Informação Geográfica e Tecnologias para o Ordenamento doTerritório - Gestão da Qualidade e Modelo de Sistema de Submissão de Instrumentos de Gestão Territorial (IGT)

Tese apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em Geografia e Planeamento Territorial, Especialização em Deteção Remota e Sistemas de Informação Geográfica

Estudo da evolução do edificado no Parque Natural da Arrábida utilizando sistemas de informação geográfica

A evolução do edificado é consequência do crescimento da população mundial, desenvolvendo-se este fenómeno por todo o mundo com especial incidência nos países em desenvolvimento, que, por outro lado, também são os que possuem maiores áreas naturais. As Nações Unidas e a União Europeia têm atuado no sentido do crescimento sustentável de modo a minimizar os efeitos adversos provocados no ambiente pela urbanização explosiva. As áreas protegidas, devido ao crescimento urbano, sofrem grandes pressões das atividades antropogénicas, e como consequência, perdem diversidade de espécies naturais, fragmentação de habitats e aumento da poluição. Em Portugal, o crescimento urbano ocorreu mais intensamente no litoral devido ao abandono do interior rural e às condições climáticas e orográficas desta região. O crescimento urbano levou à expansão da construção ao longo dos principais eixos rodoviários e ferroviários, aproximando-se de áreas protegidas. Verifica-se uma preocupação, já desde os anos 40, com a serra da Arrábida, pela sua relevância em termos de património natural e histórico, tendo sido classificada como parque natural em 1976. O ambiente natural da serra é atraente para turismo, lazer e atividades de recreio, tendo como consequência a procura de terrenos para segunda habitação. O estudo e monitorização com recurso a sistemas de informação geográfica permite integrar diversos tipos de informação (imagens de satélite, fotografias áreas e dados de diversas base de dados) a qual é relevante para melhor se compreender os efeitos das atividades antropogénicas sobre o meio natural. Esta tese tem como objetivo estudar a evolução do edificado na zona dos Picheleiros ao longo do período entre 1967 e 2010, com recurso ao sistema de informação geográfica ArcGIS 10.1 com uso de fotografias áreas e imagens de satélite. A edificação teve um crescimento contínuo na área de estudo, considerável, 522 % entre 1967 e 2010, com perda de área agrícola, florestal e matos para as ocupações do solo com origem na atividade antrópica. Conclui-se assim que os objetivos de preservação da área protegida com a criação do Parque Natural da Arrábida não foram alcançados na sua plenitude, pois o aumento da edificação manteve-se ao longo do tempo na área de estudo. Este facto poderá dar indicação de que na restante área do parque a tendência seja a mesma, apontando também que a legislação de planeamento e ordenamento do território, relativa ao parque, não tenha sido adequada ou não foi aplicada de forma eficaz. Com a implementação do Plano de Ordenamento do Parque Natural da Arrábida em 2005 espera-se que no futuro se consiga verificar resultados positivos no controlo do crescimento do edificado.

Sistemas de Informação Geográfica e Videojogos

O espaço é um elemento fundamental no design de videojogos. A tecnologia actual dá ao jogador a possibilidade de experienciar mundos de grandes dimensões, sejam eles puramente imaginários, ou réplicas de ambientes reais. As exigências da produção destes mundos fazem com que os métodos de criação manuais não sejam suficientes, e haja recurso a ferramentas de geração procedimental de conteúdos. No que diz respeito aos mapas, estes procedimentos assemelham-se aos processos de modelação geográfica utilizados nos Sistemas de Informação Geográfica, mas são raros os casos em que há a utilização conjunta das tecnologias. Este trabalho replica métodos de geração procedimental de mapas em videojogos com recurso a software de Sistemas de Informação Geográfica, indentifica as mais-valias desta abordagem e aponta duas alternativas, cujo desenvolvimento pode contribuir para a aproximação das duas áreas.

Desenvolvimento de aplicações de Sistemas de Informação Geográfica WEB para gestão de resíduos urbanos.

