”, Landscape and Urban Planning, 99, pp. 226-238.
  • Aguilera Benavente, F.; Gómez Delgado, M. y Plata Rocha, W. (2012): “Escenarios y modelos de simulación como instrumento de planificación en ámbitos metropolitanos”, en Gómez Delgado, M. y Rodríguez Espinosa, V.M. (Eds.): Análisis de la dinámica urbana y simulación de escenarios de desarrollo futuro con Tecnologías de la Información Geográfica, Paracuellos de Jarama, Ra-Ma, pp. 185-234.
  • Barredo, J.; Kasanko, M.; McCornick, M. y Lavalle, C., (2003): “Modelling dynamic spatial processes: simulation of urban future scenarios through celular automata”, Landscape and Urban Planning, 64, pp. 145-160.
  • Barredo, J.I.; Demicheli, L.; Lavalle, C.; Kasanko, M. y McCormick, N., (2004): “Modelling future urban scenarios in developing countries: an application case study in Lagos, Nigeria”, Environment and Planning B: Planning and Design, 32, pp 65-84.
  • Batty, M. y Xie, Y. (1997): “Possible Urban Automata”, en Besussi, E y Cecchini, A (Ed): Artificial worlds and urban studies. Venezia, DAEST, pp 153-164.
  • Benenson, I. y Torrens, P., (2004): GEOSIMULATION: Automata-based modelling of urban phenomena. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.
  • Berling-Wolf, S. y Wu, J., (2004): “Modelling urban landscape dynamics: A case study in Phoenix, USA”, Urban Ecosystems, 7, pp. 215-240.
  • Buyantuyev, A. y Wu, J. (2009): “Urbanization alters spatiotemporal patterns of ecosystem primary production: A case of the Phoenix metropolitan area, USA”, Journal of Arid Environments 73:512-520.
  • Castro Martín, T. y Puga González, D., (1998): Informe monográfico del Tomo I de la estadística de población de la Comunidad de Madrid 1996. Madrid, Estudios y Análisis.
  • Catalá Mateo, R.; Bosque Sendra, .J y Plata Rocha, W., (2008): “Análisis de los posibles errores en la base de datos CORINE Land Cover (1990-2000) en la Comunidad de Madrid”, Estudios Geográficos, CSIC, LXIX, 264, enero-junio, pp. 81-104.
  • Cheng, J. y Masser, I. (2003): “Urban growth pattern modelling: a case study of Wuhan city, PR China”, en Landscape and Urban Planning, 62, pp. 199-217.
  • Chuvieco Salinero, E. (2007): Teledetección Ambiental. Barcelona, Ariel Ciencia, 3ª Edición.
  • Dietzel, C. y Clarke, K.C. (2004): “Replication of spatio-temporal land use patterns at three levels of aggregation by an urban cellular automata”, en Lecture Notes in Computers Science, 3304, pp. 523-532.
  • Dietzel, C. y Clarke, K.C. (2006): “The effect of disaggregating land use categories in cellular automata during model calibration and forecasting”, Computers, Environment and Urban Systems, 30, pp. 78-101.
  • European Environment Agency, (2006): Land Accounts for Europe. Towards integrated land and ecosystem accounting. EEA Report Nº11/2006.
  • Frankhauser, P. (1998): “Fractal geometry of urban patterns and their morphogenesis”, Discrete Dynamics in Nature and Society, 2, pp. 127-145.
  • Forman, R. T. T. (1995): Land Mosaics: The ecology of Landscapes and regions. Cambridge, University Press.
  • García, A.M.; Santé, I.; Crecente, R. y Miranda, D. (2011): “An analysis of the effect of the stochastic component of urban cellular automata models”, Computers, Environment and Urban Systems, 35, pp. 286-296.
  • Gilbert, N. y K.G. Troitzsch, eds. (2005). Simulation for the Social Scientist, Glasgow, Open University Press.
  • Gómez Delgado, M. y Barredo, J.I., (2005): Sistemas de Información Geográfica y Evaluación Multicriterio en la ordenación del territorio, Paracuellos de Jarama, Editorial Ra-Ma, 2º Edición.
  • Gutiérrez Puebla, J., (2004): “Producción de suelo industrial en la Comunidad de Madrid: expansión, dispersión y fragmentación del espacio industrial”, Anales de Geografía, 24, pp. 169-192.
  • Hansen, H. S., (2010): “Modelling the future coatal zone urban development as implied by the IPCC SRES and assessing the impact from sea level rise”, Lanscape and Urban Planning, 98, pp. 141-149.
  • Itami, R. M. (1994): “Simulating spatial dynamics: cellular automata theory”, Landscape and Urban Planning, 30, pp. 27-47.
  • Jantz, C.A. y Goetz, S.J. (2005): “Analysis of scale dependencies in an urban land use change model”, International Journal of Geographical Information Science, 19 (2), pp. 217-241.
  • Kasanko, M.; Barredo, J.I.; Lavalle, C.; McCormick, I.; Demicheli, L.; Sagris, V. y Brezger, A. (2006): “Are European cities becoming dispersed? A comparative analysis of 15 European urban areas”, Landscape and Urban Planning, 77, pp. 111-130.
  • Kocabas, V., y Dragicevic, S., (2006): “Assessing cellular automata model behavior using a sensitivity analysis approach”, Computers, Environment and Urban Systems, 30, pp. 921–953.
  • Li, X; Yang, Q. y Liu, X. (2008): Discovering and evaluating urban signatures for simulating compact development using cellular automata”, Landscape and Urban Planning, 86, pp 177 – 186.
  • Liu, X. y Andersson, C. (2004): “Assessing the impact of temporal dynamics on land-use change modeling”, Computers, Environment and Urban Systems, 28 (1-2), pp. 107-124.
