O trabalho denominado “Mapeamento da Ordem Simbólica Urbana” trata do desenvolvimento de um método para representar o modo como cada indivíduo reconhece a estrutura espacial urbana, buscando compreender a influência das características físicas da cidade no processo cognitivo dos indivíduos. O estudo baseia-se em fundamentos de sistemas, abordagens cognitivas e estudos de morfologia urbana e configuração espacial urbana. A proposta consiste em utilizar medidas de diferenciação espacial associadas a ferramentas de modelagem urbana para explorar percursos e representar aspectos do processo cognitivo que podem influenciar a apreensão das informações na cidade. / This work entitled “The Mapping of Urban Symbolic Order” is concerned with the development of a method to represent the way as each individual recognizes the urban space structure, intending to understand the influence of the physical characteristics of the city in the individuals' cognitive process. The study is based on systemic foundations, cognitive approaches, urban morphology and configurational studies. The proposal consists of using measures of space differentiation associated with tools of urban modelling to explore routes and representing aspects of the cognitive process that can influence the apprehension of the information in the city.

O trabalho denominado “Mapeamento da Ordem Simbólica Urbana” trata do desenvolvimento de um método para representar o modo como cada indivíduo reconhece a estrutura espacial urbana, buscando compreender a influência das características físicas da cidade no processo cognitivo dos indivíduos. O estudo baseia-se em fundamentos de sistemas, abordagens cognitivas e estudos de morfologia urbana e configuração espacial urbana. A proposta consiste em utilizar medidas de diferenciação espacial associadas a ferramentas de modelagem urbana para explorar percursos e representar aspectos do processo cognitivo que podem influenciar a apreensão das informações na cidade. / This work entitled “The Mapping of Urban Symbolic Order” is concerned with the development of a method to represent the way as each individual recognizes the urban space structure, intending to understand the influence of the physical characteristics of the city in the individuals' cognitive process. The study is based on systemic foundations, cognitive approaches, urban morphology and configurational studies. The proposal consists of using measures of space differentiation associated with tools of urban modelling to explore routes and representing aspects of the cognitive process that can influence the apprehension of the information in the city.

O trabalho denominado “Formação e Evolução de Centros Urbanos Locais” trata da formulação experimental de um modelo computacional de análise evolutiva urbana, baseado unicamente em relações de conectividade entre os espaços da trama urbana. Tal construção é originada de uma formatação teórica que agrega novas descobertas em teorias de redes aleatórias a adaptações de ferramentas de análise urbana já consagradas dentro do Estudo Configuracional Urbano. O estudo trata, portanto, de validar uma rotina de modelagem para em seguida procurar simular de modo mais adequado à realidade o fenômeno natural de diferenciação urbana em centros representativos e vias de acesso preferenciais. A conclusão a que chegamos é que o modelo, apesar de empírico e experimental, possui robustez suficiente para modelar demais comportamentos sociais dentro de sistemas urbanos interconectados. / The present study, entitled “Formation and Evolution of Local Urban Centres”, is concerned about the experimental formulation of an urban evolution analytical computer model, based in the conectivity relationships of the urban mazzle spaces only. Such a construction has come from a theoretical folrmulation wich joins new discovers in Random Network Theories to adaptation of some urban analysis tools already consecrated into the Urban Configurational Studies field. The study, then, is in charge to validate a modeling routine for, next, search for simulating, in a fashion closer to reality, the natural phenomenon of urban diferentiation in representative centres and reather access paths. The conclusion we get is that the model, besides of being empiricist and experimental, has robustness enough in modelling others social behaviours inside an interconnected urban system.

