Desenvolvimento de um sistema de alerta de enchente aplicado aos planos de defesa civil em áreas de risco no estado do Pará utilizando Sistema de Informações Geográficas (SIG), caso: cidade de Marabá

A presente dissertação desenvolveu um Sistema de Alerta de Enchentes para a Cidade de Marabá, localizada na confluência dos rios Itacaiúnas e Tocantins, a 440 km da cidade de Belém, capital do Estado do Pará. O Sistema de Alerta de Enchentes foi desenvolvido com base no modelo hidrológico MOD-4B incorporado a um Sistema de Informações Geográficas. Esse sistema permite prever as variações do nível do Rio Tocantins ao longo do ano, de modo a acompanhar a evolução da cheia com antecedência de 4 dias, o que torna possível uma ação eficiente da defesa civil. O modelo de previsão utilizou como referência as réguas linimétricas localizadas nos rios Tocantins e Araguaia nas cidades de Carolina e Conceição do Araguaia, distantes aproximadamente 225 e 270 km, respectivamente, da cidade de Marabá. O sistema utiliza o software de geoprocessamento ArcView 3.3, que teve implementada uma interface desenvolvida através da linguagem de programação orientada a objetos Avenue, com a finalidade de rodar o aplicativo do modelo hidrológico. O uso de menus e janelas customizados do sistema possibilitou o acesso a dados espaciais e tabelas de dados relacionais e/ou banco de dados cadastral, além de módulos de análise espacial e de visualização de dados geográficos em um Sistema de Informações Geográficas (SIG), possibilitando a previsão de enchentes na forma de mapas, tabelas e relatórios com a indicação das áreas inundadas para os períodos de 4, 3, 2 e 1 dia de antecedência do evento de enchente. O Sistema permitiu identificar os imóveis e as ruas atingidos, e possibilitará através de levantamentos futuros quantificar a população afetada e os prejuízos causados pelo desastre, facilitando que a defesa civil execute planos de ação para enfrentamento eficiente antes, durante e depois da ocorrência da enchente.

Mapeamento das fundações mais usadas na cidade de Belém-PA: aspectos gerais e proposta preliminar de mapeamento de soluções utilizadas em casos recentes

Realiza o levantamento dos vários tipos de fundações mais comumente utilizadas na construção civil, nas últimas décadas na cidade de Belém PA, definindo suas propriedades, peculiaridades, aspectos técnicos de seu dimensionamento, capacidade de carga e processo executivo. Identifica o tipo de solo, em que estão assentes, com respectivos perfil e características geotécnicas e efetua o mapeamento da cidade por regiões, de acordo com perfil geológico; tipo de fundação; profundidade de assentamento; processo executivo; e custo relativo. O trabalho é dividido em quatro etapas: a primeira correspondente à pesquisa bibliográfica a respeito do estudo das fundações, abrangendo desenvolvimento histórico das fundações e mecânica dos solos, no mundo, Brasil e Belém; pesquisa geotécnica e características do solo de Belém e; estudo dos Sistemas de Informações Geográficas SIG,; a segunda envolvendo levantamento técnico junto as empresas construtoras e firmas de projetos locais, para catalogação e formação de um banco de dados acerca das fundações praticadas na cidade; a terceira relativa a ordenação e análise técnica dos dados coletados e a quarta, consiste na redação do texto final e na elaboração de mapas da cidade, baseados em Sistema de Informação Geográfica - SIG, em escala 1:10.000, concernentes ao tipo de fundação; o perfil geotécnico do terreno; o tipo de solo e processo executivo; profundidade provável para a fundação e, o custo relativo da fundação em relação ao total da obra.

