Empleo del AHP (Proceso Analítico Jerárquico) incorporado en SIG

EMPLEO DEL AHP (PROCESO ANALÍTICO JERÁRQUICO)
INCORPORADO EN SIG PARA DEFINIR EL EMPLAZAMIENTO
ÓPTIMO DE EQUIPAMIENTOS UNIVERSITARIOS.
APLICACIÓN A UNA BIBLIOTECA
ALVAREZ ALONSO, M.; ARQUERO HIDALGO, A.;
MARTÍNEZ IZQUIERDO, E.
Facultad de Informática (U.P.M.)
Campus de Montegancedo, 28660 Boadilla del Monte (Madrid)
malvarez@fi.upm.es
RESUMEN
La creciente disponibilidad de la información geográfica ha propiciado que en los últimos
años haya aumentado la necesidad de aplicaciones relacionadas con los Sistemas de
Información Geográfica (SIG), en organizaciones que históricamente no han manejado este tipo
de información y sin embargo puede ser de gran utilidad para adoptar medidas decisivas de
actuación en momentos claves de desarrollo de sus proyectos.
Uno de los nuevos campos de aplicación en el que los SIG se hacen necesarios, es la
gestión eficaz de los espacios de los campus universitarios, tanto desde el punto de vista
medioambiental, respetando la idea de desarrollo sostenible; como del mantenimiento de sus
infraestructuras, generando soluciones inmediatas a problemas urgentes.
En este sentido, los SIG han ido incorporando herramientas de ayuda a la decisión, entre
las que se encuentran modelos de localización-asignación óptima, cuyo objetivo es encontrar los
emplazamientos mas adecuados para instalar determinados equipamientos. Existen numerosos
modelos de localización-asignación: Ponderación Lineal (scoring), Utilidad Multiatributo
(MAUT), Relaciones de superación, etc., pero no obstante no todos están presentes en los SIG.
En este trabajo se plantea la utilización del AHP, Proceso Analítico Jerárquico, herramienta
de base matemática que permite estructurar un problema multicriterio en forma visual. El objetivo
de este trabajo es determinar sobre la base de diferentes criterios basados en distintos atributos,
cual es el emplazamiento mas adecuado para construir equipamientos universitarios tales como
una biblioteca, en el Campus de Montegancedo de la Universidad Politécnica de Madrid, donde se
ubica físicamente la Facultad de Informática. Se pretende concluir que con la aplicación de este
tipo de herramientas de decisión se lograría una mayor equidad y eficiencia espacial en el
resultado final de la decisión sobre el emplazamiento, al tiempo que se minimizarían los posibles
efectos negativos sobre el medioambiente en una zona de especial protección.
Palabras clave
SIG, métodos multicriterio, proceso de las jerarquías analíticas (AHP), medioambiente.
ABSTRACT
The growing availability of the geographical information it has propitiated that in the last
years it has increased the necessity of applications related with Geographical Information
Systems (GIS), in organizations that historically have not managed this information and
however it can be great utility to take decisive measures in key moments for its projects
development.
One of the new application fields in which the GIS becomes necessary, it is the effective
administration of the spaces in the university campus, so much from environmental view point,
with sustainable development; as from their infrastructures maintenance, generating immediate
solutions to urgent problems.
579
EL ACCESO A LA INFORMACIÓN ESPACIAL Y LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS GEOGRÁFICAS PÁG. 579-595
In this sense, the GIS has gone incorporating tools for help to the decision, among those
that are good localization-assignment models whose objective is to find the locations but
appropriate to install certain equipment. Numerous localization-assignment models exist: Linear
Ponderation (scoring), Multi-Atribute Utility (MAUT), Methods for Enrichment Evaluations...,
but nevertheless not all are present in the GIS.
In this work we use the AHP, Analytical Hierarchy Process, tool whith mathematical base
that allows structuring a multicriterion problem in visual form. The goal of this work it is to
determine, on different approaches based on different attributes, which it is the location more
appropriate to build such university equipment as a library, in the Campus of Montegancedo of
the Polytechnic University in Madrid, where it is the Facultad de Informática geographic
located. We try to conclude that it would be achieved a bigger justness and space efficiency in
the final result for the decision on the location, at the time that the possible negative goods
would be minimized on the environment in an area of special protection, with the application of
this tools decision type.
Keywords
GIS, multicriteria decision methods, Analytic Hierarchy Process (AHP), environment.
