Soil erosion fragility assessment using an impact model and geographic information system

A study was taken in a 1566 ha watershed situated in the Capivara River basin, municipality of Botucatu, São Paulo State, Brazil. This environment is fragile and can be subjected to different forms of negative impacts, among them soil erosion by water. The main objective of the research was to develop a methodology for the assessment of soil erosion fragility at the various different watershed positions, using the geographic information system ILWIS version 3.3 for Windows. An impact model was created to generate the soil's erosion fragility plan, based on four indicators of fragility to water erosion: land use and cover, slope, percentage of soil fine sand and accumulated water flow. Thematic plans were generated in a geographic information system (GIS) environment. First, all the variables, except land use and cover, were described by continuous numerical plans in a raster structure. The land use and cover plan was also represented by numerical values associated with the weights attributed to each class, starting from a pairwise comparison matrix and using the analytical hierarchy process. A final field check was done to record evidence of erosive processes in the areas indicated as presenting the highest levels of fragility, i.e., sites with steep slopes, high percentage of soil fine sand, tendency to accumulate surface water flow, and sites of pastureland. The methodology used in the environmental problems diagnosis of the study area can be employed at places with similar relief, soil and climatic conditions.

GIS_EM (Geographic information system for environmental monitoring) - A software implemented at Paulínia refinery (REPLAN) for management of environmental data

The computational program called GIS_EM (Geographic Information System for Environmental Monitoring), a software devised to manage geographic information for monitoring soil, surface, and ground water, developed for use in the Health, Safety, and Environment Division of Paulinia Refinery is presented. This program enables registering and management of alphanumeric information pertaining to specific themes such as drilling performed for sample collection and for installation of monitoring wells, geophysical and other tests, results of chemical analyses of soil, surface, and groundwater, as well as reference values providing orientation for soil and water quality, such as EPA, Dutch List, etc. Management of such themes is performed by means of alphanumeric search tools, with specific filters and, in the case of spatial search, through the selection of spatial elements (themes) in map view. Documents existing in digital form, such as reports, photos, maps, may be registered and managed in the network environment. As the system centralizes information generated upon environmental investigations, it expedites access to and search of documents produced and stored in the network environment, minimizing search time and the need to file printed documents. This is an abstract of a paper presented at the AIChE Annual Meeting and Fall Showcase (Cincinnati, OH 10/30/2005-11/4/2005).

A study of habitat fragmentation in Southeastern Brazil using remote sensing and geographic information systems (GIS)

The purpose of this work was to study fragmentation of forest formations (mesophytic forest, riparian woodland and savannah vegetation (cerrado)) in a 15,774-ha study area located in the Municipal District of Botucatu in Southeastern Brazil (São Paulo State). A land use and land cover map was made from a color composition of a Landsat-5 thematic mapper (TM) image. The edge effect caused by habitat fragmentation was assessed by overlaying, on a geographic information system (GIS), the land use and land cover data with the spectral ratio. The degree of habitat fragmentation was analyzed by deriving: 1. mean patch area and perimeter; 2. patch number and density; 3. perimeter-area ratio, fractal dimension (D), and shape diversity index (SI); and 4. distance between patches and dispersion index (R). In addition, the following relationships were modeled: 1. distribution of natural vegetation patch sizes; 2. perimeter-area relationship and the number and area of natural vegetation patches; 3. edge effect caused by habitat fragmentation, the values of R indicated that savannah patches (R = 0.86) were aggregated while patches of natural vegetation as a whole (R = 1.02) were randomly dispersed in the landscape. There was a high frequency of small patches in the landscape whereas large patches were rare. In the perimeter-area relationship, there was no sign of scale distinction in the patch shapes, In the patch number-landscape area relationship, D, though apparently scale-dependent, tends to be constant as area increases. This phenomenon was correlated with the tendency to reach a constant density as the working scale was increased, on the edge effect analysis, the edge-center distance was properly estimated by a model in which the edge-center distance was considered a function of the to;al patch area and the SI. (C) 1997 Elsevier B.V. B.V.