Classificação automática de cobertura vegetal em imagens aéreas e orbitais para uso em planejamento energético

Neste trabalho é apresentado um modelo de redes neurais que será utilizado como ferramenta para uso no planejamento energético e na construção de cenários energéticos através da identificação e agrupamento de pixels representativos de classes de água, vegetação e antropização no entorno do reservatório de Tucuruí, Estado do Pará (bacia do rio Tocantins). Para o estudo, foram utilizadas fotografias aéreas ortorretificadas e um recorte da imagem do satélite Landsat, ambos obtidos em agosto de 2001 e classificados utilizando a métrica da mínima distância no software Matlab 7.3.0 (Matrix Laboratory - software de matemática aplicada) e no Arcview 3.2a (programa de Sistemas de Informações Geográficas). Para classificação da área no Matlab, foram utilizadas redes neurais competitivas, mais especificamente as redes de Kohonen que são caracterizadas por realizar um mapeamento de um espaço de dimensão n (número de entradas) para um espaço de dimensão m (número de saídas). Os resultados obtidos no classificador utilizando rede neural e no classificador do Arcview foram semelhantes, mas houve uma divergência no que diz respeito à imagem de alta e média resolução que pode ser justificada pelo fato de que a imagem de alta resolução espacial ocasiona muita variação espectral em algumas feições, gerando dificuldades nas classificações. Esse classificador automático é uma ferramenta importante para identificar oportunidades e potenciais a serem desenvolvidos na construção de cenários energéticos programados. Os resultados deste trabalho confirmam que a imagem de média resolução ainda é a mais indicada para resolver a maioria dos problemas que envolvem identificação de cobertura do solo para utilização em planejamento energético.

Variação espacial e temporal da precipitação no estado do Pará

Estudos sobre a climatologia das precipitações no Estado do Pará são essenciais para o planejamento das atividades agrícolas. A variação da precipitação anual e sazonal no Estado do Pará foi analisada com base em séries históricas de 23 anos (1976-1998) de dados diários de chuva. A análise foi realizada para 31 localidades do Estado do Pará, sendo os resultados representados em mapas com a utilização de técnicas de sistemas de informações geográficas (SIG). A variabilidade da precipitação anual e sazonal foi caracterizada com base no coeficiente de variação e no índice de variabilidade interanual relativo. A variação desses coeficientes para a precipitação anual no Estado do Pará foi de 15 a 30%. As características mensais da estação chuvosa, em termos de início, fim e duração, foram determinadas utilizando-se o critério proposto por KASSAM (1979). A variação entre as datas de plantio precoces e tardias corresponderam aos decêndios identificados pelos dias julianos 309319 e 353363, respectivamente.

Mapeamento de ambientes costeiros tropicais (Golfão Maranhense, Brasil) utilizando imagens de sensores remotos orbitais

Este trabalho apresenta os resultados do reconhecimento e mapeamento dos ambientes costeiros da região do Golfão Maranhense, Brasil, utilizando uma abordagem metodológica que incluiu: (a) análise integrada com base no processamento digital de imagens, ópticas Landsat-4 TM e SPOT-2 HRV, de imagens SAR (Synthetic Aperture Radar) do RADARSAT-1, e dados de elevação da SRTM (Shuttle Radar Topography Mission); (b) sistema de informações geográficas; e (c) levantamentos de campo relativos à geomorfologia, topografia e sedimentologia. Os ambientes costeiros, assim mapeados foram agrupados em quatro setores: Setor 1, com pântanos salinos, pântanos de água doce, lagos intermitentes e canal estuarino; Setor 2, abrangendo tabuleiro costeiro, planície de maré lamosa, planície fluvial, planície de maré arenosa, praias de macromaré, área construída e lagos artificiais; Setor 3, com manguezal, paleodunas e planície de maré mista; e Setor 4, constituído por dunas móveis. Além disso, foram também reconhecidos lagos perenes, deltas de maré vazante e planícies de supramaré arenosas. O processamento digital e a análise visual das imagens de sensores remotos orbitais, associados ao uso de sistemas de informações geográficas, mostraram-se eficazes no mapeamento de zonas costeiras tropicais, possibilitando a geração de produtos com boa acurácia e precisão cartográfica.