A gestão do território contribui para o desenvolvimento socioeconómico e para o alcance de necessidades coletivas. A gestão de recursos, por sua vez, é uma das vias para atingir tais propósitos, convocando agentes, entidades e serviços para a administração de um território. O crescimento social e económico e a expansão urbana das últimas décadas tiveram um impacto significativo no consumo de recursos e na decorrente produção de resíduos, fazendo da gestão dos mesmos um importante meio para a gestão de recursos, com contributo para a gestão do território. Neste contexto, surgem serviços de gestão de resíduos urbanos, que dependem de informação geográfica referente ao seu sistema e ao do ambiente territorial em que o mesmo se insere. Face ao dinamismo e às relações entre diversos fenómenos e elementos presentes no referido ambiente, o processo de gestão de resíduos urbanos torna-se um desafio cada vez mais exigente e heterogéneo, em matéria de decisão espacial. Por esse motivo, é indispensável possuir ferramentas que integrem vários dados e que possibilitem abordagens metodológicas orientadas para uma intervenção territorial mais realista. Para tal, existem diversos métodos e técnicas, assentes em Tecnologias de Informação e Comunicação, com uma considerável adesão a soluções de Sistemas de Informação Geográfica, dada a necessidade de manipular informação com carácter espacial referente à gestão de resíduos urbanos. No quadro atual da produção e da prestação de serviços através de rede digital, as plataformas Web desses Sistemas de Informação Geográfica constituem-se como um instrumento para gestão de resíduos. Considerando o exemplo do Gabinete de Estudos, Planeamento e Controlo, dos Serviços Intermunicipalizados de Águas e Resíduos dos Municípios de Loures e Odivelas, no presente Trabalho de Projeto, pretende-se avaliar a situação atual das metodologias e dos recursos tecnológicos que um serviço deste tipo possui, percebendo o contributo que aplicações de Sistemas de Informação Geográfica Web podem ter para a concretização da sua missão, na conjuntura atual da tecnologia, da informação e da comunicação na Administração Pública. Assim, o presente Trabalho de Projeto propõe também um modelo de desenvolvimento das referidas aplicações, assentes em Sistemas de Informação Geográfica Desktop e Web de código aberto, livres e gratuitos. As aplicações abarcam informação interna, referente ao sistema de resíduos urbanos, dos Serviços Intermunicipalizados de Águas e Resíduos dos Municípios de Loures e Odivelas, e informação externa diversa, referente ao seu território de intervenção. A integração e relação da informação interna e externa, com resultados nas aplicações, são apresentadas como possíveis meios de assistência aos procedimentos efetuados no Gabinete de Estudos, Planeamento e Controlo e à prestação efetiva do serviço de gestão de resíduos urbanos. Igualmente, é possível inferir a versatilidade, a aplicabilidade e o potencial de aplicações de Sistemas de Informação Geográfica, em diversas vertentes e escalas de gestão do território.

Contributos para a análise espacial em sistemas de informação geográfica da vulnerabilidade socio-territorial no município de Humpata (Angola)

A pesquisa tem como objectivo contribuir para a discussão do conceito de vulnerabilidade socio-territorial em países em desenvolvimento e dar contributos de análise espacial para a construção de um modelo geográfico de vulnerabilidade socio-territorial, tendo como estudo caso o município de Humpata-Angola. A metodologia recorreu a vários instrumentos, nomeadamente organização bibliográfica e documental, discussão do conceito de vulnerabilidade socio-territorial e outros complementares, recolha de informação diversa, através de levantamentos urbanísticos, realização de inquéritos aos chefes de famílias (usando indicadores de domínios social, económico e territorial) e de entrevistas aos governantes ou representantes da Administração Municipal. Foram tomadas as coordenadas dos equipamentos sociais (Saúde e Educação) e todos os dados recolhidos inseridos numa Geodatabase e, com recurso aos Sistemas de Informação Geográfica (análise espacial), foi possível a construção de um modelo de vulnerabilidade socio-territorial para o município de Humpata. O modelo representa um contributo para o futuro ordenamento do município, permitindo uma melhor visão geográfica das áreas mais carenciadas e das áreas melhor equipadas, constituindo um instrumento de apoio a tomada de decisão em políticas públicas, procurando assegurar em simultâneo melhor distribuição dos recursos e beneficiação das condições de vida das comunidades.

