ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale COMPORTAMENTI INDIVIDUALI E RELAZIONI SOCIALI IN TRASFORMAZIONE UNA SFIDA PER LA STATISTICA UFFICIALE 23 GIUGNO | Alessandra Petrucci | Università degli Studi di Firenze

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale – Indagine sulla georeferenziazione dei dati nella statistica ufficiale – Commissione per la Garanzia dell’informazione statistica – Presidenza del Consiglio dei Ministri (Gruppo di lavoro: Alessandra Petrucci, Chiara Bocci, Riccardo Borgoni, Marisa Civardi, Nicola Salvati, Silvana Salvini, Daniele Vignoli) 2010 – Conference of European Statisticians - Seminar on Spatial Statistics: role of spatial dimension in official statistics High-Level Group for the Modernisation of Official Statistics - The role of geospatial information in the modernisation of statistical production and services 2016 … Premessa Tutto ciò che accade, accade da qualche parte nello spazio e nel tempo

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale  Elaborazione dati territoriali  statistica spaziale: analisi delle osservazioni statistiche tenendo conto della posizione in cui esse si manifestano in un determinato spazio.  Tenere conto della dimensione spaziale:  Differenza fra scienze fisiche e scienze socio-economiche  Differenza fra dati aggregati e dati individuali  Problemi per l’analisi dei dati spaziali:  non indipendenza  cambiamenti di scala  dati categoriali in unità areali  …  Elevata attenzione nei confronti dell’analisi statistica dei dati spaziali  riviste, numeri speciali, volumi, ecc. 3 A partire dalla fine degli anni ’80 a oggi si è assistito al crescente aumento di interesse nei confronti dei dati riferiti al territorio e in particolare ai dati a livello locale. Questo anche grazie allo sviluppo contemporaneo di strumenti informatici, quali i Sistemi Informativi Geografici (Geographical Information Systems – GIS), in grado di gestire questo tipo di informazione. Qualche riflessione iniziale

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale 4 Perché i grafici statistici, i fogli di calcolo, i database e le relazioni, non sono sufficienti per spiegare pienamente il comportamento dei fenomeni fisici, sociali e biologici che avvengono sulla terra. Perché la dimensione geografica?

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale 5 Queste rappresentazioni statistiche: - non visualizzano le informazioni relative alla dimensione spaziale per identificare il "dove" di tali dati - non consentono di riconoscere il comportamento sistemico tra i fatti statistici e l'ambiente; come sono interconnessi e sono interdipendenti …e il motivo?

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale 6 considerare lo spazio in cui essi si manifestano consente di estendere lo studio attraverso specifici metodi statistici che si propongono di stabilire e quantificare la presenza di forme di dipendenza fra le osservazioni nello spazio …le conseguenze

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale 7 Aggiungere la dimensione geografica nelle statistiche ufficiali La soluzione?

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale 8 -Completezza -Qualità -Conseguenze della mancanza o effettiva necessità Ma per i dati riferiti al territorio occorre verificare:

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale  definire un ambiente affidabile per le statistiche spaziali, e  aumentare la nostra capacità di elaborazione e di analisi spaziale  creazione di un vero e proprio sistema di collaborazione tra le parti interessate, per promuovere e facilitare il processo decisionale. 9 abbiamo bisogno di strumenti efficaci per la raccolta, l'elaborazione, la diffusione e la comunicazione di informazioni statistiche Come aggiungere informazione?

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale  Per il primo, possiamo usare zone amministrative o griglie, e  poi, possiamo applicare diverse soluzioni che esistono sul mercato: GPS, GIS, servizi web, Google, Internet, ecc. - Non dimenticare soluzioni open 10 e cosa fare?

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale 11 Sono una buona scelta per la loro flessibilità e adattabilità, possono essere integrate con le statistiche tradizionali basate sulle unità amministrative. griglie?

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale 12 GIS e statistica spaziale per creare nuova informazione da quella originale analisi spaziale?