Estudo comparativo do uso da terra em unidades de produção familiar no Nordeste Paraense

O contexto histórico de formação territorial do Nordeste Paraense, está relacionado com os diversos períodos de ocupação que a região Amazônica sofreu, desde os primórdios da colonização, passando pelos fluxos migratórios, a partir da década de 1950, até sua configuração atual. O Nordeste Paraense é composto pelas microrregiões do Salgado, Bragantina, Cametá, Guamá e Tomé-Açu, ocupando cerca de 135 mil quilômetros quadrados, ou seja, 10,6% da superfície estadual, englobando 49 municípios, possuindo 1,8 milhão de habitantes, 27% da população estadual. Após quase um século de utilização as áreas de mata virgem fazem parte do passado. O padrão de uso da terra baseia-se no manejo de parcelas de floresta secundária (capoeiras), em rotação com culturas anuais e a implantação de culturas perenes e de pastagens. Neste contexto este trabalho objetivou compreender a dinâmica do uso da terra em unidades de produção familiar, para assim subsidiar alternativas para o planejamento das propriedades. A pesquisa foi realizada em trinta e três unidades, dispostas nos municípios de Bragança (apresenta uma ocupação mais antiga, com diferentes históricos de ocupação e uso da terra, aproximadamente 300 anos), Capitão Poço (representa uma ocupação e uso intermediários, 60 anos) e Garrafão do Norte (com um processo de ocupação mais recente cerca de 20 anos). A metodologia baseou-se na observação direta, na aplicação de questionários, entrevistas semi-estruturadas, registros fotográficos, elaboração de mapas mentais e utilização do Sistema de Informações Geográficas, para construção de mapas temáticos e análise das imagens de satélite. Pode-se observar que o padrão de uso não se diferencia nas três áreas, pois não é o ambiente somente que irá influenciar nas práticas estabelecidas, mas sim a territorialidade de cada agricultor, ou seja, a sua carga cultural que é impressa sobre o território. Constatou-se que a paisagem de uma propriedade será mais ou menos fragmentada em função do número de pessoas que fazem uso dela. A vegetação secundária é um elemento importante nesta dinâmica, pois sua presença ou ausência contribuirá para que uma propriedade seja mais ou menos resiliente as pressões de mercados, ou seja, a existência deste recurso florestal, juntamente com outros sistemas produtivos, permitem que aquela propriedade tenha uma variedade de produtos a serem disponibilizados na esfera da família e para o mercado. Assim é necessário que estratégias de planejamento da propriedade sejam elaboradas, para garantir a sustentabilidade social e ambiental.

Dinâmica espaço-temporal da pesca industrial de camarão-rosa Farfantepenaeus subtilis na plataforma continental do Amazonas

O conhecimento da distribuição espacial dos recursos pesqueiros e um fator essencial no ordenamento pesqueiro. O camarão-rosa Farfantepenaeus subtilis (Perez-Farfante, 1967) e uma espécie de importância econômica, capturado pela pesca industrial na Plataforma Continental do Amazonas. Este estudo teve como objetivo avaliar padrões espaços-temporais da abundancia relativa desse recurso a partir de uma serie de capturas realizadas por barcos da frota industrial, especializadas com o uso de ferramentas de sistema de informações geográficas. A abundancia relativa de camarão-rosa (CPUE) foi relacionada a batimetria, as características do substrato, a vazão do rio Amazonas e as variáveis oceanográficas obtidas por sensoriamento: temperatura da superfície do mar e concentração de clorofila-a. Entre as categorias de tipo de substrato, observou-se maior intensidade de arrastos na região de lama mosqueada. Nessa região, características como tipo de substrato (lama), relevo submarino, taxa de sedimentação (<1 cm.ano-1), e salinidade (>30) constituem o habitat ideal para o camarão-rosa. Maiores valores de CPUE estiveram associados a menores temperaturas e a maiores valores de concentração de clorofila-a, características que ocorrem no período de maior vazão do rio Amazonas, no primeiro semestre. Foi observada a ocorrência de três períodos com diferentes níveis de produção: fevereiro a abril (maior vazão), com maior abundancia relativa de camarão-rosa; maio a julho; e agosto a setembro (menor vazão), com menor abundancia. Os resultados mostraram que a abundancia relativa de F. subtilis não se distribui de modo uniforme no espaço nem na variação sazonal.

