SIG y SADE

Joaquín Bosque SendraUniversidad de Alcalá

SISTEMAS DE AYUDA A LA DECISIÓN ESPACIAL (Spatial Decision Support Systems)

“Conjunto de elementos físicos, lógicos y procedimientos que facilitan un entorno adecuado para la adopción “racional” de decisiones sobre problemas espaciales”.

Exploración del problemaGeneración de soluciones alternativasEvaluación de las soluciones• Visualización y cartografía de resultados• Intervención de componente humana que aporte

distintos puntos de vista, juicios subjetivos, etc.

SIG Y DECISIONES. DEFICIENCIAS

Las causas de las deficiencias de los SIG para la toma de decisiones se pueden clasificar en dos clases:

a) Problemas conceptuales o metodológicos generales, derivados de la organización básica de los SIG.

b) Problemas técnicos relacionados con las capacidades habitualmente integradas en un SIG.

SIG Y DECISIONES. PROBLEMAS CONCEPTUALES

- Diseño inicial de los SIG: enfoque generalista y de poca especialización, para tratar las mas diversas cuestiones de interés geográfico. - Preocupación fundamental: la consideración de los aspectos mas "externos", formales y geométricos, de los problemas geográficos. No preparados para tratar procesos causales generadores de las estructuras visibles y "geométricas" de las problemas geográficos.Son necesarias herramientas mas especializadas en la Son necesarias herramientas mas especializadas en la resolución de problemas y cuestiones muy definidas. resolución de problemas y cuestiones muy definidas. Capaces de simular o conocer las causas y los procesos Capaces de simular o conocer las causas y los procesos internos. internos. SIG son una plataforma interesante pero SIG son una plataforma interesante pero insuficiente.insuficiente.

SIG Y DECISIONES. PROBLEMAS TECNICOS

Dos aspectos: - Tipos de informaciones necesarias para tratar de adoptar una decisión racional en un problema de tipo geográfico: datos "duros”(se miden en términos precisos, a ser posible cuantitativos: censos, teledetección, etc) combinados con otros considerados "soft", blandos (proceden de las opiniones, preferencias y juicios de las personas y están expresados en términos mas vagos y cualitativos)- Etapas necesarias para llevar a efecto una decisión informada y las posibilidades que ofrecen las capacidades normales existentes en los SIG.

SIG Y DECISIONES. DEFICIENCIAS. RESUMEN

A) Combinación de datos "duros" y datos "blandos" (opiniones, preferencias).

Mala integración en SIG de datos blandos

b) Limitaciones para proceso de decisión:- Exploración de datos- Generación de soluciones- Evaluación multicriterio

c) SIG, herramienta general.SADE, herramienta específica de cada problema.

SIG Y DECISIONES.

DECISIONES ESPACIALES

ELECCIÓN DE UNA LOCALIZACIÓN PARA ALGUNA ACTIVIDAD HUMANA.

TIPOS DE DECISIONES ESPACIALES

*COTIDIANAS: INDIVIDUALES*SISTEMÁTICAS: REALIZADAS POR

ORGANIZACIONES E INSTITUCIONES.

SIG Y DECISIONES.

CONCEPTOS BÁSICOS

UTILIDAD: LA SATISFACCIÓN DERIVADA DE UNA DECISIÓN ESPACIAL.

ESTRATEGIAS DE DECISIÓN:

OPTIMIZADORA: BUSQUEDA DE LA MAXIMA UTILIDAD A COSTA DE GRANDES RIESGOS

SATISFACIENTE: BUSCAR UNA MENOR UTILIDAD PERO MINIMIZAR LOS RIESGOS.

SIG Y DECISIONES.

HOMO ECONOMICUS 1) CONOCIMIENTO PERFECTO DE ALTERNATIVAS. BENEFICIOS Y RIESGOS.2) RACIONALIDAD COMPLETA. CALCULO DE TODAS LAS ALTERNATIVAS. ELECCIÓN SOLUCION OPTIMA

HOMO SATISFACIENS1)CONOCIMIENTO IMPERFECTO DE ALTERNATIVAS. 2) RACIONALIDAD LIMITADA. ELECCIÓN SOLUCION "SATISFACTORIA" NO OPTIMA.

SIG Y DECISIONES.TIPOS DE AMBIENTE EN LAS DECISIONESAMBIENTE DE CERTIDUMBRE: LOS ESTADOS DEL AMBIENTE NO SON ALEATORIOS. PROBLEMAS DE OPTIMIZACIÓN: PROGRAMACIÓN LINEAL. PROBLEMA DEL TRANSPORTE

AMBIENTE DE RIESGO/INCERTIDUMBRE: EL AMBIENTE TIENE ESTADOS ALEATORIOS. PROBLEMA DEL COMERCIANTE.

AMBIENTE DE COMPETENCIA: EXISTE INTENCIONALIDAD, EL CONTRARIO BUSCA LA MÁXIMA PERDIDA. TEORIA DE JUEGOS.

