Exploratory geospatial data analysis using self-organizing maps

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica

Enquadramento cartográfico do Complexo de Granja (NW Ceará, Brasil) e avaliação de sistemas de referenciação geográfica

Este estudo destaca os benefícios da análise metódica da cartografia de base que suporta a produção de Cartografia Geológica. Em certas regiões, as cartas base publicadas estão ainda associadas a redes geodésicas clássicas e, com frequência, são introduzidos erros quando se desconsideram parâmetros essenciais como a Projecção Cartográfica e o Datum Geodésico. Com o uso sistemático dos dispositivos de GPS e dos Sistemas de Informação Geográfica para a elaboração das cartas geológicas, é imprescindível o conhecimento prévio do Sistema de Coordenadas ao qual devem estar ajustados os dados geo-espaciais. Neste estudo de caso, as diferenças e os erros associados à aquisição de coordenadas entre os Data geocêntricos WGS84 e SIRGAS2000 são residuais, atendendo aos parâmetros das cartas base, à região do globo, o campo de acção e a escala, minimizando assim a propagação de erros de posicionamento e georreferenciação subsequentes.

Sistema de busca avançada de dados espaciais voltados ao licenciamento ambiental do Estado do Mato Grosso.

Este trabalho descreve a implementação computacional de um sistema de busca avançada em plataforma Web, para dados de empreendimentos e atividades passíveis de licenciamento ambiental, cadastrados no Estado do Mato Grosso do Sul - Brasil, com suporte a pesquisa espacial. Será também detalhada o aplicativo para cadastramento destes empreendimento e atividades. Estes módulos foram integrados ao Sistema Interativo de Suporte ao Licenciamento ambiental ? SISLA e estão em etapa de teste pelos técnicos do IMASUL. O aplicativo de cadastro pretende contribuir para a integração dos empreendimentos rurais neste Estado e a busca avançada tem se mostrado uma ferramenta poderosa de informação aos sistema de monitoramento ambiental.

GeOntoQuery - um mecanismo de busca em bancos de dados geográficos baseado em ontologias

Geographic Information System (GIS) are computational tools used to capture, store, consult, manipulate, analyze and print geo-referenced data. A GIS is a multi-disciplinary system that can be used by different communities of users, each one having their own interest and knowledge. This way, different knowledge views about the same reality need to be combined, in such way to attend each community. This work presents a mechanism that allows different community users access the same geographic database without knowing its particular internal structure. We use geographic ontologies to support a common and shared understanding of a specific domain: the coral reefs. Using these ontologies' descriptions that represent the knowledge of the different communities, mechanisms are created to handle with such different concepts. We use equivalent classes mapping, and a semantic layer that interacts with the ontologies and the geographic database, and that gives to the user the answers about his/her queries, independently of the used terms

TÉCNICAS PARA DETECÇÃO DE PONTOS INFLUENTES EM VARIÁVEIS CONTÍNUAS REGIONALIZADAS

RESUMO Na análise de dados espaciais em agricultura, a presença de pontos influentes pode alterar consideravelmente os resultados das análises de dependência espacial e, consequentemente, a construção dos mapas. Quando se referem a atributos físico-químicos do solo e da produtividade, os mapas devem representar uma estimativa eficiente das condições reais do campo, já que são importantes informações utilizadas para a manutenção de um sistema agrícola de manejo localizado, com a otimização da aplicação de insumos agrícolas, visando à maior produtividade. Este trabalho teve por objetivo apresentar as técnicas gráficas hair-plot, de influência local (Ci e |Lmax|) de identificação de observações influentes em dados contínuos espaciais georreferenciados, coletados em uma área experimental de cultivo comercial, com 167,35 hectares, onde o sistema agrícola de manejo localizado é adotado. Como resultados apresentam-se os pontos potencialmente influentes e os mapas construídos com e sem eles. Na comparação entre os mapas com e sem estes pontos, as métricas de comparação dos mapas mostraram a importância da identificação dos pontos influentes em uma base de dados espaciais. Sendo assim, a existência de pontos influentes deve ser investigada para entender o motivo de seu comportamento atípico, já que eles modificam, consideravelmente, os mapas gerados.