Costa de manguezais de macromaré da Amazônia: cenários morfológicos, mapeamento e quantificação de áreas usando dados de sensores remotos

De acordo com o Atlas de Manguezais, este ecossistema representa 8% de toda a linha de costa do planeta e um quarto da linha de costa da zona tropical, perfazendo um total de 181.077 km². Este trabalho objetiva quantificar a extensão dos manguezais de macromaré da costa nordeste do Pará e noroeste do Maranhão, aqui denominada de Costa de Manguezais de Macromaré da Amazônia (CMMA). O reconhecimento das áreas de manguezais e sua quantificação foram realizados a partir da utilização de imagens Landsat-7 ETM⁺, adquiridas em 1999 e 2000 e de um sistema de informações geográficas (SIG). A integração dos dados de sensores remotos, dados geológicos e oceanográficos permitiu o reconhecimento de cinco setores geomorfológicos, que abrangem uma superfície total de 7.591 km² de manguezais. Esta área representa a maior faixa de manguezais contínuos do planeta e corresponde a 56,6% dos manguezais do Brasil. Medidas prioritárias de conservação dos manguezais da Amazônia devem ser tomadas e pesquisas que busquem a melhor compreensão deste complexo e importante ecossistema devem ser financiadas e desenvolvidas.

A efetividade das unidades de conservação e das terras indígenas na contenção do desflorestamento na Amazônia Legal

Foi investigada a efetividade das Unidades de Conservação e das Terras Indígenas na contenção do desflorestamento na Amazônia Legal. A análise dos dados foi processada em ambiente SIG (Sistema de Informações Geográficas) no programa ArcGis 9.3. O modelo estatístico desenvolvido para testar a efetividade das Áreas Protegidas se baseou na diferença entre o desflorestamento interno observado nas Áreas Protegidas e o desflorestamento interno nas Áreas Protegidas, estimado a partir do entorno de cinco quilômetros e de dez quilômetros das Áreas Protegidas. Verificou-se que, em área de floresta, até o ano de 2007, as Áreas Protegidas ocupavam aproximadamente 40% da Amazônia Legal. As Unidades de Conservação de Proteção Integral ocupavam 7,5% da Amazônia Legal, as Unidades de Conservação de Uso Sustentável ocupavam 11,2% da Amazônia Legal e as Terras Indígenas ocupavam 21% da Amazônia Legal. Foi observada uma diferença significativa na proporção de área ocupada pelos tipos de Áreas Protegidas entre os estados da Amazônia Legal. Notou-se, ainda, que a proporção do desflorestamento interno nas Unidades de Conservação de Proteção Integral e nas Terras Indígenas foi menor do que nas Unidades de Conservação de Uso Sustentável. A proporção do desflorestamento interno das Áreas Protegidas foi muito menor do que a proporção de desflorestamento externo à essas áreas, nos estados do Mato Grosso, Pará e Rondônia. Segundo o modelo estatístico de efetividade, 62,3% das Áreas Protegidas analisadas eram efetivas na contenção do desflorestamento. Esse modelo constitui importante instrumento para direcionar o planejamento de políticas públicas de conservação da Amazônia Legal, pois indica as Áreas Protegidas mais ameaçadas pelo desflorestamento. É imprescindível estabelecer com urgência a criação de mais Áreas Protegidas na Amazônia Legal e a consolidação das Áreas Protegidas existentes, já que não se sabe até quando essas áreas conseguirão se manter sem o mínimo necessário à sua sustentação.