Os sistemas de informação geográfica e a análise multicritério para o estudo da acessibilidade e mobilidade da rede escolar no município da Humpata (Angola)

O presente trabalho faz uma abordagem aos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e a análise multicritério (AMC) para o estudo da acessibilidade da rede escolar do município de Humpata, província da Huíla, situada em Angola. Neste trabalho pretende-se demonstrar as dificuldades de acessibilidade e mobilidade tendo em conta aos principais factores que condicionam a rede escolar e também a acessibilidade em termos de oferta e recursos, analisando com algum pormenor as condições de ensino que as escolas oferecem. Por outro lado foram também elaborados modelos de velocidade com o objectivo de verificar a distância-tempo percorrida pelos usuários considerando o declive do terreno. Ficou demonstrado que, para o estudo da acessibilidade da rede escolar, o uso dos SIG e a AMC fornecem resultados com relevância na tomada de decisão. A AMC conjugada com a álgebra de mapas, permitiu registar as disparidades de acessibilidade entre diferentes povoações que compõem o município. Aconselha-se por isso a utilização de ferramentas de análise espacial como os SIG, em contextos como o do município de Humpata onde os recursos escassos devem ser bem geridos, de forma a levar os serviços públicos e privados à maior parte da população e às povoações que mais necessitam através da localização óptima dos futuros serviços, que no caso das instituições escolares concorrera para garantia do sucesso escolar.

Metodologias de Sistemas de Informação Geográfica em sistemas de produção florestal : uma aplicação geoestatística

As florestas são uma fonte importante de recursos naturais, desempenhando um papel fulcral na sustentabilidade ambiental. A sua gestão quer territorial quer económica, conduz a uma maximização da produção, sem alteração da qualidade da matéria-prima. Portugal apresenta mais de um terço do seu território coberto por floresta, apresentando uma possibilidade de aplicação de sistemas de gestão, territorial e económica que maximizem a sua produção. Os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) são modelos da realidade em que é possível integrar toda a informação disponível sobre um assunto tendo por base um campo comum a todos as variáveis, a localização geográfica. Os SIG podem contribuir de diversas formas para um maior desenvolvimento das rotinas e ferramentas de planeamento e gestão florestal. A sua integração com modelos quantitativos para planeamento e gestão de florestas é uma mais-valia nesta área. Nesta dissertação apresentam-se modelos geoestatísticos, com recurso a Sistemas de Informação Geográfica, de apoio e suporte à produção de pinha em Pinheiro-manso (Pinus pinea L.). Procurando estimar as áreas com melhor propensão à produção, a partir de dados amostrais. Estes foram previamente estudados tendo sido selecionadas quatro variáveis: largura da copa, área basal, altura da árvore e produção de pinha. A geoestatística aplicada, inclui modelos de correlação espacial: kriging, onde são atribuídos pesos às amostras a partir de uma análise espacial baseada no variograma experimental. Foi utilizada a extensão Geostatistical Analyst do ArcGis da ESRI, para realizar 96 krigings para as quatro variáveis em estudo, com diferentes parametrizações, destes foram selecionados 8 krigings. Com base nos critérios de adequação dos modelos e da análise de resultados da predição dos erros - cross validation. O resultado deste estudo é apresentado através de mapas de previsão para a produção de pinha em Pinheiro manso, em que foram analisadas áreas com maior e menor probabilidade de produção tendo-se realizado análises de comparação de variáveis. Através da interseção de todas as variáveis com a produção, podemos concluir que os concelhos com maiores áreas de probabilidade de produção de pinha em Pinheiro manso, da área de estudo, são Alcácer do Sal, Montemor-o-Novo, Vendas Novas, Coruche e Chamusca. Com a realização de um cruzamento de dados entre os resultados obtidos dos krigings, e a Carta de Uso e Ocupação do Solo de Portugal Continental para 2007 (COS2007), realizaram-se mapas de previsão para a expansão do Pinheiro manso. Nas áreas de expansão conseguimos atingir aumentos mínimos na ordem dos 11% e máximo na ordem dos 61%. No total consegue-se atingir aproximadamente 128 mil ha para área de expansão do Pinheiro manso. Superando, os valores esperados pelos Planos Regionais de Ordenamento Florestal, abrangidos pela área da amostra em estudo, em que é esperado um incremento de cerca de 130 mil hectares de área de Pinheiro manso para 2030.