How to evaluate if a spatial model is well ajusted to a problem? How to know if it is the best model between the class of conditional autoregressive (CAR) and simultaneous autoregressive (SAR) models, including homoscedasticity and heteroscedasticity cases? To answer these questions inside Bayesian framework, we propose new ways to apply Bregman divergence, as well as recent information criteria as widely applicable information criterion (WAIC) and leave-one-out cross-validation (LOO). The functional Bregman divergence is a generalized form of the well known Kullback-Leiber (KL) divergence. There is many special cases of it which might be used to identify influential points. All the posterior distributions displayed in this text were estimate by Hamiltonian Monte Carlo (HMC), a optimized version of Metropolis-Hasting algorithm. All ideas showed here were evaluate by both: simulation and real data. / Como avaliar se um modelo espacial está bem ajustado? Como escolher o melhor modelo entre muitos da classe autorregressivo condicional (CAR) e autorregressivo simultâneo (SAR), homoscedásticos e heteroscedásticos? Para responder essas perguntas dentro do paradigma bayesiano, propomos novas formas de aplicar a divergência de Bregman, assim como critérios de informação bastante recentes na literatura, são eles o widely applicable information criterion (WAIC) e validação cruzada leave-one-out (LOO). O funcional de Bregman é uma generalização da famosa divergência de Kullback-Leiber (KL). Há diversos casos particulares dela que podem ser usados para identificar pontos influentes. Todas as distribuições a posteriori apresentadas nesta dissertação foram estimadas usando Monte Carlo Hamiltoniano (HMC), uma versão otimizada do algoritmo Metropolis-Hastings. Todas as ideias apresentadas neste texto foram submetidas a simulações e aplicadas em dados reais.

O trabalho denominado “Formação e Evolução de Centros Urbanos Locais” trata da formulação experimental de um modelo computacional de análise evolutiva urbana, baseado unicamente em relações de conectividade entre os espaços da trama urbana. Tal construção é originada de uma formatação teórica que agrega novas descobertas em teorias de redes aleatórias a adaptações de ferramentas de análise urbana já consagradas dentro do Estudo Configuracional Urbano. O estudo trata, portanto, de validar uma rotina de modelagem para em seguida procurar simular de modo mais adequado à realidade o fenômeno natural de diferenciação urbana em centros representativos e vias de acesso preferenciais. A conclusão a que chegamos é que o modelo, apesar de empírico e experimental, possui robustez suficiente para modelar demais comportamentos sociais dentro de sistemas urbanos interconectados. / The present study, entitled “Formation and Evolution of Local Urban Centres”, is concerned about the experimental formulation of an urban evolution analytical computer model, based in the conectivity relationships of the urban mazzle spaces only. Such a construction has come from a theoretical folrmulation wich joins new discovers in Random Network Theories to adaptation of some urban analysis tools already consecrated into the Urban Configurational Studies field. The study, then, is in charge to validate a modeling routine for, next, search for simulating, in a fashion closer to reality, the natural phenomenon of urban diferentiation in representative centres and reather access paths. The conclusion we get is that the model, besides of being empiricist and experimental, has robustness enough in modelling others social behaviours inside an interconnected urban system.

