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.

Análise de agrupamentos dos dados de DFA oriundos de perfis elétricos de indução de poços de petróleo

The main objective of this study is to apply recently developed methods of physical-statistic to time series analysis, particularly in electrical induction s profiles of oil wells data, to study the petrophysical similarity of those wells in a spatial distribution. For this, we used the DFA method in order to know if we can or not use this technique to characterize spatially the fields. After obtain the DFA values for all wells, we applied clustering analysis. To do these tests we used the non-hierarchical method called K-means. Usually based on the Euclidean distance, the K-means consists in dividing the elements of a data matrix N in k groups, so that the similarities among elements belonging to different groups are the smallest possible. In order to test if a dataset generated by the K-means method or randomly generated datasets form spatial patterns, we created the parameter Ω (index of neighborhood). High values of Ω reveals more aggregated data and low values of Ω show scattered data or data without spatial correlation. Thus we concluded that data from the DFA of 54 wells are grouped and can be used to characterize spatial fields. Applying contour level technique we confirm the results obtained by the K-means, confirming that DFA is effective to perform spatial analysis

Integração de modelos espaciais e temporais para predições de níveis freáticos extremos

O objetivo deste trabalho foi avaliar cenários de níveis freáticos extremos, em bacia hidrográfica, por meio de métodos de análise espacial de dados geográficos. Avaliou-se a dinâmica espaço‑temporal dos recursos hídricos subterrâneos em área de afloramento do Sistema Aquífero Guarani. As alturas do lençol freático foram estimadas por meio do monitoramento de níveis em 23 piezômetros e da modelagem das séries temporais disponíveis de abril de 2004 a abril de 2011. Para a geração de cenários espaciais, foram utilizadas técnicas geoestatísticas que incorporaram informações auxiliares relativas a padrões geomorfológicos da bacia, por meio de modelo digital de terreno. Esse procedimento melhorou as estimativas, em razão da alta correlação entre altura do lençol e elevação, e agregou sentido físico às predições. Os cenários apresentaram diferenças quanto aos níveis considerados extremos - muito profundos ou muito superficiais - e podem subsidiar o planejamento, o uso eficiente da água e a gestão sustentável dos recursos hídricos na bacia.

Dinâmica da paisagem no litoral oriental do Rio Grande do Norte: geocartografia e padrões espaciais dos campos de dunas móveis

This study shows the results of a research developed in the coastal regions of the Maxaranguape and Touros municipalities, more specific in the mobile dune fields of the Rio Grande do Norte's eastern coast. Although the coastal zones, represent a small percentage of the earth's surface it concentrates a great part of the world's population. The Rio Grande do Norte's state coastal landscape mosaic composed by the dune fields suggest a dynamic scene of changes in the spatial and temporal arranges, with significant changes in the geometry of the sedimentary cover. Following this perspective this research has the objective to map the emerged coastal zone of the Rio Grande do Norte's eastern coast under the perspective of the time-space evolution of the mobile dune fields using geoprocessing techniques, which includes remote sensing, digital images processing and geographic information system (GIS). The results imply the issue of thematic maps: Geologic map; multitemporal evolution map of the mobile dune fields; quantification of the mobile dune fields differences map; temporal evolution of the mobile dune fields surrounds map. The El Niño episodes have directly affected the atmospheric circulation, what have enhanced the sedimentary input in the sand dune, what can justify the relative area growth between the years of 1993 and 2001. The dynamic of the landscape transition were higher than the stability of the spatial pattern of the dune and it's surrounds, as a result the Rio Grande do Norte eastern coast dune fields, specially the mobile dunes from Touros, Zumbi and Maracajau have shown a decrease on the sedimentary cover without vegetation area from 1970 to 2007. Therefore, the data acquired and the techniques used, can be, eventually applied to the mobile dune fields monitoring in order to preserve the dune ecosystems in the Rio Grande do Norte coast

Aspectos lineares e espaciais da correlação entre a produtividade de forragem de milho e a porosidade do solo sob plantio direto

A porosidade do solo é de extrema importância à produtividade agrícola, uma vez que, em condições adversas, pode dificultar a penetração das raízes e, consequentemente, limitar o adequado aproveitamento dos nutrientes e da água disponível. Na Fazenda Bonança, em Pereira Barreto - SP, em 2005, foi analisada a produtividade de forragem do milho (MSF), a macroporosidade (MA), a microporosidade (MI) e a porosidade total (PT) de um Latossolo Vermelho distrófico (Acrustox Háplico), sob plantio direto, em três profundidades. O objetivo foi estudar as correlações lineares e espaciais entre os atributos da planta e do solo, na tentativa de selecionar, entre os do solo, um indicador da sua qualidade física de boa representatividade para a produtividade da forragem. Foi instalada a malha geoestatística para a coleta dos dados do solo e da planta, contendo 125 pontos amostrais numa área de 2.500 m². Os atributos estudados apresentaram variabilidade entre baixa e muito alta. Também, seguiram padrões espaciais claramente definidos, com alcances da dependência espacial entre 6,6 e 31,1 m. Apesar da correlação linear simples entre a MSF e a MI na profundidade de 0,10-0,20 m ter sido baixa, foi extremamente significativa. Contudo, do ponto de vista espacial, houve elevada correlação inversa entre tais variáveis. Assim, a MI2 apresentou-se como satisfatório indicador da qualidade física do solo de Pereira Barreto - SP, quando destinado à produtividade de forragem do milho.

