INFOGEO · Insper
APS 2 · escopo dos temas 5 e 6

O mapa mostra uma mancha. Ela é real, e o que fazer com quem está fora dela?

Cada aluno recebe um recorte do Brasil e uma variável que importa. O trabalho é medir o agrupamento, testar se ele resiste ao acaso e, principalmente, explicar os municípios que não se encaixam.

10% da notauma das três APS
Individualfora de sala
GeoDaIBGE · Censo 2022, PIB e PPM
Passo zero

Seu problema

Cada aluno trabalha um recorte do país e uma variável, definidos pelo próprio mês de nascimento.

Você nasceu emSeu recorteSua variável
Janeiro, fevereiro ou marçoAmazônia Legal
amazonia.gpkg
PIB per capita — log_pibpc
Abril, maio ou junhoNordeste
nordeste.gpkg
Taxa de analfabetismo — analfab
Julho, agosto ou setembroSudeste
sudeste.gpkg
Densidade populacional — log_dens
Outubro, novembro ou dezembroSul
sul.gpkg
Envelhecimento — pct_65
Entrega com o recorte errado recebe zero

A correção compara município a município com o recorte que cabe a você. Uma entrega feita com outro arquivo não tem como ser corrigida.

Os quatro problemas têm a mesma estrutura e o mesmo peso. Mudam a região, a variável e, principalmente, o que os outliers significam. Leia só o seu, mas saiba que existem os outros: a última pergunta pede que você compare.

Problema 1 · janeiro a março

A floresta tem ilhas de riqueza. De onde elas vêm?

A Amazônia Legal tem 591 municípios nos oito estados que a compõem fora do Maranhão. A economia dela não é homogênea: há um cinturão do agronegócio no norte do Mato Grosso, cidades grandes no Pará, e no meio da floresta alguns municípios com PIB per capita que destoa de tudo em volta.

Esses pontos fora da curva quase sempre têm nome e sobrenome: uma mina, uma refinaria, uma usina, um campo de gás. É o que a literatura econômica chama de economia de enclave — a riqueza é produzida ali, mas circula pouco no território em volta, e o município vizinho não fica mais rico por fazer divisa com ela.

A pergunta do problema

O PIB per capita na Amazônia forma agrupamentos, ou é uma colcha de retalhos de enclaves isolados?

E para os municípios que aparecem como alto-baixo: o que exatamente está produzindo aquela riqueza, e por que ela não transbordou para os vizinhos em nenhuma medida detectável?

Por que a variável vem em logaritmo

O PIB per capita bruto varia de R$ 5 mil a mais de R$ 400 mil entre esses municípios, e uma distribuição tão torta distorce qualquer medida baseada em desvios da média. O arquivo traz as duas colunas: pib_pc, em reais, para você citar valores no relatório, e log_pibpc, o logaritmo na base 10, que é a coluna da análise.

Um valor de 4,74 em log_pibpc significa 104,74, ou cerca de R$ 55 mil por habitante.

Problema 2 · abril a junho

O analfabetismo tem geografia. Onde ela se rompe?

São 1.794 municípios nos nove estados do Nordeste. A taxa de analfabetismo entre pessoas de 15 anos ou mais, medida pelo Censo 2022, vai de 3,5% a 34,7% — uma diferença de dez vezes dentro da mesma região.

O padrão macro é conhecido: o sertão concentra as taxas altas, o litoral e as capitais concentram as baixas. O que a leitura macro esconde são os municípios que quebram o padrão. Um município com taxa muito abaixo da vizinhança, no meio do sertão, é um indício de política pública que funcionou, ou de uma cidade-polo que concentra escola e emprego. Essas são as perguntas que uma secretaria estadual de educação precisa responder antes de decidir onde investir.

A pergunta do problema

Existe um cinturão de analfabetismo no Nordeste, e quais municípios escapam dele?

Para os baixo-alto: o que esses municípios têm que os vizinhos não têm? E para os alto-baixo, a pergunta incômoda: por que um município ficou para trás cercado de vizinhos que avançaram?

Leia o sinal da variável com cuidado

Aqui valor alto é ruim. Um agrupamento alto-alto é uma região de analfabetismo persistente, e um baixo-baixo é uma região que resolveu o problema. Isso inverte a leitura usual dos mapas LISA e é fácil de errar no relatório.

