Desenvolvimento de uma infraestrutura computacional que visa o aumento da eficiência energética em edifícios através da utilização de redes Ad Hoc

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Apoio à implementação do Sistema de Informação Territorial da Administração Interna e à análise de padrões espaciais

Este documento visa apresentar o trabalho de Estágio realizado na Direção Geral de Administração Interna (DGAI) como parte integrante e conclusiva do Mestrado em Gestão do Território na Área de Especialização em Deteção Remota e Sistemas de Informação Geográfica, ministrado pela Faculdade de Ciências Sociais e Humanas da Universidade Nova de Lisboa. O Estágio desenvolveu-se em duas fases. A primeira detém um caráter mais genérico e teve como objetivo prestar apoio à consolidação do Sistema de Informação Territorial da Administração Interna (SITAI), onde, entre diversas atividades desenvolvidas, a principal, e conforme exposto no presente relatório, reside na adaptação de dados do Instituto Nacional de Estatística (Censos 2011) ao território nacional após a Reorganização Administrativa do Território das Freguesias (RATF). A segunda enfoca o fenómeno da Violência Doméstica (VD) e consiste no tratamento e análise de vários tipos de dados provenientes da base de dados do Ministério da Administração Interna (MAI) relacionados com o mesmo. Não obstante esta segmentação de trabalhos, é objetivo deste Estágio a aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) envolvendo dados de realidades específicas e a produção de informação capaz de se constituir como instrumento de suporte à decisão e desenvolvimento de políticas de segurança interna pelas quais o MAI é responsável.

Revisões da infraestrutura viária local: o reconhecimento do lugar público no território desruralizado e extensamente urbanizadode Santa Maria da Feira

Tese de Doutoramento Arquitetura, Cidade e Território.

Modelo autologístico espaço-temporal com aplicação à análise de padrões espaciais da leprose-dos-citros

O objetivo deste trabalho foi propor estratégias de modelagem aplicadas aos dados de incidência de leprose-dos-citros, por meio do uso de um modelo autologístico espaço-temporal. A adequação do modelo autologístico foi avaliada quanto à: análise de dados provenientes de avaliações feitas em diferentes momentos; detecção de padrões espaciais da doença, pela avaliação de diferentes estruturas de vizinhança; consideração do efeito defasado no tempo de covariáveis de vizinhança; e ao efeito do ácaro transmissor na probabilidade de nova infecção. O modelo autologístico espaço-temporal adotado estendeu o modelo logístico usual, em que a estrutura de vizinhança é descrita por meio da construção de covariáveis, a partir da resposta observada em plantas vizinhas à planta avaliada, na mesma avaliação, ou em avaliações anteriores. Os dados de incidência de leprose nas plantas de citros foram coletados em pontos referenciados no espaço, durante aproximadamente dois anos. Os modelos detectam o efeito da presença do vetor e os padrões espaciais na ocorrência de novas infecções, tanto para covariáveis de vizinhança da mesma avaliação, quanto para covariáveis de vizinhança da avaliação anterior. Além disso, os modelos considerados permitem quantificar as variações na probabilidade de ocorrência da doença de acordo com o estado da doença e com a incidência do ácaro transmissor.

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.

Aplicação do diagrama de Taylor para avaliação de interpoladores espaciais em atributos de solo em cultivo com eucalipto

As diversas técnicas de interpolação espacial adotadas oferecem desempenhos diferentes, de acordo com as características dos dados iniciais, e é muito comum encontrar avaliadores contando somente com R² (coeficiente de determinação múltiplo) e erro residual. Neste trabalho, objetivou-se aplicar o Diagrama de Taylor para analisar 15 métodos diferentes de interpolação espacial, em área com cultivo comercial de eucalipto, para comparação e escolha do melhor método de interpolação de um conjunto de valores da fração granulométrica do solo (argila), na profundidade de 0-0,20 m do solo. De acordo com os resultados, considera-se muito satisfatória a ferramenta do Diagrama de Taylor, pois, além de definir graficamente os melhores métodos de interpolação, essa ferramenta permite fazer escolhas entre eles, dentro de um conjunto menor e mais definido de informações; logo, optou-se pelo método Splines em detrimento da krigagem modelo linear. As estatísticas desses dois métodos estão muito próximas, com pequenas variações, estando o desvio-padrão do Splines mais próximo dos dados observados; logo, é o melhor método de interpolação para argila, na profundidade de 0-0,20 m do solo.