Análise de técnicas de distribuição espacial com padrões pontuais e aplicação a dados de acidentes de trânsito e a dados da dengue de Rio Claro-SP

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Classificações climáticas: variações temporo-espaciais e suas aplicações nos livros didáticos e como subsídio ao zoneamento agroclimático

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Técnicas de modelagem 3D aplicadas a dados paleobatimétricos das bacias de Santos e Campos e à simulação deformacional de objetos geológicos

Pós-graduação em Geologia Regional - IGCE

As chuvas na bacia do Paraná: aspectos temporais, espaciais e rítmicos. -

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

O perfil do envelhecimento populacional em São Carlos - SP: 1980-2005: questões sócio-espaciais e qualidade de vida

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Geoprocessamento aplicado na identificação de padrões espaciais do perfil de nascimento na região do Vale do Paraíba

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Criminalidade e urbanização: estudo das relações espaciais e multivariada dos crimes de tráfico de drogas e homicídio

Estudos sobre a violência urbana vêm sendo realizados no Brasil buscando encontrar correlações e associações significativas entre taxas de homicídio e/ou tráfico de drogas e indicadores sociais ou econômicos. Esses estudos costumam utilizar como unidade de análise as divisões administrativas oficiais: regiões, estados, municípios e bairros. Entretanto, não tem sido tarefa simples o desafio de encontrar evidências empíricas a respeito da relação positiva entre fenômenos socioeconômicos e taxas de homicídio e/ou tráfico de drogas no nível intraurbano. Neste sentido este trabalho tem o objetivo de estudar as relações espaciais e multivariada dos crimes de tráfico de drogas e homicídio e a urbanizaçã do município de Belém-PA. Inicialmente aplicou-se a técnica estatística análise descritiva para evidenciar as taxas dos crimes de tráfico de drogas e homicídio nos bairros de Belém. Em seguida, aplicou-se a técnica estatística multivariada análise fatorial, o que permitiu estimar os escores fatoriais, a partir dos quais pôde-se construir o índice de qualidade de urbanização (IQU), baseado em indicadores socioeconômicos e ambientais da cidade de Belém, permitindo a classificação dos bairros em péssimo, ruim, regular, bom e ótimo, de acordo com os atributos de cada bairro. Em seguida, de posse do índice de urbanização e das taxas de tráfico de drogas e homicídio pôde-se submeter esses dados a técnica estatística multivariada análise de correspondência, cujo objetivo foi averiguar o nível de correlação (associação positiva ou negativa) entre essas variáveis. Dessa maneira, dentre os principais resultados pôde-se observar que bairros com baixa urbanização estão associados à moderada ou alta taxa de tráfico de drogas e alta taxa de homicádio. Bairros com alta urbanização estão associados à baixa taxa de tráfico de drogas e baixa taxa de homicídio. Assim como, bairros com baixa taxa de tráfico de drogas possuem baixa taxa de homicídio e bairros com alta taxa de tráfico de drogas possuem alta taxa de homicídio no município de Belém.

Dinâmica territorial, atividade industrial e cidade média: as interações espaciais e os circuitos espaciais da produção das indústrias alimentícias de consumo final instaladas na cidade de Marília – SP

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise da incidência de casos de dengue na área urbana de Belém – PA: uma aplicação de modelos espaciais e temporais

Neste trabalho, foi realizado um estudo de mapeamento de áreas de incidência e previsões para os casos de dengue na área urbana de Belém. Para as previsões foi utilizada à incidência de dengue com a precipitação pluviométrica a partir de modelos estatísticos, baseados na metodologia de Box e Jenkins de series temporais. O período do estudo foi de 05 anos (2007-2011). Na pesquisa temos métodos multivariados de series temporais, com uso de função de transferência e modelos espaciais, em que se analisou a existência de autocorrelações espaciais na variável em estudo. Os resultados das análises dos dados de incidência de casos de dengue e precipitação mostraram que, o aumento no número de casos de dengue acompanha o aumento na precipitação, demonstrando a relação direta entre o número de casos de dengue e a precipitação nos anos em estudo. O modelo de previsão construído para a incidência de casos de dengue apresentou um bom ajuste com resultados satisfatórios podendo, neste caso, ser utilizado na previsão da dengue. Em relação à análise espacial, foi possível uma visualização da incidência de casos na área urbana de Belém, com as respectivas áreas de incidência, mostrando os níveis de significância em porcentagem. Para o período estudado observou-se o comportamento e as variações dos casos de dengue, com destaque para quatro bairros: Marco, Guamá, Pedreira e Tapanã, com possíveis influências destes bairros nas áreas (bairros) vizinhas. Portanto, o presente estudo evidencia a contribuição para o planejamento das ações de controle da dengue, ao servir de instrumento no apoio às decisões na área de saúde pública.

Um método de análise de dados temporais para o Cadastro Territorial Multifinalitário Urbano

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT