Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcelo Arbori Nogueira.pdf: 904606 bytes, checksum: 186b7d2c9f1c91d2dc019d673ecdf983 (MD5) Previous issue date: 2013-12-12 / Cellular automata are models where, out of the application of a local rule to the cells of their regular lattice, global behaviour emerges. Depending on the rule applied, the emergent behaviour may be interpreted as a computation, or used to simulate various types of phenomena, such as physical, biological or social. Cellular automata can be used to simulate population growth, spread of disease, tumor growth, decontamination, among other applications. This paper seeks to expand the theoretical limits on the process of decontamination of a two-dimensional lattice using cellular automata, as established by Daadaa (2012). Here we relax premises assumed therein and seek a better understanding of the characteristics of the rules involved as well as of the behaviour of the immunity time of the decontaminated cells. In order to do so, but since the initial conditions correspond to a very large space, massively parallel programming was employed using GPU, which allowed to evaluate a large number of possibilities. It was possible to identify two decontamination rules linked to each type of neighborhood studied (von Neumann and Moore), that generalise previous rules defined in the work we relied upon. In experiments made with the new rules, their superior efficacy became apparent for random initial conditions; it was also possible to assertain their effectiveness for uniform distribution of states. The general rules allow we developed allowed for a better understanding of the immunity time required to decontaminate a lattice. It was observed that the ratio between the immunity time and the lattice size is not linear, as suggested by Daadaa. / Autômatos celulares são modelos onde, a partir da aplicação de regras locais às células de seu reticulado, emerge um comportamento global. Dependendo da regra aplicada o comportamento emergente pode ser entendido como uma computação, ou utilizado para simular fenômenos físicos, biológicos, sociais, etc. Pode-se usar autômatos celulares para simular crescimento populacional, propagação de doenças, crescimento de tumores, descontaminação, entre outras aplicações. O presente trabalho procura expandir limites teóricos a respeito do processo de descontaminação de reticulados bidimensionais por autômatos celulares, apresentado por Daadaa (2012). Flexibiliza-se aqui premissas lá assumidas e procura-se uma melhor compreensão sobre as características das regras envolvidas bem como do comportamento do tempo de imunidade de células recuperadas. Para tanto, uma vez que as possíveis condições iniciais configuram um espaço muito grande, foi empregada programação massivamente paralela utilizando GPU, permitindo avaliar um grande número de possibilidades. Foi possível identificar duas regras de descontaminação, específicas para cada tipo de vizinhança estudada (vizinhanças de von Neumann e de Moore), que generalizam as regras anteriormente definidas no mesmo contexto do trabalho aqui tratado. Nos experimentos realizados, foi possível comparar a eficácia das regras propostas com as que lhes deram origem, e ficou evidente a eficácia superior das novas regras para condições iniciais aleatória; também foi possível constatar a eficácia das regras para distribuições uniformes de estados. As regras gerais desenvolvidas permitiram melhor compreensão do tempo de imunidade necessário para descontaminar um reticulado. Foi possível observar que a relação do tempo de imunidade com o tamanho do reticulado não é linear como sugerido no trabalho de Daadaa.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Candido de Oliveira Junior.pdf: 2556176 bytes, checksum: 36a40324dff941d6e999652066c9fd7b (MD5) Previous issue date: 2006-03-07 / Wolfram Research, Inc. / The computational ability of cellular automata (CAs) has been investigated in many research initiatives in the literature. Among them, one possibility is their use as spatial pattern recognizers. Here, we attempt to use CAs to recognize handwritten numerical characters, by looking for CA rules which, running on different initial configurations that represent the same handwritten digit, would lead the temporal evolution to equivalent final configurations (defining the same spectral fixed point. The work uses a metric that allows the comparison between images based on their spectral similarity, drawn from a previous work, as well as a proposal therein on the way elementary CA rules are applied (in a crossed fashion) so as to allow the reduction in the size of the rule space involved. Conceptual structures are defined to support the recognition experiments, namely, the notions of spectral fixed point, spectral prototype, and a measure of a rule potential to perform well in the recognition task. The latter entailed from various studies on the attributes a good rule should account for, and, once defined, made it possible an evolutionary search in that space. Here we show some rules that yielded positive results in the recognition of the