Araújo, Nuno Miguel Azevedo Machado de, 1981-Rebelo, Luís Manuel Domingos2018-11-232018-11-2320182018http://hdl.handle.net/10451/35438Tese de mestrado, Física, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2018Tourism is an ever-growing business and its impact on the world’s economy is pretty noticeable but above all it serves as a measure of the wealth transfer between different countries. This, along with the several side effects that it triggers, some good and some bad, make it a business that is so present in our everyday lives that it is nearly impossible to escape it or its effects. Nowadays, most of tourists worldwide make use of air transportation to get to their touristic destination. This network, mainly serves people travelling for business or touristic reasons as well as to transport cargo. Recently, there has been a growth, in the literature, of the use of complex network theory in order to study transportation networks. This theory studies the correlations between the different components of systems (nodes) resulting from the interaction between them (represented by links) and maps all these elements and interactions into what is called a complex network. The reliability and wide range of the world airline network have allowed for a boom in tourism in the last decades, with international tourism receipts increasing from US$ 495 billion in 2000 to US$ 1220 billion in 2016 while international tourist arrivals grew from 674 to 1235 million in this time interval and are expected to reach 1.8 billion by 2030, according to industry projections [1]. The recent boom in worldwide tourism and its relevance to the world economy is obvious. However, there are still questions about it that literature has not been able to answer such as how far do people really travel and if touristic travel is really global or rather limited to a specific region. In order to answer these questions we will use complex network theory which represents the parts of a system as nodes (in our case countries) and the interactions between these nodes as links (in our case, touristic flow). With this model we studied the structure and functionality of the WTN as well as the interplay between the two, whilst taking into account the influence of the world airline network (WAN) in the WTN. In order to achieve this, we use complex network theory and using methods and concepts from statistical physics allowing us to have a quantitative description of this network. We find that touristic travelling is indeed mainly local, as it is corroborated by the strong resemblance between our obtained communities and the geopolitical divisions of the world. We also see that the structural part of the network, mainly provided by the WAN and the functional part are strongly correlated, indicating that the WAN provides a very good infrastructural support for the WTN. The difference in the clustering coefficients (< Ccyc > and < Cund >) is significant, not only on its difference but also on its meaning since it tells us that that even though most countries are well connected, this characteristic of the network breaks down when we add directionality, meaning that most of the links of the network are not reciprocated, as it is also evidenced by the reciprocity value.Desde os primórdios do ser humano que a mobilidade foi importante para o desenvolvimento deste. Esta permitiu que os primeiros Homo erectus se começassem a dispersar pelos diversos continentes, algum tempo após o seu aparecimento. A mobilidade tem evoluído constantemente ao longo da história e a vida humana tem sido fortemente influenciada pela mobilidade, sendo que esta foi sempre uma boa medida do progresso humano. Para além disto, a exploração humana foi sendo tornada cada vez mais fácil à medida que a mobilidade se desenvolvia, sendo que os padrões de mobilidade estão cada vez mais globais. Estes têm o suporte de redes de transporte, que podem ser locais, regionais ou até globais, chegando a cobrir o planeta inteiro. A rede de transportes mais global é a rede de transporte aéreo, que serve pessoas viajando por razões profissionais ou turísticas. Recentemente, tem havido um crescimento do número de artigos científicos, que fazem uso da teoria de redes complexas para estudar redes de transporte. Estas redes de transporte podem ser redes de caminhos ferroviários, redes das ruas de uma cidade ou redes de aeroportos, para dar alguns exemplos. A teoria de redes complexas ´e usada para representar sistemas físicos onde a distribuição do números de primeiros vizinhos não é uniforme. Para representar estes sistemas, são usados nodos que representam os constituintes de cada sistema e ligações para representar as interações entre os nodos. A esta representação, dá-se o nome de rede complexa, por oposição a redes regulares, encontradas na Física da Matéria Condensada, onde todos os elementos da rede têm o mesmos números de vizinhos. A teoria de redes complexas tem várias aplicações em diversas áreas da ciências e alguns exemplos de sistemas estudados usando a teoria de redes complexas incluem a World Wide Web, redes de fornecimento de energia, redes metabólicas ou até redes de contactos sociais. A rede estudada neste trabalho designa-se por Rede Mundial de Turismo (World Tourism Network - WTN) e representa o fluxo de turistas a nível mundial. Para tal, usamos uma base de dados disponibilizada pela Organização Mundial de Turismo das Nacções Unidas (United Nations World Tourism Organization - UNWTO), onde temos, para cada país, a quantidade de chegadas de turistas nesse mesmo país e qual a sua origem, para os anos entre 2004 e 2008, inclusive. Apesar de a base de dados se referir ao número de chegadas a um certo país e não ao número de turistas que usam o transporte aéreo, nós assumimos que, devido ao fator massivo que este último tem no meio de transporte utilizado pelos turistas para chegarem ao seu destino, os dois valores são equivalentes. De referir ainda que na construção da nossa rede, usamos o número total de turistas entre 2004 e 2008 e fazemos a análise toda, excepto em casos pontuais, com estes dados em vez de criarmos uma rede para cada ano. Para representar a rede, nós consideramos os países como nodos do sistema e o fluxo de turistas de um país para o outro como as interações deste sistema, ou seja, as ligações da rede. Como ligações, consideramos o número total de turistas durante o período a que se refere a base de dados em vez de outros períodos de tempo. De referir ainda que esta rede é direta, ou seja, as ligações da rede têm uma direção, sendo que nem todas as ligações são recíprocas, ou seja, termos pares de países onde um país “envia” turistas para outro mas não recebe. Nesta rede, a nossa métrica baseia-se na rede mundial de transporte aéreo (World Airline Network - WAN), sendo que para a WTN, nós fazemos um coarse-graining, onde em vez de considerarmos o número de voos que são necessários para ir do aeroporto A para chegar ao aeroporto B como a distância da rede, que designamos por distância química. Nós usamos uma base de dados pública, com cerca de 60000 rotas aéreas, para saber se existe um voo direto do aeroporto do país A para outro aeroporto do país B, e se sim, a distância química na rede do país i para o país j é igual a 1, sendo que como a grande maioria dos voos são recíprocos, consideramos também que a distância química do país B para o A seria1. O turismo tem crescido bastante nas ´ultimas décadas, principalmente devido ao crescimento daWAN e da sua comodidade o que permite mais facilmente fazer viagens mais longos, sendo que as receitas internacionais provenientes do turismo aumentaram de 495 milhares de milhões de dólares em 2000 para 1220 em 2016 sendo que as chegadas internacionais de turistas cresceu de 674 para 1235 milhões neste período de tempo e prevê-se que cheguem a atingir 1800 milhões no ano 2030, de acordo com projeções da indústria. O crescimento recente no turismo e a sua relevância tanto para a economia como a formação de relações entre diferentes culturas torna este tópico relevante em termos de estudo. Ainda existem, no entanto, diversas questões acerca do turismo que a literatura ainda não foi capaz de responder tais como o quão longe as pessoas viajam, se o turismo é realmente global ou ainda se somos enviesados nas nossas escolhas de viagens turísticas. Depois de modelarmos a WTN, estudámos a sua estrutura e funcionalidade e a relação entre as duas, tendo em conta a influência da WAN na WTN. Estudámos também a presença de comunidades nesta rede, uma vez que estamos a falar de uma rede global com componentes diversas que interagem de maneira diferente entre elas, e este estudo pode revelar-nos algo em relação ao turismo que não sabíamos antes e que pode ser importante para os vários agentes ligados a este negócio. Por último, olhámos para a evolução da dinâmica da rede ao logo dos anos em estudo. Como resultados, obtivemos que, em média, os turistas de um país precisam de fazer 2.32 voos entre países para chegar ao seu destino turístico e também que, em média, cada país tem um número baixo de países a um voo de distância (19.38), sendo que este resultado pode ser explicado pela presença de países/territórios isolados na base de dados usada. Em termos da funcionalidade da rede, descobrimos que os turistas viajam para destinos perto, seja em distância química (1) ou distância geográfica ([0; 3000] km), quando comparado com a distância máxima percorrida em cada métrica (4 e 20037 km respectivamente). A análise da relação entre a estrutura e a funcionalidade da rede permite-nos dizer que existe uma correlação forte entre estes, com um coeficiente de correlação p = 0:903, o que significa que a rede (WTN) está bem correlacionada com a estrutura oferecida pela WAN. Para a deteção de comunidades, usámos o método de Louvain que compara a intensidade das ligações formadas entre um nodo e os seus vizinhos e compara estas com as interações que existiriam se as ligações fossem reorganizadas de forma aleatória, e conseguimos replicar as divisões geopolíticas do mundo dando força à hipótese que o turismo ´e na sua maioria um negócio de escalas regionais/intracontinentais. Finalmente, o estudo da evolução da rede permitiu-nos vislumbrar qual foi o crescimento da rede e vimos que a evolução da rede foi gradual e que grandes mudanças ocorreram poucas vezes. Em resumo, podemos afirmar que as nossas escolhas para viagens turísticas são de facto enviesadas, visto que existe uma tendência para viajar para destinos perto do nosso país de origem e também que o turismo é na sua maioria um negócio regional/intra-continental, como é corroborado pela forte semelhança entre as comunidades obtidas usando o método de Louvain e as divisões geopolíticas do mundo.engTurismoMobilidade humanaRedes complexasRede mundial aéreaDistância químicaTeses de mestrado - 2018master thesis202190323