Espacialização de informações na gestão de sistemas de abastecimento de água utilizando sistema de informação geográfica

Avaliar a espacialização de informações na gestão de Sistema de Abastecimento de Água (SAA). Para isso, foram definidos e adotados os dados da pesquisa (Fase 1), sendo dividido em dados de perdas reais, comerciais e Despesas de exploração. Na Fase 2, a base cartográfica da área de estudo e os dados adotados foram armazenados e organizados em Sistema de Informação Geográfica (SIG), utilizando o software ArcGis 9.3, onde foi construído o modelo de dados para a pesquisa, e definida a topologia a ser utilizada para identificação dos dados espacializados, a construção do banco de dados georreferenciado e a criação dos layers. Na fase 3 foi realizado o cálculo do balanço hídrico nas principais unidades dos SAAs estudados sendo determinadas as perdas na adução de água bruta, no tratamento, na reservação, e na distribuição. Na fase 4 foram calculados indicadores para avaliar o desempenho dos SAAs, como: índice de cobertura, índice total de perda real, índice de perda na arrecadação, índice de perda de faturamento, índice de consumo de energia em SAA, índice de despesas com energia elétrica, entre outros. Na fase 5 foi proposta a espacialização e apresentação em SIG dos resultados obtidos nas fases anteriores. Com isso, considerando os dados adotados, foi possível identificar os valores das perdas reais e dos indicadores de desempenho em cada setor do SAA estudado, sendo, por exemplo, o setor 9, o que apresentou maior índice de perda total, chegando a 59,10%, seguido dos setores 4, 8 e 5. A perda mais significante para o sistema foi a perda na distribuição, com o setor 9 apresentando perda de 57%; a perda no tratamento foi de 3,4%, no setor 3; e os setores com maior índice de perda na adução, foram os setores 6 e 8, com 3,5%. Os percentuais de água não faturada, foram maiores nos setores 1 e 5. Os setores 1, 3, 4 e 6 são os que apresentaram maior consumo de energia elétrica por volume de água produzido. Portanto, a espacialização dos dados em SIG facilitou a visualização e análise dos dados adotados na pesquisa.

Código de modernidade e sistemas antigos: a propósito do uso da informática pelos professores de matemática da rede pública estadual em Belém

O uso das Tecnologias da Informação e Comunicação -TIC no ambiente escolar, além de permitir o acesso a um universo de informações tão caótico quanto inimaginável, promoveu uma profunda transformação na relação de seus principais atores -professores e alunos - com o conhecimento. Desde o final da década de 1980 que, no Brasil, diversos programas surgiram com a finalidade de prover a educação pública de condições de igualdade com a educação privada, procurando através da inserção nas escolas da rede municipal e estadual de um ambiente tecnológico de aprendizagem com base em rede de computadores conectados a Internet, garantir o ansiado salto de qualidade do ensino público. A proposta desse trabalho é investigar se os professores de Matemática que atuam nas escolas da rede estadual em Belém/P A, que possuem Laboratório de Informática, estabelecem interações com esse ambiente na busca pela melhoria de sua práxis pedagógica, favorecendo a transmissão de informações, a construção de conhecimentos e de conceitos matemáticos.

Detecção, classificação e quantificação automática de variações de tensão de curta duração para aplicação em análise de pós-operação em sistemas de energia elétrica

A análise de ocorrências no sistema de energia elétrica é de fundamento mportância para uma operação segura, e para manter a qualidade da energia elétrica lornecida aos consumidores. As concessionárias do setor de energia elétrica usam equipamentos, chamados registradores de perturbação (RP's), para monitora diagnosticar problemas nos sistemas elétrico e de proteção. As formas de onda normalmente analisadas nos centros de operação das concessionárias, são aquelas geradas por eventos que quase sempre causam a aocrtul je linhas devido a operação dos relés comandados pelos dispositivos de proteção .Contudo, uma grande quantidade de registros armazenados que podem conte informações importantes sobre o comportamento e desempenho do sistema elétricl jeixa de ser analisada. O objetivo desse trabalho é usar os dados disponíveis nos centros de ontrole, operação das concessionárias de energia elétrica obtidos pelos RP's, para classificar e quantificar de forma automática sinais que caracterizem problemas de qualidade da energia, quanto a variações de tensão de curta duração: afundamentos, elevações e interrupções. O método proposto usa a transformada wavelet para obter um vetor característico para as tensões das fases A, B e C, e uma rede neural probabilística para classificação. Os sinais classificados como apresentando variações de curta duração são quantilicados quanto a duração e amplitude, usando-se as propriedades da análise nultiresolução da decomposição do sinal. Esses parâmetros, então, irão formar uma Jase de dados onde procedimentos de análise estatística podem ser usados para gerar relatórios com as características da qualidade da energia. Os resultados obtidos com a metodologia proposta para um sistema real são também apresentados.

