Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf ·...

123
Análise espacial de padrões pontuais Tiago M. Magalhães Departamento de Estatística - ICE-UFJF Juiz de Fora, 10 de outubro de 2018 Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 1 / 46

Transcript of Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf ·...

Page 1: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Análise espacial de padrões pontuais

Tiago M. Magalhães

Departamento de Estatística - ICE-UFJF

Juiz de Fora, 10 de outubro de 2018

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 1 / 46

Page 2: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Roteiro

1 Introdução

2 Análise de padrão pontual

3 Análise espacial de padrão pontual

4 Aplicação em Epidemiologia

5 Bibliografia

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 2 / 46

Page 3: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Roteiro

1 Introdução

2 Análise de padrão pontual

3 Análise espacial de padrão pontual

4 Aplicação em Epidemiologia

5 Bibliografia

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 3 / 46

Page 4: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Introdução

ObjetivoDeterminar a distribuição espacial;

Identificar agrupamentos.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 4 / 46

Page 5: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Introdução

ObjetivoDeterminar a distribuição espacial;

Identificar agrupamentos.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 4 / 46

Page 6: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Introdução

ObjetivoDeterminar a distribuição espacial;

Identificar agrupamentos.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 4 / 46

Page 7: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Introdução

Processo pontualÉ um processo estocástico em que se observa a localização do evento de

interesse em uma região limitada A.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 5 / 46

Page 8: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Introdução

Processo pontualÉ um processo estocástico em que se observa a localização do evento de

interesse em uma região limitada A.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 5 / 46

Page 9: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

●●●

●●

●●●

●●

●●

●●

●●

●●●

●●

●●

HITANDRUN

DISORDERLY

BURGLARY

Figura 1: Crimes em St. Louis em 2014.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 6 / 46

Page 10: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Exemplos

Numata (1961)Em uma floresta, amostrou-se uma região quadrada em que foi observado

a presença de mudas de pinheiros negros japoneses.

Ripley (1977)

As localizações dos centros de 42 células biológicas observadas sob micros-

cópio óptico em um corte histológico.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 7 / 46

Page 11: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Exemplos

Numata (1961)Em uma floresta, amostrou-se uma região quadrada em que foi observado

a presença de mudas de pinheiros negros japoneses.

Ripley (1977)As localizações dos centros de 42 células biológicas observadas sob micros-

cópio óptico em um corte histológico.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 7 / 46

Page 12: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Exemplos

Numata (1961)Em uma floresta, amostrou-se uma região quadrada em que foi observado

a presença de mudas de pinheiros negros japoneses.

Ripley (1977)As localizações dos centros de 42 células biológicas observadas sob micros-

cópio óptico em um corte histológico.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 7 / 46

Page 13: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Exemplos

Strauss (1975)As localizações de 195 mudas de sequóias da Califórnia em uma região de

amostragem quadrada.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 8 / 46

Page 14: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Exemplos

Strauss (1975)As localizações de 195 mudas de sequóias da Califórnia em uma região de

amostragem quadrada.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 8 / 46

Page 15: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

●●

●● ●

●●

●●

● ●

●●

● ●

●●

● ● ●

● ●

●●

●●

● ●

● ●

●● ●

●● ●

●●

● ● ●

●● ●

●●●

● ●

●● ● ● ● ●●

● ●● ●

●●

● ●

●●●

● ●●●● ● ●

Figura 2: Três exemplos de padrões pontual.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 9 / 46

Page 16: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Roteiro

1 Introdução

2 Análise de padrão pontual

3 Análise espacial de padrão pontual

4 Aplicação em Epidemiologia

5 Bibliografia

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 10 / 46

Page 17: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Análise de padrão pontual

O foco é a distribuição espacial do evento de interesse e fazer inferências

sobre o processo gerador.

Em particular, está interessada em:

A distribuição dos pontos no espaço;

E a interação entre eles.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 11 / 46

Page 18: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Análise de padrão pontual

O foco é a distribuição espacial do evento de interesse e fazer inferências

sobre o processo gerador. Em particular, está interessada em:

A distribuição dos pontos no espaço;

E a interação entre eles.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 11 / 46

Page 19: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Análise de padrão pontual

O foco é a distribuição espacial do evento de interesse e fazer inferências

sobre o processo gerador. Em particular, está interessada em:

A distribuição dos pontos no espaço;

E a interação entre eles.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 11 / 46

Page 20: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Análise de padrão pontual

O foco é a distribuição espacial do evento de interesse e fazer inferências

sobre o processo gerador. Em particular, está interessada em:

A distribuição dos pontos no espaço;

E a interação entre eles.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 11 / 46

Page 21: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Análise de padrão pontual

O foco é a distribuição espacial do evento de interesse e fazer inferências

sobre o processo gerador. Em particular, está interessada em:

A distribuição dos pontos no espaço;

E a interação entre eles.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 11 / 46

Page 22: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Aleatoriedade espacial completa (AEC)

DefiniçãoIntuitivamente, significa que os eventos estão distribuídos de forma inde-

pendente, ao acaso, e uniforme dentro da área de estudo.