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.

Incorporando suporte a restrições espaciais de caráter topológico ao modelo abstrato do consórcio Open GIS

Os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) são construídos, especificamente, para armazenar, analisar e manipular dados geográficos, ou seja, dados que representam objetos e fenômenos do mundo real, cuja localização em relação à superfície da Terra seja considerada. A interoperabilidade desses sistemas, que constitui-se na capacidade de compartilhar e trocar informações e processos entre ambientes computacionais heterogêneos, se faz necessária, pois, devido ao elevado custo de aquisição dos dados geográficos, as comunidades de informação precisam compartilhar dados de fontes existentes, sem a necessidade de fazer conversões. Porém, pela complexidade e incompatibilidades de representação, de estrutura e de semântica das informações geográficas, a maioria dos softwares de SIG, hoje, não são interoperáveis. Existe também, além do problema da não interoperabilidade, uma crescente preocupação com relação à qualidade e à integridade espacial dos dados geográficos. Contudo, alguns modelos conceituais de dados geográficos e os softwares de SIG não oferecem, ainda, os meios adequados para representar e garantir a integridade espacial das informações. As restrições de integridade definidas durante a fase de projeto conceitual, normalmente, são implementadas durante o projeto físico, seja de forma implícita ou explícita, podendo ser incorporadas diretamente no modelo de implementação do SIG, de forma que o usuário da aplicação apenas mencione a regra e o sistema a implemente e a garanta automaticamente.Este trabalho de pesquisa propõe uma extensão ao Modelo Abstrato OpenGIS, modelo este que deve ser um padrão de interoperabilidade de software para SIG. A extensão proposta incorpora ao mesmo um subconjunto de tipos de restrição espacial, buscando com isso oferecer melhor suporte às regras da realidade geográfica expressáveis na modelagem conceitual do sistema.

Estendendo quadtress para suporte ao armazenamento e recuperação de dados espaço-temporais

Nos Sistemas de Informação Geográfica (SIG), os aspectos temporais são importantes, principalmente, para representar o histórico de dados georreferenciados. Vários modelos conceituais de dados para SIG propõem classes e operações que permitem representar os aspectos espaciais e temporais das aplicações. Porém, ao nível do modelo interno dos sistemas atuais, as estruturas de dados armazenam e manipulam somente os aspectos espaciais dos dados geográficos, não contemplando os aspectos espaço-temporais propostos nos modelos conceituais. O objetivo desse trabalho é estender estruturas de dados do tipo quadtree para suporte ao armazenamento e à recuperação de dados espaço-temporais.

Infraestrutura publica, produtividade e crescimento

Este artigo analisa evidência empírica a cerca do impacto de infraestrutura sobre crescimento da produtividade e do produto. Estimações que usam 3 diferentes conjuntos de dados - séries temporais para a economia americana, dados a nível de indústria e dados cross-section para países - são estudadas. Apresentamos os principais resultados da literatura e adicionamos novas evidências. Mostramos que as estimativas confirmam a hipótese de que gastos produtivos do governo podem afetar a produtividade pelo lado da oferta. Também apresentamos evidências de que resultados anteriores rejeitando esta hipótese não são robustos a pequenas modificações no modelo sendo testado.