Educação para a sustentabilidade: O uso de Sistemas de Informação Geográfica Participativos como instrumento de participação de crianças e adolescentes na construção de sociedades mais sustentáveis

Tese de Doutoramento em Ciências da Educação (Área de Conhecimento: Educação ambiental e para a Sustentabilidade)

Aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica no Controlo de Pragas

Não existe ainda em Cabo Verde uma compreensão real de todas as potencialidades que os Sistemas de Informação Geográfica oferecem. Essas potencialidades são imensas, e são capazes de dar resposta a vários problemas que o país enfrenta. É preciso conhecê-los, principalmente os decisores. Conhecê-los significa ter uma noção aprofundada da sua origem, da sua evolução, das ferramentas e operações que oferecem para resolver questões reais e pertinentes. Uma das áreas em que os SIG podem dar contributos significativos é a área do Controlo de Pragas. O Controlo de Pragas é importante uma vez que permite minimizar um dos principais problemas que a Agricultura enfrenta. A nível do país são vários esses problemas, e com o contributo dos Sistemas de Informação Geográfica pelo menos alguns deles poderiam ser eficazmente enfrentados. Para utilizar os SIG no total da sua capacidade nessa área, é preciso conhecer os principais conceitos, objectivos e metodologias do Controlo de Pragas, o que proporcionará maior eficácia nos estudos presentes e vindouros. Isso pode ser alcançada com equipas multidisciplinares, em que com contribuições sectoriais serão atingidos resultados globais satisfatórios, e o país sairá a ganhar, a médio e longo prazo. Esse trabalho tem como objectivo fazer uma abordagem sobre os principais conceitos SIG, introduzir alguns conceitos relativos ao Controlo de Pragas, demonstrar a aplicabilidade dos SIG no Controlo de Pragas em termos teóricos e metodológicos, assim como em termos práticos, através da análise de um caso real.

Aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica nas Energias Renováveis: o Potencial da Energia Solar na Ilha de São Vicente – Cabo Verde

A presente dissertação, tem como foco principal a aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) ao estudo das energias renováveis, tendo como caso avaliar o potencial solar na ilha de São Vicente do arquipélago de Cabo Verde. A energia do sol é a principal fonte de energia renovável, e está disponível em quase todas as regiões do planeta. Quantificar o potencial energético solar de um lugar ou região é indispensável, para avaliar as potencialidades de produção de energia fotovoltaica. Outro fator importante prende-se com ordenamento territorial associado à exploração desses recursos energéticos, pelo que devem ser avaliadas as condições técnicas, ambientais e económicas, quando se pretende instalar parques para a produção de energia fotovoltaica. Assim, neste trabalho foram aplicadas as ferramentas SIG, para quantificar a radiação solar mensal e anual da ilha de São Vicente, arquipélago de Cabo Verde, através do modelo Solar Analyst. Numa segunda fase, aplicou-se a técnica de análise multicritério em combinação com os SIGs para definir as áreas mais favoráveis para a instalação de parques de produção de energia elétrica a partir da energia solar. Para o cálculo da radiação solar na ilha de São de Vicente, utilizou-se o modelo digital de terreno (MDT) e a latitude da ilha como parâmetros de entrada ao modelo. Para a análise multicritério definiram-se um conjunto de critérios que devem ser considerados na implementação de parques solares, nomeadamente, a disponibilidade de radiação solar existente na área, a distância à rede de transporte de energia elétrica e à rede viária, o declive do terreno, o uso e ocupação do solo e a proximidade às linhas de água. Para auxiliar na atribuição dos pesos aos critérios utilizados na análise aplicou-se a método Analytic Hierarchy Process (AHP). As áreas resultantes do processo da análise multicritério, foram confrontadas com a Carta de Condicionantes do esquema regional de ordenamento da ilha de São Vicente, aferindo a conformidade das propostas e reajustes subsequentes, de modo a obter os resultados finais.