1. INTRODUCCIÓN
Un Sistema de Información Geográfico (SIG) es una herramienta potente para
realzar el análisis del territorio. Una de sus posibles aplicaciones es la utilización en los
procesos de toma de decisiones (Álvarez, 2004). En este sentido, los SIG han ido
incorporando herramientas de ayuda a la decisión, entre las que se encuentran modelos
de localización-asignación óptima, cuyo objetivo es encontrar los emplazamientos mas
adecuados para instalar determinados equipamientos. Existen numerosos modelos de
localización-asignación: Ponderación Lineal (scoring), Utilidad Multiatributo (MAUT),
Relaciones de Superación, etc., pero no obstante no todos están presentes en los SIG.
Dentro del Análisis de Decisiones Multicriterio se encuentra el método
denominado Proceso Analítico Jerárquico, AHP (Analytical Hierarchy Process) (Saaty,
1980). Dicha metodología, permite construir un modelo jerárquico que represente el
problema objeto de estudio, mediante criterios y alternativas planteadas inicialmente,
para luego poder deducir, cual o cuales son las mejores alternativas y tomar una
decisión final óptima. Con este proceso analítico jerárquico se pretende dividir una
decisión compleja en un conjunto de decisiones simples, facilitando la comprensión y
solución del problema propuesto.
La Figura 1 presenta un esquema genérico o árbol de jerarquías, mediante el cual
se pueden realizar las comparaciones de criterios con criterios, subcriterios con
subcriterios y alternativas con alternativas. En las comparaciones se toman por pares,
evaluando su relación, es decir analizando la importancia relativa de uno sobre otro con
relación al objetivo propuesto. Las sucesivas evaluaciones se representan mediante
matrices que enfrentan los criterios, subcriterios y alternativas en filas y columnas.
El objetivo principal de este trabajo es determinar sobre la base de diferentes
criterios y subcriterios, cual es la alternativa óptima, es decir, el emplazamiento más
adecuado para construir una biblioteca universitaria, de manera que se maximice la
capacidad del territorio para acogerla y al mismo tiempo se minimice el impacto
negativo sobre el medio ambiente en una zona de especial protección. En este estudio se
combinan las potencialidades de un SIG con procesos multicriterio, con el fin de
580
EMPLEO DEL AHP (PROCESO ANALÍTICO JERÁRQUICO) INCORPORADO EN SIG PARA DEFINIR EL EMPLAZAMIENTO
ÓPTIMO DE EQUIPAMIENTOS UNIVERSITARIOS. APLICACIÓN A UNA BIBLIOTECA
determinar una parcela óptima de entre varias alternativas propuestas, mediante estudios
previos sobre el terreno.
OBJETIVO
CRITERIO
SUBCRITERIO
CRITERIO
SUBCRITERIO
SUBCRITERIO
SUBCRITERIO
CRITERIO
SUBCRITERIO
SUBCRITERIO
ALTERNATIVAS
Figura 1. Estructura de la jerarquía AHP
Fte- Elaboración propia de las autoras
Para la valoración de las alternativas se propone el uso de una herramienta
multicriterio denominada Expert Choice (Web 1), que permite una forma de trabajar
automatizada cómoda.
2. TERMINOLOGÍA UTILIZADA
En la presentación de la solución se ha utilizado una terminología que se resume a
continuación (Barredo, 1996) (Santos, 2004):
Objetivo: Es la meta o finalidad que se pretende conseguir con la actividad
desarrollada.
Alternativas: Entidades espaciales sobre las que se aplican los criterios de
evaluación para formar la matriz de decisión. La generación de alternativas es una de las
fases más importantes del proceso de evaluación y requiere un conocimiento profundo
de la interacción que se produce entre las acciones y los elementos del medio afectado
por las mismas.
Preferencias: Las preferencias son valores de peso que asignan los jueces
encargados de la decisión a cada uno de los criterios de evaluación. La suma de los
pesos de todos los criterios debe de ser la unidad.
Reglas de decisión: Procedimiento para comparar alternativas. El método
jerárquico empleado en este trabajo asigna pesos a distintos niveles binarios de una
jerarquía que va desde el objetivo principal de la toma de decisión hasta el nivel de los
atributos (subcriterios) que intervienen. La propagación de los pesos desde el nivel
superior hasta el de los atributos, da como resultado una fórmula lineal de valoración en
la que intervienen los atributos de las alternativas.
581
EL ACCESO A LA INFORMACIÓN ESPACIAL Y LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS GEOGRÁFICAS PÁG. 579-595
Criterios de evaluación: Un Criterio de Evaluación es una regla de valoración del
cumplimiento de un objetivo. Relaciona el objetivo con atributos medibles sobre el terreno.
La determinación de los Criterios de evaluación es, en general, el primer paso para la
resolución del problema de la toma de decisión. Se pueden definir como una especificación
de los objetivos y los indicadores que servirán de medida de su cumplimiento (atributos).
Pueden ser de dos tipos: factores, criterios que permiten definirse a favor de una alternativa
y en contra de otra y restricciones, criterios condicionados a los valores de los atributos.
Estos criterios delimitan el espacio de alternativas.
3. METODOLOGÍA
Para el problema en estudio, se han seleccionado un conjunto de parcelas
alternativas que se valoraron según una serie de criterios jerarquizados y técnicas de
AHP. En una situación ideal, la información de un determinado criterio puede gobernar
una decisión. Sin embargo, en la mayoría de los casos las decisiones implican un
equilibrio entre múltiples criterios en los que intervienen un gran número de datos.
Una vez que se ha construido el modelo jerárquico con los diferentes criterios y
alternativas relevantes para el proceso de decisión en cuestión y se hayan introducido
los juicios correspondientes en las comparaciones por pares, el problema se reduce al
cálculo de valores propios de las matrices de comparación por pares, los cuales
representarán las prioridades y el índice de inconsistencia respectivamente.
La metodología de trabajo queda reflejada en la Figura 2 y el procedimiento se
plantea en cuatro fases sucesivas:
1.
2.
3.
4.
Definición de los criterios de evaluación y restricciones.
Elección de las alternativas.
Valoración de la importancia relativa de los criterios.
Síntesis de resultados y análisis de sensibilidad
Definición del
problema
Criterios de
evaluación
Restricciones
Matriz de
Alternativas
Preferencias
Reglas de
decisión
Análisis de
sensibilidad
Resultados
Figura 2.Esquema de la metodología de trabajo
Fte- Elaboración propia de las autoras
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EMPLEO DEL AHP (PROCESO ANALÍTICO JERÁRQUICO) INCORPORADO EN SIG PARA DEFINIR EL EMPLAZAMIENTO
ÓPTIMO DE EQUIPAMIENTOS UNIVERSITARIOS. APLICACIÓN A UNA BIBLIOTECA
3.1 Definición de los criterios de evaluación
Mediante una minuciosa inspección sobre el terreno, con el objeto de facilitar la
elección y favorecer la realización del análisis parcelario, se establecen los criterios de
valoración a utilizar. Esta primera fase del estudio comprende la definición de dichos
criterios, los cuales se descomponen a su vez en una serie de subcriterios. Los criterios
resultantes se muestran a continuación:
3.1.1 Accesibilidad (C1)
La accesibilidad se define en función de la distancia a determinados elementos. La
proximidad a estos elementos supone, obviamente un factor favorable a la potencialidad
de una parcela para su dedicación a una biblioteca (Figura 3). En este trabajo la
accesibilidad se ha valorado en función de tres subcriterios: distancia a vías de tráfico
rodado, distancia al aparcamiento del campus y distancia a las instalaciones centrales de
la Facultad de Informática.
1. Distancia a vias de tráfico rodado (SC11)
La valoración categórica de esta variable se ha realizado, de acuerdo al siguiente
criterio:
1. Distancias superiores o iguales a 75 metros e inferiores a 100 metros.
2. Distancias superiores o iguales a 50 metros e inferiores a 75 metros
3. Distancias superiores o iguales a 25 metros e inferiores a 50 metros
4. Distancias superiores o iguales a 10 metros e inferiores a 25 metros
5. Distancias superiores a 0 metros e inferiores a 10 metros
2. Distancia al aparcamiento del Campus (SC12)
La valoración categórica de esta variable se ha realizado, de acuerdo al siguiente
criterio:
1. Distancias superiores o iguales a 400 metros e inferiores a 500 metros.
2. Distancias superiores o iguales a 300 metros e inferiores a 400 metros
3. Distancias superiores o iguales a 200 metros e inferiores a 300 metros
4. Distancias superiores o iguales a 100 metros e inferiores a 200 metros
5. Distancias superiores a 0 metros e inferiores a 100 metros
3. Distancia a las Instalaciones centrales de la FIM (SC13)
Este criterio supone un factor favorable a la potencialidad de las parcelas para su
dedicación a biblioteca, debido a la disponibilidad de los servicios docentes, paradas de
autobús, cafetería, etc. La valoración categórica de esta variable se ha realizado, de
acuerdo al siguiente criterio:
1. Distancias superiores o iguales a 750 metros e inferiores a 1000 metros.
2. Distancias superiores o iguales a 500 metros e inferiores a 750 metros
3. Distancias superiores o iguales a 250 metros e inferiores a 500 metros
4. Distancias superiores a 0 metros e inferiores a 25 metros.
583
EL ACCESO A LA INFORMACIÓN ESPACIAL Y LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS GEOGRÁFICAS PÁG. 579-595
3.1.2 Coste de edificación (C2)
Al estar la biblioteca dentro de terrenos de la propia universidad el factor coste no
tiene ninguna implicación monetaria, sino que se ha valorado en función de dos
subcriterios intrínsecos a la naturaleza física de las parcelas: la planarización y la lejanía
a las redes de infraestructuras urbanísticas de la parcela.