image used for training (i.e., those used in the definition of the recognition prototypes), and further results on the attempt to carry out real recognition experiments, with images not used for training, whose results are not yet satisfactory. / A habilidade computacional dos autômatos celulares (ACs) tem sido investigada em várias iniciativas na literatura, entre as quais no reconhecimento e tratamento de padrões espaciais. Nessa linha, ACs são utilizados aqui como reconhecedores de caracteres numéricos manuscritos, através de regras que, quando aplicadas a diferentes condições iniciais, representando o mesmo dígito manuscrito, devem levar a estados finais equivalentes (definindo um mesmo protótipo espectral). O trabalho parte da utilização de uma métrica de comparação de imagens baseada na similaridade espectral, proposta em um trabalho anterior, bem como se utiliza de uma proposta anterior de aplicação de regras elementares de uma forma cruzada, com o objetivo de reduzir o espaço de busca envolvido no reconhecimento. Várias estruturas conceituais foram definidas para o processo de reconhecimento, entre elas, a noção de ponto fixo espectral, protótipo espectral e uma função de avaliação com potencial de qualificar as regras na tarefa de reconhecimento. Esta última decorreu de uma série de estudos sobre os atributos que uma boa regra deve conter, e sua definição foi a base de uma busca evolutiva no espaço de regras em que o trabalho está envolvido. Esta pesquisa apresenta algumas regras com resultados positivos no reconhecimento de imagens que foram usadas como treinamento (i.e., as usadas para gerar os protótipos usados para o reconhecimento), e também apresenta resultados de experimentos reais de reconhecimento, com imagens não usadas para treinamento, cuja qualidade ainda não é satisfatória.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabio Tokio Miki.pdf: 3084755 bytes, checksum: a9dcafd5096585d0dd40b1b9985073fe (MD5) Previous issue date: 2006-10-09 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / Cellular automata are dynamical and computational systems, totally discrete in time, space and their state variables. It is known that, for elementary cellular automata, the set of all possible configurations that can appear at any finite number of time steps in their temporal evolution constitutes a regular language. As a consequence, such a set of strings can be represented by a minimal deterministic finite automaton, and the quantity of states and transitions among them may be considered a measure of the (regular language) complexity of the rule at issue; performing such a process may be computationally intensive, but it is well solved in the literature. However, when the target is the limit finite automaton, that is, the one after an infinite number of time steps, the machine may not exist for some rules, and the currently existing method fails to automatically generate it for some rules for which it is known otherwise that a solution does exist. This work aims at helping the solution of the latter problem, although the actual derivation of the algorithm to automatically generate the limit finite automaton has not yet been possible. However, it goes further the currently existing method, by means of a new algorithm for automatically yielding the growth expressions of the finite automaton representative of each time step, including some cases not reported so far, therefore shedding light over the issue, and opening perspectives for a subsequent automatic derivation of the limit finite automaton. / Autômatos celulares são sistemas dinâmicos e computacionais totalmente discretos no tempo, no espaço e em suas variáveis de estado. Sabe-se que, para um autômato celular elementar, o conjunto de todas as configurações possíveis de se obter decorrida uma quantidade finita de passos de tempo de sua evolução temporal constitui uma linguagem regular. Com isso, esse conjunto de cadeias pode ser representado por um autômato finito determinístico mínimo, e a quantidade de estados e transições entre eles pode ser considerada uma medida da complexidade (em linguagem regular) da regra elementar em questão; tal processo, apesar de eventualmente custoso computacionalmente, está bem resolvido na literatura. No entanto, quando se deseja obter a representação do autômato finito limite, isto é, para uma quantidade infinita de passos de tempo, essa máquina pode não existir para algumas regras, e, mesmo em alguns casos em que se sabe que ela existe, não há ainda um método que a gere automaticamente. O presente trabalho caminha na direção de ajudar a solucionar este último problema, apesar de que ainda não foi possível derivar o algoritmo de comportamento limite. No entanto, avança-se aqui com relação ao método atualmente existente, no sentido de, através de um novo algoritmo, derivar automaticamente expressões de crescimento do autômato finito representativo de cada passo de tempo, inclusive em casos ainda não reportados, o que lança luz sobre a questão original, abrindo perspectivas para que a obtenção automática do autômato finito limite possa ser obtida posteriormente.