Data information system to promote the organization data of collections - modeling considerations by the Unified Modelign Language (UML)

Pode-se afirmar que a evolução tecnológica (desenvolvimento de novos instrumentos de medição como, softwares, satélites e computadores, bem como, o barateamento das mídias de armazenamento) permite às Organizações produzirem e adquirirem grande quantidade de dados em curto espaço de tempo. Devido ao volume de dados, Organizações de pesquisa se tornam potencialmente vulneráveis aos impactos da explosão de informações. Uma solução adotada por algumas Organizações é a utilização de ferramentas de sistemas de informação para auxiliar na documentação, recuperação e análise dos dados. No âmbito científico, essas ferramentas são desenvolvidas para armazenar diferentes padrões de metadados (dados sobre dados). Durante o processo de desenvolvimento destas ferramentas, destaca-se a adoção de padrões como a Linguagem Unificada de Modelagem (UML, do Inglês Unified Modeling Language), cujos diagramas auxiliam na modelagem de diferentes aspectos do software. O objetivo deste estudo é apresentar uma ferramenta de sistemas de informação para auxiliar na documentação dos dados das Organizações por meio de metadados e destacar o processo de modelagem de software, por meio da UML. Será abordado o Padrão de Metadados Digitais Geoespaciais, amplamente utilizado na catalogação de dados por Organizações científicas de todo mundo, e os diagramas dinâmicos e estáticos da UML como casos de uso, sequências e classes. O desenvolvimento das ferramentas de sistemas de informação pode ser uma forma de promover a organização e a divulgação de dados científicos. No entanto, o processo de modelagem requer especial atenção para o desenvolvimento de interfaces que estimularão o uso das ferramentas de sistemas de informação.

A medical information system to manage a cancer database

Cancer is the second main cause of death in Brazil, and according to statistics disclosed by INCA - National Cancer Institute 466,730 new cases of the disease are forecast for 2008. The storage and analysis of tumour tissues of various types and patients' clinical data, genetic profiles, characteristics of diseases and epidemiological data may provide more precise diagnoses, providing more effective treatments with higher chances for the cure of cancer. In this paper we present a Web system with a client-server architecture, which manages a relational database containing all information relating to the tumour tissue and their location in freezers, patients, medical forms, physicians, users, and others. Furthermore, it is also discussed the software engineering used to developing the system.

Potencial de erosão da bacia do Rio Uberaba

Este trabalho teve por objetivo identificar qualitativamente as áreas suscetíveis à erosão laminar na bacia do Rio Uberaba, localizada em Uberaba -MG, apoiado no modelo matemático da Equação Universal de Perda de Solo (EUPS). Foram utilizadas cartas de: solos, uso e ocupação das terras, redes de drenagem, declividade e dados pluviográficos, utilizando-se de um Sistema de Informação Geográfica (SIG -IDRISI). A espacialização do potencial de erosão só foi possível a partir da estimativa da tolerância às perdas laminares para cada tipo de solo da bacia, e da profundidade dos solos, por entender que as perdas são mais significativas em solos mais rasos do que em solos muito profundos. Na análise dos resultados, verificou-se que 37% da área total da bacia do Rio Uberaba (905,24 km²) sofrem perdas de solos acima do limite de tolerância, sendo 12% em solos profundos e 25% em muito profundos, e a espacialização deste evento favorece a adoção de ações efetivas quanto à conservação dos solos da bacia.

Temporal analysis of the reduction in gas emission in areas of mechanically-harvested sugarcane using satellite imagery

The primary objective of this study was to estimate the amount of gas not emitted into the air in areas cultivated with sugarcane (Saccharum officinarum) that were mechanically harvested. Satellite images CBERS-2/CCD, from 08-13-2004, 08-14-2005, 08-15-2006 and 08-16-2007, of northwestern São Paulo State were processed using the Geographic Information System (GIS)-IDRISI 15.0. Areas of interest (the mechanically-harvested sugarcane fields) were identified and quantified based on the spectral response of the bands studied. Based on these data, the amount of gas that was not emitted was evaluated, according to the estimate equation proposed by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). The results of 396.65 km(2) (5.91% for 2004); 447.56 km(2) (6.67% for 2005); 511.54 km(2) (7.62% in 2006); and 474.60 km(2) (7.07% for 2007), calculated from a total area of 6,710.89 km(2) with sugarcane, showed a significant increase of mechanical harvesting in the study area and a reduction of gas emissions of more than 300,000 t yr(-1).