SIG Y DECISIONES.

SADE Y TIPOS DE SOLUCIONES1º Problemas espaciales con soluciones claramente definidas. Programables y resolubles directamente usando un SIG. 2º Problemas geográficos con soluciones no claramente estructuradas, no existe una teoría científica que puede proporcionar una solución directa. 3º Problemas geográficos mixtos, con partes que tienen soluciones estructuradas, otras partes no tienen una organización y estructura definida.

Un SADE adecuado a los dos últimos tipos de problemas.

SISTEMAS DE AYUDA A LA ADOPCIÓN DE DECISIONES ESPACIALES: SAD-SADE-SDSS

DEFINICIÓN: Un conjunto de elementos físicos (ordenadores, periféricos, etc), lógicos (programas, datos...) yprocedimientos que facilitan un entorno adecuado para la adopción "racional" de decisiones sobre problemas espaciales.

- Sistemas informáticos que ayudan a los decisores a confrontar problemas difíciles, mal estructurados, a través de la interacción directa del decisor con los datos y con los modelos de análisis (Sprague y Carlson, 1992).

SISTEMAS DE AYUDA A LA ADOPCIÓN DE DECISIONES ESPACIALES: SAD-SADE-SDSS

UN SAD DEBE FACILITAR:

A) LA EXPLORACIÓN DEL PROBLEMA A RESOLVER, CON LA FINALIDAD DE LLEGAR A FORMULAR HIPÓTESIS QUE LO RESUELVAN

B) LA GENERACIÓN DE SOLUCIONES ALTERNATIVAS ABUNDANTES Y CONTRASTADAS

C) UNA EVALUACIÓN PRECISA (A SER POSIBLE CUANTITATIVA) DE LOS MÉRITOS E INCONVENIENTES DE LAS DISTINTAS SOLUCIONES.

Arquitectura de un SADE

COMPONENTES DE UN SAD-SADE

GENERADOR DE GRÁFICOS: Sistema capaz de elaborar gráficos (estadísticos y de otros tipos) que permitan la exploración de las características del problema: capaz de mostrar simultáneamente dos "espacios": el geográfico y el matemático de las soluciones al problema.

GENERADOR DE INFORMES: Capacitado para, por un lado, explorar el problema (análisis estadístico exploratorio: EDA/ESDA) y, por otra parte, elaborar informes y resultados impactantes y claros.

COMPONENTES DE UN SAD-SADE

SGDB: Sistema de gestión de bases de datos. En un SADE: espaciales y temáticos (modelo híbrido o integrado).

SGMOD: Sistema de gestión de modelos matemáticos. pensados para generar alternativas y soluciones diferentes al problema tratado por el SADE.

COMPONENTES DE UN SAD-SADE

EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS: Un conjunto de procedimientos matemáticos que permitan jerarquizar las diferentes soluciones estudiadas: técnicas de evaluación multicriterio (EMC).

INTERFACE AL USUARIO: Un mecanismo para la comunicación sencilla e intuitiva entre el usuario (un decisor no experto en manejo de programas) y el sistema.

TIPOS DE SISTEMAS DE AYUDA A LA DECISIÓN

- Cooperativos, donde se facilita la colaboración de varios decisores en la adopción de una decisión.

- En grupo, para introducir las opiniones de grupos con intereses contrapuestos en la adopción de la decisión

- SADE ambientales, centrados en el estudio de este tipo de cuestiones.

- SADE basados en el conocimiento y en los sistemas expertos, que utilizan técnicas de Inteligencia artificial para ayudar a resolver las decisiones

El SADE y la exploración (inteligencia) de los datos

Un SADE debe tener la capacidad de explorar,describir y analizar una situación de modo que el decisor pueda llegar a conocer en cierta profundidad los diversos aspectos del problema.

Los SIG actuales incluyen capacidades importantes en este sentido, pero también presentan deficiencias e insuficiencias notables. Cada vez mas a menudo se exige la inclusión de nuevas posibilidades de exploración y análisis, por ejemplo de Estadística descriptiva.

El SADE y la exploración (inteligencia) de los datos

Además de las técnicas EDA y/o ESDA en cada caso concreto, se deben incluir los procedimientos de exploración y descripción adecuados al problema particular que va a estudiar el SADE.

El SADE es una herramienta específica para el estudio de un problema concreto, por ello debe incluir los procedimientos de exploración específicosa ese caso.

EL SADE Y LA GENERACIÓN DE ALTERNATIVAS

Utilizar las opciones analíticas disponibles en un SIG de los actualmente disponibles. El tratamiento de cuestiones muy concretas, exige disponer de modelos mas elaborados y precisos.La solución usual a esta carencia es relacionar los SIG con modelos matemáticos concretos que estudian las cuestiones a resolver. Por ejemplo, la cada vez mas intensa relación de los SIG con el amplio mundo de los modelos matemáticos aplicados al estudio de cuestiones tanto ambientales y del medio físico, como sociales y económicas o de la planificación urbana.