Pode ser verificada graficamente ou por algumas funções.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 12 / 46

Page 23: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Aleatoriedade espacial completa (AEC)

DefiniçãoIntuitivamente, significa que os eventos estão distribuídos de forma inde-

pendente, ao acaso, e uniforme dentro da área de estudo.

Pode ser verificada graficamente ou por algumas funções.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 12 / 46

Page 24: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Aleatoriedade espacial completa (AEC)

DefiniçãoIntuitivamente, significa que os eventos estão distribuídos de forma inde-

pendente, ao acaso, e uniforme dentro da área de estudo.

Pode ser verificada graficamente ou por algumas funções.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 12 / 46

Page 25: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

A função G mede a distribuição das distâncias de um evento arbitrário ao

evento mais próximo a ele. Definindo esta distância por

di = minj{dij ,∀j 6= i}, i = 1, . . . , n,

então a função G pode ser estimada por

G(r) = #{di : di ≤ r ,∀i}n ,

i.e., a proporção de distâncias que são menores que r .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 13 / 46

Page 26: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

A função G mede a distribuição das distâncias de um evento arbitrário ao

evento mais próximo a ele. Definindo esta distância por

di = minj{dij ,∀j 6= i}, i = 1, . . . , n,

então a função G pode ser estimada por

G(r) = #{di : di ≤ r ,∀i}n ,

i.e., a proporção de distâncias que são menores que r .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 13 / 46

Page 27: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

A função G mede a distribuição das distâncias de um evento arbitrário ao

evento mais próximo a ele. Definindo esta distância por

di = minj{dij ,∀j 6= i}, i = 1, . . . , n,

então a função G pode ser estimada por

G(r) = #{di : di ≤ r ,∀i}n ,

i.e., a proporção de distâncias que são menores que r .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 13 / 46

Page 28: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

A função G mede a distribuição das distâncias de um evento arbitrário ao

evento mais próximo a ele. Definindo esta distância por

di = minj{dij ,∀j 6= i}, i = 1, . . . , n,

então a função G pode ser estimada por

G(r) = #{di : di ≤ r , ∀i}n ,

i.e., a proporção de distâncias que são menores que r .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 13 / 46

Page 29: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

A função G mede a distribuição das distâncias de um evento arbitrário ao

evento mais próximo a ele. Definindo esta distância por

di = minj{dij ,∀j 6= i}, i = 1, . . . , n,

então a função G pode ser estimada por

G(r) = #{di : di ≤ r , ∀i}n ,

i.e., a proporção de distâncias que são menores que r .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 13 / 46

Page 30: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

A função G mede a distribuição das distâncias de um evento arbitrário ao

evento mais próximo a ele. Definindo esta distância por

di = minj{dij ,∀j 6= i}, i = 1, . . . , n,

então a função G pode ser estimada por

G(r) = #{di : di ≤ r , ∀i}n ,

i.e., a proporção de distâncias que são menores que r .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 13 / 46

Page 31: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

Vizinho mais próximo a uma distância r implica que nenhum outro ponto

está dentro de um círculo com raio r .

Lembrando que, se Y ∼ Poisson(λπr2),

então:

P(Y = 0) = exp{−λπr2}.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 14 / 46

Page 32: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

Vizinho mais próximo a uma distância r implica que nenhum outro ponto

está dentro de um círculo com raio r . Lembrando que, se Y ∼ Poisson(λπr2),

então:

P(Y = 0) = exp{−λπr2}.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 14 / 46

Page 33: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

Vizinho mais próximo a uma distância r implica que nenhum outro ponto

está dentro de um círculo com raio r . Lembrando que, se Y ∼ Poisson(λπr2),

então:

P(Y = 0) = exp{−λπr2}.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 14 / 46

Page 34: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

Vizinho mais próximo a uma distância r implica que nenhum outro ponto

está dentro de um círculo com raio r . Lembrando que, se Y ∼ Poisson(λπr2),

então:

P(Y = 0) = exp{−λπr2}.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 14 / 46

Page 35: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

Sob AEC, a função G é definida como:

G(r) = 1− exp{−λπr2},

em que λ é o número de eventos médio por unidade de área (intensidade).

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 15 / 46

Page 36: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

Sob AEC, a função G é definida como:

G(r) = 1− exp{−λπr2},

em que λ é o número de eventos médio por unidade de área (intensidade).

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 15 / 46

Page 37: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

Sob AEC, a função G é definida como:

G(r) = 1− exp{−λπr2},

em que λ é o número de eventos médio por unidade de área (intensidade).