Projetos de infraestrutura pública: risco, incerteza e incentivos

O delineamento na divisão ótima de trabalho entre a esfera pública e privada tem suscitado estudos na moderna organização industrial. Arranjos contratuais na modalidade de parcerias público-privadas (PPP) oferecem uma nova oportunidade para analisar aspectos relacionados a compartilhamento de riscos em projetos de infraestrutura e alinhamento de incentivos. Um dos objetivos das parcerias público-privadas (PPP) é o de viabilizar projetos de infraestrutura através da concessão de algum tipo de apoio governamental, como garantias ou aportes de recursos. Uma das formas de redução de risco é a concessão de garantias de demanda onde o governo indeniza o investidor sempre que sua receita fique abaixo de um piso predeterminado. O presente estudo analisa o caso de limites no comprometimento do governo em projetos de PPP. Limites na ação do governo são indicados porque ao conceder garantias em projetos de infraestrutura privada ou em projetos de PPP o governo assume um passivo contingencial que, na maioria das vezes, não é adequadamente contabilizado nas contas públicas, podendo ainda acarretar ônus excessivo para o governo se os riscos envolvidos não forem adequadamente quantificados e analisados. Embora não impactem o fluxo de caixa hoje, esses passivos podem significar um pesado ônus para a sociedade no futuro. A partir de modelos de precificação de projetos de infraestrutura, baseados na metodologia das opções reais, avalia-se que garantias limitadas, em projetos de PPP, reduzem o risco e aumentam a atratividade de projetos na ótica privada e que um orçamento limitado é uma forma de alinhar incentivos na ótima pública. Considerando a escassez de estudos envolvendo os riscos comerciais associados a projetos de concessão rodoviária e sendo a demanda de tráfego a principal fonte de risco, o estudo combina técnicas matemáticas de interpolação com modelos econométricos de previsão propondo uma ferramenta alternativa para estimar e projetar o volume de tráfego nas rodovias brasileiras. Realiza-se um estudo de caso para trechos da BR-163 no estado de Mato Grosso sob a hipótese de que o volume de tráfego rodoviário depende diretamente da produção escoada pelas rodovias nacionais, e utiliza-se dados de produção agrícola no estado de Mato Grosso como proxy no processo de interpolação. As projeções de tráfego mensais obtidas e inexistentes em frequência regular nas diversas rodovias do país se mostraram consistentes com as previsões de outros estudos, mas possuem a vantagem de possibilitar a realização de previsão mensal e análise de sensibilidade. A principal vantagem do novo modelo é permitir a análise de risco da previsão de tráfego futuro e o intervalo de confiança da previsão.

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.

Exclusão social e projetos habitacionais. Um estudo sobre conjuntos habitacionais, segregação e exclusão social em Natal/RN

In Natal s urban growth process it is given that the performance period of the National Housing Bank (BNH, 1964-1986) was marked by the intense expansion of the urban grid and configuration of outskirts, through the construction of social housing developments. Implanted in segregated areas of the existing formal city, the population installed in these complexes was also excluded from their rights, considering that the housing defines itself not only by the physical dwelling, but also by its access to urban infrastructure, facilities, services, and others. From this reality and the verification of the city s exclusion and sociospatial segregation processes, we aimed to quantitatively demonstrate levels of social exclusion in Natal, based on the methodology developed by Sposati (2000) and adapted by Genovez (2002), which relates IBGE s (Brazilian Institute of Geography and Statistics) database underlying variables such as income, schooling and dwelling s quality. The research unveiled some spatial patterns promoted by the social housings: in these areas islands were developed with higher indicators than surrounding areas, revealing internal hierarchies in the city s outskirts

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

Monitoramento da morfologia costeira em setores da bacia potiguar sob influência da indústria petrolífera utilizando geodésia de alta precisão e laser escâner terrestre

The objective of this Doctoral Thesis was monitoring, in trimestral scale, the coastal morphology of the Northeastern coast sections of Rio Grande do Norte State, in Brazil, which is an area of Potiguar Basin influenced by the oil industry activities. The studied sections compose coastal areas with intense sedimentary erosion and high environmental sensitivity to the oil spill. In order to achieve the general objective of this study, the work has been systematized in four steps. The first one refers to the evaluation of the geomorphological data acquisition methodologies used on Digital Elevation Model (DEM) of sandy beaches. The data has been obtained from Soledade beach, located on the Northeastern coast of Rio Grande Norte. The second step has been centered on the increasing of the reference geodetic infrastructure to accomplish the geodetic survey of the studied area by implanting a station in Corta Cachorro Barrier Island and by conducting monitoring geodetic surveys to understand the beach system based on the Coastline (CL) and on DEM multitemporal analysis. The third phase has been related to the usage of the methodology developed by Santos; Amaro (2011) and Santos et al. (2012) for the surveying, processing, representation, integration and analysis of Coastlines from sandy coast, which have been obtained through geodetic techniques of positioning, morphological change analysis and sediment transport. The fourth stage represents the innovation of surveys in coastal environment by using the Terrestrial Laser Scanning (TLS), based on Light Detection and Ranging (LiDAR), to evaluate a highly eroded section on Soledade beach where the oil industry structures are located. The evaluation has been achieved through high-precision DEM and accuracy during the modeling of the coast morphology changes. The result analysis of the integrated study about the spatial and temporal interrelations of the intense coastal processes in areas of building cycles and destruction of beaches has allowed identifying the causes and consequences of the intense coastal erosion in exposed beach sections and in barrier islands