Un sistema de analisis territorial para aplicaciones arqueo-geograficas.
Pilar Fernandez Millan Juan Manuel Vicent Garcia.
Centro de Estudios Historicos, CSIC. Serrano 13, 28001 Madrid.
Los sistemas que aqui se presentan han sido desarrollados en el curso del proyecto de investigacion “Aspectos socio-economicos del comienzo de la metalurgia en el Sureste de Espana (interior de la provinciade Murcia)"realizado por el Departamento de Prehistoria del Centro de Estudios Historicos (C.S.I.C.)entre los anos 1.986 y1.989,y actualmente en curso de publicacion.Se trata de una investigación extensiva en Arqueologia del Paisaje,acerca de cuyos objetivos y planteamientos te6ricos y metodologicos generales nos remitimos al primer volumen de memorias que pronto vera la luz(LOPEZ et al. (Eds.), e.p.).
La orientaci6n fundamentalmente geografica del proyecto y su caracter extensivo y experimental, determinaron desde el primer momento la necesidad de disponer de herramientas flexibles de tratamiento de la informacion geografica que permitieran la aplicacion de ciertas técnicas de modelizacion matematica a la resolucion de problemas locacionales. En concreto,el proyecto se articuló en torno a una reinterpretacion probabilistica del modelo clasico de Analisis de Captacion Economica (A.C.E.),cuya finalidad es la formalizacion del problema de la localizaci6n de asentamientos prehist6ricos en relaci6n con los recursos explotables de su territorio, en términos de un modelode analisis de la varianza (vid. VICENT, e.p.).
Este objetivo plantea dos cuestiones: por una parte,el problema general de la transformacion de una base anal6gica (cartografica) en un modelo probabilistico,mediante la aplicacion de procedimientos consistentes de muestreo; por otra,la cuesti6n particular de la construccion del modelo locacional del A.C.E. en un contexto especifico de aplicacion.
Latarea que desempefian los sistemas informaticos que presentamos se ajusta a estos objetivos sin hacer depender el primero del segundo. Es decir, permite resolver el problema de la construccion de modelos estadisticos a partir de mapas tematicos recogidos en bases cartograficas numericas (B.C.N.), sin necesidad de ajustar este cometido a las necesidades especificas del A.C.E. Pero al mismo tiempo, permite la modelizacion de problemas locacionales segun las prescripciones de este ültimo modelo,y su traduccion a terminos probabilisticos.
En resumen, el S.I.A.T. (Sistema Integrado de Analisis Territorial) no esta concebido para realizar las funciones de un Sistema de Informacion Geografica (S.I.G.),sino para utilizar sus productos en procesos de modelizacion geografica que requieran el analisis de áreas o de distribuciones de puntos.La creacion y gestion de las B.C.N.a partir de las cuales se planteara el analisis,se debe realizar mediante sistemas comerciales² capaces de generar archivos en formato ASCII, conteniendo las coordenadas de puntos que integran poligonos,lineas y puntos aislados,objetos cartograficos sobre los cuales operarä el analisis.
El SIAT consiste en un conjunto de programas en lenguaje TURBO BASIC,agrupados en tres m6dulos independientes:
—M6dulo CRONOX: permite crear modelos isócronos del territorio a partir de muestreos sistematicos de la representacion cartografica de la topografia. -M6dulo FENIX: permite el analisis estadistico de mapas tematicos,asi como la combinaci6n de distintos mapas y su manipulacion.. —M6dulo de utilidades: proporciona algunas herramientas de trabajo para manejar los datos y productos del sistema, intercambiarlos con otros programas y obtener datos adicionales (superficies,perimetros,centroides,coeficientes de contraccion topografica, etc.).
A continuacion se describen con algun detalle las caracteristicas de estos modulos.
1）Modulo CRONOX.
Permite la formalizacion del modelo cartografico del A.C.E.mediante la definicion de “teritorios”y “äreas de territorio”poreltrazado de curvas isocronas con respecto a un emplazamiento central a partir de la informacion contenida en mapas topograficos convencionales.El método utilizado se basa en la simulacion de trayectorias en las que Ia velocidad convencionalde marcha depende de la variacion clinométrica, que se introduce asi en elcalculo de la distancia lineal recorrida en intervalos de tiempo prefijados.
El programa CRONOX es en realidad una generalizacion algoritmica del procedimiento utilizado por A. Gilman y J.B. Thornes en su importante trabajo Land use and Prehistory in Southeast Spain (1985a). Se trata de un procedimiento convencional para introducir la topografia en un modelo locacional en cuanto factor del coste de producci6n.No es, por lo tanto,un sistema de estimacion positiva,aunque si bastante aproximada,de un modelo isocrónico real del territorio.