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 15 / 46

Page 38: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

ExemplosEnvelopes para os dados de Numata (1961), Ripley (1977) e Strauss (1975).

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 16 / 46

Page 39: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função G : distância ao evento mais próximo

ExemplosEnvelopes para os dados de Numata (1961), Ripley (1977) e Strauss (1975).

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 16 / 46

Page 40: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

0.00 0.05 0.10 0.15

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Cells

r

G(r

)

Gobs(r)

Gtheo(r)

Ghi(r)

Glo(r)

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Japanese

r

G(r

)

Gobs(r)

Gtheo(r)

Ghi(r)

Glo(r)

0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

Redwood

r

G(r

)

Gobs(r)

Gtheo(r)

Ghi(r)

Glo(r)

Figura 3: Envelopes da função G para três padrões pontuais.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 17 / 46

Page 41: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função F : distância de um ponto ao evento mais próximo

A função F mede a distribuição de todas distâncias de um ponto arbitrário

do plano ao ponto mais próximo a ele.

A função F pode ser estimada por

F (r) = #{di : di ≤ r ,∀i}m .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 18 / 46

Page 42: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função F : distância de um ponto ao evento mais próximo

A função F mede a distribuição de todas distâncias de um ponto arbitrário

do plano ao ponto mais próximo a ele. A função F pode ser estimada por

F (r) = #{di : di ≤ r ,∀i}m .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 18 / 46

Page 43: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função F : distância de um ponto ao evento mais próximo

A função F mede a distribuição de todas distâncias de um ponto arbitrário

do plano ao ponto mais próximo a ele. A função F pode ser estimada por

F (r) = #{di : di ≤ r ,∀i}m .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 18 / 46

Page 44: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função F : distância de um ponto ao evento mais próximo

A função F mede a distribuição de todas distâncias de um ponto arbitrário

do plano ao ponto mais próximo a ele. A função F pode ser estimada por

F (r) = #{di : di ≤ r ,∀i}m .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 18 / 46

Page 45: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função F : distância de um ponto ao evento mais próximo

Sob AEC, a função G é definida como:

F (r) = 1− exp{−λπr2},

em que λ é o número de eventos médio por unidade de área (intensidade).

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 19 / 46

Page 46: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função F : distância de um ponto ao evento mais próximo

Sob AEC, a função G é definida como:

F (r) = 1− exp{−λπr2},

em que λ é o número de eventos médio por unidade de área (intensidade).

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 19 / 46

Page 47: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função F : distância de um ponto ao evento mais próximo

Sob AEC, a função G é definida como:

F (r) = 1− exp{−λπr2},

em que λ é o número de eventos médio por unidade de área (intensidade).

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 19 / 46

Page 48: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Função F : distância de um ponto ao evento mais próximo

Sob AEC, a função G é definida como:

F (r) = 1− exp{−λπr2},

em que λ é o número de eventos médio por unidade de área (intensidade).

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 19 / 46

Page 49: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

Cells

r

F(r

)

Fobs(r)

Ftheo(r)

Fh i(r)

Flo(r)

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Japanese

r

F(r

)

Fobs(r)

Ftheo(r)

Fh i(r)

Flo(r)

0.00 0.02 0.04 0.06

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Redwood

r

F(r

)

Fobs(r)

Ftheo(r)

Fh i(r)

Flo(r)

Figura 4: Envelopes da função F para três padrões pontuais.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 20 / 46

Page 50: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Roteiro

1 Introdução

2 Análise de padrão pontual

3 Análise espacial de padrão pontual

4 Aplicação em Epidemiologia

5 Bibliografia

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 21 / 46

Page 51: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Análise espacial de padrão pontual

Descreve o padrão pontual estimando densidade estatística espacial a partir

de dados observados.

A densidade espacial tem as mesmas propriedades de

uma densidade univariada, a diferença é o domínio, no caso, é a área onde

o processo ocorre. A intensidade λ(x) do processo pontual é proporcional

a densidade espacial.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 22 / 46

Page 52: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Análise espacial de padrão pontual

Descreve o padrão pontual estimando densidade estatística espacial a partir

de dados observados. A densidade espacial tem as mesmas propriedades de

uma densidade univariada, a diferença é o domínio, no caso, é a área onde

o processo ocorre.

