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Autocorrelação Espacial: Mapas de Cluster no ArcGIS

Existem vários métodos e técnicas na Estatística Espacial, um deles é a autocorrelação espacial que apresenta o nível de similaridade, proximidade, correlação e aleatoriedade dos valores quantitativos amostrais representados. Uma técnica muito utilizada para esse tipo de análise são os mapas de Cluster que representam as informações geográficas agrupadas em valores próximos. Vejamos como trabalhar neste sentido com o ArcGIS.

Este tutorial é um Guest Post elaborado por Vanessa Cecília Benavides Silva, natural de Santiago/Veráguas Panamá. Possui graduação em Geografia e Análise Ambiental (2011) e especialização em Gestão Ambiental e Geoprocessamento (2012), ambos pelo pelo Centro Universitário de Belo Horizonte – UniBH. Atualmente é Analista GIS e ministra cursos GIS. Tem experiência na área de Análise Ambiental e de Geoprocessamento, na elaboração de mapas em geral e de base de dados para projetos diversos e monitoria de SIG no UniBH.

Com esse mapa também é possível analisar as outliers, ou seja, os valores que não são possíveis de serem agrupados, casos atípicos, pois apresentam valores distintos em suas proximidades.

Na representação espacial, essa função resulta na tipologia de padrões COType:

  • HH:alta-alta (agrupamento de valores altos e próximos);
  • LL:baixa-baixa (agrupamentp de valores baixos e próximos);
  • HL:alta-baixa (outlier de valores altos que não se agrupam, pois se encontram em meio a valores baixos);
  • LH:baixa-alta (outlier de valores baixos que não se agrupam, pois se encontram em meio a valores altos);

Não significativos: não se enquadram nos agrupamentos, pois apresentam níveis variados assim como os valores dos vizinhos.

Esses agrupamentos são feitos considerando a dispersão de Moran, LISA, P-value, Z-score e outros fatores. Leia mais sobre este tema no link: Padrões Espaciais –  Clusters

No exemplo a seguir, têm-se os dados de taxa de alfabetização do estado de Minas Gerais referente ao ano de 2000.

COMO FAZER UM MAPA DE CLUSTER NO ARCGIS

No ArcMap, adicionar oshapefile com o dado quantitativo que será utilizado. Neste caso, será adicionado o shapefile dos municípios do estado de Minas Gerais que apresenta, em sua tabela de atributos, os dados de taxa de alfabetização.

Criar o mapa temático quantitativo da informação que se deseja representar:

Propriedades da Camada > Symbology > Quantities > Graduated colors:

Graduated colors

Para criar o mapa de Cluster e Outlier acesse o menu:

ArcToolbox > Spatial Statistics Tools > Mapping Clusters > Cluster and Outlier Analysis.

Cluster and Outlier Analysis

Na janela que se abre fique atento a cada informação que deve ser fornecida:

  • Input Feature Class: inserir o shapefile de entrada para a criação doscluster;
  • Input Field: marcar a coluna da tabela de atributos do shapefile que tem o dado quantitativo;
  • Output Feature Class: nome e pasta do arquivo de saída;
  • Conceptualization of Spatial Relationships: especificação do conceito de como a relação espacial ocorre;
  • Distance Method: marcar o método de como as distâncias serão realizadas a partir de seus vizinhos;
  • Standardization: selecionar alguma padronização caso os dados amostrais mostrem tendências.

Outlier Analysis

O mapa gerado apresenta na legenda a diferenciação pelo COType:

Resultado COType

Tabela de Cluster

BREVE ANÁLISE DO RESULTADO OBTIDO

A partir do mapa de Autocorrelação Espacial que considerou a taxa de alfabetização dos municípios do estado de Minas Gerais foi possível observar a espacialização dos diferentes níveis de alfabetização do estado.

De acordo com o mapa de Taxa de Alfabetização, os municípios com as maiores taxas concentram-se nas porções oeste e sul com as menores taxas nas porções leste e norte do estado.

Os clusters que apresentam valores altos e estão próximos (H-H) concentram-se nas porções oeste e sul e os que apresentam valores mais baixos e próximos (L-L) concentram-se na porção nordeste do estado.

A porção nordeste apresenta exceções, indicadas por H-L que são valores de taxa de alfabetização altos, porém, não se encontram agrupados, pois sua vizinhança apresenta valores baixos. Trata-se dos municípios de Montes Claros e Governador Valadares. A porção sul também apresenta exceção L-H, sendo o município de Santana do Jacaré o que apresenta baixa taxa de alfabetização em meio a municípios com alta taxa.

Os municípios considerados não significativos, não se enquadram nos agrupamentos, pois apresentam níveis de alfabetização variados assim como os valores dos municípios vizinhos.

Leitura complementar indicada:

Em resumo, temos os seguintes passos em nossa metodologia:

Resumo: Autocorrelação Espacial no ArcGIS

O que acharam deste material? Deixem seus comentários e façam o download da versão em PDF, disponível no link abaixo:

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Consultor em Geotecnologias, graduado em Geoprocessamento. Instrutor de diversos cursos, presenciais e online, sobre Geotecnologias com Softwares Livres com ênfase em QGIS, gvSIG, PostgreSQL/PostGIS, MapServer e i3Geo.

12 comments on “Autocorrelação Espacial: Mapas de Cluster no ArcGIS

  1. Olá, obrigado pelas dicas. No entanto, recentemente resolvi migrar para o QGIS e gostaria de saber se no QGIS também é possível calcular a autocorrelação espacial. Para isso tenho usado o GeoDa que também é livre. Outra possibilidade seria calcular tudo no R e plotar os resultados no QGIS, mas seria ótimo centralizar tudo num único software.

  2. Parabéns pelo site…tenho indicado aos amigos pq é muito profissional e vai direto ao que interessa!!
    Grato por compartilhar os caminhos de tantas ferramentas.

    Abs

    • Mauricio,
      Agradeço por sua visita e comentário.
      Bom saber que estás indicando nosso site.
      Abraço!

  3. Anderson muito bom esse material. Parabéns pelo site. Sempre encontro tudo o que preciso em temos de GIS.

  4. Ok. Irei ficar atento as novidades. Estou muito interessado em aprender usar as ferramentas do “spatial analyst Tools” e “spatial statistics tools”.
    Obrigado

  5. Olá Andreson

    Eu gostaria de aprender a usar as ferramentas de análise espacial e regressão no ArcGis. “spatial analyst Tools” e “spatial statistics tools”
    Gostaria de aprender a calcular autocorrelação espacial e fazer regressões por mínimos quadradros ordinários e regressões com dados georeferenciados no ArcView.
    Você teria algum tutorial ou material sobre como usar estas ferramentas?
    Obrigado

  6. bastante interessante esta ferramenta, estava precisando de algo assim. valeu mesmo!!!

  7. Muito legal mesmo!

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