Identificação de hidroformas e hidromorfologias em zonas Costeiras arenosas utilizando técnicas de classificação de Imagem

A aplicação de metodologias inovadoras no estudo da zona costeira, como as Técnicas de Informação Geográfica (TIG), utilizando fotografia aérea e imagens de satélite de alta resolução espacial, é um assunto proeminente da investigação das áreas das Ciências Geo-Espaciais e da Engenharia Costeira. Um conjunto de fotografias aéreas, entre 1958 e 2002, foi analisado visualmente num ambiente de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), com o objectivo de identificar hidroformas e hidromorfologias costeiras, no sector entre Esmoriz e Mira. Este trabalho tem como objectivo principal identificar e analisar formas/padrões morfológicas e hidrodinâmicos (hidroformas e hidromorfologias) recorrendo a algoritmos da classificação de imagem. Para alcançar esse objectivo foram aplicados diferentes métodos de classificação de imagem, nomeadamente técnicas de classificação supervisionada e não supervisionada, utilizando o software PCI Geomatica®. Foram testados diferentes algoritmos na classificação supervisionada, (paralelepípedo, distância mínima e máxima probabilidade) e na classificação não supervisionada, o K-médias e o ISODATA. Os algoritmos de classificação supervisionada apresentaram bons resultados, demonstrados pela precisão global e coeficiente Kappa, de 95.65% - 0.95661 e de 95.85% - 0.95840, para o método do paralelepípedo e para o método da máxima probabilidade respectivamente. Os algoritmos de classificação não supervisionada (K-médias e ISODATA) permitiram identificar várias classes, como por exemplo, praia, face da praia e zona de rebentação. Os resultados obtidos foram comparados (sobrepostos) com os da análise visual em ambiente SIG, mostrando uma boa concordância nas hidroformas e hidromorfologias identificadas.

Uso de técnicas de otimização e agrupamento hierárquico para a complementação automática da malha viária em regiões rurais a partir de imagens aéreas de média e alta resolução

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise multitemporal de indicadores geoambientais como subsídio ao plano de gestão ambiental - Floresta Nacional de Ipanema - SP

The objective of this research was to conduct an analysis of multitemporal landscape Ipanema National Forest, located in the municipalities of Iperó, Capela do Alto and Araçoiaba da Serra – São Paulo estate, Brazil, considering the scenarios of 1965, 2007 and 2011. The multitemporal analysis, using aerial photographs and satellite images, contributed to the contextualization and spatialization of the evolution of the landscape area. Through analysis interpretation of the images, performed by means of supervised classification were obtained thematic maps of the area, equivalent to approximately 53 km2. Through geoprocessing techniques, especially Geographic Information Systems, it was possible the integration and manipulation of data, both spatial and statistical, allowing integrated analysis of data from the entire area of the National Forest of Ipanema. As the main result, we found that the Ipanema National Forest is in landscape evolution positive, with those 46 years examined the increase of native heavy foliage areas. Increasing from 7.1 km2 of the total area of dense vegetation in 1965 to 35.9 km2 in 2011. Overall, it was possible to realize a scenario landscape quite optimistic about the evolution of forest conservation area

Infra-estruturas de dados espaciais nos munícipios: contributo para a definição de um modelo de implementação

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica

Análise de Infra-Estruturas de Dados Espaciais na Perspectiva do Planeamento Urbano de Uma Autarquia

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Estatística e Gestão de Informação

Aspectos epidemiológicos e distribuição geográfica da esquistossomose e geo-helmintos, no Estado de Sergipe, de acordo com os dados do Programa de Controle da Esquistossomose