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale  Nell’ambito della pianificazione dei censimenti o di indagini campionarie relative a individui, famiglie o aziende la corretta collocazione sul territorio delle unità statistiche interessate aumenta la buona riuscita dell’indagine stessa permettendo sia di reperire più agevolmente i soggetti coinvolti nella rilevazione sia maggiori controlli nelle operazioni di rilevazione.  Nelle indagini finalizzate alla rappresentazione delle dinamiche spaziali consentono - tramite opportune tecniche di previsione stocastica - di definire delle reti di monitoraggio con proprietà ottimali.  Il piano campionario è costruito in modo da garantire la “migliore” precisione possibile (in termini di una prescelta metrica o perdita) alle previsioni d’interesse sia in fase di pianificazione dell’indagine che nel caso si renda necessario un’integrazione o una riduzione della rete di monitoraggio nel corso del tempo a seguito, per esempio, di sopraggiunte esigenze informative o variazioni dei budget connesse con la survey. 13 Il corretto riferimento territoriale degli eventi che si manifestano nel territorio è essenziale ai fini della pianificazione della raccolta dell’informazione La rilevanza nella definizione dei disegni campionari

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale  Elevati livelli di precisione nel posizionamento dell’informazione statistica forniscono un linkage accurato e oggettivo tra database raccolti da agenzie o enti diversi con finalità, potenzialmente, completamente diverse.  Un elevato dettaglio spaziale dell’informazione agevola il riallineamento delle informazioni relative ad unità statistiche rilevate da fonti diverse che, tipicamente, non fanno riferimento agli stessi siti di rilevazione.  I dati contenuti in archivi diversi possono essere rilevati o resi disponibili in riferimento a supporti spaziali diversi. Situazioni di questo tipo sono note in letteratura con il nome di problemi di cambio di supporto.  Il riferimento territoriale favorisce, inoltre, l’integrazione di dati da fonti diverse fornendo informazioni ausiliare adatte all’implementazione delle tecniche di record linkage molto utilizzate, specie in campo economico, per l’impiego degli archivi amministrativi a fini statistici 14 La georeferenziazione dei database fornisce la possibilità di una loro integrazione grazie al ricorso ai sistemi informativi geografici (GIS). In primo luogo nell’ambito di un GIS è possibile combinare dataset georeferenziati sulla stessa regione in un'unica base di dati tramite linkage basati sulla locazione degli attributi rilevati. Ciò arricchisce notevolmente l’analisi statistica in quanto il dataset combinato può contenere un potenziale informativo che nessuno dei dataset di partenza singolarmente detiene. La rilevanza nell’integrazione di dati da fonti diverse

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale  La posizione relativa assunta sul territorio dagli eventi oggetto di analisi può essere uno strumento rilevante per spiegare la loro variabilità spaziale.  L’interazione spaziale degli eventi si formalizza tramite concetti geometrici quali la distanza (non necessariamente intesa come una metrica in senso stretto), la direzione o l’adiacenza dei siti su cui gli eventi si verificano.  Lo spazio costituisce una variabile rappresentativa di effetti ambientali non misurati e, talvolta, non misurabili o difficilmente misurabili ma, potenzialmente, altamente informativi. Haining (2003) identifica due diverse fonti di influenze ambientale: l’effetto di composizione della popolazione considerata e l’effetto contestuale Il riferimento territoriale favorisce, inoltre, l’integrazione di dati da fonti.  La variabilità spaziale nella composizione della popolazione target può indurre una variabilità territoriale su quei fenomeni economici, demografici, sanitari o sociali che da essa sono influenzati. L’effetto contestuale è legato al fatto che unità locate in aree diverse sono esposte in modo diverso a fattori potenzialmente rilevanti per il fenomeno studiato. 15 Molte analisi statistiche territoriali si prefiggono la finalità di studiare i fenomeni a livello di area geografica, evidenziando ed eventualmente spiegando la variabilità spaziale che li caratterizza. Spesso, invece, l’obiettivo dell’analisi è di tipo individuale, ovvero l’obiettivo è spiegare i comportamenti delle singole unità statistiche quali individui o famiglie. La dimensione spaziale come fattore esplicativo della dinamica dei fenomeni