Submitted by Rosa Assis (rosa_assis@yahoo.com.br) on 2017-03-22T12:33:01Z No. of bitstreams: 2 EURICO LUIZ PROSPERO RUIVO.pdf: 3912806 bytes, checksum: ee84d2f571b4e34203c8e6f37dede9b3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2017-03-22T15:40:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 EURICO LUIZ PROSPERO RUIVO.pdf: 3912806 bytes, checksum: ee84d2f571b4e34203c8e6f37dede9b3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T15:40:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 EURICO LUIZ PROSPERO RUIVO.pdf: 3912806 bytes, checksum: ee84d2f571b4e34203c8e6f37dede9b3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-09-28 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / Cellular automata are locally de ned dynamical systems which are discrete in space, time and in the state variables, and capable of presenting arbitrarily complex global emergent behaviour. One core question in the study of cellular automata refers to their limit behaviour, that is, to the global dynamical features in a in nite time evolution. Previous works have shown that for nite time evolutions, one-dimensional cellular automata present dynamics which can be described by regular languages and, therefore, by nite automata. Also, such studies have shown the existence of growth patterns in the evolution of such nite automata for some cellular automata rules; however these results were obtained manually by directly inspecting the structures that arise during the time evolution. In this work we present the formalisation of an automatic method to compute such structures. Based on this, the rules of the elementary cellular automata rule space were classi ed according to the existence of a growth pattern in their nite automata. Also, we present new methods to infer the limit graph of some elementary cellular automata rules by analysing the regular expressions describing their behaviour in nite-time and the attractors of each rule, as well as an application of these graphs in computing the Fourier spectra of the rules. / Autômatos celulares são sistemas dinâmicos localmente definidos, discretos no espaço, no tempo e nas variáveis de estado, e capazes de apresentar comportamento emergente global arbitrariamente complexo. Uma das questões centrais no estudo de autômatos celulares refere-se ao comportamento limite, isto e, ás características da dinâmica global, ao considerar-se o limite de uma evolucão temporal infinita. Trabalhos anteriores mostraram que para evoluções temporais nitas de autômatos celulares unidimensionais, suas dinâmicas podem ser sempre descritas por linguagens regulares e, portanto, por autômatos finitos. Além disso, esses estudos indicaram a existência de padrões para a evolução desses autômatos finitos para algumas regras; entretanto tais resultados foram obtidos manualmente através da inspeção direta das estruturas que neles surgem ao longo do tempo. Neste trabalho apresenta-se a formalização de um método automático para o cálculo de tais estruturas. Com base nisso, as regras do espaço de autômatos celulares elementares são classificadas de acordo com a existência de um padrão de crescimento de seus autômatos finitos. Além disso, este trabalho apresenta novos métodos para a inferência do grafo-limite de alguns autômatos celulares elementares, por meio da análise das expressões regulares que descrevem seus comportamentos em tempo finito e do estudo da evolução dos atratores de cada regra, bem como uma aplicação desses grafos-limite para o cálculo de espectros de Fourier das regras.