1. Coste planarización (SC21)
En la planarización de la parcela, la pendiente se puede entender como una de las
variables fundamentales que influyen a la hora de escoger el emplazamiento de un
edificio, ya que la falta de pendiente o las pendientes suaves favorecen la edificación.
Existen diferentes clasificaciones de la pendiente (Marsh, 1978). Para el caso en estudio
la valoración establecida ha sido la siguiente:
1. Pendiente muy baja, igual o inferior al 8%.
2. Pendiente baja, igual o superior al 8% e inferior al 12%
3. Pendiente media, igual o superior al 12% e inferior al 15%
4. Pendiente alta, igual o superior al 15% e inferior al 20%
5. Pendiente muy alta, igual o superior al 20%
2. Coste de infraestructuras (SC22)
La proximidad a las redes de infraestructuras, agua, teléfono, electricidad,
alcantarillado es un factor favorable a la hora de elegir el emplazamiento de un edificio.
En este caso se han establecido los siguientes valores:
1. Distancias muy altas, superiores o iguales a 30 metros e inferiores a 50 metros.
2. Distancias altas, superiores o iguales a 20 metros e inferiores a 30 metros
3. Distancias medias, superiores o iguales a 10 metros e inferiores a 20 metros
4. Distancias bajas, superiores o iguales a 5 metros e inferiores a 10 metros
5. Distancias muy bajas, superiores a 0 metros e inferiores a 5 metros
3.1.3 Impacto ambiental (C3)
Definir los factores o causas que dan lugar a un impacto es tarea compleja puesto
que existe una interacción entre el propio proyecto y el medio en el que se actúa.
Existen diversas metodologías como la de Seoanez Calvo (1998) para facilitar esta
labor. En el caso en estudio se han establecido los siguientes subcriterios: clasificación
temática verificada con verdad de campo, probabilidad de alteración del medio físico y
biótico y área de influencia futura en el entorno (respecto de la construida).
1. Clasificación temática verificada con verdad de campo (SC31)
En este trabajo se ha utilizado una subescena (1200x1200 m2) de una imagen
LANDSAT EMT+ clasificada mediante un clasificador de máxima probabilidad en 6
clases temáticas de ocupación del suelo, aplicando el método de selección de áreas de
entrenamiento sobre diagramas de dispersión (Arquero, 1998). La asignación a alguna
de las clases temáticas utilizadas en esta clasificación de la imagen, va a ser el valor
considerado para la evaluación de este subcriterio:
1.Encinar protegido equivale a impacto muy alto.
2.Pinar disperso equivale a impacto alto.
3.Caduco equivale a impacto medio.
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ÓPTIMO DE EQUIPAMIENTOS UNIVERSITARIOS. APLICACIÓN A UNA BIBLIOTECA
4.Suelo mixto con vegetación equivale a impacto bajo.
5.Suelo desnudo equivale a impacto muy bajo.
2. Probabilidad de alteración del medio físico y biótico (SC32)
La probabilidad de alteración del medio físico y biótico es función de la superficie
construida. Esta probabilidad será menor en lugares en los que el suelo no tiene
vegetación. Algunos elementos del medio físico y biótico son tales como el sustrato, el
suelo e individuos o estructuras de las especies animales o vegetales presentes. Para el
caso en estudio la valoración establecida ha sido la siguiente:
1. Muy alta
2. Alta
3. Media
4. Baja
5. Muy baja
3. Área de influencia futura en el entorno (respecto de la construida) (SC33)
El área de influencia futura en el entorno respecto al área construida será menor
en lugares en los que el suelo no tiene vegetación y una posible ampliación de la
edificación no conlleva muchos perjuicios, como no tener que talar árboles. La
valoración de esta variable se ha realizado de la siguiente manera:
1. Muy alta
2. Alta
3. Media
4. Baja
5. Muy baja
3.2 Elección de las alternativas
Para poder establecer con rigor la metodología de estudio del emplazamiento de la
parcela, se debe tener información geoespacial donde se sitúan las distintas alternativas
de localización. En el caso de este estudio se dispone la siguiente información:
• Datos del Campus en formato de Autodesk, procedentes del levantamiento
realizado por el servicio de infraestructuras del Rectorado de la UPM.
• Datos de los edificios en formato de AutoCAD, proporcionados por la
dirección de la Facultad de Informática.