El programa CRONOX consiste en un algoritmo iterativo de interpolacion numérica, que opera sobre una tabla asumida de correspondencias entre curvas de nivel (a una escala dada)y distancia recorrida en un intervalo prefijado de tiempo.En su versión actual, CRONOX incluye (en sentencias DATA) la tabla propuesta por Gilman y Thornes (1985a:38), que presupone los mapas 1:5oooo con curvas equidistantes ${ 2 0 } \mathfrak { m }$ .El procedimiento es valido para cualquier otra tabla o escala, modificando las sentencias correspondientes.
El sistema permite calcular por interpolacion a partir de la tabla asumida el tiempo invertido en una distancia lineal dada, conocido el numero de curvas de nivel cruzadas por el recorrido.
El procedimiento comienza por solicitar las coordenadas del origen de la o las trayectorias (perfiles) que se desean isocronizar,el numero de éstas y la longitud constante de los segmentos en los que se dividen,asi como el nombre para el archivo en el que se guardaran los resultados,y un codigo de identificacion que permite archivar independientemente los datos de cada perfil. Luego comienza el procedimiento iterativo,que se alimenta por teclado con numeros enteros,resultantes del recuento del numero de veces que la trayectoria cruza curvas de nivel (o cursos de agua, u otros accidentes previamente valorados) en el segmento que en ese momento el programa solicita en pantalla, indicando el numero del perfil,la posicion de orden del segmento y la distancia de su comienzo al origen. Antes de pasar a solicitar el siguiente dato, el programa mostrarä los valores acumulados de la distancia recorrida,el tiempo invertido y la velocidad convencional calculada para el segmento.El programa permite establecer hasta cuatro umbrales de tiempo.Al alcanzar el valor acumulado del tiempo en cada perfil uno de estos valores,las coordenadas del punto seran archivadas como vértices del poligono isocrono correspondiente a ese umbral.Los valores por omision son los establecidos por Gilman y Thornes(loc.cit.): 12,30,60 y120 minutos.Al alcanzar elültimo valor, el procedimiento pasa al siguiente perfil,o se desconecta,cerrando los archivos de resultados, si se han realizado todos los solicitados. El producto final es una base cartografica numérica con el formato del sistema, que contiene un mapa formado por poligonos isócronos con respecto al origen de los perfiles.

Figura1.-MapadecurvasisocronasobtenidasporelmoduloCRONOxparaintervalosde12,30,60y120minutos.Yacimiento deBagil (Moratalla,Murcia).
En Ia figura 1 puede verse un ejemplo de uno de estos mapas,producido por CRONOX a partir de dieciseis perfiles,divididos ensegmentos de $5 0 0 m$ de longitud.Las curvas isócronas corresponden a los valores por omision,para intervalos de 12,30, $6 0 \ y$ 120 minutos.
La validez del procedimiento CRONOX reposa sobre bases estadisticas,al margen de las cuales su utilizaci6n no estä indicada.En efecto, el procedimiento de toma de datos (trazado de perfiles,determinacionde segmentos,lectura del mapa topografico) debe ser concebido como un proceso de muestreo sistemático agrupado de la topografia.El grado de precision de la representacion de la variabilidad clinométrica del territorio que se obtenga,dependera de decisiones como el numero de perfiles y segmentos.Dicho grado de precision se expresa como la pérdida de informaci6n sobre las dimensiones reales de un área isócrona con infinitos vértices y la superficie estimada para la misma a partir de un numero determinado de éllos.En cualquier caso,se trata de decisiones estrictamente probabilisticas,que solo pueden adoptarse dentro de un conjunto consistente de hipotesis estadisticas relativas al conjunto de la investigaci6n.

Figura2.HistogramasdefrecuenciasdeusosdelsueloenlosterritoriosisocronosdelyacimientodeBagil (Moratala):1) monte,2) secano,3) regadio.
2）Módulo FENIX.
La función de este modulo es el analisis estadistico de mapas tematicos mediante un procedimiento grafico, que sigue las siguientes etapas:
(1) preparacion de un mapa, mediante la combinacion de varios si es necesario.El programa proporciona varias utilidades para el manejo y representacion, combinaci6n y corrección sobre la pantalla de poligonos,curvas y puntos.Permite operar con los nombres de estos objetos y determinar la escala de la representacion. El caso tipico es la combinacion de un mapa isócrono producido por CRONOX y un mapa de usos del suelo,como en el ejemplo de la figura 1.