A intensidade λ(x) do processo pontual é proporcional

a densidade espacial.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 22 / 46

Page 53: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Análise espacial de padrão pontual

Descreve o padrão pontual estimando densidade estatística espacial a partir

de dados observados. A densidade espacial tem as mesmas propriedades de

uma densidade univariada, a diferença é o domínio, no caso, é a área onde

o processo ocorre. A intensidade λ(x) do processo pontual é proporcional

a densidade espacial.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 22 / 46

Page 54: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Análise espacial de padrão pontual

Descreve o padrão pontual estimando densidade estatística espacial a partir

de dados observados. A densidade espacial tem as mesmas propriedades de

uma densidade univariada, a diferença é o domínio, no caso, é a área onde

o processo ocorre. A intensidade λ(x) do processo pontual é proporcional

a densidade espacial.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 22 / 46

Page 55: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Análise espacial de padrão pontual

A intensidade e a densidade espacial fazem parte das propriedades de pri-

meira ordem. São medidas da distribuição dos eventos em uma área de

estudo.

A interação entre dois pontos arbitrários é medida pelas propriedades de

segunda ordem.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 23 / 46

Page 56: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Análise espacial de padrão pontual

A intensidade e a densidade espacial fazem parte das propriedades de pri-

meira ordem. São medidas da distribuição dos eventos em uma área de

estudo.

A interação entre dois pontos arbitrários é medida pelas propriedades de

segunda ordem.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 23 / 46

Page 57: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Análise espacial de padrão pontual

A intensidade e a densidade espacial fazem parte das propriedades de pri-

meira ordem. São medidas da distribuição dos eventos em uma área de

estudo.

A interação entre dois pontos arbitrários é medida pelas propriedades de

segunda ordem.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 23 / 46

Page 58: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Processo Poisson homogêneo (PPH)

Processo pontuais em que todos os eventos são independentes e uniforme-

mente distribuídos em uma região A.

Isto é, a ocorrência de um ponto

não afeta a probabilidade de um outro ponto ocorrer em um vizinhança e

nenhuma região é mais provável do evento de interesse ocorrer.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 24 / 46

Page 59: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Processo Poisson homogêneo (PPH)

Processo pontuais em que todos os eventos são independentes e uniforme-

mente distribuídos em uma região A. Isto é, a ocorrência de um ponto

não afeta a probabilidade de um outro ponto ocorrer em um vizinhança e

nenhuma região é mais provável do evento de interesse ocorrer.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 24 / 46

Page 60: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Processo Poisson homogêneo (PPH)

Processo pontuais em que todos os eventos são independentes e uniforme-

mente distribuídos em uma região A. Isto é, a ocorrência de um ponto

não afeta a probabilidade de um outro ponto ocorrer em um vizinhança e

nenhuma região é mais provável do evento de interesse ocorrer.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 24 / 46

Page 61: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Processo Poisson homogêneo (PPH)

Formalmente (Diggle, 2003), um PPH em uma área A é definido como

1 O número de eventos em A, com área |A|, segue uma distribuição de

Poisson com média λ|A|, em que λ é a intensidade (constante) de um

processo pontual.

2 Os n eventos observados em A estão uniformemente distribuídos.

Adicionalmente, o PPH é estacionário e isotrópico.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 25 / 46

Page 62: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Processo Poisson homogêneo (PPH)

Formalmente (Diggle, 2003), um PPH em uma área A é definido como

1 O número de eventos em A, com área |A|, segue uma distribuição de

Poisson com média λ|A|, em que λ é a intensidade (constante) de um

processo pontual.

2 Os n eventos observados em A estão uniformemente distribuídos.

Adicionalmente, o PPH é estacionário e isotrópico.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 25 / 46

Page 63: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Processo Poisson homogêneo (PPH)

Formalmente (Diggle, 2003), um PPH em uma área A é definido como

1 O número de eventos em A, com área |A|, segue uma distribuição de

Poisson com média λ|A|, em que λ é a intensidade (constante) de um

processo pontual.

2 Os n eventos observados em A estão uniformemente distribuídos.

Adicionalmente, o PPH é estacionário e isotrópico.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 25 / 46

Page 64: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Processo Poisson homogêneo (PPH)

Formalmente (Diggle, 2003), um PPH em uma área A é definido como

1 O número de eventos em A, com área |A|, segue uma distribuição de

Poisson com média λ|A|, em que λ é a intensidade (constante) de um

processo pontual.

2 Os n eventos observados em A estão uniformemente distribuídos.

Adicionalmente, o PPH é estacionário e isotrópico.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 25 / 46

Page 65: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Processo Poisson homogêneo (PPH)

Formalmente (Diggle, 2003), um PPH em uma área A é definido como

1 O número de eventos em A, com área |A|, segue uma distribuição de

Poisson com média λ|A|, em que λ é a intensidade (constante) de um

processo pontual.

2 Os n eventos observados em A estão uniformemente distribuídos.

Adicionalmente, o PPH é estacionário e isotrópico.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 25 / 46

Page 66: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Processo Poisson não-homogêneo (PPN)

Em muitas situações um PPH não é considerado realístico. Por exemplo, a

distribuição de uma população é afetada pela habitação, vizinhança etc.

O PPN é uma generalização do PPH. O princípio da independência dos

eventos se mantém, mas a variação espacial é mais diversa.

