Complexidade e modelação geográfica: espaços de conhecimento Nuno Neves; Marco Freire Universidade de Évora, Departamento de Planeamento Biofísico e Paisagístico e- GEO Centro de Estudos de Geografia e Planeamento Regional Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL REPRESENTAÇÃO SIMBÓLICA Symbolon de symballo (lançar com), (por junto), fazer coincidir. Etimológicamente: O elemento simbólico como um meio de reconhecimento Identificação pela analogia. Pela identificação e pela analogia ou correspondência analógica podemos conceber algo que não está próximo ou que é indefinível. Estabelecemos assim um meio de comunicação baseado em componentes, descritivos, de elementos concretos ou indefiníveis nos aspectos mais comuns, como por exemplo a forma (Rey, A., 1973). Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL REPRESENTAÇÃO SIMBÓLICA A representação simbólica assume uma posição de suporte à definição conceptual dos processos de aquisição, representação e transmissão do conhecimento. Se considerarmos o simbolismo como um meio de comunicação baseado em símbolos, tenderemos a considerar o processo de criação do simbólico como a definição de estruturas e processos convencionados de elaboração de significações (Rey, A., 1973). Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL Simbologia e Ciência O processo de simulação do real pode também representar uma tentativa de sistematização simbólica do existente passado e não repetível na sua forma exacta, mas cuja repetição pode assumir um carácter de revelação científica e de comunicação (Baudrillard, J., 1991). Métodos de representação simbólica assentes na teorização de sistemas naturais e sociais (Mcharg, I. L., 1969), de tal forma que estes processos de simulação possam funcionar como laboratórios da realidade, ou ainda, que possam testar a adaptação à realidade das formulações teóricas elaboradas. Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL A complexidade dos fenómenos espaciais Aproximação científica Elementos Identificação de elementos Relações Identificação de relações Regularidades Procura de regularidades e padrões Processos Elaboração de modelos Explicação, previsão, replicação e n s i e c o P o n d e r a 1 P o n d e r a 2 P o n d e r a 3 5 1 1 2 5 1 2 5 1 2 5 1 2 5 1 4 5 5 1 2 1 4 5 5 1 2 1 1 4 5 5 1 2 1 5 1 5 e n s i e c o 5 1 P o n d e r a 1 1 1 P o n d e r a 2 P o n d e r a 3 5 1 5 1 5 1 5 1 5 1 5 5 5 5 1 2 5 1 4 Predicted vs.5Observed Values 5 1 4 1 Dependent variable: VALORFIN 1 4 5000 5 5 1 4500 4000 Observed Values 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400 3800 4200 4600 Regression 95% confid. P redicted Values e n s i e c o Conhecimento P o n d e r a 1 P o n d e r a 2 P o n d e r a 3 5 1 1 2 5 1 2 5 1 2 5 P o n d e r a 2 P o n d e r a 3 1 2 5 1 4 5 5 1 2 1 5 5 1 1 4 5 5 1 2 1 5 1 4 5 5 1 2 1 5 1 5 e n s i e c o 5 1 P o n d e r a 1 1 5 1 5 5 1 1 2 5 5 1 1 4 5 5 1 1 4 5 5 1 1 4 5 5 1 Predicted vs. Observed Values Dependent variable: VALORFIN 5000 4500 4000 Observed Values 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 1000 1400 1800 2200 2600 3000 P redicted Values Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL 3400 3800 4200 4600 Regression 95% confid. Percepção de padrões, relações e processos no espaço e no tempo. e n s i e c o 1 2 P o n d e r a 1 5 1 2 5 1 2 5 P o n d e r a 2 P o n d e r a 3 5 1 5 1 5 e n s i e c o 5 1 2 5 1 4 5 5 1 4 5 1 4 5 1 P o n d e r a 1 1 P o n d e r a 2 P o n d e r a 3 1 2 1 5 1 2 1 5 5 5 1 2 1 5 5 1 5 5 1 5 5 1 2 5 5 1 4 1 Predicted vs.5Observed Values 5 1 4 1 1 1 Dependent variable: VALORFIN 1 4 5000 5 5 1 4500 4000 Observed Values 3500 3000 2500 2000 1500 1000 P o n d e r a 1 P o n d e r a 2 P o n d e r a 3 1 2 5 5 1 1 2 5 1 2 5 e n s i e c o 1 2 5 1 4 5 1 4 1 4 5 500 1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400 3800 4200 4600 Regression 95% confid. Predicted Values 1 5 e n s i e c o 5 5 1 2 5 5 5 5 1 P o n d e r a 1 1 P o n d e r a 2 P o n d e r a 3 1 5 5 1 1 2 1 5 1 2 1 5 1 5 5 1 1 2 5 5 1 1 4 5 5 1 1 4 5 5 1 1 4 5 5 1 Conhecimento Predicted vs. Observed Values Dependent variable: VALORFIN 5000 4500 4000 Observed Values 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400 3800 4200 4600 Regression 95% confid. P redicted Values Linguagens de relações espaciais Modelação espacio-temporal Modelos cognitivos do espaço geográfico Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL Percepção de padrões, relações e processos no espaço e no tempo. A complexidade dos cenários espaciais Elementos ??? Relações ??? Padrões ??? Processos ??? Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL Percepção de padrões, relações e processos no espaço e no tempo. Perspectiva construtivista. O conhecimento da terra não é uma simples cópia perceptual do Mundo mas uma construção em que algumas propriedades são representadas em maior detalhe, outras são distorcidas e outras ainda omitidas. (Bartlet, 1932) Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL Percepção de padrões, relações e processos no espaço e no tempo. Perspectiva ecológica. O conhecimento existe em contextos de relações entre organismo e ambiente O conhecimento não é constituido por imputs perceptuais mas sim existe em elementos e relações identificáveis. Estas relações não são colecções de propriedades sensoriais de natureza atomística mas unidades de conhecimento de alto nível tais como superfícies de suporte que porporcionam informação acerca das propriedades funcionais do ambiente ou do espaço. (Gibson, 1950, 1979) Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL Percepção de padrões, relações e processos no espaço e no tempo. Complexity is not a tool, but a way of thinking--a mental model for considering problems in new and revealing ways. Emergence is the process of complex pattern formation from simpler rules. Waldrop, Mitchell. Complexity: The Emerging Science at the Edge of Order and Chaos. New York: Touchstone, 1992 Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL Percepção de padrões, relações e processos no espaço e no tempo. Modelo de objectos espaciotemporal com átomos espacio temporais (Worboys, 1992) Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL Percepção de padrões, relações e processos no espaço e no tempo. 1 2 3 Visualização de processo de treino de redes neuronais artificiais S.W. Laffan, 2002 Australian National University Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL Percepção de padrões, relações e processos no espaço e no tempo. Y # Y # Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL Modelação Geográfica Base informativa Modelos de dados Formalização de conhecimento modelos elementos relações Análise espacial Criação de modelos Descoberta conhecimento Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL Modelação Geográfica e complexidade Complexity theory Aproximação científica “clássica” Definição de “ambientes virtuais” Identificação de elementos Definição de “agentes” Identificação de relações Procura de regularidades e padrões Elaboração de modelos Explicação, previsão, replicação Identificação de “regras geradoras” Formalização de “regras geradoras” Explicação, previsão, replicação e n s i e c o P o n d e r a 1 P o n d e r a 2 P o n d e r a 3 5 1 1 2 5 1 2 5 1 2 5 P o n d e r a 2 P o n d e r a 3 1 2 5 1 4 5 5 1 2 1 5 5 1 1 4 5 5 1 2 1 5 1 4 5 5 1 2 1 5 1 5 e n s i e c o 5 1 P o n d e r a 1 1 5 1 5 5 1 1 2 5 5 1 1 4 5 5 1 Predicted vs.5Observed Values 5 1 4 1 Dependent variable: VALORFIN 1 4 5000 5 5 1 4500 4000 Observed Values 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 1000 e n s i e c o P o n d e r a 1 1 2 5 1 2 5 1 2 5 1 2 5 1 4 5 1 4 1 4 P o n d e r a 2 P o n d e r a 3 5 1400 1800 2200 2600 3000 3400 3800 4200 4600 Regression 95% confid. P redicted Values 1 5 1 5 e n s i e c o 5 5 1 2 5 5 5 5 1 P o n d e r a 1 1 1 1 2 1 1 2 1 P o n d e r a 2 P o n d e r a 3 5 5 1 5 5 1 5 5 1 1 2 5 5 1 1 4 5 5 1 1 4 5 5 1 1 4 5 5 1 Conhecimento Predicted vs. Observed Values Dependent variable: VALORFIN 5000 4500 4000 Observed Values 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 1000 1400 1800 2200 2600 3000 P redicted Values 3400 3800 4200 4600 Regression 95% confid. Novos métodos para o estudo de relações, padrões e processos Novos métodos para a ciência Centro de estudos de Geografia e Planeamento Regional – FCSH - UNL