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.

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.

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 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.

Pervasive transition of the Brazilian land-use system

Agriculture, deforestation, greenhouse gas emissions and local/regional climate change have been closely intertwined in Brazil. Recent studies show that this relationship has been changing since the mid 2000s, with the burgeoning intensification and commoditization of Brazilian agriculture. On one hand, this accrues considerable environmental dividends including a pronounced reduction in deforestation (which is becoming decoupled from agricultural production), resulting in a decrease of similar to 40% in nationwide greenhouse gas emissions since 2005, and a potential cooling of the climate at the local scale. On the other hand, these changes in the land-use system further reinforce the long-established inequality in land ownership, contributing to rural-urban migration that ultimately fuels haphazard expansion of urban areas. We argue that strong enforcement of sector-oriented policies and solving long-standing land tenure problems, rather than simply waiting for market self-regulation, are key steps to buffer the detrimental effects of agricultural intensification at the forefront of a sustainable pathway for land use in Brazil.

Analysis of land use and occupancy in permanent preservation areas according to the hydrography of Ribeirão Água Fria - Bofete, SP - Brazil

Os conflitos de uso são determinados pelas ocupações inadequadas do solo, como é o caso de ocupação do solo dentro de áreas de preservação permanente. O presente trabalho teve como objetivos determinar as classes de uso do solo e se há conflitos dentro de áreas de preservação permanente ao longo da rede de drenagem da microbacia do Ribeirão Água Fria, município de Bofete (SP). Situa-se geograficamente entre as coordenadas: 48°09'30 a 48°18'30 de longitude WGr., 22°58'30 a 23°04'30 de latitude sul com uma área de 15.242,84 ha. O mapa de uso do solo foi elaborado por meio da interpretação diretamente na tela do computador de imagem digital de satélite. Nos dados orbitais, a área de estudo está inserida no quadrante A, da imagem TM/Landsat-5, órbita 220, ponto 76, passagem de 8/09/2007. O Sistema de Informação Geográfica empregado foi o Cartalinx. As áreas de conflito da microbacia foram obtidas a partir do cruzamento entre os mapas de uso do solo e de APPs. Os resultados permitiram concluir que mais da metade da área (51,09%) está ocupada por pastagens, reflexo de solos arenosos e de baixa fertilidade. Constatou-se, ainda, que apesar de quase metade da microbacia estar coberta com algum tipo de vegetação (48,78% de mata natural/reflorestamento), possui aproximadamente um terço das áreas de preservação permanente utilizadas inadequadamente por pastagens (88,15%), reflorestamento (10,42%) e solo exposto (1,43%), totalizando 343,07 ha de áreas conflitantes em um total de 993,26 ha de APPs.

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)

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.

Assessing land use by cattle in heterogeneous environments

The aim of this note is to describe preliminary results on assessment of land use by cattle, obtained in a pilot study using Geographic Information System (GIS). The research was carried out on a semi-natural pasture in Sweden, where the geographic positions of one cow were recorded during 25 consecutive days during summer. The cow, wearing a GPS collar, was integrated in a herd of 53 Hereford cattle. Each location point registered for the animal was considered as a sampling unit (N=3,097). The spatial distribution of ground declivity, water sources, cattle tracks, and classes of woody vegetation cover (forest, grassland with trees and open grassland) were recorded. The storage, processing and data analysis were carried out using the Idrisi and GS+ softwares. Three occupation zones were identified in function of the variation in the space used by the animal, which were occupied in a cyclical pattern; with the animal moving from one zone to another in cycles of five days. It was also clear that the cattle distribution in the area was neither random nor uniform, and it was affected by environmental characteristics that act as conditioners on its distribution. These preliminary results suggest that definition of zones of occupation and the environmental conditioners are promising tools to understand the land use by cattle

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.

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.

Sensoriamento remoto e geoprocessamento aplicados ao uso da terra em microbacias hidrográficas, Botucatu - SP

O presente trabalho teve como objetivo identificar e quantificar o uso da terra em dez microbacias ocorrentes na bacia do Rio Capivara, município de Botucatu - SP, a partir da estruturação de um banco de dados utilizando o Sistema de Informações Geográficas (SIG) - IDRISI. Os resultados mostram que as classes de uso da terra, uso agrícola e pastagem, foram as mais significativas, pois ocuparam mais da metade da área das microbacias. O alto índice de uso da terra por pastagens, capoeiras, reflorestamento e matas reflete a predominância de solos arenosos com baixa fertilidade. As imagens obtidas do satélite LANDSAT 5 permitiram o mapeamento do uso da terra de maneira rápida, além de fornecer um excelente banco de dados para futuro planejamento e gerenciamento das atividades agropecuárias regionais. O SIG-IDRISI permitiu identificar, por meio de seus diferentes módulos para georreferenciamento, classificação digital e modelo matemático, as classes de uso da terra com rapidez.

Estudo da adequação do uso do solo, no município de Maringá - PR, utilizando-se de geoprocessamento

O presente trabalho tem por finalidade o estudo da adequação do uso do solo e análise da carta de aptidão agrícola, bem como o mapeamento da ocupação do solo, por meio da criação e estruturação de um banco de dados utilizando-se de Geoprocessamento, visando a atualizações e interações das informações com rapidez e eficiência, permitindo adaptações e/ou confecções de mapas temáticos da área estudada. Por meio da análise conjunta dos mapas de ocupação do solo com a carta de aptidão agrícola, pode-se constatar que: o município de Maringá - PR, apresenta ocupação de suas terras, em sua grande maioria, em acordo com a aptidão agrícola recomendada para a região; a alta porcentagem de mata nativa em terras de boa aptidão para culturas, certamente está vinculada a obediência às leis ambientais em vigor.

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)

Nova versão do sistema de avaliação de terras - SIAT

O SIAT é um sistema especialista para Avaliação de Terras derivado do MicroLEIS - Land Evaluation Information System desenvolvido na Espanha. Na primeira versão, as 12 variáveis foram adaptadas e ajustadas para condições tropicais, assim como a estrutura do programa e o banco de dados. Os testes de campo mostraram que os melhores resultados foram obtidos para escalas próximas de 1:100.000. Nesta segunda versão, os intervalos das variáveis foram redefinidos e uma interface de comunicação com o SIG IDRISI foi introduzida, permitindo a troca de dados entre os dois programas. Outra modificação importante foi a adoção de uma equação para calcular a erosividade no lugar de mapa apresentado no Manual do Usuário. Os testes de campo mostraram que o uso do SIAT é agora mais funcional, com melhor resolução, permitindo trabalhar com escalas em torno de 1:50.000, além de ser adaptável para todo o território brasileiro. A versão do SIAT pode ser obtida pelo endereço www.rc.unesp.br/igce/ceapla/biblioteca/softwares/siat.html.