Flora exótica de Cabo Verde: avaliação e impactos nos ecossistemas naturais, utilizando sistemas de informação geográfica

O impacto das espécies exóticas e a sua acção nociva sobre a flora nativa torna-se especialmente preocupante em ecossistemas insulares degradados. Tendo em conta a preservação e conservação da biodiversidade das ilhas de Cabo Verde pretende-se com este estudo avaliar o impacto que algumas espécies exóticas exercem sobre os ecossistemas naturais, tendo como modelo de estudo a maior ilha do arquipélago, a ilha de Santiago. Faz-se inicialmente uma breve caracterização da flora exótica do arquipélago, estimada em 397 taxa, tendo em conta o tipo biológico, origem biogeográfica, tipo de utilização, distribuição pelas ilhas e ecologia. Com o objectivo de melhor compreender como a distribuição das espécies exóticas pode evoluir na ilha de Santiago, procedeu-se à modelação de quatro espécies com características invasoras (Bidens bipinnata, Euphorbia heterophylla, Furcraea foetida e Lantana camara) usando metodologias de regressão logística. Os modelos produzidos permitiram a produção de mapas de probabilidade de ocorrência das espécies em estudo, utilizando para isso sistemas de informação geográfica. A aplicação destes métodos permitiu por um lado conhecer algumas das variáveis que afectam a distribuição das espécies exóticas (e.g. precipitação; NDVI; exposição NE; distância às ribeiras; altitude), e por outro lado, produzir mapas da ilha de Santiago, que permitiram revelar quais as zonas com maior probabilidade de ocorrência dessas espécies. Os nossos resultados indicam que as zonas de altitude (e.g. Serra do Pico da Antónia; Monte Graciosa; Serra da Malagueta) são especialmente vulneráveis à ocorrência de espécies invasoras, o que se torna particularmente preocupante pois correspondem a zonas demarcadas como áreas protegidas, sendo locais primordiais de distribuição para a flora endémica do arquipélago. Por fim, sugerem-se algumas medidas de gestão e controlo de espécies invasoras de modo a que a sua implementação permita que num futuro, que se espera próximo, recuperar estes ecossistemas insulares que se encontram muito degradados.

Localização dos acidentes de trânsito no concelho da Praia, Cabo Verde, com Sistemas de Informação Geográfica

É cada vez mais preocupante o aumento do número de acidentes de viação no Mundo e em Cabo Verde em particular. A sinistralidade rodoviária continua a ser, a nível global, um dos maiores flagelos das sociedades modernas. De acordo com a OMS (Organização Mundial da Saúde), 1,3 milhões de pessoas perdem suas vidas anualmente no trânsito e 50 milhões dos que sobrevivem ficam feridos ou incapacitados devido a acidentes de viação. Os dados da Direcção Geral dos Transportes Rodoviários (DGTR) da República de Cabo Verde, demonstram que o concelho da Praia ocupa a 1ª posição no ranking da sinistralidade registada no país. Esta pesquisa tem por objectivo, realizar uma análise estatística espacial dos pontos de acidentes de trânsito verificados no concelho da Praia, nos anos de 2009 e 2010, aplicando metodologias baseadas em Sistemas de Informações Geográficas (SIG) e suas ferramentas de análise espacial conjuntamente com o tratamento estatístico para exploração dos dados de acidentes. O presente trabalho permitirá, analisar o local (zona geográfica de ocorrência de acidente), a tipologia (despiste, atropelamento, colisão, choque, abalroamento, queda, capotamento e outros), a severidade (fatal, não fatal, sem vítima), o período (diurno, nocturno, dia, mês e ano), o tipo de veículo (ligeiro, pesado), o tipo de serviço prestado (particular, aluguer, estado), a faixa etária das vítimas, a intensidade do fenómeno, as tendências, identificar as áreas críticas e comparar os resultados obtidos. As informações obtidas possibilitarão diagnosticar problemas existentes, de forma adequada e eficiente e, assim, auxiliar na tomada de decisões pelos órgãos de gestão do sistema viário.