Algumas regiões têm mais propensão para ocorrências de certo eventos do

que outras.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 26 / 46

Page 67: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Processo Poisson não-homogêneo (PPN)

Em muitas situações um PPH não é considerado realístico. Por exemplo, a

distribuição de uma população é afetada pela habitação, vizinhança etc.

O PPN é uma generalização do PPH. O princípio da independência dos

eventos se mantém, mas a variação espacial é mais diversa.

Algumas regiões têm mais propensão para ocorrências de certo eventos do

que outras.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 26 / 46

Page 68: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Processo Poisson não-homogêneo (PPN)

Em muitas situações um PPH não é considerado realístico. Por exemplo, a

distribuição de uma população é afetada pela habitação, vizinhança etc.

O PPN é uma generalização do PPH. O princípio da independência dos

eventos se mantém, mas a variação espacial é mais diversa.

Algumas regiões têm mais propensão para ocorrências de certo eventos do

que outras.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 26 / 46

Page 69: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Processo Poisson não-homogêneo (PPN)

Em muitas situações um PPH não é considerado realístico. Por exemplo, a

distribuição de uma população é afetada pela habitação, vizinhança etc.

O PPN é uma generalização do PPH. O princípio da independência dos

eventos se mantém, mas a variação espacial é mais diversa.

Algumas regiões têm mais propensão para ocorrências de certo eventos do

que outras.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 26 / 46

Page 70: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Em um PPH, a intensidade é estimada por:

λ(x) = λ = n|A| .

Observação: A expressão acima garante que o número esperado de pontos

é, de fato, o número de pontos observados.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 27 / 46

Page 71: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Em um PPH, a intensidade é estimada por:

λ(x) = λ = n|A| .

Observação: A expressão acima garante que o número esperado de pontos

é, de fato, o número de pontos observados.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 27 / 46

Page 72: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Em um PPH, a intensidade é estimada por:

λ(x) = λ = n|A| .

Observação: A expressão acima garante que o número esperado de pontos

é, de fato, o número de pontos observados.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 27 / 46

Page 73: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Em um PPH, a intensidade é estimada por:

λ(x) = λ = n|A| .

Observação: A expressão acima garante que o número esperado de pontos

é, de fato, o número de pontos observados.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 27 / 46

Page 74: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Para um PPN, a estimação da intensidade pode ser feita por métodos não

paramétricos, alisadores de núcleo ou por métodos paramétricos, propõe-

se uma função para intensidade, cujo os parâmetros serão estimados via

maximização da verossimilhança do processo pontual.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 28 / 46

Page 75: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Para um PPN, a estimação da intensidade pode ser feita por métodos não

paramétricos, alisadores de núcleo ou por métodos paramétricos, propõe-

se uma função para intensidade, cujo os parâmetros serão estimados via

maximização da verossimilhança do processo pontual.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 28 / 46

Page 76: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Sejam os n pontos observados {xi}ni=1, o estimador por alisamento de núcleo

é da forma:

λ(x) = 1h2

n∑i=1

κ

( ||x − xi ||h

)/q(||x ||),

em que κ(u) é um função núcleo bivariada e simétrica, q(||x ||) é correção

da borda e a largura da janela h mede o nível do alisamento.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 29 / 46

Page 77: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Sejam os n pontos observados {xi}ni=1, o estimador por alisamento de núcleo

é da forma:

λ(x) = 1h2

n∑i=1

κ

( ||x − xi ||h

)/q(||x ||),

em que κ(u) é um função núcleo bivariada e simétrica, q(||x ||) é correção

da borda e a largura da janela h mede o nível do alisamento.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 29 / 46

Page 78: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Sejam os n pontos observados {xi}ni=1, o estimador por alisamento de núcleo

é da forma:

λ(x) = 1h2

n∑i=1

κ

( ||x − xi ||h

)/q(||x ||),

em que κ(u) é um função núcleo bivariada e simétrica, q(||x ||) é correção

da borda e a largura da janela h mede o nível do alisamento.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 29 / 46

Page 79: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Sejam os n pontos observados {xi}ni=1, o estimador por alisamento de núcleo

é da forma:

λ(x) = 1h2

n∑i=1

κ

( ||x − xi ||h

)/q(||x ||),

em que κ(u) é um função núcleo bivariada e simétrica, q(||x ||) é correção

da borda e a largura da janela h mede o nível do alisamento.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 29 / 46

Page 80: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Como exemplo de função núcleo, a função núcleo quártico é escrita como

κ(u) =

3π (1− ||u||2)2, se u ∈ (−1, 1)

0, caso contrário,

em que ||u||2 denota a norma quadrada, por exemplo u = (u1, u2), ||u||2 =

u21 + u2

2 .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 30 / 46

Page 81: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Como exemplo de função núcleo, a função núcleo quártico é escrita como