INTRODUÇÃO: A esquistossomose é endêmica no Brasil, com elevada prevalência no Estado de Sergipe, apesar da existência do Programa de Controle da Esquistossomose (PCE). MÉTODOS: Foi realizado levantamento de dados do PCE-Sergipe de 2005 a 2008. A partir da matriz bruta formulou-se planilha de dados no software Access e analisou-se frequência e distribuição geográfica das infecções por Schistosoma mansoni e outros enteroparasitos. Estes dados foram exportados para o software Spring 5.0.5 para georreferenciamento e confecção de mapas temáticos de distribuição espacial e temporal por ano de avaliação. RESULTADOS: Foram positivos para S. mansoni 13,6% (14471/106287) de exames nos anos de 2005, 11,2% (16196/145069) em 2006, 11,8% (10220/86824) em 2007 e 10,6% (8329/78859) em 2008. A análise de mapas mostrou elevada prevalência da doença em Sergipe, em particular nos municípios Ilha das Flores, Santa Rosa de Lima, Santa Luzia do Itanhi e São Cristóvão. Além disso, avaliamos a associação entre as frequências dessas doenças parasitárias com indicadores sociais e de desenvolvimento dos diferentes municípios, de acordo com os dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e da Superintendência de Recursos Hídricos (SRH). Observamos que os municípios com prevalência da esquistossomose maior do que 15% têm menor concentração de rede de esgotos (índice de higiene); p = 0,05. Adicionalmente, os municípios com prevalência de infecção por ancilostomídeos maior do que 10% apresentam um menor IDH educacional; p = 0,04. CONCLUSÕES: Ressalta-se a importância de maior controle dos fatores de risco ambientais e educacionais, na tentativa de reduzir prevalências dessas doenças parasitárias.

Infra-estrutura de dados espaciais como ferramenta de integração, disseminação e análise de dados para o sistema estatístico nacional de Cabo Verde

O maior benefício de uma Infra-estrutura de Dados Espaciais (IDE) é essencialmente prover as condições para a coordenação, integração, troca e partilha de dados geográficos entre diferentes actores de vários níveis da comunidade de dados espaciais. Assumem uma grande importância no contexto da gestão de informação espacial para a tomada de decisões, como forma de garantir um desenvolvimento economicamente e ambientalmente equilibrado. Ao longo dos últimos anos têm sido apontados vários casos de sucesso de implementação de IDE em diferentes países, e, a diferentes níveis políticoadministrativos. Porém, nem sempre o desenvolvimento e a implementação de IDE é realizada de uma forma integrada quer para promover a interacção entre diferentes níveis de implementação, quer para assegurar o envolvimento das comunidades, de uma forma geral, de todos aqueles que se beneficiam com seu desenvolvimento. Há ainda um longo caminho a percorrer particularmente na África onde poucas são as iniciativas apoiadas por estruturas do governo central, e onde é muito popular se encontrar outras entidades responsáveis pelas iniciativas. Com essa dissertação faz-se uma análise da importância e pertinência da criação de uma Infra-estrutura de Dados Espaciais que permita a disseminação e análise de dados produzidos pelo Órgãos Produtores das Estatísticas Oficiais do Sistema Estatístico Nacional de Cabo Verde, de forma a facilitar o acesso à toda informação estatística produzida.

A metodologia de análise de dados espaciais aplicada a plantas forrageiras

Dois experimentos e um levantamento por amostragem foram analisados no contexto de dados espaciais. Os experimentos foram delineados em blocos completos casualizados sendo que no experimento um (EXP 1) foram avaliados oito cultivares de trevo branco, sendo estudadas as variáveis Matéria Seca Total (MST) e Matéria Seca de Gramíneas (MSGRAM) e no experimento dois (EXP 2) 20 cultivares de espécies forrageiras, onde foi estudada a variável Percentagem de Implantação (%IMPL). As variáveis foram analisadas no contexto de modelos mistos, sendo modelada a variabilidade espacial através de semivariogramas exponencias, esféricos e gaussianos. Verificou-se uma diminuição em média de 19% e 14% do Coeficiente de Variação (CV) das medias dos cultivares, e uma diminuição em média de 24,6% e 33,3% nos erros padrões dos contrastes ortogonais propostos em MST e MSGRAM. No levantamento por amostragem, estudou-se a associação espacial em Aristida laevis (Nees) Kunth , Paspalum notatum Fl e Demodium incanum DC, amostrados em uma transecção fixa de quadros contiguos, a quatro tamanhos de unidades amostrais (0,1x0,1m; 0,1x0,3m; 0,1x0,5m; e 0,1x1,0m). Nas espécies Aristida laevis (Nees) Kunth e Paspalum notatum Fl, existiu um bom ajuste dos semivariogramas a tamanhos menores das unidades amostrais, diminuíndo quando a unidade amostral foi maior. Desmodium incanum DC apresentou comportamento contrario, ajustando melhor os semivariogramas a tamanhos maiores das unidades amostrais.

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