domingo, 4 de diciembre de 2016

Redes de conmutación determinan nuevas megaregiones

Cuatro millones de conmutaciones revelan nuevas "Megaregiones"
A medida que los centros económicos crecen en tamaño e importancia, la determinación de sus límites se ha vuelto más crucial. ¿Dónde caes en el mapa?



Este mapa muestra las megaregiones de los Estados Unidos (representadas por colores) basadas en un análisis algorítmico de cuatro millones de conmutaciones (representadas como líneas).
ILUSTRACIÓN POR GARRETT DASH NELSON Y ALASDAIR RAE, PLOS UNO

By Betsy Mason - National Geographic


Una parte cada vez mayor de la población mundial está viviendo en lo que se conoce como megaregions -clústeres de ciudades interconectadas. El concepto de la megaregión tiene décadas de antigüedad y es bastante fácil de entender, pero su definición geográfica ha resultado ser bastante complicada.

Ahora, los investigadores han intentado mapear las megaregiones de los Estados Unidos contiguos estudiando los desplazamientos de los trabajadores estadounidenses.

A medida que las megaregiones crecen en tamaño e importancia, los economistas, los legisladores y los urbanistas necesitan trabajar en la coordinación de políticas a esta nueva escala. Pero cuando se trata de definir el alcance de una megaregión, se encuentran con los mismos problemas que los geógrafos y cartógrafos siempre han tenido al tratar de delinear áreas conceptuales. Debido a que las megaregiones se definen por conexiones-cosas como economías entrelazadas, enlaces de transporte, topografía compartida o una cultura común- es difícil saber dónde están sus límites.

Para tratar de resolver este problema geográfico, Garrett Nelson de Dartmouth College y Alasdair Rae, de la Universidad de Sheffield, utilizaron datos censales sobre más de cuatro millones de trayectos de cercanías y aplicaron dos análisis diferentes, uno basado en una interpretación visual y el otro enraizado en un algoritmo Desarrollado en MIT. Sus resultados y mapas aparecen hoy en la revista de acceso abierto PLOS ONE.



Un mapa muestra todos los trayectos de 50 millas o menos en la mayor área de la Bahía de San Francisco.

Una parte cada vez mayor de la población mundial está viviendo en lo que se conoce como megaregiones -clústeres de ciudades interconectadas. El concepto de la megaregión tiene décadas de antigüedad y es bastante fácil de entender, pero su definición geográfica ha resultado ser bastante complicada.

Ahora, los investigadores han intentado mapear las megaregiones de los Estados Unidos contiguos estudiando los desplazamientos de los trabajadores estadounidenses.

A medida que las megaregiones crecen en tamaño e importancia, los economistas, los legisladores y los urbanistas necesitan trabajar en la coordinación de políticas a esta nueva escala. Pero cuando se trata de definir el alcance de una megaregión, se encuentran con los mismos problemas que los geógrafos y cartógrafos siempre han tenido al tratar de delinear áreas conceptuales. Debido a que las megaregiones se definen por conexiones-cosas como economías entrelazadas, enlaces de transporte, topografía compartida o una cultura común- es difícil saber dónde están sus límites.

Para tratar de resolver este problema geográfico, Garrett Nelson de Dartmouth College y Alasdair Rae, de la Universidad de Sheffield, utilizaron datos censales sobre más de cuatro millones de trayectos de cercanías y aplicaron dos análisis diferentes, uno basado en una interpretación visual y el otro enraizado en un algoritmo Desarrollado en MIT. Sus resultados y mapas aparecen hoy en la revista de acceso abierto PLOS ONE.

El mapa anterior muestra todos los trayectos de 50 millas o menos (representados por líneas rectas entre los puntos de inicio y de fin) que rodean el área de la Bahía de San Francisco, una de las megaregiones más emblemáticas del país. Los viajes más cortos y de mayor volumen son de color amarillo, con rutas de volumen más largas y más bajas en rojo. En esta imagen es fácil ver que los principales centros de trabajo están en ciudades, incluyendo San Francisco, Oakland, San José y Sacramento, y que están muy conectados. (Véase "A Commuter Revolution: How Cities Are Collaborating to Solve the Challenges of Sustainable Urban Transport")