O arquivo traz tx_alfab, a taxa de alfabetização publicada pelo IBGE, e analfab, que é simplesmente 100 menos ela. Use analfab.

Problema 3 · julho a setembro

Onde o Sudeste é cidade, e onde é cidade sozinha?

São 1.668 municípios em Minas Gerais, Espírito Santo, Rio de Janeiro e São Paulo. A densidade populacional vai de menos de dois habitantes por quilômetro quadrado a mais de treze mil.

O agrupamento óbvio é a mancha metropolitana: São Paulo, Rio, Belo Horizonte e Vitória, cada uma com um anel de municípios igualmente densos. O caso interessante é outro. No interior de Minas há cidades grandes cercadas de vazio demográfico — as chamadas capitais regionais, que concentram hospital, universidade e comércio para um raio de centenas de quilômetros. Elas aparecem no LISA como alto-baixo, e entender por que elas existem onde existem é entender como o Brasil se urbanizou.

A pergunta do problema

O Sudeste é uma mancha urbana contínua ou um arquipélago?

Para os alto-baixo: que papel esses municípios cumprem na rede urbana, e o que aconteceria com a região em volta se eles não existissem? Para os baixo-alto, o contrário: por que um município ficou vazio no meio de uma área densa?

Por que a variável vem em logaritmo

Densidade é uma das variáveis mais tortas que existem: entre o município menos e o mais denso do Sudeste há quatro ordens de grandeza. O arquivo traz dens_hab, em habitantes por quilômetro quadrado, para citar no relatório, e log_dens, o logaritmo na base 10, que é a coluna da análise.

Um valor de 2,24 em log_dens significa 102,24, ou cerca de 174 habitantes por km².

Problema 4 · outubro a dezembro

O Sul envelheceu primeiro. Quem está segurando os jovens?

São 1.191 municípios no Paraná, em Santa Catarina e no Rio Grande do Sul. A fração da população com 65 anos ou mais, no Censo 2022, vai de 5,3% a 30,1%.

A região Sul atravessou a transição demográfica antes do resto do país, e a serra gaúcha é hoje uma das áreas mais envelhecidas do Brasil. Isso tem consequências diretas e mensuráveis: demanda por saúde, arrecadação municipal, oferta de mão de obra, sustentabilidade da previdência local. Um município com 30% da população acima de 65 anos é um município com um problema fiscal no horizonte.

O contraste aparece nos polos regionais. Cidades que oferecem universidade e emprego retêm e atraem jovens, e aparecem como ilhas de população mais nova dentro de regiões envelhecidas.

A pergunta do problema

O envelhecimento do Sul é um fenômeno regional ou municipal?

Para os baixo-alto: o que esses municípios oferecem que segura os jovens? E para os alto-baixo, o caso mais curioso da sua lista: por que uma capital aparece entre eles?

O que a variável é e o que ela não é

O arquivo traz pop_65, o número absoluto de pessoas com 65 anos ou mais, pop_2022, a população total, e pct_65, a razão entre as duas em porcentagem. Use pct_65.

Uma fração alta pode vir de duas histórias opostas: muita gente velha, ou pouca gente jovem porque os jovens foram embora. O dado de um ano só não separa as duas, e é bom dizer isso no relatório.

Os dados

Pacote da APS 2no Blackboard
Tudo do IBGE: malhas municipais de 2022, Censo Demográfico 2022, Produto Interno Bruto dos Municípios e Produção da Pecuária Municipal. Baixados em 20/10/2026. Fonte original: SIDRA e API de malhas.
  • amazonia.gpkg 591 municípios de AC, AP, AM, MT, PA, RO, RR e TO. Campos: CD_MUN, NM_MUN, SIGLA_UF, id_mun, AREA_KM2, pop_2022, pib_pc, log_pibpc.
    oficial
  • nordeste.gpkg 1.794 municípios dos nove estados do Nordeste. Campos de identificação mais tx_alfab e analfab.
    oficial
  • sudeste.gpkg 1.668 municípios de MG, ES, RJ e SP. Campos de identificação mais dens_hab e log_dens.
    oficial
  • sul.gpkg 1.191 municípios de PR, SC e RS. Campos de identificação mais pop_65 e pct_65.
    oficial
Todos em EPSG:4674, polígono, com id_mun inteiro pronto para ser o ID Variable da matriz de pesos. O LEIA-ME do pacote traz, para cada arquivo, a tabela do SIDRA de origem e a conta que produziu cada coluna.