Nesta tese, é discutida a possibilidade de se representar as variações sistêmicas das transições do uso e ocupação do solo, nos períodos compreendidos entre antes e após a construção dos equipamentos públicos denominados de centros educacionais unificados (CEUs). Foram elaborados modelos dinâmicos de simulação, baseados no paradigma de autômatos celulares, e aplicados na área de influência de 10 unidades deste equipamento, observando-se um raio de influência de 2 km. As unidades foram implantadas, em sua maioria, na periferia do município de São Paulo, Brasil. A pesquisa foi feita entre os anos 2000 e 2010, recorte temporal de maior implantação das estruturas, sendo que o recorte abrange as fases de projeto e apresenta avaliações das unidades implantadas. Para a parametrização das simulações de transição do uso e ocupação do solo urbano, foi utilizado o método bayesiano de pesos de evidência. Os resultados foram conclusivos sobre a relação dos centros educacionais unificados com a modificação de padrões e tendências de variação do uso e ocupação do solo no entorno das unidades estudadas. Houve um aumento de 35% nas probabilidades de transição entre as diferentes classes de uso do solo, indicando uma maior dinâmica de modificações após a construção dos centros educacionais unificados. Ainda no período posterior à implantação desta infraestrutura, foi identificada uma intensificação nas transições entre as classes de uso residencial, áreas urbanas vagas e assentamentos urbanos precários, em processos formais e informais de expansão urbana que estão diretamente relacionados com a condição inicial de uso e ocupação do entorno de cada unidade. Foi possível constatar uma explícita diferenciação espacial do processo de urbanização na área de influência de várias unidades, com a análise contínua da formação das manchas de transição das classes de uso em relação às faixas de distância aos CEUs. Nas unidades construídas em áreas com maior vulnerabilidade e precariedade das ocupações, a expansão urbana tende a ser informal e a ultrapassar os limites imobiliários formais, como no caso do CEU Paz, que concentrou o crescimento dos assentamentos urbanos precários nas áreas íngremes e mais próximas à Serra da Cantareira, em uma taxa anual 27% maior no período pós-implantação. A análise da variação da tendência de uso e ocupação entre os períodos de análise possibilitou comparar todas as unidades estudadas, demonstrando que não existe um caráter regional no padrão de modificação, mas sim uma grande heterogeneidade na organização espacial, em conformidade com os padrões da periferia de São Paulo. Por fim, foi possível observar que nem todas as classes de uso sofreram alteração na tendência entre os períodos, fato que confirma que a influência dos CEUs pode variar conforme o contexto de implantação. / In this thesis, a proposal for modelling land use dynamics is conceived, comprising periods immediately before and after the implementation of the so-called unified educational centers (or centros educacionais unificados - CEUs, in Portuguese). Cellular automaton-based models were applied to assess the influence of CEUs in land use change within circular catchment areas of a two-kilometer radius surrounding them. Most of these social infrastructure equipments were implemented at the periphery of São Paulo city, Brazil. The research was carried out between 2000 and 2010, period of intensive implementation of such social equipments. This time span covers the project phases and presents evaluations of the implemented units. For discretizing continuous variables and running the simulations, we used the Bayesian weights of evidence method. The results were conclusive on the relation between the unified educational centers with changes in land use variation patterns and trends around the studied units. There was a 35% increase in the possibilities of transition among the different land use classes, indicating a greater dynamic of change after the unified educational centers construction. Also, in the period after the implementation of this infrastructure, it was identified an intensification in the transitions among the classes of formal residential use, vacant urban plots and informal urban settlements, in formal and informal processes of urban expansion that are directly related to the initial condition of use and occupation found in the surroundings of each unit. It was possible to observe an explicit spatial differentiation of the urbanization process in the catchment area of several units, by means of the continuous analysis of the land use patches formation in relation to the distance ranges to CEUs. In the units built in areas with greater vulnerability and precarious occupations, urban expansion tends to be informal and invade the formal occupation limits, as in the case of CEU Paz, which concentrated the growth of precarious urban settlements in steep areascloser to the Cantareira Ridge, at a 27% higher yearly rate in the second period, i.e. after the CEU Paz construction. The trend variation analysis between the periods made it possible to compare all the studied units, demonstrating that there is no regional character in the modification pattern, but rather a great heterogeneity in the spatial organization, in accordance with patterns found at the periphery of São Paulo. Finally, it was possible to observe that not all land use classes suffered transition trend changes between the periods, confirming that the influence of the unified educational centers may vary according to the local context.