Pero ¿dónde deberían los planificadores dibujar los bordes de una megaregión que abarca esta actividad? ¿Qué conexiones son estadísticamente significativas? ¿Cuáles son importantes para la planificación del tránsito regional? ¿Deben centrarse en las ciudades que rodean la bahía, o es Sacramento tan importante para la economía del área de la bahía?
Para respuestas a estas preguntas, Nelson y Rae recurrieron a una herramienta basada en algoritmos diseñada por el Senseable City Lab del MIT para reconocer matemáticamente a las comunidades. El algoritmo sólo considera la fuerza de las conexiones entre los nodos (más de 70.000 sectores censales en este caso), ignorando las ubicaciones físicas. Esto hizo una buena prueba de la "primera ley de geografía" de Waldo Tobler: que las cosas que están cerca de cada una están más relacionadas que las que están más separadas.



La megaregión Minneapolis-St. Paul se ve diferente cuando se utiliza un enfoque visual (izquierda) o un enfoque algorítmico (derecha).

Los resultados del análisis algorítmico llevaron a cabo algunas limpiezas e iteraciones, como la eliminación de trayectos superlargos entre lugares como Nueva York y Los Ángeles, excluyendo nodos con conexiones muy débiles, para producir un mapa coherente de megaregiones plausibles. La diferencia entre los enfoques visuales y matemáticos se puede ver en el mapa arriba de la Minneapolis-St. Paul.

En el análisis visual a la izquierda, la actividad se centra claramente en las ciudades gemelas y se extiende hacia el exterior concéntricamente, con conexiones más débiles a las ciudades circundantes. Pero, ¿dónde termina la megaregión de ciudades gemelas? ¿Debería incluirse St. Cloud? ¿Qué pasa con Rochester? En el mapa a menor escala a la derecha, el algoritmo asignó una amplia franja de ciudades circundantes más pequeñas, incluyendo Fargo, Dakota del Norte, a la megaregión basada en trayectos de desplazamiento. Aquí, el área de ciudades gemelas se presenta como el más grande de los múltiples centros de actividad. (Vea "The City Solution: Why Cities Are the Best Cure for Our Planet’s Growing Pains")



Un algoritmo asignó las secciones de un censo (puntos) a 50 megaregions (colores).


Una de las decisiones que tomaron los investigadores fue limitar el algoritmo a 50 megaregiones, lo que se puede ver en el mapa anterior, donde cada nodo está coloreado según la región a la que pertenece. Esto hizo que el mapa fuera más plausible visualmente. Mientras que 50 puede sonar como un número arbitrario, tiene sentido matemáticamente porque un porcentaje muy alto de conmutaciones se encuentran totalmente dentro de una megaregion en relación con los caminos que cruzan los límites entre las regiones.

Estas megaregiones algorítmicas son más fáciles de interpretar en el mapa en la parte superior del post, que muestra las conexiones. Hay algunos resultados aparentemente extraños, tales como el límite agudo que sigue la línea del estado de Nueva York-Connecticut o la megaregion pequeña, manchada verde que flota entre Birmingham y Dallas. Claramente, al ignorar la información geográfica y al no haber entendido el carácter cultural del país, el método estadístico no consiguió todo correcto.

Así que Nelson y Rae combinaron los dos métodos para trazar límites finales alrededor de las megaregiones del país. Comenzaron dibujando líneas alrededor de los puntos en el mapa de arriba. Posteriormente, superpusieron esas formas en el mapa de flujo en la parte superior del puesto y reinterpretaron los límites para eliminar los valores atípicos y enfatizar la continuidad geográfica. El resultado es el mapa de abajo, que elimina algunas rarezas visuales. Por ejemplo, el área verde manchada ha sido absorbida por la megaregión de New Orleans-Delta, y una gran franja del oeste con una población relativamente baja no está incluida en ninguna megaregión.



Combinando enfoques visuales y matemáticos se obtuvo este mapa de megaregiones de los Estados Unidos.

Los investigadores esperan que su enfoque sea un primer paso para una mejor comprensión de la geografía económica del país. El mapa es claramente un trabajo en progreso, y algunas áreas todavía no parecen correctas: la división del área de tres estados de la ciudad de Nueva York en dos megaregiones, por ejemplo. Y no estoy convencido de la megaregion de Bay Area-Sacramento donde vivo debe extender todo el camino a Nevada. ¿El mapa asigna su hogar y lugar de trabajo a una megaregión que tiene sentido para usted?


No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada