El análisis de proximidad es una clase de herramientas y algoritmos de análisis espacial que emplean la distancia geográfica como principio central. [1] La distancia es fundamental para la investigación geográfica y el análisis espacial, debido a principios como la fricción de la distancia , la primera ley de geografía de Tobler y la autocorrelación espacial , que se incorporan en las herramientas analíticas. [2] Por lo tanto, los métodos de proximidad se utilizan en una variedad de aplicaciones, especialmente aquellas que involucran movimiento e interacción.
Medidas de distancia
Todas las herramientas de análisis de proximidad se basan en una medida de distancia entre dos ubicaciones. Esto puede parecer una medida geométrica simplista, pero la naturaleza de los fenómenos geográficos y la actividad geográfica requieren varios métodos candidatos para medir y expresar la distancia y las medidas relacionadas con la distancia. [2]
Distancia euclidiana , distancia geométrica en línea recta medida sobre una superficie plana. En los sistemas de información geográfica, se puede calcular fácilmente a partir de ubicaciones en un sistema de coordenadas cartesianas proyectadas utilizando el teorema de Pitágoras . Si bien es el método más simple para medir la distancia, rara vez refleja el movimiento geográfico real.
Distancia de Manhattan , la distancia entre dos ubicaciones en un sistema de coordenadas cartesianas (planas) a lo largo de una ruta que solo sigue los ejes x e y (por lo que parece similar a una ruta a través de una red de calles en cuadrícula como la de Manhattan ).
Distancia de red, una medida entre dos ubicaciones a lo largo de una ruta dentro de un espacio lineal restringido, como una carretera o una red de servicios públicos.
Distancia abstracta, una medida de distancia en un espacio que está relacionada sólo indirectamente con el espacio geográfico, o sólo metafóricamente espacial. Algunos ejemplos son las redes sociales de conexiones interpersonales, los espacios de información de conceptos relacionados y la red de hipertexto de la World Wide Web . Aunque no son inherentemente geográficos, proyectarlos en un espacio abstracto permite utilizar herramientas geográficas como el análisis de proximidad para estudiarlos. [3]
Distancia de costo , una medida a lo largo de una ruta (en cualquiera de los espacios anteriores) en la que la distancia geométrica se reemplaza por alguna otra cantidad que se acumula a lo largo de la ruta (y, por lo tanto, es proporcional a la distancia), llamada costo porque generalmente sirve como una cantidad indeseable que se debe minimizar. [4] El tiempo de viaje es la medida de costo más común, pero otros costos incluyen las emisiones de carbono, el consumo de combustible, los impactos ambientales y los costos de construcción.
Técnicas
Existe una variedad de herramientas, modelos y algoritmos que incorporan la distancia geográfica, debido a la variedad de problemas y tareas relevantes. [5]
Un diagrama de Voronoi
Buffers , una herramienta para determinar la región que se encuentra dentro de una distancia específica de un conjunto de características geográficas.
Análisis de costo-distancia , algoritmos para encontrar rutas óptimas a través del espacio continuo que minimicen la distancia y/u otros costos dependientes de la ubicación. [4]
Diagrama de Voronoi , también conocido como polígonos de Thiessen, un algoritmo para dividir el espacio continuo en un conjunto de regiones en función de un conjunto de ubicaciones de puntos, de modo que cada región consta de ubicaciones que están más cerca de uno de los puntos que de cualquier otro. [6]
Análisis de ubicación , un conjunto de algoritmos (normalmente heurísticos) para encontrar las ubicaciones óptimas de un conjunto limitado de puntos (por ejemplo, ubicaciones de tiendas) que minimizan la distancia agregada a otro conjunto de puntos (por ejemplo, ubicaciones de clientes). Un ejemplo de uso común es el algoritmo de Lloyd .
Matriz de distancias , una matriz que contiene las distancias (euclidianas o de otro tipo) entre dos puntos cualesquiera de un conjunto. Se utiliza con frecuencia como variable independiente en pruebas estadísticas para determinar si la fuerza de una relación está correlacionada con la distancia, como el volumen de comercio entre ciudades.
Ilustración del algoritmo de Dijkstra, un elemento central del análisis de redes
Análisis de redes de transporte , un conjunto de algoritmos y herramientas para resolver una serie de problemas de rutas de distancia cuando el viaje está restringido a una red de líneas unidimensionales, como carreteras y redes de servicios públicos. [7] Por ejemplo, la tarea común de encontrar la ruta más corta del punto A al punto B, que normalmente se resuelve utilizando el algoritmo de Dijkstra.
Referencias
^ Blinn, Charles R., Lloyd P. Queen y Les W. Maki, "Sistemas de información geográfica: un glosario". Archivado el 22 de marzo de 2010 en Wayback Machine.
^ ab Sarkar, D. "FC-42 - Operaciones a distancia". Cuerpo de conocimientos de GIS&T . UCGIS . Consultado el 5 de enero de 2023 .
^ Agarwal, Pragya; Skupin, André (2008). Mapas autoorganizados: aplicaciones en la ciencia de la información geográfica . Wiley. ISBN9780470021675.
^ ab "Cómo funcionan las herramientas de coste-distancia". Documentación de ArcGIS Pro . Esri . Consultado el 5 de enero de 2023 .
^ de Smith, Michael J.; Goodchild, Michael F.; Longley, Paul A. (2018). "4.4 Operaciones a distancia". Análisis geoespacial: una guía completa de principios, técnicas y herramientas de software (6.ª ed.).
^ "25.1.18.81 Polígonos de Voronoi". Documentación de QGIS 3.22 . OSGEO . Consultado el 5 de enero de 2023 .
^ "Solucionadores de Network Analyst". Documentación de ArcGIS Pro . Esri . Consultado el 5 de enero de 2023 .