Os padrões espaciais das alterações da cobertura da terra podem ser analisados a partir de modelagens da sua dinâmica espacial. Essas modelagens são capazes de descrever possíveis fatores responsáveis pelas mudanças territoriais, bem como viabilizar a estimativa de impactos futuros sobre o ambiente simulado. Considerando as pressões do setor de infraestrutura portuária sobre as configurações da forma de uso e planejamento do espaço na região portuária da Baixada Santista, tais como o aporte por áreas de retroporto, o armazenamento e o transporte de cargas, este estudo buscou desenvolver modelos dinâmicos da paisagem e investigar a relação entre as alterações na cobertura da terra e a infraestrutura de transportes na região portuária da Baixada Santista. A partir de produtos de sensoriamento remoto e da metodologia de modelagem dinâmica espacial baseada em autômatos celulares, foram gerados mapas simulados e cenários de prognósticos, com e sem projetos de expansão portuária para o ano de 2024. Os mapas simulados do ano de 1995 e 2005 foram semelhantes aos mapeamentos temáticos de cobertura da terra reais e apresentaram boa avaliação. Importante ressaltar que, apenas o mapa simulado de 2013 não previu as novas instalações portuárias, mesmo com a simulação rodando com a variável de novos empreendimentos operacionais em curto intervalo de tempo. O modelo estacionário em 2024 mostrou a expansão de áreas construídas em substituição, sobretudo, às áreas de campo. Não houve expansão de novas manchas de áreas construídas e isso condiz com a tendência de expansão de áreas urbanas seguindo as áreas já consolidadas e com infraestrutura implantada. Com relação à geração de modelos com os projetos de expansão portuária, tem-se a implantação de diversos empreendimentos ocupando parte da margem esquerda do estuário e áreas de retroporto próximas do arco viário da Baixada Santista. / Spatial patterns of change in land cover can be analyzed with spatial dynamic models. This modeling can indicate the driving factors of territorial changes as well as assess future impacts over the simulated environment. Considering the pressures of the port infrastructure sector over the land use and physical planning in the region of Baixada Santista, such as the demand for backport areas as well as for loads storage and transport, this study aims to develop dynamic models of the landscape and investigate the relationship between land cover change and the transport infrastructure in the port area of Santos. With the aid of remote sensing products and cellular automata based models, simulated maps of past landscapes and maps of future landscape scenarios were generated, both considering and disregarding port expansion projects for the year 2024.The simulated landscape maps of 1995 and 2005 were similar to the real ones, and hence, presented high fitness indices. It is important to mention that only the simulated map of 2013, could not foresee the new port facilities, even when the runs took into account the variables associated with the new operational ventures in a short period of time. The stationary model showed an expansion of built-up areas, mainly replacing former field areas. There was no occurrence of new patches of built-up areas and this trend is consistent with the expansion of urban areas nearby the already consolidated and established areas disposing of infrastructure facilities. Regarding the generation of future simulated scenarios taking into account the port expansion projects, they could well reproduce the implementation of several projects along part of the left bank of the estuary and nearby areas of the road ring of Baixada Santista.