O estudo investiga a dinâmica da transformação intra-urbana sob o enfoque teórico da auto-organização, explorando a possibilidade de existência de padrões espaço-temporais no fenômeno de alocação de tipologias funcionais (estoques construídos e atividades) ao longo de um século, no bairro Santana de Porto Alegre- RS-Brasil. A transformação das tipologias funcionais e a auto-regulação do fenômeno locacional são estudadas sob o enfoque da aleatoriedade envolvida nas localizações espaciais das variáveis tipológicas dentro de uma rede espacial de estrutura viária consolidada, permitindo, desta forma, identificar regras microespaciais que estabeleçam conversões entre as tipologias funcionais ao longo do tempo. Parte-se da hipótese básica de que o fenômeno de alocação das unidades de forma construída e atividades abastecem-se da informação contida no cenário urbano presente para o estabelecimento locacional futuro, ou seja, a alocação de uma tipologia funcional em um lote depende do estado tipológico alocado neste lote no período imediatamente anterior. O estudo investiga a dinâmica da transformação intra-urbana sob o enfoque teórico da auto-organização, explorando a possibilidade de existência de padrões espaço-temporais no fenômeno de alocação de tipologias funcionais (estoques construídos e atividades) ao longo de um século, no bairro Santana de Porto Alegre- RS-Brasil. A transformação das tipologias funcionais e a auto-regulação do fenômeno locacional são estudadas sob o enfoque da aleatoriedade envolvida nas localizações espaciais das variáveis tipológicas dentro de uma rede espacial de estrutura viária consolidada, permitindo, desta forma, identificar regras microespaciais que estabeleçam conversões entre as tipologias funcionais ao longo do tempo. Parte-se da hipótese básica de que o fenômeno de alocação das unidades de forma construída e atividades abastecem-se da informação contida no cenário urbano presente para o estabelecimento locacional futuro, ou seja, a alocação de uma tipologia funcional em um lote depende do estado tipológico alocado neste lote no período imediatamente anterior. A espacialização das regras de transição no ArcView Gis 3.3 representa a ultima etapa do modelo e permite a validação do método proposto, através da comparação dos locais com maior probabilidade de mudança apresentados pelo modelo com os locais onde de fato ocorreram as conversões entre os tipos de unidades de forma construída e atividades. Nesta etapa também são possíveis diferentes explorações como a predição de estados futuros, descrição de diferentes tipos de comportamentos entre os diferentes tipos de estoques e atividades, e inferência de zonas mais ou menos instáveis às transformações. A investigação demonstra que o estado tipológico atual condensa toda a história sistêmica definindo a qualidade de markovicidade ao fenômeno locacional, possibilitando a inferência de possíveis estados futuros e patamares de estabilidade sistêmica através dos padrões comportamentais estabelecidos dentro da rede espaço-temporal. O estudo amplia o conhecimento a respeito do fenômeno locacional e colabora para o desenvolvimento de modelos aplicados ao planejamento urbano, dirigidos para a gestão do uso do solo e da qualidade ambiental urbana. / The study investigates the dynamics of intra-urban transformation using the theoretical perspective of self-organization and exploring the possibility of space-time patterns in the phenomenon of built form change in the span of a century in Porto Alegre, Brazil. The succession of built form and the self-regulation of the locational phenomenon are both studied by the perspective of the randomness of the spatial positioning of typological variables in a spatial network with consolidated road infrastructure. This allows for the identification of micro-spatial rules which establish conversions among the built form units throughout time. The basic hypothesis is that the phenomenon of built form allocation feeds from the information contained in the urban scenario for future locational establishment. Therefore, the allocation of a built form unit in one lot depends on the typological state of the lot in the period immediately before. The investigation of these space-time patterns is undertaken using the investigative method based on the structural representation of the physical base of the lot network (through the Graph Theory), exploring the behaviour of the built form types in time (through the Markov Chains) and inferring about the self-regulation of the systems (using Kolmogorov Entropy and Shannon Information measures). From this description, one can obtain the transaction matrices of each corresponding time period between two decades, reaching a total of nine matrices and three medium matrices, representing the behaviour of the system’s locational phenomenon in three separate phases. The limitations regarding the spatial response of the markovian model are overcome through the spatialization of the transition rules in the irregular cellular network through the program ArcView Gis 3.3. The rules are obtained through conditional transition matrices built from the temporal dependence of the state of the lot in time t+1 with its state in time t and with the state of its neighbors in time t. The spatialization of the transition rules in ArcView Gis 3.3 represents the final stage of the model and allows the validation of the method proposed through the comparison of the locations with higher probability of change presented by the model with the locations where there were in fact conversions between types of built units and activities. In this stage, different explorations are also made possible through the prediction of future states, description of different types of behaviors among the different types of stocks and activities and the inference of zones that are more or less unstable regarding transformations. The study increases the comprehension of the locational phenomenon and collaborates for the development of models applied to urban planning directed towards the management of soil use and urban environmental quality. The investigation demonstrates that the current typological state condenses all the systemic history, granting the locational phenomenon the quality of markovicity, thus allowing the inference of possible future states and systemic stability platforms through the behavioural patterns established in the space-time network.

A temática escolhida para este estudo concentra-se nas relações espaciais e temporais supostamente existentes entre o desenho original de uma cidade e seu desenvolvimento a partir dele. Foi escolhida como estudo de caso a cidade de Erechim, ao norte do Rio Grande do Sul, com traçado viário projetado e que se diferencia das tradicionais cidades luso-brasileiras por apresentar vias diagonais sobrepostas ao traçado em grelha. O estudo foi viabilizado pela aplicação de modelos configuracionais urbanos à cidade, possibilitando a análise das características do seu projeto inicial e sua evolução ao longo de noventa anos, tomada em cinco momentos históricos. O resultado dos cálculos da acessibilidade e centralidade permitiu verificar que, dependendo do momento, o previsto/acontecido vai ao encontro das teorias de Hillier (1993), Krafta (1994) e/ou Polidori (2004), as quais se referem às relações entre traçado viário e desenho urbano. Também foi possível analisar se a cidade seguiu, nos anos subseqüentes à implantação do seu projeto inicial, o padrão imaginado pelo seu idealizador. / The chosen subject for this study focuses on the spatial and temporal relationships between the supposedly original design of a city and its development starting from it. Erechim city, on north of Rio Grande do Sul, was chosen as case of this present study due its designed road layout, which differs from the traditional Brazilian- Portuguese cities by presenting ways to track overlapping diagonals chess. The study was possible by means of the configurational models application to the city, allowing its original design characteristics analysis and its evolution over ninety years, taken in five historic moments. The accessibility and centrality calculations results allowed verifying that the planned/happened meets the Hillier (1993), Krafta (1994) and/or Polidori (2004) theories, which ones refer to relations between track road and urban design, according to the moment. It was also possible to analyze if the city followed its creator imagined pattern in subsequent years to the deployment of its initial project.