EL SADE Y LA GENERACIÓN DE ALTERNATIVAS

CAMPOS DE DESARROLLO DE MODELOS AMBIENTALESAguas- Modelos hidrológicos. Gestión de cuencas, análisis y predicción de inundaciones y avenidas. Proyecto SAICA en EspañaEjemplos en http://www2.gis.uiuc.edu:2280/modviz/

- Modelos oceanográficos. Base de datos sobre el océano (masa de agua). Modelo 3d, en el que importa mucho la dinámica temporal. Dedicado a la simulación

EL SADE Y LA GENERACIÓN DE ALTERNATIVAS

CAMPOS DE DESARROLLO DE MODELOS AMBIENTALESSuelos- inventario de los suelos de una región o país.- erosión del suelo- contaminación de las aguas.Geología y geomorfología (minería)- Geología y prospección minera, sismología. Necesita modelos de datos 3d. Base de datos del subsuelo, atributos temáticos de la Geología: análisis y producción de cartografía

Modelado de la erosión

EL SADE Y LA GENERACIÓN DE ALTERNATIVAS

CAMPOS DE DESARROLLO DE MODELOS AMBIENTALESFauna- diversidad biológica- determinación de hábitats para animalesVegetación y ocupación del suelo- Forestales: explotación, gestión y conservación de los bosques. - Ocupación del suelo: agricultura y ganadería. Proyecto CORINE (Coordinación de información del entorno europeo): mapa digital de Europa escala 1:100.000 de las ocupaciones del suelo (80 variantes).

EL SADE Y LA GENERACIÓN DE ALTERNATIVAS

CAMPOS DE DESARROLLO DE MODELOS AMBIENTALESAtmósfera- Modelos atmosféricos. Base de datos sobre la capa de aire que rodea la tierra. Modelo 3d, de importancia el tiempo para simulación del comportamiento. Predicción del tiempo y del clima.Ecología- medida de magnitudes geométricas de elementos del paisaje.- Coincidencia espacial de elementos de la ecología

EL SADE Y LA GENERACIÓN DE ALTERNATIVAS

CAMPOS DE DESARROLLO DE MODELOS NO AMBIENTALES- Transporte: modelos de interacción espacial. gravitatorio, etc.- Producción: industria, agricultura- Servicios comerciales y equipamientos sociales: modelos de localización-asignación- Población: crecimiento demográfico.- Organización urbana: modelo de Garin-Lowry, etc.

SADE Y TÉCNICAS DE EVALUACIÓN MULTICRITERIO

Evaluación de las diferentes alternativas de planeamiento que se han generado. Momento muy decisivo en la elaboración final de un conjunto de acciones y decisiones bien fundamentadas. Las técnicas de evaluación multicriterio son una herramienta fundamental: Arsenal de métodos matemáticos que permiten medir de manera lo más precisa posible la validez relativa de cada una de un conjunto de soluciones

Ejemplos de Sistemas de Ayuda a la Decisión Espacial.

Se pueden encontrar numerosos ejemplos de instituciones y empresas que utilizan SADE, y, mas aún, Sistemas de ayuda a la decisión sin relaciones con el territorio.

Sistemas de Ayuda a la Decisión Espacial. Universidad de Leeds

Sistemas de Ayuda a la Decisión Espacial. Universidad de Leeds

Sistemas de Ayuda a la Decisión Espacial. Universidad de Leeds

Sistemas de Ayuda a la Decisión Espacial. Universidad de Leeds

Sistemas de Ayuda a la Decisión Espacial

Sistemas de Ayuda a la Decisión Espacial

Sistemas de Ayuda a la Decisión Espacial

Sistemas de Ayuda a la Decisión Espacial

SSD-CIABSI v.2. Sistema de Soporte a la Decisión

Consejo Superior de InformáticaMinisterio de Administraciones Públicas

Elección en la contratación de productos informáticos o telemáticos en el ámbito de la Administración General del Estado: http://www.map.es/csi/ssd.htm

Ejemplos de SADE en la red

Universidad de AlcaláDepartamento de GeografíaUniversidad de AlcaláDepartamento de Geografía

http://www.iiasa.ac.at/Research/WAT/docs/desert.html

http://www.crg.cs.nott.ac.uk/research/projects/GIS/

http://www.uiowa.edu/~electdis/index.html

http://www.geog.ucl.ac.uk/~pdensham/SDSS/sdss.stm

http://www.plantguide.com/plantdatefinal/index.html

Bibliografía

Joaquín Bosque Sendra, M. Gómez Delgado, A. Moreno Jiménez y F. dal Pozzo. TITULO:Hacia un sistema de ayuda a la decisión espacial para la localización de equipamientos. REVISTA: Estudios geográficos, 2000, tomo LXI, nº 241, pp. 567-598