Caracterização de unidades de manejo (biótopos) na futura unidade de conservação ambiental da UFRGS, Porto Alegre, RS : uma contribuição com bases na ecologia de paisagem

Para a caracterização dos biótopos naturais da futura Unidade de Conservação (UC) do Morro Santana (Porto Alegre, RS) foi realizado o macrozoneamento da área de estudo utilizando-se a cobertura com fitofisionomias campestres e florestais nativas e as variáveis do meio físico: declividade, altitude e exposição solar. Em quatro macrozonas campestres e em nove florestais, foram realizados estudos fitossociológicos e estatísticos para definir as unidades e sub-unidades vegetais presentes e a relação destas com a variável distância aos cursos d’água, caracterizando assim os onze biótopos naturais da área de estudo. Os tipos naturais de uso e cobertura do solo ocupam 51,6% da área do morro e as categorias de uso antrópico cobrem 48,4%. As formações de campo nativo do Morro Santana foram caracterizadas a partir da estrutura da vegetação dominante fisionomicamente, por duas unidades e quatro sub-unidades de vegetação, sendo que a unidade Aristida filifolia - Axonopus sp1 obteve a maior freqüência e densidade, não ocorrendo em apenas uma macrozona. A unidade de vegetação Guapira opposita - Casearia sylvestris ocorreu em todas as macrozonas arbóreas amostradas e caracteriza a estrutura da vegetação dominante fisionomicamente, nestas formações O método seguiu o cruzamento de informações espacializadas utilizando o sistema de informação geográfica (SIG) Idrisi, versão 14.02 (Kilimanjaro). Uma nova análise conferiu valores ecológicos às áreas com cobertura campestre e florestal nativas do morro a partir dos parâmetros relativos à: climacidade das espécies presentes nas unidades e sub-unidades de vegetação, naturalidade das comunidades vegetais presentes e índices da configuração estrutural da paisagem (tamanho e forma das manchas e distância de áreas urbanas). Foram então somados os valores ecológicos de cada parâmetro e estabelecidas as quatro zonas de caracterização ecológica, que são: núcleo, extensão do núcleo, tamponamento e ligação, em ordem decrescente de valor ecológico. Os biótopos de formações campestres encontram-se com melhor grau de conservação em relação aos florestais, por comporem a maior parte da zona núcleo. As zonas de caracterização ecológica servem como importante ferramenta para a realização do plano de manejo da unidade de conservação.

A mineração na porção média da Planície Costeira do Rio Grande do Sul : estratégia para a gestão sob um enfoque de gerenciamento costeiro integrado

A porção média da Planície Costeira do Rio Grande do Sul constitui-se numa região crítica em termos de planejamento de uso devido a uma estreita conjunção de fatores de ordem econômica, ambiental, social e histórico-cultural, estabelecida, em princípio, pela presença de um importante complexo estuarinolagunar. Nessa área, bem como no restante da zona costeira do Brasil, as diretrizes para o uso sustentável dos recursos naturais estão materializadas em leis e programas governamentais, dos quais o Plano Nacional de Gerenciamento Costeiro representa a linha mestra para as ações nos três níveis de governo. A exploração de recursos minerais nessa região é uma atividade antiga, relativamente de pouca expressão no contexto estadual, mas de grande significado social, econômico e cultural em nível regional, sustentando a demanda de vários municípios da região. Caracteriza-se principalmente pela exploração de areia e argila para uso na construção civil e para aterro, apresentando ainda potencialidade alta para exploração de turfa e minerais pesados. Com o objetivo de contribuir para a solução dos conflitos gerados por um modelo de exploração mineral ainda inconsistente com as demandas atuais de conservação e desenvolvimento, realizou-se uma análise ambiental integrada da área dos entornos do estuário da Laguna dos Patos, compreendendo os municípios de Pelotas, Rio Grande e São José do Norte. A análise considerou os marcos legais e institucionais, as características diferenciadas do meio físico-natural, os processos econômicos, sociais e culturais, as características da atividade de mineração na região e suas repercussões e interações no sistema ambiental como um todo. As informações disponíveis permitiram a geração de um banco de dados no Sistema de Informações Geográficas IDRISI 32®, na escala 1: 100.000, o qual forneceu a base para a análise interpretativa. Utilizando técnicas de geoprocessamento obteve-se uma síntese dos diagnósticos realizados através da definição, mapeamento e descrição de 19 unidades de planejamento, denominadas unidades geoambientais, posteriormente detalhadas em 108 unidades físico-naturais. A síntese de uma grande quantidade de dados, espacializada na forma de um mapa digital, auxiliou a definição dos critérios para elaboração de um mapa de vulnerabilidade ambiental relativa para a região. Este, aliado ao plano de informação que contém todas as áreas com restrição legal de uso, possibilitou o mapeamento das áreas mais críticas para gestão ambiental. Adicionalmente, considerando a potencialidade de recursos minerais para uso na construção civil e para aterro, os critérios que determinam a maior ou menor atratividade econômica para a sua exploração e as áreas mais críticas em termos de gestão ambiental, elaborou-se um mapa prescritivo que indica as áreas que devem ser consideradas prioritárias para um gerenciamento preventivo. Finalmente, a análise ambiental integrada permitiu a elaboração de um modelo de um plano de gestão para o setor, onde é apresentada uma estrutura seqüencial e ordenada do plano, exemplificada, em cada passo, com as informações disponíveis.