How to evaluate if a spatial model is well ajusted to a problem? How to know if it is the best model between the class of conditional autoregressive (CAR) and simultaneous autoregressive (SAR) models, including homoscedasticity and heteroscedasticity cases? To answer these questions inside Bayesian framework, we propose new ways to apply Bregman divergence, as well as recent information criteria as widely applicable information criterion (WAIC) and leave-one-out cross-validation (LOO). The functional Bregman divergence is a generalized form of the well known Kullback-Leiber (KL) divergence. There is many special cases of it which might be used to identify influential points. All the posterior distributions displayed in this text were estimate by Hamiltonian Monte Carlo (HMC), a optimized version of Metropolis-Hasting algorithm. All ideas showed here were evaluate by both: simulation and real data. / Como avaliar se um modelo espacial está bem ajustado? Como escolher o melhor modelo entre muitos da classe autorregressivo condicional (CAR) e autorregressivo simultâneo (SAR), homoscedásticos e heteroscedásticos? Para responder essas perguntas dentro do paradigma bayesiano, propomos novas formas de aplicar a divergência de Bregman, assim como critérios de informação bastante recentes na literatura, são eles o widely applicable information criterion (WAIC) e validação cruzada leave-one-out (LOO). O funcional de Bregman é uma generalização da famosa divergência de Kullback-Leiber (KL). Há diversos casos particulares dela que podem ser usados para identificar pontos influentes. Todas as distribuições a posteriori apresentadas nesta dissertação foram estimadas usando Monte Carlo Hamiltoniano (HMC), uma versão otimizada do algoritmo Metropolis-Hastings. Todas as ideias apresentadas neste texto foram submetidas a simulações e aplicadas em dados reais.

O trabalho denominado “Formação e Evolução de Centros Urbanos Locais” trata da formulação experimental de um modelo computacional de análise evolutiva urbana, baseado unicamente em relações de conectividade entre os espaços da trama urbana. Tal construção é originada de uma formatação teórica que agrega novas descobertas em teorias de redes aleatórias a adaptações de ferramentas de análise urbana já consagradas dentro do Estudo Configuracional Urbano. O estudo trata, portanto, de validar uma rotina de modelagem para em seguida procurar simular de modo mais adequado à realidade o fenômeno natural de diferenciação urbana em centros representativos e vias de acesso preferenciais. A conclusão a que chegamos é que o modelo, apesar de empírico e experimental, possui robustez suficiente para modelar demais comportamentos sociais dentro de sistemas urbanos interconectados. / The present study, entitled “Formation and Evolution of Local Urban Centres”, is concerned about the experimental formulation of an urban evolution analytical computer model, based in the conectivity relationships of the urban mazzle spaces only. Such a construction has come from a theoretical folrmulation wich joins new discovers in Random Network Theories to adaptation of some urban analysis tools already consecrated into the Urban Configurational Studies field. The study, then, is in charge to validate a modeling routine for, next, search for simulating, in a fashion closer to reality, the natural phenomenon of urban diferentiation in representative centres and reather access paths. The conclusion we get is that the model, besides of being empiricist and experimental, has robustness enough in modelling others social behaviours inside an interconnected urban system.