Abra só o arquivo do seu trimestre. Os quatro têm a mesma estrutura de campos, de propósito: o roteiro do tema 6 funciona igual nos quatro.

O trabalho

O que responder

São cinco perguntas. Cada uma exige um número, um mapa ou uma tabela que a sustente, e um parágrafo de argumento. O parágrafo vale mais que o número.

Pergunta 1 · O padrão existe?

Construa a matriz de contiguidade rainha, calcule o índice de Moran global da sua variável e rode o teste de permutação com 999 sorteios.

Informe o índice, o pseudo p-valor, o número de permutações e a semente. Diga em uma frase o que esse número significa para a sua região, em português, sem jargão.

Onde está a dificuldade

Antes de escrever, olhe o diagrama de espalhamento. Seu índice é sustentado pela nuvem inteira ou por meia dúzia de pontos no extremo? Selecione os pontos extremos no diagrama e veja onde eles caem no mapa. Essa observação muda o que se pode afirmar.

Pergunta 2 · Onde está o agrupamento?

Rode o LISA com as mesmas 999 permutações. Apresente o mapa de agrupamentos e responda, com números:

  1. Quantos municípios em cada uma das quatro categorias, e quantos não significativos.
  2. Onde ficam, no território, os alto-alto. Nomeie a região em português — "oeste da Bahia", "serra gaúcha", "periferia da Grande São Paulo" — e não apenas liste códigos.
  3. Que fração da população da sua região mora nos municípios alto-alto. Use a coluna pop_2022.

Pergunta 3 · Os outliers espaciais

Esta é a pergunta central da APS, e a que tem mais peso na correção.

Isole os municípios alto-baixo e baixo-alto significativos. Monte uma tabela com nome, UF, valor da variável, média dos vizinhos e pseudo p-valor.

Depois escolha dois deles, um de cada tipo, e investigue. Para cada um, escreva um parágrafo respondendo:

  1. O que é esse município? Quantos habitantes tem, do que vive, onde fica.
  2. Por que ele destoa da vizinhança? Procure a explicação concreta — uma mina, uma universidade, uma usina, uma rodovia, um relevo, uma política municipal. Cite a fonte do que você afirmar.
  3. Esse município é um problema a resolver ou um modelo a copiar? A resposta depende da variável, e precisa estar explícita.

A quantidade de outliers varia bastante entre os quatro recortes: um deles tem mais de vinte baixo-alto, outro tem dois. Se o seu recorte tiver poucos, isso não é defeito do seu trabalho — registre o número na tabela e diga, em uma frase, o que a escassez indica sobre a forma como o fenômeno se espalha ali.

O que não vale como resposta

"É um outlier espacial porque tem valor alto e vizinhos baixos" é a definição da categoria, não uma explicação. A pergunta é por que o valor é alto ali e baixo em volta, e isso exige sair do GeoDa e descobrir o que existe naquele município.

Pergunta 4 · O resultado depende da sua escolha?

Refaça o índice de Moran global com uma segunda matriz de vizinhança: k = 6 vizinhos mais próximos. Monte uma tabela de duas linhas comparando as duas matrizes: índice, pseudo p-valor e número de ligações.

Responda: a conclusão da Pergunta 1 muda? E a lista de outliers da Pergunta 3 — ela é a mesma com as duas matrizes? Se mudou, diga quais municípios entraram e quais saíram.

Pergunta 5 · O que o índice não vê

Em um parágrafo de cinco a oito linhas, aponte três limites do que você acabou de fazer. Pelo menos um deles tem que ser específico da sua variável e do seu recorte, não um limite genérico da técnica.

Alguns fios para puxar, sem obrigação de usar: o recorte por região corta vizinhos na moldura; o município é uma unidade política de tamanho arbitrário, e a sua região tem municípios de 17 km² e de 159 mil km²; a variável é de um ano só; e detectar um padrão não explica a causa dele.

