Metodos microscopicos de complejidad para el modelado de problemáticas del paisaje y el desarrollo economico regional, con enfasis en no-linealidad y cambio constante

1. Nuevos métodos de complejidad
para el estudio del paisaje y el
desarrollo económico territorial
Carlos Reynoso
Universidad de Buenos Aires
http://carlosreynoso.com.ar

2. Agenda
• Antropología de la complejidad
– El factor humano, social & cultural
• Significado de la complejidad
– Tipificación de modelos
– Constantes en los objetos complejos
– Clases de la algorítmica compleja: tipología y
ejercicios
– Estudios de casos en paisaje y turismo sostenible y
modelos complejos de economía regional
• Conclusiones y recursos

3. Recursos
• http://carlosreynoso.com.ar/paisaje

4. 4
Referencias
• Reynoso, Carlos.
2006. Complejidad y
caos: Una
exploración
antropológica.
Buenos Aires,
Editorial Sb.

5. 5
Referencias
• Reynoso, Carlos.
2010. Análisis y
diseño de la ciudad
compleja.
Perspectivas desde la
antropología urbana.
Buenos Aires,
Editorial Sb

6. Significado de la complejidad
• Tipificación de modelos

7. Constantes de los objetos complejos
1. Complejidad no ligada a numerosidad, aleatoriedad o estocástica
2. Emergencia: modelos microscópicos, de abajo hacia arriba
3. Sensitividad (extrema) a las condiciones iniciales
4. Auto-organización
5. Sincronización
6. No-linealidad
7. Recursividad: aplicación recursiva de funciones de simplicidad extrema
8. Baja dimensionalidad – Lo contrario de las estadísticas multivariadas
9. Fractalidad
10. Distribuciones estadísticas alejadas de la normalidad
11. Ley de potencia
12. Scaling en transiciones de fase
13. Reticularidad compleja – Hubs y multitudes
14. Efecto de los mundos pequeños: pocos grados de separación

8. 1. Complejidad no ligada a numerosidad,
aleatoriedad o estocástica
• Ruido blanco, ruido marrón (browniano),
ruido rosa
8

9. 2. Emergencia: modelos
microscópicos, de abajo hacia arriba
• Dinámica de sistemas (Forrester) – Modelo urbano en Sphynx

10. 2. Emergencia: modelos
microscópicos, de abajo hacia arriba
• Emergencia en autómatas celulares o MBA

11. 3. Sensitividad extrema a las condiciones
iniciales
• Efecto de las alas de mariposa (Lorenz)
• Ejercicios con la ecuación logística

12. 5. Sincronización

13. 6. No-linealidad

14. 9. Fractalidad
• CASA (Centre of Advanced Spatial Analysis)
• Michael Batty – Fractal cities

15. 9. Fractalidad
• Problemas de Escala (1/2)
– Problema del límite [boundary problem]
• Diferentes formas de trazar los límites producen distintos resultados en la
estimación de la distribución y en diversos párámetros estadísticos
– Autocorrelación espacial
• Primera ley de la geografía (Waldo Tobler, 1970)
• Modelo gravitacional
• Imposibilidad de aplicar estadísticas convencionales
– Falacia ecológica
• Imposibilidad de inferir probabilidades individuales a partir del conjunto
– Múltiples distribuciones en un área
– Cómo pasar de lo local a lo global

16. 9. Fractalidad
• Problemas de escala (2/2)
– Presupuestos de monotonía y homogeneidad en el análisis
espacial clásico
– Inexistencia de “longitudes” precisas independientes de la
unidad de medida
– Falacia locacional
• Presupuesto de ubicación única de los actores, con impacto en análisis
sanitario, etc
• Casa, trabajo, transporte
– Problema de la unidad areal modificable (MAUP)
• Diferentes correlaciones con distintas agrupaciones de datos
• De -0,99 a +0,99

17. 10. Distribuciones estadísticas
alejadas de la normalidad
Distribución normal
• Cerca del 68% del conjunto se encuentra a 1 desviación
estándar de la media, 95 a 2 y 99,7 a 3
• Regla de 68-95-99,7
• Mal llamada “curva de Bell”

18. 11. Ley de potencia
• Independiente de escala = No hay valores normales, ni
una media, ni una escala característica
• La dispersión de los valores puede ser de orden
astronómico

19. Tipos algorítmicos
• Ecuaciones de diferencia en dinámica no lineal y caos
determinista
• Sistemas complejos adaptativos
– Autómatas celulares
– Modelos basados en agentes
– Sociedades y culturas artificiales
• Geometría y cálculo de la dimensión fractal – Análisis de
ondículas (wavelets)
• Metaheurísticas
– Algoritmo genético, colonia de hormigas, simulación de
templado, percolación, inteligencia de enjambre
• Análisis de redes sociales complejas
• Sintaxis del espacio

20. Repositorio de herramientas
• http://carlosreynoso.com.ar

21. Drill down en técnicas de la complejidad
• http://carlosreynoso.com.ar/cursos-de-complejidad

22. Sistemas complejos
adaptativos
Autómatas celulares
Modelos basados en agentes
[Presentaciones separadas]

23. Spacelle

24. GAMA
• https://code.google.com/p/gama-platform/

25. UrbanSim
• http://www.urbansim.org/Documentation/WebHome

26. Toursim ABM
• http://geoparticipation.ca/research/scenarios/

27. ESRI - CityEngine
• http://www.esri.com/software/cityengine/

28. ABM y turismo sostenible
• Francesco Pizzitutti, Carlos F. Mena y Stephen J.
Walsh (2014). “Modelling Tourism in the Galapagos
Islands: An Agent-Based Model Approach”. Journal of
Artificial Societies and Social Simulation, 17 (1) 14