• Fotografía Aérea en formato GeoTIFF proporcionada por el Centro Geográfico
del Ejército.
• Imagen remota Landsat ETM+, que ha sido clasificada temáticamente y
verificada por datos de campo.
Todos estos datos se han convertido a formato de ArcGIS por los miembros del
equipo.
Se han establecido en el Campus seis localizaciones posibles para la ubicación
final de la biblioteca (Figura 3). Las alternativas deben ser evaluadas en función de cada
criterio, y presentan condicionantes a favor y en contra cuantitativos y cualitativos más
difíciles de evaluar por los expertos.
585
EL ACCESO A LA INFORMACIÓN ESPACIAL Y LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS GEOGRÁFICAS PÁG. 579-595
F
B5,B6
B2,B3,B
4
A
E
B1
Parking
Campus
B
D
C
Figura 3. Fotografía aérea del Campus de Montegancedo donde se sitúan las alternativas a
estudiar
Fte- Elaboración propia del Servicio Geográfico del Ejército y autoras
Una vez que se han establecido las alternativas, definidos y valorados los subcriterios
por los expertos se realiza un modelo del proceso. Este árbol consta de tres niveles cuyos
nodos son los criterios (nivel 1) y subcriterios (nivel 2) establecidos (Figura 4).
Figura 4. Jerarquía para la construcción del edificio.
Fte- Elaboración propia de autoras
3.3Valoración de factores
La tercera fase de la metodología conlleva la valoración de la importancia relativa
de los factores. Es un problema importante, ya que de la ponderación o definición de los
pesos respectivos, el resultado del análisis puede variar. Esta fase implica dos etapas:
3.3.1Valoración de criterios por técnicos expertos
En este caso el procedimiento consistió en valorar los criterios y subcriterios por 3
tipos de evaluadores: Usuarios mayoritarios, donde se consideran los alumnos y
personal administrativo; Líderes de la comunidad, tanto la dirección de la Facultad de
Informática como los responsables del rectorado de la UPM y Personal de
organizaciones medioambientales.
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ÓPTIMO DE EQUIPAMIENTOS UNIVERSITARIOS. APLICACIÓN A UNA BIBLIOTECA
3.3.2 Definición de preferencias o ponderación de los criterios
El procedimiento de comparación de valores utilizado es el elaborado por Saaty
(Saaty, 1980), llamado Método de las Jerarquías Analíticas implementado en la
aplicación Expert Choice. Consiste en obtener el valor propio principal de una matriz de
comparación por pares de factores. La escala ordinal de comparación se mueve entre
valores de 9 y 1/9. La escala adoptada por los expertos ha sido:
1: igual importancia
3: algo más importante
5: bastante más importante
7: mucho más importante
9: absolutamente más importante
Los mismos valores se expresarán de forma fraccionaria si la comparación resulta
inferior. Esta comparación por pares da lugar a matrices cuadradas en las cuales la
correspondencia entre pares de valores es recíproca.
Una vez establecidos los elementos de las matrices, la aplicación empleada Expert
Choice, obtiene el valor propio principal de la matriz normalizado, que significa el
orden de prioridad de los criterios.
La aplicación, para evaluar la importancia relativa de los criterios recorre el
modelo de abajo hacia arriba, deduciendo las prioridades que son locales, que suman
siempre 1. Al mismo tiempo obtiene el índice de inconsistencia que deberá ser siempre
inferior a 0,1. También obtiene tanto la prioridad global como las locales multiplicadas
por la prioridad del nodo padre del árbol.
La herramienta permite dos procedimientos de asignación de valores a matrices:
• Primer procedimiento: Introducción por porcentajes de participación, con los
que la herramienta genera las matrices, y da lugar a un índice de inconsistencia
óptima de valor 0, como se muestra en el ejemplo de la Figura 5.
• Segundo procedimiento: Introducción directamente de valores en las matrices
por el usuario. En esta forma los valores de inconsistencia obtenidos pueden
estar dentro o fuera del límite permitido (0,1), y en base a ese valor se puede
replantear el contenido de pesos introducidos en las matrices (Figura 6).
Figura 5. Introducción de prioridades y generación de matriz
Fte- Elaboración propia Expert Choice y autoras
587
EL ACCESO A LA INFORMACIÓN ESPACIAL Y LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS GEOGRÁFICAS PÁG. 579-595
Figura 6. Introducción de valores en la matriz y generación de prioridades
Fte- Elaboración propia Expert Choice y autoras
3.4 Síntesis de resultados y análisis de sensibilidad
Una vez terminado el modelo e introducidos los juicios, se obtienen los resultados
sintetizando toda la información y aplicando el algoritmo de Saaty, el cual se realiza en
la herramienta de manera transparente al usuario.