Apoio

Caminho no GeoDa

É o mesmo roteiro do tema 6, com a sua variável no lugar de soja_ha. A sequência, em resumo:

O que fazerOnde
Abrir o arquivoFile ▸ escolher GeoPackage, ou arrastar para Drop files here
Ver o mapa antes de medirícone Map, Natural Breaks Map, 5 categorias
Matriz de vizinhançaTools ▸ Weights Manager ▸ Create, ID id_mun, Queen contiguity, ordem 1
Matriz alternativamesma janela, aba Distance Weight, K-Nearest neighbors com 6
Moran global e diagramaSpace ▸ Univariate Moran's I
Teste de permutaçãobotão direito no diagrama, Randomization ▸ 999 Permutations
LISASpace ▸ Univariate Local Moran's I, marcando as três janelas
Salvar o resultado na tabelacom o Cluster Map na frente, Options ▸ Save Results
Isolar os outliersbotão direito no cabeçalho de LISA_CL, Selection Tool
Dois pontos de conferência

Ao criar a matriz de pesos, o painel do Weights Manager mostra o número de observações, o mínimo e o máximo de vizinhos e a porcentagem de células não nulas. Confira que o número de observações bate com o número de municípios do seu recorte, e que nenhum município ficou com zero vizinhos.

Ao rodar a permutação, confira que o número de sorteios é 999 e anote a semente. Sem esses dois números o seu resultado não é reproduzível, e a Pergunta 1 pede os dois.

Se o GeoDa avisar que há município sem vizinho

Dois recortes têm exatamente um município ilhado, que não encosta em nenhum outro: Fernando de Noronha, no Nordeste, e Ilhabela, no Sudeste. Contiguidade não alcança quem está no mar, e o GeoDa avisa isso ao criar a matriz.

Não é defeito do arquivo nem erro seu. É o aviso correto, e o que se faz com ele é uma decisão sua que precisa estar escrita: deixar o município de fora da análise, ou trocar para a matriz de k vizinhos mais próximos, que sempre encontra vizinhos. Repare que na Pergunta 4 você vai usar k = 6 de qualquer jeito, e lá a ilha deixa de ser ilha. Vale comparar o que acontece com ela nas duas matrizes.

Para exportar mapas e tabelas

No GeoDa, qualquer janela de mapa ou gráfico exporta por File ▸ Save Image As. A tabela de atributos, depois do Save Results, exporta por File ▸ Save As em CSV, que abre no Excel.

Mapa de agrupamento LISA não precisa de escala nem de norte: ele não é um mapa de localização, é um resultado estatístico projetado no território. Precisa de legenda legível, título que diga a variável e o ano, e a nota de rodapé com matriz, permutações e semente.

Entrega

O que entregar

Um documento em PDF, no máximo seis páginas, pelo Blackboard, com nome de arquivo em minúsculas, sem acento e sem espaço.

O documento

  • Identificação: seu nome, seu mês de nascimento e o recorte que ele determinou.
  • As cinco respostas, na ordem, cada uma com o número, a figura ou a tabela que a sustenta, e o parágrafo de argumento.
  • O mapa de agrupamentos LISA, legível, com a nota de matriz, permutações e semente.
  • O diagrama de espalhamento de Moran.
  • A tabela completa dos outliers espaciais.
  • As fontes que você consultou para explicar os dois municípios da Pergunta 3.

Estimativa de tempo: três a quatro horas, sendo que a maior parte não é de software. É de procurar o que existe nos dois municípios que você escolheu.

Como será corrigido

CritérioPeso
Índice global, teste de permutação e mapa LISA corretos, com matriz, permutações e semente declaradas25
Leitura do agrupamento: onde fica, quanta gente mora nele, nomeado em português15
Outliers espaciais: tabela completa e os dois parágrafos de investigação, com fonte35
Comparação entre as duas matrizes de vizinhança15
Os três limites, sendo um específico do seu caso10
O que pesa contra
  • Entrega com o recorte errado: zero.
  • Mapa LISA sem a nota de matriz, permutações e semente: o resultado não é reproduzível, e isso custa metade do primeiro critério.
  • Explicar outlier repetindo a definição da categoria em vez de investigar o município.
  • Tratar um município alto-alto como culpado de alguma coisa. A categoria descreve uma vizinhança, não uma conduta.
  • Prazo e política de atraso no Blackboard.