κ(u) =

3π (1− ||u||2)2, se u ∈ (−1, 1)

0, caso contrário,

em que ||u||2 denota a norma quadrada, por exemplo u = (u1, u2), ||u||2 =

u21 + u2

2 .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 30 / 46

Page 82: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Como exemplo de função núcleo, a função núcleo quártico é escrita como

κ(u) =

3π (1− ||u||2)2, se u ∈ (−1, 1)

0, caso contrário,

em que ||u||2 denota a norma quadrada, por exemplo u = (u1, u2), ||u||2 =

u21 + u2

2 .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 30 / 46

Page 83: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Estimação da intensidade

Como exemplo de função núcleo, a função núcleo quártico é escrita como

κ(u) =

3π (1− ||u||2)2, se u ∈ (−1, 1)

0, caso contrário,

em que ||u||2 denota a norma quadrada, por exemplo u = (u1, u2), ||u||2 =

u21 + u2

2 .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 30 / 46

Page 84: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Verossimilhança de PPN

O logaritmo da verossimilhança de n realizações de eventos independentes

PPN com intensidade λ(x) é definida como:

L(λ) =n∑

i=1log λ(xi)−

∫Aλ(x)dx ,

em que∫

A λ(x)dx é o número esperado de casos de um PPN com intensi-

dade λ(x) em uma região A.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 31 / 46

Page 85: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Verossimilhança de PPN

O logaritmo da verossimilhança de n realizações de eventos independentes

PPN com intensidade λ(x) é definida como:

L(λ) =n∑

i=1log λ(xi)−

∫Aλ(x)dx ,

em que∫

A λ(x)dx é o número esperado de casos de um PPN com intensi-

dade λ(x) em uma região A.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 31 / 46

Page 86: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Verossimilhança de PPN

O logaritmo da verossimilhança de n realizações de eventos independentes

PPN com intensidade λ(x) é definida como:

L(λ) =n∑

i=1log λ(xi)−

∫Aλ(x)dx ,

em que∫

A λ(x)dx é o número esperado de casos de um PPN com intensi-

dade λ(x) em uma região A.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 31 / 46

Page 87: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Verossimilhança de PPN

O logaritmo da verossimilhança de n realizações de eventos independentes

PPN com intensidade λ(x) é definida como:

L(λ) =n∑

i=1log λ(xi)−

∫Aλ(x)dx ,

em que∫

A λ(x)dx é o número esperado de casos de um PPN com intensi-

dade λ(x) em uma região A.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 31 / 46

Page 88: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Verossimilhança de PPN

Como exemplo,

log λ(x) =n∑

i=1βjzj(x),

usando covariáveis zj(x), j = 1, . . . , p medidas na localização x .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 32 / 46

Page 89: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Verossimilhança de PPN

Como exemplo,

log λ(x) =n∑

i=1βjzj(x),

usando covariáveis zj(x), j = 1, . . . , p medidas na localização x .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 32 / 46

Page 90: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Verossimilhança de PPN

Como exemplo,

log λ(x) =n∑

i=1βjzj(x),

usando covariáveis zj(x), j = 1, . . . , p medidas na localização x .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 32 / 46

Page 91: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Verossimilhança de PPN

Como exemplo,

log λ(x) =n∑

i=1βjzj(x),

usando covariáveis zj(x), j = 1, . . . , p medidas na localização x .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 32 / 46

Page 92: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

Mede a força e o tipo de interação entre dois eventos em um processo

pontual. Esta interação pode ser um agrupamento ou uma competição.

Uma maneira de calcular quando o processo PPH é pela média de funções

K . Funções K medem o número de eventos encontrado até uma dada

distância para um particular evento e é definida por:

K (s) = λ−1E[N0(s)],

em que N0(s) é o número de eventos adicionais até a distância s em torno

de um evento arbitrário.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 33 / 46

Page 93: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

Mede a força e o tipo de interação entre dois eventos em um processo

pontual. Esta interação pode ser um agrupamento ou uma competição.

Uma maneira de calcular quando o processo PPH é pela média de funções

K . Funções K medem o número de eventos encontrado até uma dada

distância para um particular evento e é definida por:

K (s) = λ−1E[N0(s)],

em que N0(s) é o número de eventos adicionais até a distância s em torno

de um evento arbitrário.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 33 / 46

Page 94: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

Mede a força e o tipo de interação entre dois eventos em um processo

pontual. Esta interação pode ser um agrupamento ou uma competição.

Uma maneira de calcular quando o processo PPH é pela média de funções

K . Funções K medem o número de eventos encontrado até uma dada

distância para um particular evento e é definida por:

K (s) = λ−1E[N0(s)],

em que N0(s) é o número de eventos adicionais até a distância s em torno

de um evento arbitrário.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 33 / 46

Page 95: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

Mede a força e o tipo de interação entre dois eventos em um processo

pontual. Esta interação pode ser um agrupamento ou uma competição.