Existen dos modos de sintetizar los resultados (Romero, 1996):
• Modo Ideal, el modelo tiende a hacer una serie de normalizaciones para hacer
que las prioridades sumen 1 y así repartir uniformemente la prioridad, además
de otras normalizaciones más internas. Se usa cuando se pretende buscar la
mejor alternativa.
• Modo Distributivo, el modelo no realiza normalizaciones y puede perder
pequeños fragmentos de prioridad aunque resulta más eficiente. Se usa cuando
se pretende buscar varias soluciones.
Los resultados que se puedan obtener tanto en el modo ideal como en el distributivo
pueden no ser iguales, aunque en la mayoría de casos darán el mismo resultado o
parecido.
El análisis de sensibilidad permite visualizar y analizar la sensibilidad del
resultado (ordenación de las alternativas) respecto de posibles cambios en la
importancia de los criterios. La herramienta permite dos formas de visualización: de
manera estática, seleccionando el nodo correspondiente al objetivo y recogiendo la
información que aparece en la ventana correspondiente a la de las alternativas, y de
forma dinámica, por medio gráficas de sensibilidad, como se muestra en el ejemplo de
las Figuras 7 y 8, que expresan cómo afectan los datos de entrada (criterios de
evaluación y preferencias) a la solución obtenida. Estas gráficas pueden servir para
modificar las prioridades de los criterios del modelo.
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EMPLEO DEL AHP (PROCESO ANALÍTICO JERÁRQUICO) INCORPORADO EN SIG PARA DEFINIR EL EMPLAZAMIENTO
ÓPTIMO DE EQUIPAMIENTOS UNIVERSITARIOS. APLICACIÓN A UNA BIBLIOTECA
Figura 7. Análisis de sensibilidad para los Usuarios mayoritarios
Fte- Elaboración propia Expert Choice y autoras
Figura 8. Análisis de sensibilidad para los Usuarios mayoritarios donde se muestra la
influencia de los diferentes componentes
Fte- Elaboración propia Expert Choice y autoras
4. RESULTAOS
Los resultados de la fase de valoración (Apdo. 3.3) se expondrán exclusivamente
para el caso de Usuarios mayoritarios, en las Tablas 1 a 12, donde pueden observarse las
matrices de ponderación elaboradas por las autoras, y las matrices de comparación entre
alternativas.
Tabla 1. Matriz de valoración de Criterios frente a Criterios
C1 C2 C3
C1 1 9 7
C2 1/9 1 3
C3 1/7 1/3 1
Fte- Elaboración propia autoras
589
EL ACCESO A LA INFORMACIÓN ESPACIAL Y LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS GEOGRÁFICAS PÁG. 579-595
Tabla 2. Matriz de valoración de subcriterios de Accesibilidad
SC11 SC12 SC13
SC11
1
1/3
1/7
SC12
3
1
1/5
SC13
7
5
1
Fte- Elaboración propia autoras
Tabla 3. Matriz de valoración de subcriterios de Coste de edificación
SC21 SC22
SC21
1
7
SC22
1/7
1
Fte- Elaboración propia autoras
Tabla 4. Matriz de valoración de subcriterios de Impacto ambiental
SC31 SC32 SC33
SC31
1
1/7
1/3
SC32
7
1
5
SC33
3
1/5
1
Fte- Elaboración propia autoras
Tabla 5. Matriz de comparación entre alternativas para el subcriterio de Accesibilidad
SC11
SC11 A
B
C
D E F
A
1
1
1
1
9
1
B
1
1
1
1
9
1
C
1
1
1
1
9
9
D
1
1
1
1
9
1
E
F
1/9 1/9 1/9 1/9 1 1/9
1
1
1/9
1
9
1
Fte- Elaboración propia autoras
Tabla 6. Matriz de comparación entre alternativas para el subcriterio de Accesibilidad
SC12
SC12 A
B
C D E F
A
1
1/5
3
5 1/3 5
B
5
1
7
9
1
3 1/5 3
3
9
C
1/3 1/7
D
1/5 1/9 1/3 1 1/7 1
E
F
3
1/3
5
7
1
7
1/5 1/9 1/3 1 1/7 1
Fte- Elaboración propia autoras
590
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ÓPTIMO DE EQUIPAMIENTOS UNIVERSITARIOS. APLICACIÓN A UNA BIBLIOTECA
Tabla 7. Matriz de comparación entre alternativas para el subcriterio de Accesibilidad SC13
SC13 A
B C D
E
F
A
1
5
9
9
3
7
B
1/5
1
5
5
1/3
3
C
1/9 1/5 1
1
1/7 1/3
D
1/9 1/5 1
1
1/7 1/3
E
1/3
7
F
1/7 1/3 3 1/5 1/5
3
7
1
5
1
Fte- Elaboración propia autoras
Tabla 8. Matriz de comparación entre alternativas para el subcriterio de Coste de
edificación SC21
SC21 A B C D E F
1 5 1/3 3 1 7
A
B 1/5 1 1/7 1/3 1/5 3
3 7 1 5 3 9
C