O objetivo deste trabalho é identificar regiões urbanas homogêneas por meio da aplicação de duas vertentes da análise espacial: a estatística espacial e uma estratégia de modelagem espacial baseada na comparação de informações oriundas de diferentes entidades espaciais, em níveis diversos de informação. Um método baseado em fluxos de viagens seria a melhor alternativa para o problema em questão, mas não há dados disponíveis para sua aplicação no Brasil. Em virtude disso, o método aqui apresentado identifica regiões que podem ser consideradas como uniformes em relação a uma variável a partir de técnicas de análise exploratória de dados espaciais, como por exemplo, o gráfico e o mapa de Moran. Em um estudo de caso para o estado de São Paulo, analisando-se as distribuições espaciais dos valores da densidade populacional por meio de sua representação em mapas temáticos classificados segundo os quadrantes do gráfico de Moran (ou box map), esse indicador permite caracterizar razoavelmente bem as regiões urbanas homogêneas existentes (inclusive as oficiais). Entretanto, ao tentar representar o seu comportamento em uma análise temporal por meio de modelos, o indicador populacional não foi capaz de descrever esse comportamento e, conseqüentemente, não serviu para elaborar estratégias de previsão para o futuro. Por outro lado, ao combinar essas informações com um indicador que representa a oferta de transportes, os resultados obtidos permitiram observar o alto desempenho dos modelos, dada a forte influência recíproca entre uso e ocupação do solo e oferta de transportes. Ao permitir a identificação de padrões e a projeção de tendências, este tipo de análise pode ser útil para o planejamento urbano e regional, tanto no contexto estudado como em uma visão mais abrangente. / The objective of this work is to identify homogeneous urban regions through the application of two branches of spatial analysis: spatial statistics and a modeling strategy based on the comparison of information from different spatial entities and at distinct levels. A commuting-based approach would be the best alternative in that case, but there is no data available for its application in Brazil. Thus, the method presented here identifies uniform regions regarding a particular variable through exploratory spatial data analysis techniques, such as the Moran scatter plot and box maps. In a case study carried out in the state of São Paulo, in which the spatial distribution of the values of population density was analyzed through the representation in box maps, a reasonable identification of the existing homogeneous urban regions (including the official ones) was performed. However, the models based only on the population density distribution did not perform well for analyses through time and therefore they were not adequate for forecasting strategies. In contrast, when combining population density information with an indicator of transportation supply the performance of the models was noticeably improved, what was likely caused by the strong reciprocal influence between land use and transportation supply. As a conclusion, the method developed in this work shall be useful for urban and regional planning at different scales, given its potential for patterns recognition and trends forecasting.

Este trabalho aborda a utilização do método de Lattice Boltzmann como ferramenta de simulação para a área de dinâmica de fluidos. Além disso, apresenta o programa LBSim desenvolvido durante o período de pesquisa, construído para ser flexível e extensível (através do emprego de técnicas de orientação a objetos) e com uma interface gráfica mais amigável do que outros projetos semelhantes. Como resultado deste trabalho, o software LBSim implementa uma série de módulos diferentes que utilizam o método de Lattice Boltzmann como base, permitindo a simulação de casos monofásico, multifásico, multicomponente, com suporte à gravidade, meios porosos, difusão, transferência de calor e paredes deslizantes. / This work approaches the use of the Lattice Boltzmann method as a simulation tool for the fluid dynamics area. Beyond that, it presents the LBSim software, developed during the period of the research and built to be flexible and extensible (through the application of techniques of the object oriented paradigm) and with a graphical interface more friendly than other similar projects. As a result of this work, the LBSim software implements a series of different modules that uses the Lattice Boltzmann method as a base, allowing the simulations of the following cases: monophase, multiphase, multicomponent, with support of gravity, porous media, diffusion, heat transfer and moving walls.

O desenvolvimento das cidades freqüentemente propicia o aparecimento de empreendimentos de grande porte que, juntamente com o aumento da população e dos veículos, causam impactos nos sistemas de transportes. Dado que há fortes indícios que a localização e o porte destes empreendimentos, aqui denominados de pólos geradores de viagens (ou PGVs), seja influenciado pela presença de outros PGVs, o objetivo deste trabalho foi avaliar esta hipótese em uma cidade média brasileira, através de duas vertentes da análise espacial: a estatística espacial e a modelagem espacial baseada na comparação de informações oriundas de diferentes entidades espaciais. Foram utilizados conceitos de análise exploratória de dados espaciais, tais como o índice e o diagrama de espalhamento de Moran, para a delimitação de regiões similares, divididas de modo a indicar pontos de associação espacial, em relação a uma variável analisada. Em seguida, a modelagem espacial foi feita com uma adaptação da técnica de cellular automata, usando redes neurais artificiais. Dois