Uma maneira de calcular quando o processo PPH é pela média de funções

K . Funções K medem o número de eventos encontrado até uma dada

distância para um particular evento e é definida por:

K (s) = λ−1E[N0(s)],

em que N0(s) é o número de eventos adicionais até a distância s em torno

de um evento arbitrário.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 33 / 46

Page 96: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

Mede a força e o tipo de interação entre dois eventos em um processo

pontual. Esta interação pode ser um agrupamento ou uma competição.

Uma maneira de calcular quando o processo PPH é pela média de funções

K . Funções K medem o número de eventos encontrado até uma dada

distância para um particular evento e é definida por:

K (s) = λ−1E[N0(s)],

em que N0(s) é o número de eventos adicionais até a distância s em torno

de um evento arbitrário.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 33 / 46

Page 97: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

A função K pode ser estimada por:

K (s) = |A|n(n − 1)

n∑i=1

∑i 6=j

w−1ij |{xj : d(xi , xj) ≤ s}|,

em que wij são pesos equivalentes a proporção da área dentro da região A,

de círculo centrado em xi e raio d(xi , xj), a distância entre xi e xj .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 34 / 46

Page 98: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

A função K pode ser estimada por:

K (s) = |A|n(n − 1)

n∑i=1

∑i 6=j

w−1ij |{xj : d(xi , xj) ≤ s}|,

em que wij são pesos equivalentes a proporção da área dentro da região A,

de círculo centrado em xi e raio d(xi , xj), a distância entre xi e xj .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 34 / 46

Page 99: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

A função K pode ser estimada por:

K (s) = |A|n(n − 1)

n∑i=1

∑i 6=j

w−1ij |{xj : d(xi , xj) ≤ s}|,

em que wij são pesos equivalentes a proporção da área dentro da região A,

de círculo centrado em xi e raio d(xi , xj), a distância entre xi e xj .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 34 / 46

Page 100: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

A função K pode ser estimada por:

K (s) = |A|n(n − 1)

n∑i=1

∑i 6=j

w−1ij |{xj : d(xi , xj) ≤ s}|,

em que wij são pesos equivalentes a proporção da área dentro da região A,

de círculo centrado em xi e raio d(xi , xj), a distância entre xi e xj .

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 34 / 46

Page 101: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

1 Em um PPH, K (s) = πs2;

2 Comparar K (s) com K (s);

3 Valores de K (s) maiores que πs2 indicam agrupamentos;

4 Valores de K (s) menores que πs2 indicam competição.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 35 / 46

Page 102: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

1 Em um PPH, K (s) = πs2;

2 Comparar K (s) com K (s);

3 Valores de K (s) maiores que πs2 indicam agrupamentos;

4 Valores de K (s) menores que πs2 indicam competição.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 35 / 46

Page 103: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

1 Em um PPH, K (s) = πs2;

2 Comparar K (s) com K (s);

3 Valores de K (s) maiores que πs2 indicam agrupamentos;

4 Valores de K (s) menores que πs2 indicam competição.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 35 / 46

Page 104: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

1 Em um PPH, K (s) = πs2;

2 Comparar K (s) com K (s);

3 Valores de K (s) maiores que πs2 indicam agrupamentos;

4 Valores de K (s) menores que πs2 indicam competição.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 35 / 46

Page 105: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Propriedades de segunda ordem

1 Em um PPH, K (s) = πs2;

2 Comparar K (s) com K (s);

3 Valores de K (s) maiores que πs2 indicam agrupamentos;

4 Valores de K (s) menores que πs2 indicam competição.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 35 / 46

Page 106: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

Cells

r

K(r

)

Kobs(r)

Ktheo(r)

Khi(r)

Klo(r)

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

Japanese

r

K(r

)

Kobs(r)

Ktheo(r)

Khi(r)

Klo(r)

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20

0.00

0.05

0.10

0.15

Redwood

r

K(r

)

Kobs(r)

Ktheo(r)

Khi(r)

Klo(r)

Figura 5: Envelopes da função K para três padrões pontuais.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 36 / 46

Page 107: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Roteiro

1 Introdução

2 Análise de padrão pontual

3 Análise espacial de padrão pontual

4 Aplicação em Epidemiologia

5 Bibliografia

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 37 / 46

Page 108: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Aplicação em Epidemiologia

Estudos caso-controleAdicionalmente aos eventos de interesse, indivíduos precisam ser amostrados

para serem usados como controle. Se não for possível, utilizar eventos não

relacionados com o problema em questão.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 38 / 46

Page 109: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Aplicação em Epidemiologia

Estudos caso-controleAdicionalmente aos eventos de interesse, indivíduos precisam ser amostrados

para serem usados como controle. Se não for possível, utilizar eventos não

relacionados com o problema em questão.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 38 / 46

Page 110: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Aplicação em Epidemiologia

Em geral, são tomadas n1 amostras de casos e n0 de controle. Assume-se

um processo PPN com intensidades λ1(x) e λ0(x), respectivamente. Nesta

situação,

λ1(x) = n1n0λ0(x).

