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O termo análise espacial se aplica a um vasto conjunto de técnicas que lidam com a dimensão geográfica ou de proximidade dos fenômenos. Diversas dessas técnicas ou ferramentas são utilizadas em diferentes áreas do conhecimento em que o posicionamento relativo e a disposição dos elementos são fatores relevantes. São os casos de análises de padrões de localização de plantas na botânica; estudos de casos de epidemias e fenômenos de contágio na infectologia; dinâmicas das ciências de transporte; ou as ciências regionais que utilizam essas ferramentas para avaliar a distribuição espacial de características produtivas, econômicas ou inovativas.

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As ciências regionais ou os estudos regionais compreendem um campo do conhecimento que envolve pesquisadores de distintas origens que fazem uso de técnicas de análise espacial para avaliar a atividade econômica, fluxos comerciais e de pessoas, localização da produção, entre outros temas. Segundo LeSage (1999) o elemento comum dos diversos trabalhos que se encaixam sob o rótulo de Ciências Regionais é o fato de compartilharem uma série de fundamentos. Por isso, LeSage (1999, p. 5, tradução própria) indicou que “a Ciência Regional é baseada na premissa de que a

localização e a distância são forças importantes na geografia humana e na atividade de mercado. Todas essas noções foram formalizadas na teoria da ciência regional que recaem sobre as noções de interação espacial e efeitos de difusão, hierarquia de lugares e spillovers espaciais”.

No que diz respeito ao conjunto de técnicas aplicadas ao campo das Ciências Regionais, Anselin (1988) define a Econometria Espacial como um conjunto de ferramentas estatísticas que lidam com as peculiaridades causadas pela localização espacial dos agentes. Para esse amplo campo, as técnicas de Análise Espacial são importantes instrumentos de avaliação de fenômenos e auxiliam a compreensão da dimensão espacial dos mesmos. Essas ferramentas espaciais servem para testar hipóteses e fornecer evidências que refutam ou reforçam as suposições sobre comportamento geográfico dos fenômenos

Deve-se destacar que a noção de proximidade e vizinhança é fundamental para a correta utilização da Análise Espacial. Essa noção está ligada ao pressuposto que um fenômeno possui efeitos espaciais que afetam as localidades mais próximas e que esses efeitos se refletem em uma similaridade ou dissimilaridade de uma região com os seus vizinhos21.

A compreensão da dinâmica espacial em vários fenômenos e os efeitos de proximidade levou a formulação de uma afirmação um tanto simplória, mas que define em poucas palavras os fenômenos espaciais e ficou conhecida como a primeira lei de Tobler:

“Todos os locais estão relacionados, mas os lugares próximos estão mais relacionados que os distantes” (TOBLER, 1970, p. 236).

Por esse motivo, entende-se que a disposição das regiões no espaço e sua formalização não é algo trivial. Trata-se de uma questão relevante para esses estudos, pois os padrões de mudanças desses fenômenos ao longo do espaço geográfico possuem importância.

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LeSage (1999) caracteriza dois elementos chaves que tornam os dados relacionados ao espaço diferentes dos dados não espaciais: a dependência espacial (ou autocorrelação espacial) e a heterogeneidade espacial.

A dependência espacial ocorre quando se observa um padrão específico de similaridade ou dissimilaridade entre regiões vizinhas. Por exemplo, dada uma variável específica, as regiões com valores altos estão cercadas por vizinhos com valores altos ou baixos. Diante da ocorrência de autocorrelação espacial, as características de uma região podem gerar impactos nos seus vizinhos, aumentado ou diminuindo a ocorrência de certos fenômenos ou fatores. Por exemplo, a ocorrência de maiores crimes violentos em um bairro pode ter impacto negativo não apenas sobre o valor dos imóveis do próprio bairro, mas também de seus vizinhos. De modo contrário, a atração de população para uma região pode ocasionar a atração de mais população também para seus vizinhos por uma série de benefícios obtidos pelo adensamento da região. Tendo isso em conta, LeSage (1999) indica que a dependência espacial pode ser um indicador de que a dimensão da localização e a proximidade da atividade econômica é um aspecto realmente importante na formulação dos modelos.

Outra característica dos estudos espaciais é a existência de heterogeneidade espacial. Ela decorre, em geral, das próprias diferenças entre elementos espaciais como tamanho, formato e limite das unidades espaciais analisadas (regiões, cidades, países, etc.). Ou seja, cada localização possui certo grau de unicidade geométrica. Dependendo da heterogeneidade espacial, os parâmetros estimados para todo o conjunto de regiões podem não ser aplicáveis a uma localização específica.

Deve-se apontar que a existência de autocorrelação ou heterogeneidade espacial implica em que algumas suposições básicas das ferramentas de regressão estatística não são válidas, como, por exemplo, a suposição de independência das observações. Portanto, nestes casos, o uso dos métodos de regressão tradicionais, que não compensam a dependência espacial, levaria a estimar parâmetros enviesados e ineficientes.

Dessa forma, para lidar com a dependência espacial foi necessário desenvolver novas ferramentas estatísticas que levassem em conta a autocorrelação espacial. O resultado desses esforços ficou conhecido como modelos de regressão espacial e estão, em grande parte, apresentados no trabalho clássico de Anselin (1988).

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Diversas são as ferramentas de Análise Espacial utilizadas nos estudos sobre a dimensão geográfica da atividade econômica, produtiva e inovativa. Para este trabalho serão utilizadas a Análise Exploratória de Dados Espaciais (AEDE) e as regressões espaciais que são apresentados nas próximas seções. Antes disso, para uma melhor compreensão dos métodos de Análise Espacial, é importante aprofundar nos passos de formalização para que a proximidade geográfica seja inserida em estudos quantitativos.