D 1/3 3 1/5 1 1/3 5
1 5 1/3 3 1 7
E
F 1/7 1/3 1/9 1/5 1/7 1
Fte- Elaboración propia autoras
Tabla 9. Matriz de comparación entre alternativas para el subcriterio de Coste de
edificación SC22
SC22 A B C D E F
1 1/7 1/7 1/3 3 1/7
A
7 1 1 5 9 1
B
7 1 1 5 9 1
C
3 1/5 1/5 1 5 1/5
D
E 1/3 1/9 1/9 1/5 1 1/9
7 1 1 5 9 1
F
Fte- Elaboración propia autoras
Tabla 10. Matriz de comparación entre alternativas para el subcriterio de Impacto
ambiental SC31
SC31 A B C D E F
1 1 1/3 1 1/3 7
A
1 1 1/3 1 1/3 7
B
3 3 1 3 1 7
C
1 1 1/3 1 1/3 7
D
3 3 1 3 1 9
E
F 1/7 1/7 1/9 1/7 1/9 1
Fte- Elaboración propia autoras
591
EL ACCESO A LA INFORMACIÓN ESPACIAL Y LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS GEOGRÁFICAS PÁG. 579-595
Tabla 11. Matriz de comparación entre alternativas para el subcriterio de Impacto
ambiental SC32
SC32 A B C D E F
1 1/3 1/7 1/5 1/7 3
A
3 1 1/5 1/3 1/5 5
B
7 5 1 3 1 9
C
5 3 1/3 1 1/3 7
D
7 5 1 3 1 9
E
F 1/3 1/5 1/9 1/7 1/9 1
Fte- Elaboración propia autoras
Tabla 12. Matriz de comparación entre alternativas para el subcriterio de Impacto
ambiental SC33
SC33 A B C D E F
1 1/3 1/7 1/5 1/3 3
A
3 1 1/5 1/3 1 5
B
7 5 1 3 5 9
C
5 3 1/3 1 3 7
D
3 1 1/5 1/3 1 5
E
F 1/3 1/5 1/9 1/7 1/5 1
Fte- Elaboración propia autoras
Las Figuras 9-11 se corresponden con las comparativas realizadas entre los
resultados obtenidos para cada tipo de evaluador que aparece en el modelo, utilizando el
procedimiento 1 (prioridades) de introducción de datos y el procedimiento 2 (matrices).
En la Figura 9 se muestran las prioridades resultantes de las alternativas (A, B, C,
D, E y F) dependiendo de la forma de introducir los juicios (forma 1 ó forma 2). Las
prioridades A, B, C, D, E y F se corresponden con las prioridades de las alternativas
para la forma 1 según los usuarios mayoritarios, utilizando el modelo modificado. Y las
prioridades A’, B’, C’, D’, E’ y F’ se corresponden con las prioridades de las
alternativas para la forma 2. Este mismo criterio se ha utilizado para la generación de las
Figuras 10 y 11, correspondientes a los usuarios Líderes de la comunidad y
Organizaciones medioambientales respectivamente.
Figura 9. Comparación de resultados según formas de introducción de datos para los
Usuarios mayoritarios
Fte- Elaboración propia autoras
592
EMPLEO DEL AHP (PROCESO ANALÍTICO JERÁRQUICO) INCORPORADO EN SIG PARA DEFINIR EL EMPLAZAMIENTO
ÓPTIMO DE EQUIPAMIENTOS UNIVERSITARIOS. APLICACIÓN A UNA BIBLIOTECA
Figura 10. Comparación de resultados según formas de introducción de datos para los
Líderes de la comunidad
Fte- Elaboración propia autoras
Figura 11. Comparación de resultados según formas de introducción de datos para las
Organizaciones medioambientales
Fte- Elaboración propia autoras
Hay que resaltar que los resultados obtenidos están de acuerdo con la importancia
de los criterios para cada tipo de evaluador. Para los usuarios mayoritarios, la
accesibilidad es su criterio más importante y así se manifiesta en la elección obtenida de
la parcela A. Mientras que para los Líderes de la comunidad, el factor más influyente es,
sin duda, el coste del proyecto y en menor medida influye el impacto ambiental, que es
mucho menor que en cualquier otra alternativa. La alternativa C tiene un 20% (por el
método de las prioridades) más de prioridad que la segunda más alta y tiene toda su
prioridad repartida sobre todo entre los factores más importantes, lo que hace que si se
varía la prioridad de los criterios, continuará siendo C la mejor solución. Los resultados
para el modelo de las organizaciones medioambientales concluyen que la alternativa C
es la mejor, aunque esta vez es por un 14% (por el método de las prioridades). Los
componentes de esta alternativa están equilibrados, es decir, tiene la prioridad bien
repartida entre los criterios del modelo, lo que hace que al intentar modificar las
prioridades en los criterios, siga dando como resultado la alternativa C.