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 39 / 46

Page 111: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Aplicação em Epidemiologia

Em geral, são tomadas n1 amostras de casos e n0 de controle. Assume-se

um processo PPN com intensidades λ1(x) e λ0(x), respectivamente. Nesta

situação,

λ1(x) = n1n0λ0(x).

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 39 / 46

Page 112: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Regressão binária

Kelsall e Diggle (1998) propuseram um estimador de regressão binária para

estimar a probabilidade da ocorrência do evento de interesse em uma dada

localização. Se Y1, . . . ,Yn1+n2 são realizações de uma Bernoulli, temos que:

p(xi) = P(Yi = 1|Xi = xi) = λ1(xi)λ0(xi) + λ1(xi)

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 40 / 46

Page 113: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Regressão binária

Kelsall e Diggle (1998) propuseram um estimador de regressão binária para

estimar a probabilidade da ocorrência do evento de interesse em uma dada

localização. Se Y1, . . . ,Yn1+n2 são realizações de uma Bernoulli, temos que:

p(xi) = P(Yi = 1|Xi = xi) = λ1(xi)λ0(xi) + λ1(xi)

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 40 / 46

Page 114: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Regressão binária

Kelsall e Diggle (1998) propuseram um estimador de regressão binária para

estimar a probabilidade da ocorrência do evento de interesse em uma dada

localização. Se Y1, . . . ,Yn1+n2 são realizações de uma Bernoulli, temos que:

p(xi) = P(Yi = 1|Xi = xi) = λ1(xi)λ0(xi) + λ1(xi)

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 40 / 46

Page 115: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Regressão binária

Um estimador de kernel pode ser usado:

ph(x) =∑n

i=1 h−2κh((x − xi)/h)yi∑ni=1 h−2κh((x − xi)/h) ,

em que κh(u) é uma função kernel.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 41 / 46

Page 116: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Regressão binária

Um estimador de kernel pode ser usado:

ph(x) =∑n

i=1 h−2κh((x − xi)/h)yi∑ni=1 h−2κh((x − xi)/h) ,

em que κh(u) é uma função kernel.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 41 / 46

Page 117: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Regressão binária

Um estimador de kernel pode ser usado:

ph(x) =∑n

i=1 h−2κh((x − xi)/h)yi∑ni=1 h−2κh((x − xi)/h) ,

em que κh(u) é uma função kernel.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 41 / 46

Page 118: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Regressão binária

Note que:

logit(p(x)) = log( p(x)1− p(x)

)= log

(λ1(x)λ0(x)

)= r(x) + log(n1/n0).

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 42 / 46

Page 119: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Regressão binária

Note que:

logit(p(x)) = log( p(x)1− p(x)

)= log

(λ1(x)λ0(x)

)= r(x) + log(n1/n0).

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 42 / 46

Page 120: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Roteiro

1 Introdução

2 Análise de padrão pontual

3 Análise espacial de padrão pontual

4 Aplicação em Epidemiologia

5 Bibliografia

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 43 / 46

Page 121: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Bibliografia I

Diggle, P. J. (2003), Statistical Analysis of Spatial Point Patterns, 2 edn,

Arnold, London.

Kelsall, J. E. e Diggle, P. J. (1998), ‘Spatial variation in risk of disease: A

nonparametric binary regression approach’, Journal of the Royal

Statistical Society. Series C: Applied Statistics 47(4), 559–573.

Numata, M. (1961), ‘Forest vegetation in the vicinity of Choshi. Coastal

flora and vegetation at Choshi, Chiba Prefecture IV’, Bulletin of Choshi

Marine Laboratory, Chiba University 3, 28–48. Em japonês.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 44 / 46

Page 122: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Bibliografia II

Ripley, B. D. (1977), ‘Modelling spatial patterns (with discussion)’,

Journal of the Royal Statistical Society. Series B: Methodological

39(2), 172–212.

Strauss, D. J. (1975), ‘A model for clustering’, Biometrika 62(2), 467–475.

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 45 / 46

Page 123: Análise espacial de padrões pontuais › ... › 08 › EST083_padrao_pontual_espacial.pdf · Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro

Obrigado!

B [email protected]

Í ufjf.br/tiago_magalhaes

Departamento de Estatística, Sala 307

Tiago M. Magalhães (ICE-UFJF) Análise espacial de padrões pontuais 10 de outubro de 2018 46 / 46