Evolução do uso da terra entre 1996 e 1999 no município de Botucatu-SP

Este trabalho teve o objetivo de avaliar a evolução do uso da terra no município de Botucatu - SP, no período de três anos, considerando-se seis tipos de cobertura vegetal (cana-de-açúcar, reflorestamento, floresta nativa, pastagem, cítrus e outros), tendo como base as imagens de satélite Landsat 5, bandas 3; 4 e 5, órbita 220, ponto 76, quadrante A, passagem de 8 de junho de 1999. O Sistema de Informações Geográficas - IDRISI for Windows 3.2, foi utilizado para as análises. Os resultados mostraram que esse programa foi eficiente para auxiliar na identificação e mapeamento das áreas com uso da terra, facilitando o processamento dos dados. As imagens de satélite TM/LANDSAT 5 forneceram um excelente banco de dados para a classificação supervisionada. O município não vem sendo preservado ambientalmente, pois apresenta-se coberto com menos de 20% de florestas nativas, mínimo exigido por lei. As áreas de pastagem, principal componente da paisagem do município, confirmam a vocação da região para a pecuária.

Análise da dinâmica espaço-temporal de macrófitas submersas mapeadas com técnicas hidroacústicas no reservatório de Taquaruçu, rio Paranapanema

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento da vegetação submersa, em termos da altura dos dosséis, considerando as dimensões espaço e tempo, usando técnicas de hidroacústica. Foram realizados dez levantamentos de campo no período de outubro de 2009 a dezembro de 2010, para aquisição de pontos georreferenciados de altura dos dosséis, frequência de ocorrência de vegetação, bem como de profundidade. Medidas limnológicas também foram feitas, a fim de verificar se suas variações poderiam explicar a distribuição espacial das macrófitas. Os dados de vegetação foram analisados por levantamento e por profundidade; além disso, compuseram um banco de dados implementado em um Sistema de Informação Geográfica. Foram então interpolados e das superfícies resultantes foram geradas cartas, que indicam a distribuição espacial do crescimento ou decaimento da vegetação. Modelos em três dimensões dos dosséis foram produzidos, para representar a ocupação volumétrica das macrófitas submersas. Os resultados mostraram que houve significativa redução da infestação de um ano para outro. Observou-se, ainda, que os maiores dosséis concentram-se em uma profundidade de 2 a 4 m. O mapeamento identificou tanto áreas de crescimento quanto de decaimento, distribuídas de modo heterogêneo. Não foi possível observar relação direta das medidas limnológicas com a dinâmica da vegetação, pois não apresentaram variação espaço-temporal significativa. Foi possível estimar o volume ocupado pelas macrófitas submersas, e a tendência observada é de que o aumento de volume é precedido por uma aparente homogeneização dos dosséis.

Uso do solo e análise temporal da ocorrência de vegetação natural na fazenda experimental Edgardia, em Botucatu-SP

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Sensoriamento remoto hidroacústico no mapeamento de macrófitas aquáticas submersas

Macrófitas são importantes produtoras primárias do ecossistema aquático, e o desequilíbrio do ambiente pode ocasionar seu crescimento acelerado. Portanto, levantamentos de dados relacionados a macrófitas submersas são importantes para contribuir na gestão de corpos de água. Contudo, a amostragem dessa vegetação requer um enorme esforço físico. Nesse sentido, a técnica hidroacústica é apropriada para o estudo de macrófitas submersas. Assim, os objetivos deste trabalho foram avaliar os tipos de dados gerados pelo ecobatímetro e analisar como esses dados caracterizam a vegetação. Utilizou-se o ecobatímetro BioSonics DT-X acoplado a um GPS. A área de estudo é um trecho do Rio Uberaba, MG. A amostragem foi feita por meio de transectos, navegando de uma margem à outra. Depois de processar os dados, obteve-se informação a respeito de ocorrência de macrófitas submersas, profundidade, altura média das plantas, porcentagem da cobertura vegetal e posição. A partir desse conjunto de dados, foi possível extrair outras duas métricas: biovolume e altura efetiva do dossel. Os dados foram importados de um Sistema de Informação Geográfica e geraram-se mapas ilustrativos das variáveis estudadas. Além disso, quatro perfis foram selecionados para analisar a diferença entre as grandezas de representação de macrófitas. O ecobatímetro mostrou-se uma ferramenta eficaz no mapeamento de macrófitas submersas. Cada uma das medidas - altura do dossel, ECH ou biovolume - caracteriza de forma diferente a vegetação submersa. Dessa forma, a escolha do tipo de representação depende da aplicação desejada.