Desenvolvimento de um sistema de apoio à decisão para a otimização de traçados de obras de engenharia civil : o caso do sistema de defesa contra inundações da cidade de Resistencia, Argentina

O traçado de obras com características lineares num espaço geográfico tem, em princípio, um número muito grande de soluções. A seleção de traçados mais convenientes é hoje abordada pela Pesquisa Operacional por meio da Programação Dinâmica tradicional e das técnicas para resolver o problema conhecido como leastcost- path, (caminho de mínimo custo). Por sua vez, o planejamento de espaços geográficos é feito com o auxílio de técnicas de SIG (sistemas de informação geográfica). O estudo algorítmico dos caminhos de mínimo custo não é novidade e até os programas comerciais para SIG mais utilizados têm incorporado comandos que, com certas limitações, resolvem esse problema. Mas, seja qual for a abordagem, sempre é preciso conhecer a priori a funçãoobjetivo (FO), e isto não é tarefa fácil, pois devem ser conjugados objetivos de satisfação de necessidades sociais, políticas, ambientais e econômicas, o que gera um verdadeiro problema de otimização multiobjetivo e multicritério. Este trabalho teve como foco principal elaborar um modelo de decisão para ajudar na formulação da FO, adotando o paradigma multiobjetivo/multicritério, explorando inclusive o relaxamento difuso de pareceres dos decisores. Foram utilizadas apenas ferramentas computacionais (software e hardware) simples, de ampla difusão entre os engenheiros e de baixo custo, como a planilha de cálculo Excel e o programa Idrisi 32, procurando explorar suas aptidões e limitações, sem recorrer à elaboração e/ou utilização de códigos computacionais próprios, sobre os quais muitas pessoas sentem receios até não serem testados suficientemente. Foi obtido um sistema de apoio à decisão eficaz e de fácil utilização e sua possibilidade de aplicação foi testada na definição do traçado ótimo de parte da defesa norte da cidade de Resistencia (Argentina).

Análise espacial e temporal do estado da conservação ambiental do Parque Estadual de Itapuã - RS e sua zona de amortecimento

