O que o modelo realmente usa

A pergunta "quais fatores ecológicos determinam o risco" só tem resposta se a importância das variáveis for medida em dado que o modelo não viu. Medida no próprio treino, ela descreve o que a floresta memorizou.

Todas as figuras desta página vêm do modelo treinado até 2019 e avaliado em 2020–2025, período que não entrou no ajuste. É o corte com discriminação real: ROC-AUC de — e PR-AUC de —, isto é, — vezes o acaso.

Correlação Gini × permutação no treino

— As duas medidas praticamente coincidem dentro da amostra

Correlação Gini × permutação fora da amostra

— Sem relação estatística (—)

Variáveis robustas

4 De 32, com intervalo acima de zero nos dois cortes temporais

Contribuições individuais, município por município

Cada ponto abaixo é um município-ano de 2020 a 2025. A posição horizontal é quanto aquela variável empurrou a probabilidade prevista daquela linha, para cima ou para baixo; a cor indica se o valor da variável naquele município-ano era baixo ou alto em relação aos demais.

Um gráfico de barras de importância informa que uma variável importa. Não informa em que direção ela age, nem que a direção pode inverter conforme o valor, nem que algumas variáveis só atuam numa cauda da distribuição — nuvem concentrada em zero com um punhado de pontos distantes. As três leituras estão na figura ao mesmo tempo.

Ordenar por:

Figura 1. Contribuições SHAP por variável, medidas fora da amostra. — Alterne a ordenação para comparar a hierarquia medida fora da amostra com a importância de Gini, que é a ordenação mais usada na literatura. Passe o cursor sobre uma linha para inspecionar o ponto mais próximo.

Duas ordenações que não conversam

A importância de Gini é calculada durante o próprio treinamento, a partir da redução de impureza que cada variável produz nas divisões das árvores. Ela é barata e vem de graça com o modelo — e é por isso que domina a literatura. Também é conhecida por atribuir importância a variáveis com muitos valores distintos, e por registrar fielmente o que a floresta memorizou.

A figura abaixo liga cada variável entre sua posição em uma ordenação e na outra. Linhas paralelas indicariam concordância; o que se vê é o contrário.

Figura 2. Posição de cada variável nas duas ordenações, corte de 2019. À esquerda, a ordem por importância de Gini; à direita, por permutação medida em 2020–2025. As variáveis com intervalo de confiança acima de zero na permutação estão em azul; as demais, em cinza. A correlação de posto entre as duas colunas é —.

Importância medida, com intervalo

A permutação embaralha uma variável de cada vez e mede quanto a PR-AUC cai em dado não visto. Repetida vinte vezes por variável, ela produz um intervalo — e é o intervalo que separa o que discrimina do que não discrimina. Das 32 variáveis, — têm intervalo cruzando zero.

Corte de treino:

Figura 3. Importância por permutação com intervalo de confiança de 95%. A barra é a queda média na PR-AUC ao embaralhar a variável; o traço é o intervalo por reamostragem. A cor indica a família da variável. No corte de 2014, o modelo está em nível de sorteio (ROC-AUC 0,509), de modo que uma importância pequena ali não distingue "a variável não carrega sinal" de "este modelo não aprendeu nada" — a comparação entre os dois cortes é parte do resultado.

O que sobrevive aos dois cortes

O critério é exigente e deliberadamente: intervalo inteiramente acima de zero tanto no modelo treinado antes da onda de 2016–2019 quanto no treinado depois dela. Quatro variáveis passam.

VariávelFamília Posto permutação 2014Posto permutação 2019 Posto Gini 2019

A forma da resposta

Importância diz quanto uma variável pesa; não diz como. As curvas abaixo são efeitos locais acumulados (ALE), que descrevem como a predição muda ao longo do domínio de cada variável. Foram escolhidas em vez de dependência parcial porque as variáveis são correlacionadas entre si — chuva com déficit de pressão de vapor, floresta com pastagem — e a dependência parcial obrigaria o modelo a avaliar combinações que não existem no território.

Variável:

Figura 4. Efeito local acumulado, nos dois cortes de treino. A linha cheia é o corte de 2019 e a tracejada o de 2014. Onde as duas concordam, a forma da resposta sobreviveu à mudança de regime de 2016–2019. A faixa cinza na base indica a densidade de observações: trechos com poucos municípios sustentam menos a leitura.

O ótimo de sazonalidade da chuva

É o resultado ecológico mais defensável desta análise e o tipo de resultado que um gráfico de barras de importância não tem como expressar. O risco é máximo em regime de sazonalidade intermediária — nem chuva uniforme ao longo do ano, nem estação seca muito marcada — e cai de forma pronunciada acima de um coeficiente de variação mensal em torno de 1,0. A forma unimodal aparece nos dois cortes de treino; a posição exata do máximo, não: no corte de 2014 ela fica em 0,60 e no de 2019 há um platô entre 0,59 e 0,91.

O que a medição sustenta

AfirmaçãoO que a medição sustenta
Ordenação de importância de variáveis como resultado ecológico A ordenação por Gini não tem relação estatística com a importância fora da amostra. A leitura correta é a permutação com intervalo, agrupada por família.
Determinantes ecológicos do risco Quatro variáveis sustentam a afirmação: sazonalidade da chuva, população, temperatura mínima e chuva anual defasada em dois anos.
Paradoxo ecológico da cobertura florestal Não se sustenta como paradoxo. O que resta é a perda florestal acumulada, com efeito crescente, mas aprendível apenas depois da onda de 2016–2019.
Efeito da cobertura vacinal Nenhuma variável de imunização sobrevive, em nenhuma versão testada. Ver Vacinação.