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale  Problema della fallacia ecologica: differenza esistente tra le relazioni stimate utilizzando dati raggruppati e quelle effettivamente presenti a livello individuale.  L’effetto dello spazio si può manifestare a scale diverse e la localizzazione degli eventi può essere riferita ad oggetti spaziali di dimensione (scale o aggregation effect) e forma (grouping o zoning effect) diverse.  Con l’espressione “problema delle aree modificabili” (Modifiable areal unit problem – MAUP) si intende il fatto che una statistica calcolata per due diverse partizioni territoriali relative alla stessa popolazione, o allo stesso campione, risulta essere diversa anche se è stato utilizzato lo stesso insieme di dati per calcolarla.  In presenza di MAUP è difficile valutare se l’esito dell’analisi statistica relativa al fenomeno considerato sia strutturale o un artefatto del riferimento spaziale utilizzato. E questo a prescindere dal fatto che l’analisi statistica avvenga in modo ecologico o individuale tramite, per esempio, un’analisi ottenuta con modelli gerarchici o multilivello. 16 L’analisi ecologica risulta essere importante in molte situazioni quali: a. casi in cui il dato individuale è scarsamente affidabile o inaccessibile per motivi di privacy; b. casi in cui il dato individuale sia eccessivamente “voluminoso” per poter essere trattato e trasmesso, come nel caso di dati di derivazione censuaria, ma anche ricavati da archivi elettronici di aziende o enti di grandi dimensioni; c. nel calcolo dell’esposizione degli individui a rischi ambientali nel momento in cui la determinazione dell’esposizione richieda misurazioni di grandezze caratterizzate da elevate componenti antropiche oltre che ambientali o da errori di misura. L’informazione territoriale per la produzione di analisi ecologiche

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale 17 agevola l’analista che può comprovare i propri risultati adottando riferimenti spaziali diversi. Elevato dettaglio territoriale

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale  La presenza di correlazione (o autocorrelazione) spaziale richiede di modificare le procedure inferenziali basate sull’assunto di indipendenza fra le stesse.  Trattando dati correlati come se fossero indipendenti, questo induce una sottostima degli standard error effettivi. Per esempio, la sottostima degli standard error nel caso di correlazione positiva comporta, come conseguenza diretta, intervalli di confidenza con copertura nominale inferiore a quella effettiva e significatività spurie nel caso di verifiche di ipotesi.  Intuitivamente, essendo le osservazioni correlate meno informative di osservazioni indipendenti (la correlazione rappresenta una sorta di ridondanza dell’informazione disponibile), trascurare l’autocorrelazione spaziale implica un “sopravvalutazione” della precisione relativa alle analisi condotte.  Nel caso di analisi più complesse la quantificazione dell’effetto indotto dalla correlazione dipende dal tipo di analisi. È indubbio, però, che un’analisi corretta richiede la possibilità di trattare la struttura di correlazione in modo adeguato. 18 La necessità di georiferire i dati nasce dall’assunto che la locazione dell’informazione è potenzialmente rilevante per il fenomeno considerato che tende, quindi, a mostrare delle regolarità spaziali. La così detta prima legge della geografia (Tobler, 1970) sintetizza questo aspetto: everything is related to everything else, but near things are more related than distant things. Effetti sull’inferenza della dimensione geografica dei dati

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale  Per tali tipi di analisi la geocodifica dell’informazione in termini di aree risulta inadeguata.  L’aggregazione dell’informazione spaziale per codici di area preclude sostanzialmente la possibilità di valutare le strutture di correlazione ad una scala inferiore a quella dell’aggregato territoriale considerato e quindi di valutare la variabilità spaziale al livello del singolo individuo considerato nell’indagine.  Si osservi che la geocodifica risulta, per altro, adeguata a fornire dataset che possano essere analizzati da un punto di vista spaziale tramite un’analisi ecologica, di tipo multilevel e anche per larga parte delle tecniche di regressione spaziale, note in letteratura come modelli di autoregressione, nel momento in cui la scala spaziale di riferimento sia giudicata appropriata per il fenomeno analizzato. 19 Richiedono di stimare preliminarmente la struttura di autocorrelazione spaziale I metodi di previsione spaziale (kriging, point pattern analysis,…)

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 3. INNOVAZIONI E SPERIMENTAZIONI L’arricchimento del dato statistico con la dimensione geografica nella Statistica Ufficiale 20 Il più grande contributo che la statistica ufficiale insieme alla geografia può dare, è supportare le decisioni per la creazione di comunità sostenibili, ovvero ambienti sociali, culturali, economici e naturali, dove siamo in grado di soddisfare le nostre esigenze e le aspirazioni senza compromettere il futuro delle prossime generazioni Grazie