O presente trabalho busca avaliar o estado de conservação dos ambientes naturais do Parque Estadual de Itapuã - RS - Brasil e sua Zona de Amortecimento. Para tanto, efetuou-se uma avaliação em campo e uma avaliação por estrutura e dinâmica de paisagem, por modelagem, em sistema de informação geográfica (SIG). A avaliação em campo se deu pela aplicação de uma tabela de totalização de escores, para indicadores do grau de estresse em que se encontram os alvos de conservação, em uma malha de pontos amostrais regularmente distribuídos na área de estudo. A avaliação espacial temporal desenvolvida em SIG, exigiu a estruturação de uma base cartográfica consistente com a escala de trabalho de 1:25.000, para uma área total de 67.934ha. A dinâmica de paisagem foi desenvolvida pela classificação do uso do solo por fotografias aéreas em 16 classes, para o ano de 1.953 e 1.991, e pelo emprego destas classificações em uma tabulação cruzada, que fornece quais, quanto e onde ocorreram mudanças na composição e estrutura da paisagem. As áreas legalmente protegidas pela legislação atual foram delimitadas para ambas as paisagens estudadas. As maiores mudanças na estrutura da paisagem nesses 40 anos ocorreram pelo acréscimo de 6.797% da área de agricultura e de 988% da área de reflorestamento; pela supressão de 66% da área dos campos úmidos e de 54% das áreas de banhado. Foram delimitadas as áreas-core de biodiversidade, correspondendo às matas nativas e os banhados que permaneceram inalterados no período estudado. O tamanho e o índice de circularidade destas foram levantados. As distâncias a elementos da paisagem, chave para conservação da natureza, foram elaboradas a partir das rodovias, dos corpos hídricos, dos núcleos urbanos e das áreas core. A integração destas variáveis, visando à construção de um modelo de apoio à decisão para conservação da natureza, foi realizado pela análise por múltiplos critérios no programa Idrisi. O coeficiente de correlação entre os resultados das análises de campo e a espacial temporal foi de 0,83. Os resultados demonstram a importância da estrutura e da composição da paisagem como critérios para o planejamento e manejo que visem conservar a biodiversidade.

Estimativa da área impermeável dentro da bacia hidrográfica do Arroio Diluvio (porto Alegre/RS) através de técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento

Neste trabalho foram realizadas classificações utilizando-se as bandas 1 a 5 e 7 dos sensores Landsat 5 TM (1987) e Landsat 7 ETM+ (2000). A caracterização espectral dos materiais foi realizada em laboratório utilizando um espectrorradiômetro, e através das bandas 1 a 5 e 7 dos sensores Landsat 5 TM (1987) e Landsat 7 ETM+ (2000). A transformação dos dados multiespectrais de imagens de sensoriamento remoto é uma maneira de reduzir o volume de dados através da identificação de classes de interesse numa imagem digital. No intuito de verificar condições de melhoramento na classificação de alvos urbanos em imagens digitais, identificados por procedimentos já conhecidos, como a classificação pela Máxima Verossimilhança, escolheu-se um classificador baseado na lógica fuzzy. O classificador utilizado foi o Fuzzy Set Membership classification - Fuzclass, que faz parte de um conjunto de classificadores não-rígidos disponíveis no programa Idrisi 32. Uma vez que informações sobre o desempenho de produtos deste classificador em áreas urbanas são escassas, foram conduzidos ensaios de comparação de resultados obtidos por este classificador com a verdade terrestre, representada por uma imagem de alta resolução espacial do satélite QuickBird. As áreas teste selecionadas desta imagem atendem ao critério de inalterância das condições de ocupação para o intervalo temporal considerado A comparação feita, permite concluir que o classificador apresenta limitações na classificação de áreas urbanas devido ao comportamento espectral semelhante dos materiais que fazem parte dessa cobertura. A utilização de uma classe única para identificar áreas impermeáveis foi a solução adotada para contornar este óbice. O emprego de áreas teste possibilitou acertar a escolha do grau de possibilidade de presença da classe no pixel (PPCP). Uma comparação entre os resultados apresentados na classificação de áreas impermeáveis, com base nos classificadores Máxima Verossimilhança e Fuzclass, demonstrou um desempenho melhor do classificador fuzzy, em função do nível de PPCP ajustado durante a análise comparativa Landsat e Quickbird nas áreas teste. Um procedimento alternativo de estimativa de áreas impermeáveis em bacias urbanas é apresentado no final.