Figura3.-Modelo espacialde teritorios isocronos deexplotacinpara diversosyacimientosdelazonade Moratall (Murcia).
(2)asignacion de codigos a las diferentes categorias representadas por los poligonos y seleccion de aquéllas que se quiere analizar.Por ejemplo: se desea analizar la distribucion de terrenos de regadio y secano en el ärea de 3O minutos del mapa de la figura 1.
(3) generaci6n de muestras aleatorias de puntos de acuerdo con el modelo de muestreo prefijado. Estas muestras se proyectan sobre el mapa.A cada uno de estos puntos se le asignaräel codigo correspondiente al ärea en la que resulte estar situado y la informacion resultante sera grabada en un archivo independiente, que puede ser tratado con un programa de estadistica,
La distribucion de frecuencias de cada codigo en la muestra debe representar, si el muestreo ha sido correctamente planteado,la proporción de cada categoria de terreno en el área seleccionada. Conociendo la extension total de ésta podemos expresar estas proporciones como superficies de cobertura.En la figura 2 se recogen los resultados de un analisis del mapa de la figura 1 en el que se trataba de determinar la distribucion de tres categorias de uso del suelo -"monte”(1),“secano”(2)y“regadio”(3)— en las cuatro áreas isocronas.Para éllo se generaron cuatro distribuciones aleatorias independientes,de 1000 puntos cada una,y se proyectaron sobre sus correspondientes áreas isocronas.Los histogramas 1 a 4 representan las frecuencias absolutas de cada categoria en cada area isócrona.El grafico 5 representa comparativamente las superficies de cobertura de cada tipo de terreno en cada área isócrona.
Aunque el uso tipico del módulo FENIX es el analisis de modelos A.C.E.simples, como el recogido en las figuras,puede ser usado para cualquier problema de analisis de áreas, que implique el establecimiento de las dimensiones de intersecciones de poligonos.La flexibilidad del interfaz grafico permite la creacion y analisis de modelos espaciales bastante complejos,como el representado en la figura 3. En general, puede considerarse como un dispositivo polivalente de analisis de áreas,cuyas potenciales aplicaciones en la Arqueologia del Paisaje son de una amplitud que no es necesario comentar.
3）Modulo de utilidades.
El módulo de utilidades consta de varios programas independientes que permiten (1) la exportacion e importacion de datos y(2)la realizacion de algunos procedimientos analiticos.
Los programas de manipulacion de datos permiten la preparacion de archivos formateados para su uso por FENIX a partir de bases cartograficas numéricas en formatos externos,asi como la transformación de los productos de CRONOX y FENIX a estos mismos formatos (en el presente caso Golden, MapEdit y AtlasGraphics) en los que se apoya el SIAT.Esto permite que Ios productos del analisis puedan ser manipulados y editados con los procedimientos propios de estos sistemas.
Los procedimientos analiticos incorporados permiten el calculo del area,perimetro y posicion del centroide para poligonos aislados o series de poligonos,asicomo imprimir los resultados o grabarlos.En el caso de que se trate de poligonos isócronos, es posible ademas calcular el “coeficiente de contraccion topografica"(CCT)7.Este es el producto del cociente entre la superficie calculada para un área is6crona de un numero de vértices dado y el ärea de un poligono del mismo numero de vertices en el caso de nula pendiente (O curvas de nivel atravesadas por cada perfil). Se trata de un indice que varia entre $\mathbf { 0 } \mathbf { y }$ 1,permitiendo establecer para cada área isocrona el grado de alteracion topografica y compararla con otras,asi como retirar el efecto estadistico de la heterogeneidad topografica sobre la varianza de los factores locacionales considerados en un problema de A.C.E. (vid. GILMAN y THORNES, 1985a). El grafico 6dela figura 2 muestra los valores de los CCT para las cuatro areas isocronas del ejemplo.
BIBLIOGRAFIA.
COCHRAN W.G. 1978 Tecnicas de muestreo. $7 ^ { \mathrm { a } }$ reimpr., C.E.C.S.A., Mexico.
GILMAN A. y THORNES J.B 1985a Land-use and Prehistory in Southeast Spain. George Allen& Unwin,London 1985b La Prehistoria yel uso del suelo en el Sureste de Espana.Fundacion Juan March,Madrid.
LOPEZ, P. (Ed.) e. p. El cambio cultural en la Comarca Noroeste de Murcia entre el IVy II milenios a.C.Volumen I: estudios geograficos y medio-ambientales. C.S.I.C., Madrid.
VICENT, J.M. e.p. “Fundamentos te6rico-metodologicos para un programa de investigacion arqueo-geografica”, en LOPEZ, P. (Ed.), e.p.