El índice de inconsistencia estuvo en todos los casos por debajo de 0,10; que lo
hace perfectamente aceptable.
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EL ACCESO A LA INFORMACIÓN ESPACIAL Y LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS GEOGRÁFICAS PÁG. 579-595
5. CONCLUSIONES
Del estudio realizado se pueden obtener unas conclusiones respecto a las
prestaciones y uso de la herramienta automática utilizada (Expert Choice) y respecto a
los resultados obtenidos cuando se aplica a un problema relacionado con una buena
gestión del territorio. Así, las conclusiones se pueden concretar en:
• La herramienta utilizada (Expert Choice) para realizar el estudio ha resultado
ser eficiente y rápida a la hora de ofrecer resultados y realizar ajustes sobre el
modelo inicial. Es muy importante señalar la capacidad de reutilización que
tiene el modelo generalizado creado, de forma que admite fácilmente nuevas
alternativas, criterios y subcriterios.
• Los estudios de problemas, aplicando técnicas de análisis multicriterio,
requieren una buena elección de evaluadores que definan las características de
las alternativas, criterios y subcriterios para realizar la evaluación, que resultará
más rápida utilizando herramientas automáticas que realicen el Proceso
Analítico Jerárquico (AHP). Su utilización reduce la posible carga de
subjetividad de los criterios de evaluación, que se minimiza al valorar los
evaluadores cada uno de los criterios de manera independiente. Expert Choice,
presenta características de uso amigables para usuarios no expertos.
• Los SIG integrados con aplicaciones multicriterio se muestran como una
herramienta sencilla y potente para la toma de decisiones sobre las alternativas
de localización, como el caso que se presenta en este trabajo que es el de una
biblioteca de un centro universitario. Su potencialidad radica básicamente en
que permiten el uso de una gran variedad de información geográfica y
ambiental sobre las parcelas de ubicación definitiva.
• El hecho de que los dos procedimientos empleados para la introducción de
información (prioridades y matrices) den buenos resultados, concluye que los
evaluadores expertos están cualificados para hacer la evaluación de manera
óptimamente objetiva.
6. AGRADECIMIENTOS
Los datos del levantamiento del Campus fueron proporcionados por el servicio de
infraestructuras del Rectorado de la UPM, los datos de los edificios por la dirección de
la Facultad de Informática y la fotografía aérea por el Centro Geográfico del Ejército.
BIBLIOGRAFÍA
Álvarez Alonso, M. (2004): “Últimos avances en Sistemas de Información
Geográfica”, Ciclo de videoconferencias del GATE (UPM).
Arquero Hidalgo, A.; Martinez Izquierdo, E.; Gonzalo, C.; Ferreras, A. (1998):
“Utilización de scattergrams de ErMapper 5.5 para la elección de áreas de
entrenamiento en la clasificación temática de imágenes Landsat”. Mapping, 50, pp
56-58.
Barredo, J. I. (1996): “Sistemas de Información geográfica y evaluación multicriterio en
la ordenación del territorio”, España, RAMA.
Marsh, W. (1978): “Environmental Análisis for Land and site planning”, USA, Mc
Graw Hill.
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EMPLEO DEL AHP (PROCESO ANALÍTICO JERÁRQUICO) INCORPORADO EN SIG PARA DEFINIR EL EMPLAZAMIENTO
ÓPTIMO DE EQUIPAMIENTOS UNIVERSITARIOS. APLICACIÓN A UNA BIBLIOTECA
Romero, C. (1993): “Teoría de la decisión multicriterio: Conceptos, técnicas y
aplicaciones”; España, Alianza.
Saaty, T. (1980): “The Analytical Hierchy Process”. USA, Mc Graw Hill.
Santos Preciado, M.; Borderias Uribeondo, M. P. (2004): “Introducción al análisis
mediambiental de un territorio”, España, UNED.
Seoanez Calvo M. (1998): “Medio ambiente y desarrollo: Manual de gestión de los
recursos en función del medio ambiente”, España, Mundiprensa.
Web 1: Herramienta Expert Choice (http://www.expertchoice.com/)
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