Integração de dados por meio de geoprocessamento, para a elaboração de mapas geotécnicos, análise do meio físico e suas interações com a mancha urbana : o caso de Porto Alegre (RS)

A elaboração de diagnósticos e a tomada de decisões sobre o meio físico, com a finalidade de estabelecer diretrizes para a ocupação racional do solo, são cada vez mais prementes, especialmente, no que diz respeito ao direcionamento da expansão urbana para áreas mais favoráveis. Da mesma forma, a facilidade de acesso aos parâmetros geotécnicos de uma região constituí um inestimável recurso nas etapas preliminares dos projetos de Engenharia, no planejamento de atividades extrativas e nos programas de preservação ambiental. A cartografia geotécnica, nesse sentido, tem sido um dos instrumentos mais eficientes para a avaliação do meio físico nas últimas décadas. Entretanto, o desenvolvimento de um mapa geotécnico requer a análise de um grande número de informações que precisam ser tratadas e combinadas com rapidez. Esta tese apresenta uma metodologia para a integração de dados, por meio da ferramenta básica geoprocessamento, visando agilizar, na fase de escritório, a elaboração de mapas geotécnicos e a análise de determinados aspectos do meio físico sob o ponto de vista da Geotecnia, bem como suas interações com a mancha urbana existente. A área teste escolhida é o município de Porto Alegre (RS) situado na porção leste do estado do Rio Grande do Sul, à margem esquerda do Lago Guaiba, cuja paisagem é marcada pela diversidade de cenários naturais formados por terrenos de coxilhas, morros, cristas, lagos e planícies. A metodologia envolve a captura, o processamento e a integração de informações provenientes de fontes diversas como mapas temáticos, levantamento aerofotogramétrico, cartas topográficas, fotografias aéreas, imagens de satélite, boletins de sondagens SPT (Standart Penetration Test), dissertações e teses acadêmicas. Para isso, é constituída por nove etapas distintas, que utilizam: a) sistema de digitalização para a conversão de informações analógicas para o meio digital; b) modelagem digital do terreno (MDT) para o modelamento e a identificação do relevo, a determinação de declividades, o mapeamento de áreas com isodeclividades e o cálculo do fator topográfico, esse último objetivando a determinação da suscetibilidade à erosão laminar; c) técnicas de processamento e classificação de imagens orbitais para os mapeamentos das áreas inundáveis e da mancha urbana; d) Sistemas de Informações Geográficas (SIGs) para o processamento e a integração de informações georreferenciadas no computador; e) banco de dados digital para o armazenamento de dados descritivos sobre o meio físico e parâmetros geotécnicos obtidos em laboratório, sondagens e outras formas de investigação in situ. A estimativa das unidades geotécnicas é procedida com base na proposta metodológica para mapeamento geotécnico desenvolvida por Davison Dias (1995), na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Além da elaboração do mapa geotécnico, a metodologia propõe a análise e o cruzamento de vários fatores do meio físico com a mancha urbana existente, ou com uma subárea pertencente à região de estudo, a geração de mapas de aptidão do solo para diferentes usos e a identificação das áreas consideradas de eventos perigosos e de risco geológico. Os principais softwares empregados são o AutoCAD@, o SURFER@, ACESS@ e o IDRISI 2.0@, desenvolvido pela Clark University, USA. Os resultados obtidos a partir da implementação da metodologia demonstraram a importância e a contribuição que a ferramenta básica geoprocessamento pode trazer aos estudos geotécnicos. Os diferentes sistemas de geoprocessamento utilizados para a manipulação e tratamento das informações espaciais mostraram-se adequados e eficientes quando aplicados na coleta, processamento e integração de dados geotécnicos. Para a área teste foram identificadas trinta e sete unidades com perfis de solos com comportamento geotécnico praticamente similar frente ao uso e à ocupação do solo, cujas informações descritivas sobre o meio físico puderam ser facilmente acessadas e visualizadas, no computador, por meio da integração banco de dados geotécnicos com Sistema de Informações Geográficas. Por outro lado, o emprego de técnicas de processamento e classificação de imagens digitais revelou-se um recurso importante para a obtenção de informações sobre o meio físico, enquanto o uso de modelagem digital do terreno (MDT) agilizou o mapeamento das declividades e o cálculo da suscetibilidade potencial à erosão laminar, além de permitir a geração do relevo em perspectiva da região estudada.