The definition of potential infiltration areas in Guaratingueta watershed, Paraiba do Sul Basin, Southeastern Brazil: an integrated approach using physical and land-use elements

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Distribution of paracoccidioidomycosis: determination of ecologic correlates through spatial analyses

Paracoccidioidomycosis (PCM) is endemic in Latin America and in countries like Brazil it carries a high mortality rate. The fungus' habitat has not been precisely determined. The present study aims to identify ecologic correlates based on PCM distribution in a hyper-endemic area in southeastern Brazil. The Geographic Information System (GIS) and spatial statistics were used to associate environmental attributes, human population density and, PCM distribution. By means of the Pearson r correlation coefficient, the highest statistically significant associations with prevalence density were the percent area (by county) of: basaltic rocks (r = 0.63; P < 0.0001), Podzolic soils (r = - 0.48; P < 0.001), Latosol soils (r = 0.40; P < 0.01), mean annual precipitation between 1500 and 1600 mm (r = 0.46; P < 0.001) and, mean precipitation during the wet season between 940 and 1040 mm (r = - 0.44; P < 0.01). Soil texture and precipitation analyzed together reached r = 0.61 (P < 0.000002) for fine-textured soils with annual precipitation above 1400 mm. Environmental correlates indicate that moisture availability plays an important role in PCM distribution.

Minimização da erosão em função do tamanho e localização das áreas de floresta no contexto do programa conservador das águas

Com os crescentes conflitos de uso da água no Brasil, a implantação de políticas para a mitigação desses problemas tornou-se crucial. Nesse sentido, o conceito de Pagamentos por Serviços Ambientais (PSA) tem se difundido ao redor do mundo e, consequentemente, no Brasil. O município de Extrema, em Minas Gerais, implantou a primeira iniciativa municipal brasileira de PSA, conhecida como programa Conservador das Águas. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a perda de solo na sub-bacia das Posses, onde se iniciou o programa Conservador das Águas, visando determinar a potencialidade que o conceito adotado nesse programa terá para a conservação do solo e otimizar o provimento desse serviço ambiental em função do tamanho e da localização da área de floresta. Quatorze diferentes cenários de uso e cobertura do solo foram analisados, utilizando-se um Sistema de Informações Geográficas e a Revised Universal Soil Loss Equation. A expectativa de perda de solo na sub-bacia das Posses antes e após a implementação do programa Conservador das Águas foi de 30,63 e 7,06 Mg ha-1 ano-1, respectivamente. A otimização da conservação do solo pode ser feita adotando-se práticas conservacionistas na pastagem e alocando-se a área de floresta de maneira mais otimizada.

Fotopedologia, espectroscopia e sistema de informação geográfica na caracterização de solos desenvolvidos do Grupo Barreiras no Amapá

O presente trabalho utilizou ferramentas de sensoriamento remoto e sistema de informação geográfica, aliadas às informações espectrais do solo e quantitativas e qualitativas do relevo, para a caracterização e discriminação das classes de solos desenvolvidos do Grupo Barreiras na região do município de Porto Grande, Amapá. Após o mapeamento semidetalhado de solos, realizou-se a caracterização pontual das amostras dos perfis por meio de espectroscopia de visível e infravermelho (400-2500 nm), e a análise espacial das redes de drenagem e relevo a partir de fotos aéreas e imagens de radar. As informações quantitativas do relevo foram mais eficientes na caracterização e discriminação dos solos estudados do que as qualitativas, enquanto as informações espectrais permitiram caracterizar os solos em nível pontual. Métodos espaciais utilizando redes de drenagem e relevo e métodos espectrais utilizando amostras pontuais complementam-se na caracterização e discriminação de solos na paisagem.