29. 29
Técnicas de complejidad
• Modelos microscópicos como sustitutos del holismo
global
– Modelos celulares de uso de la tierra
– Modelos basados en agentes
• Anasazi artificiales – Gumerman, SFI (¿fallido?)
• La evolución de la cooperación - Axelrod
• Estudios de J. Stephen Lansing en Bali
• Sintaxis espacial – La escala territorial
• Modelos de redes dinámicas
• Modelos de redes sociales en el espacio
– Rematerializando la topología

30. 30
Anasazi artificiales - SFI

31. 31
Anasazi artificiales – Otra versión
• http://www.openabm.org/model/2222/version/1/view

32. 32
Anasazi: ¿Qué anduvo mal?
• No se integraron los datos reticularmente
• Exceso de realismo
– Los modelos complejos suelen ser de baja dimensionalidad
• No hay modelo de estado crítico o transición de fase
– Conducta constante
– Sistema multivariado sin definición de flujo causal
– Sensitividad extrema a las condiciones iniciales
– Criticalidad = Ley de potencia
• Supuestos etnocéntricos
– Los nativos del primer mundo no pueden ser caníbales

33. 33
Agentes en el territorio

34. 34
Axelrod – Modelos de cooperación y evolución
de cultura

35. Etnicidad y redes territoriales
• http://carlosreynoso.com.ar/etnicidad-y-redes-territoriales/

36. 36
Agentes en la red territorial
(1991) (2006)

37. 37
La red de templos de agua
• “For the Balinese, the whole of nature is a perpetual resource: through centuries
of carefully directed labor by generations of farmers, the engineered landscape of
the island's rice terraces has taken shape. According to Stephen Lansing, the need
for effective cooperation in water management links thousands of farmers
together in hierarchies of productive relationships that span entire watersheds. […]
Lansing describes the network of water temples that once managed the flow of
irrigation water in the name of the Goddess of the Crater Lake. Based on a system
of power relations so subtle as to be completely overlooked by colonial
administrators, the practical role of the temples was unnoticed until the advent of
the "Green Revolution" of the 1970s. Lansing shows how the water temples then
lost control of cropping patterns, a series of ecological crises developed, and the
bureaucratic model of irrigation control was shown to be hopelessly over-simplified.
Today the ancient system of water temples is threatened by
development plans that assume agriculture to be a purely technical phenomenon.
Using the techniques of ecological simulation modeling as well as cultural and
historical analysis, Lansing argues that the material and the symbolic form a single
complex--a historically evolving system of productive relationships that is the true
unit of analysis. The symbolic system of temple rituals is not merely a reflection of
utilitarian constraints but also a basic ingredient in the organization of production.”

38. 38
http://www.openabm.org/book/1928/12-
interesting-example-bali

39. 39
http://www.openabm.org/book/1928/12-
interesting-example-bali

40. 40
Lansing – The Bali Model (Mac Only)
http://www.ic.arizona.edu/~lansing/bali.htm

41. 41
Comparación entre subak
• ¿Cómo se compara la cosecha con la de otros subak?
– Mejor – Diferente – Igual – Peor – N/s

42. 42
Modelo de irrigación – Lansing-Kremmer
• http://www.openabm.org/model/2221/version/1/view

43. 43

44. 44
Lansing – El Modelo de Bali
http://fora.tv/2006/02/13/J__Stephen_Lansing_A_Thousand_Years_in_Bali

45. 45
The Goddess and the Computer
http://www.therai.org.uk/film/volume-ii-contents/the-goddess-and-the-computer/

46. 46
Impacto en el paisaje
Red de los Templos de Agua
Fotografías del autor. Bali, Indonesia,
enero y febrero de 1997

47. 47

48. 48

49. 49

50. 50

51. 51

52. 52

53. 53

54. 54
Tecnologías globales ‘eficientes’ vs tácticas reticulares
adaptativas étnicamente correctas

55. Otros casos de economía regional

56. Otros casos de economía regional

57. Otros casos de economía regional
• http://www.iiasa.ac.at/web/scientificUpdate/2013/researchProgram/Adva
ncedSystemsAnalysis/Scientificachievement/Agent-based-modeling.html

58. ABM en economía computacional
• http://en.wikipedia.org/wiki/Agent-based_computational_economics

59. Diseño y análisis de la ciudad compleja
• http://carlosreynoso.com.ar/tecnologias-urbanas-sostenibles-ciudad-compleja/

60. Paisaje y Turismo Sostenible

61. Antropología del Turismo

62. Turismo y complejidad

63. Turismo y complejidad

64. NetLogo
• http://ccl.northwestern.edu/netlogo/

65. Bibliografía específica

66. Bibliografía específica

67. Bibliografía específica

68. Bibliografía específica

69. Bibliografía específica (NetLogo)

70. ¿Preguntas?
Carlos Reynoso
UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
http://carlosreynoso.com.ar