  • López, E.; Bocco, G.; Mendoza, M. y Duhau, E. (2001): “Predicting land-cover and land-use change in the urban fringe. A Case in Morelia City, Mexico”, Landscape and Urban Planning, 55, pp 271-285.
  • Malczewski, J, (1999): GIS and multicriteria decision analysis. New York. John Wiley & Sons.
  • McGarigal, K.; Cushman, S.A.; Neel, M.C. y Ene, E. (2002): FRAGSTATS: Spatial Pattern Analysis Program for Categorical Maps, Computer software program produced by the authors at the University of Massachusetts, Amherst. [Consulta: 01-04-2012]. Disponible en: http://www.umass.edu/landeco/research/fragstats/fragstats.html
  • Ménard, A. y Marceau, D.J. (2005): “Exploration of spatial scale sensitivity in geographic cellular automata”, Environment and Planning B., vol. 32, pp. 693-714.
  • Mitsova, D.; Shuster, W. y Wang, X., (2011): “A cellular automata model of landcover change to integrate urban growth with open space conservation”, Landscape and Urban Planning, 99, pp 141-153.
  • OSE: Observatorio de la Sostenibilidad en España (2006): Cambios de ocupación del suelo en España. Madrid. Ed. Mundi-Prensa Libros, S.A., ISBN: 978-84-8476-287-4.
  • OSE- Observatorio de la Sostenibilidad en España (2011): Sostenibilidad en España 2011. Madrid. Ed. Mundi-Prensa Libros, S.A. [Consulta: 01-04-2012]. Disponible en: http://www.sostenibilidad-es.org/sites/default/files/_Informes/anuales/2011/sostenibilidadenespana2011.pdf
  • O’Sullivan, D. y Torrens, P.M., (2000): Cellular models of urban systems. WP-22. London, Centre for Advanced Spatial Analysis (CASA), University College London.
  • Paegelow, M. y Camacho, M.T (2008): Modelling environmental dynamics. Berlin, Springer-Verlag.
  • Pascual Rosa, V.; Aguilera Benavente, F.; Plata Rocha, W.; Gómez Delgado, M. y Bosque Sendra, J., (2010): “Simulación de modelos de crecimiento urbano: métodos de comparación con los mapas reales”, en Ojeda, J., Pita, M.F. y Vallejo, I. (Eds.), Tecnologías de la Información Geográfica: La Información Geográfica al servicio de los ciudadanos. Sevilla, Secretariado de Publicaciones de la Universidad de Sevilla, pp. 1.000-1.013.
  • Petrov, L.; Lavalle, C. y Kasanko, M. (2009): “Urban land use scenarios for a tourist region in Europe: Applying the MOLAND model to Algarve, Portugal”, Landscape and Urban Planning, 92, pp. 10-23.
  • Plata Rocha, W.; Gómez Delgado, M. y Bosque Sendra, J. (2008): Análisis de factores explicativos del crecimiento urbano en la Comunidad de Madrid a través de métodos estadísticos (RLO y MLA) y SIG”, Revista de Planeamiento Territorial y Urbanismo Iberoamericana, 0, España. [Consulta: 01-04-2012]. Disponible en: http://www.planeamientoyurbanismo.com/numeros-anteriores.asp?id_periodo=3.
  • Plata Rocha, W.; Gómez Delgado, M. y Bosque Sendra, J. (2009): “Cambios de usos del suelo y expansión urbana en la Comunidad de Madrid (1990-2000)”, Scripta Nova (Revista Electrónica de Geografía y Ciencias Sociales), Vol. XIII, núm. 293.
  • Plata Rocha, W.; Gómez Delgado, M. y Bosque Sendra, J. (2011): “Simulating urban growth scenarios using GIS and Multicriteria Evaluation techniques. Case study: Madrid Region, Spain”, Environment and Planning B. Planning and design, 38 (6), pp 1012-1031.
  • Pontius, R.G. y Millones, M. (2010): “Death to Kappa: Birth of Quantity disagreement and allocation disagreement for accuracy assessment”, en International Journal of Remote Sensing, 32 (15), pp. 4407-4429.
  • Pozo Rivera, E. (2005): “Tendencias recientes en la evolución de la población de la Comunidad de Madrid (1996-2001)”, en Anales de Geografía, 25, pp. 353-379.
  • Saltelli, A.; Chan, K. y Scott, E.M., (2000): Sensitivity Analysis. Chichester, John Wiley & sons.
  • Samat, N., (2006): “Characterizing the Scale Sensitivity of the Cellular Automata Simulated Urban Growth: A Case Study of the Seberang Perai Region, Penang State, Malaysia”, Computers, Environment and Urban Systems, 30, pp. 905-920.
  • Santé, I.; García, A.M.; Miranda, D. y Crescente, R., (2010): “Cellular autómata models for the simulation of real world urban processes: A review and analysis”, Landscape and Urban Planning, 96, pp. 108-122.
  • Torrens, P.M., (2000): “How cellular models of urban systems work”. London, WP-28. Centre for Advanced Spatial Analysis (CASA), University College London.
  • Verburg, P.H.; Schot, P.P.; Djist, M. J. y Veldkamp, A. (2004): “Land Use change modeling: current practice and research priorities”, Geojournal, 61, pp 309-324.
  • White, R.; Engelen, G. y Uljee, I., (1997): “The use of constrained cellular automata for high resolution modelling of urban land use dynamics”, Environment and Planning B: Planning and Design, 24, pp. 323-343.
  • Yeh, A. y Li, X., (2006): “Errors and uncertainties in urban cellular automata”, Computers, Environment and Urban Systems, 30, pp. 10-28.
Fuente de los datos: Dialnet