O estudo investiga a dinâmica da transformação intra-urbana sob o enfoque teórico da auto-organização, explorando a possibilidade de existência de padrões espaço-temporais no fenômeno de alocação de tipologias funcionais (estoques construídos e atividades) ao longo de um século, no bairro Santana de Porto Alegre- RS-Brasil. A transformação das tipologias funcionais e a auto-regulação do fenômeno locacional são estudadas sob o enfoque da aleatoriedade envolvida nas localizações espaciais das variáveis tipológicas dentro de uma rede espacial de estrutura viária consolidada, permitindo, desta forma, identificar regras microespaciais que estabeleçam conversões entre as tipologias funcionais ao longo do tempo. Parte-se da hipótese básica de que o fenômeno de alocação das unidades de forma construída e atividades abastecem-se da informação contida no cenário urbano presente para o estabelecimento locacional futuro, ou seja, a alocação de uma tipologia funcional em um lote depende do estado tipológico alocado neste lote no período imediatamente anterior. O estudo investiga a dinâmica da transformação intra-urbana sob o enfoque teórico da auto-organização, explorando a possibilidade de existência de padrões espaço-temporais no fenômeno de alocação de tipologias funcionais (estoques construídos e atividades) ao longo de um século, no bairro Santana de Porto Alegre- RS-Brasil. A transformação das tipologias funcionais e a auto-regulação do fenômeno locacional são estudadas sob o enfoque da aleatoriedade envolvida nas localizações espaciais das variáveis tipológicas dentro de uma rede espacial de estrutura viária consolidada, permitindo, desta forma, identificar regras microespaciais que estabeleçam conversões entre as tipologias funcionais ao longo do tempo. Parte-se da hipótese básica de que o fenômeno de alocação das unidades de forma construída e atividades abastecem-se da informação contida no cenário urbano presente para o estabelecimento locacional futuro, ou seja, a alocação de uma tipologia funcional em um lote depende do estado tipológico alocado neste lote no período imediatamente anterior. A espacialização das regras de transição no ArcView Gis 3.3 representa a ultima etapa do modelo e permite a validação do método proposto, através da comparação dos locais com maior probabilidade de mudança apresentados pelo modelo com os locais onde de fato ocorreram as conversões entre os tipos de unidades de forma construída e atividades. Nesta etapa também são possíveis diferentes explorações como a predição de estados futuros, descrição de diferentes tipos de comportamentos entre os diferentes tipos de estoques e atividades, e inferência de zonas mais ou menos instáveis às transformações. A investigação demonstra que o estado tipológico atual condensa toda a história sistêmica definindo a qualidade de markovicidade ao fenômeno locacional, possibilitando a inferência de possíveis estados futuros e patamares de estabilidade sistêmica através dos padrões comportamentais estabelecidos dentro da rede espaço-temporal. O estudo amplia o conhecimento a respeito do fenômeno locacional e colabora para o desenvolvimento de modelos aplicados ao planejamento urbano, dirigidos para a gestão do uso do solo e da qualidade ambiental urbana. / The study investigates the dynamics of intra-urban transformation using the theoretical perspective of self-organization and exploring the possibility of space-time patterns in the phenomenon of built form change in the span of a century in Porto Alegre, Brazil. The succession of built form and the self-regulation of the locational phenomenon are both studied by the perspective of the randomness of the spatial positioning of typological variables in a spatial network with consolidated road infrastructure. This allows for the identification of micro-spatial rules which establish conversions among the built form units throughout time. The basic hypothesis is that the phenomenon of built form allocation feeds from the information contained in the urban scenario for future locational establishment. Therefore, the allocation of a built form unit in one lot depends on the typological state of the lot in the period immediately before. The investigation of these space-time patterns is undertaken using the investigative method based on the structural representation of the physical base of the lot network (through the Graph Theory), exploring the behaviour of the built form types in time (through the Markov Chains) and inferring about the self-regulation of the systems (using Kolmogorov Entropy and Shannon Information measures). From this description, one can obtain the transaction matrices of each corresponding time period between two decades, reaching a total of nine matrices and three medium matrices, representing the behaviour of the system’s locational phenomenon in three separate phases. The limitations regarding the spatial response of the markovian model are overcome through the spatialization of the transition rules in the irregular cellular network through the program ArcView Gis 3.3. The rules are obtained through conditional transition matrices built from the temporal dependence of the state of the lot in time t+1 with its state in time t and with the state of its neighbors in time t. The spatialization of the transition rules in ArcView Gis 3.3 represents the final stage of the model and allows the validation of the method proposed through the comparison of the locations with higher probability of change presented by the model with the locations where there were in fact conversions between types of built units and activities. In this stage, different explorations are also made possible through the prediction of future states, description of different types of behaviors among the different types of stocks and activities and the inference of zones that are more or less unstable regarding transformations. The study increases the comprehension of the locational phenomenon and collaborates for the development of models applied to urban planning directed towards the management of soil use and urban environmental quality. The investigation demonstrates that the current typological state condenses all the systemic history, granting the locational phenomenon the quality of markovicity, thus allowing the inference of possible future states and systemic stability platforms through the behavioural patterns established in the space-time network.