Potencialidades de cultivo de macroalgas no litoral do Rio Grande do Norte (NE, Brasil): uma perspectiva de integração de dados ambientais em sistemas de informação geográfica (SIG)

Since centuries ago, the Asians use seaweed as an important source of feeding and are their greatest world-wide consumers. The migration of these peoples for other countries, made the demand for seaweed to increase. This increasing demand prompted an industry with annual values of around US$ 6 billion. The algal biomass used for the industry is collected in natural reservoirs or cultivated. The market necessity for products of the seaweed base promotes an unsustainable exploration of the natural banks, compromising its associated biological balance. In this context, seaweed culture appears as a viable alternative to prevent the depletion of these natural supplies. Geographic Information Systems (GIS) provide space and produce information that can facilitate the evaluation of important physical and socio-economic characteristics for the planning of seaweed culture. This objective of this study is to identify potential coastal areas for seaweed culture in the state of Rio Grande do Norte, from the integration of social-environmental data in the SIG. In order to achieve this objective, a geo-referred database composed of geographical maps, nautical maps and orbital digital images was assembled; and a bank of attributes including physical and oceanographical variables (winds, chains, bathymetry, operational distance from the culture) and social and environmental factors (main income, experience with seaweed harvesting, demographic density, proximity of the sheltered coast and distance of the banks) was produced. In the modeling of the data, the integration of the space database with the bank of attributes for the attainment of the map of potentiality of seaweed culture was carried out. Of a total of 2,011 ha analyzed by the GIS for the culture of seaweed, around 34% or 682 ha were indicated as high potential, 55% or 1,101 ha as medium potential, and 11% or 228 ha as low potential. The good indices of potentiality obtained in the localities studied demonstrate that there are adequate conditions for the installation of seaweed culture in the state of Rio Grande do Norte

Sistemas de informação geográfica e análise espacial de dados como ferramentas para determinação de agregação espacial de doenças: a hanseníase como modelo

This work demonstrates the importance of using tools used in geographic information systems (GIS) and spatial data analysis (SDA) for the study of infectious diseases. Analysis methods were used to describe more fully the spatial distribution of a particular disease by incorporating the geographical element in the analysis. In Chapter 1, we report the historical evolution of these techniques in the field of human health and use Hansen s disease (leprosy) in Rio Grande do Norte as an example. In Chapter 2, we introduced a few basic theoretical concepts on the methodology and classified the types of spatial data commonly treated. Chapters 3 and 4 defined and demonstrated the use of the two most important techniques for analysis of health data, which are data point processes and data area. We modelled the case distribution of Hansen s disease in the city of Mossoró - RN. In the analysis, we used R scripts and made available routines and analitical procedures developed by the author. This approach can be easily used by researchers in several areas. As practical results, major risk areas in Mossoró leprosy were detected, and its association with the socioeconomic profile of the population at risk was found. Moreover, it is clearly shown that his approach could be of great help to be used continuously in data analysis and processing, allowing the development of new strategies to work might increase the use of such techniques in data analysis in health care

Comparação entre dois sistemas de informação geográfica (ARCGIS e GVSIG) na elaboração de um mapa de potencialidade para a silvicultura baseado em elementos do meio físico: a bacia do Paraíba do Sul (Porção Paulista)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)