Experimentos de mineração de dados aplicados a sistemas scada de usinas hidrelétricas

O atual modelo do setor elétrico brasileiro permite igualdade de condições a todos os agentes e reduz o papel do Estado no setor. Esse modelo obriga as empresas do setor a melhorarem cada vez mais a qualidade de seu produto e, como requisito para este objetivo, devem fazer uso mais efetivo da enorme quantidade de dados operacionais que são armazenados em bancos de dados, provenientes da operação dos seus sistemas elétricos e que tem nas Usinas Hidrelétricas (UHE) a sua principal fonte de geração de energia. Uma das principais ferramentas para gerenciamento dessas usinas são os sistemas de Supervisão, Controle e Aquisição de Dados (Supervisory Control And Data Acquisition - SCADA). Assim, a imensa quantidade de dados acumulados nos bancos de dados pelos sistemas SCADA, muito provavelmente contendo informações relevantes, deve ser tratada para descobrir relações e padrões e assim ajudar na compreensão de muitos aspectos operacionais importantes e avaliar o desempenho dos sistemas elétricos de potência. O processo de Descoberta de Conhecimento em Banco de Dados (Knowledge Discovery in Database - KDD) é o processo de identificar, em grandes conjuntos de dados, padrões que sejam válidos, novos, úteis e compreensíveis, para melhorar o entendimento de um problema ou um procedimento de tomada de decisão. A Mineração de Dados (ou Data Mining) é o passo dentro do KDD que permite extrair informações úteis em grandes bases de dados. Neste cenário, o presente trabalho se propõe a realizar experimentos de mineração de dados nos dados gerados por sistemas SCADA em UHE, a fim de produzir informações relevantes para auxiliar no planejamento, operação, manutenção e segurança das hidrelétricas e na implantação da cultura da mineração de dados aplicada a estas usinas.

Sistemas agroindustriais integrados: uma análise por meio da entropia de informação

Utilizando a teoria matemática da informação, este artigo analisa quatro sistemas agroindustriais de produção de bioenergia: a indústria de álcool de cana-de-açúcar do Brasil, a indústria de álcool de milho e a indústria de biodiesel dos Estados Unidos, além da indústria de farinha de mandioca da Amazônia. Com base em um importante conjunto de informações empíricas, são feitas avaliações de eficiência energética para diferentes níveis de organização dos sistemas.

Avaliação tecnológica, operacional e de gestão de sistemas híbridos para geração de eletricidade na Região Amazônica

O objetivo deste trabalho consiste em contribuir com o conhecimento sobre os sistemas híbridos de energia implantados na Região Amazônica e baseados no aproveitamento das fontes de energia solar, eólica e diesel-elétrica. O trabalho apresenta primeiramente o estado-da-arte dos sistemas híbridos, caracterizando sua evolução histórica, os principais tipos e classificações, a composição básica e os prós e contras da eletrificação usando esses tipos de sistemas. Em seguida, é feita a identificação e a descrição dos sistemas regionais através das referências bibliográficas existentes e de informações coletadas em pesquisas de campo. As características técnicas, operacionais, econômicas e de gerenciamento desses sistemas são analisadas sucintamente, servindo de base às proposições de modelos para sistemas híbridos, que influenciam diretamente sobre a estratégia de operação e gestão dos sistemas híbridos regionais. Esses modelos, depois de implementados, permitirão a otimização da operação dos sistemas e sua sustentabilidade.