modelos foram propostos e aplicados em um estudo de caso na cidade de Campinas, São Paulo, com base em diferentes variáveis. No primeiro modelo, somente variáveis representativas da ocupação comercial foram consideradas, enquanto que, no segundo modelo, foram introduzidas também variáveis caracterizando a infra-estrutura viária. Os resultados permitem observar um bom desempenho dos modelos, em particular na fase de validação. As projeções futuras obtidas com os modelos, no entanto, não parecem caracterizar adequadamente o surgimento, que seria naturalmente esperado, de novos pólos comerciais ao redor dos shopping centers estudados. Essa limitação foi surpreendentemente mais evidente no caso do modelo com variáveis de infra-estrutura viária. / The development of cities often leads to the development of large business areas. Those areas, together with the growth of population and vehicles figures in the entire urban area, produce several impacts in the transportation systems. Given the evidences that the location and size of new trip generators (TG\'s) may be strongly influenced by existing TG\'s, the objective of this study was to evaluate that hypothesis in a brazilian medium-sized city. Two branches of spatial analysis were explored in the present study while dealing with different sources of spatial information. They were: spatial statistics and spatial modeling. Firstly, concepts of exploratory spatial data analyses (ESDA), like Moran\'s I index and scatterplot, were used to characterize regions of similar behavior in terms of particular variables. Secondly, spatial modeling was carried out using cellular automata concepts and artificial neural networks. Two models were proposed and applied in a case study carried out in the city Campinas, São Paulo, based on different variables. In the first model, only variables representing commercial land use were considered, while in the second model variables representing the transportation infrastructure supply were also added. The results found indicate a good performance of the models, particularly in the validation process. Their future projections, however, are apparently not able to represent the development of new commercial activities that would be naturally expected around the shopping malls investigated. Although that limitation was observed in both models, it was surprisingly more evident in the case of the model with variables of transportation infrastructure.

O objetivo deste trabalho é identificar regiões urbanas homogêneas por meio da aplicação de duas vertentes da análise espacial: a estatística espacial e uma estratégia de modelagem espacial baseada na comparação de informações oriundas de diferentes entidades espaciais, em níveis diversos de informação. Um método baseado em fluxos de viagens seria a melhor alternativa para o problema em questão, mas não há dados disponíveis para sua aplicação no Brasil. Em virtude disso, o método aqui apresentado identifica regiões que podem ser consideradas como uniformes em relação a uma variável a partir de técnicas de análise exploratória de dados espaciais, como por exemplo, o gráfico e o mapa de Moran. Em um estudo de caso para o estado de São Paulo, analisando-se as distribuições espaciais dos valores da densidade populacional por meio de sua representação em mapas temáticos classificados segundo os quadrantes do gráfico de Moran (ou box map), esse indicador permite caracterizar razoavelmente bem as regiões urbanas homogêneas existentes (inclusive as oficiais). Entretanto, ao tentar representar o seu comportamento em uma análise temporal por meio de modelos, o indicador populacional não foi capaz de descrever esse comportamento e, conseqüentemente, não serviu para elaborar estratégias de previsão para o futuro. Por outro lado, ao combinar essas informações com um indicador que representa a oferta de transportes, os resultados obtidos permitiram observar o alto desempenho dos modelos, dada a forte influência recíproca entre uso e ocupação do solo e oferta de transportes. Ao permitir a identificação de padrões e a projeção de tendências, este tipo de análise pode ser útil para o planejamento urbano e regional, tanto no contexto estudado como em uma visão mais abrangente. / The objective of this work is to identify homogeneous urban regions through the application of two branches of spatial analysis: spatial statistics and a modeling strategy based on the comparison of information from different spatial entities and at distinct levels. A commuting-based approach would be the best alternative in that case, but there is no data available for its application in Brazil. Thus, the method presented here identifies uniform regions regarding a particular variable through exploratory spatial data analysis techniques, such as the Moran scatter plot and box maps. In a case study carried out in the state of São Paulo, in which the spatial distribution of the values of population density was analyzed through the representation in box maps, a reasonable identification of the existing homogeneous urban regions (including the official ones) was performed. However, the models based only on the population density distribution did not perform well for analyses through time and therefore they were not adequate for forecasting strategies. In contrast, when combining population density information with an indicator of transportation supply the performance of the models was noticeably improved, what was likely caused by the strong reciprocal influence between land use and transportation supply. As a conclusion, the method developed in this work shall be useful for urban and regional planning at different scales, given its potential for patterns recognition and trends forecasting.