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.

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.

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.

Atributos espaciais e valorização imobiliária em Porto Alegre, RS

A dissertação busca combinar Modelos Configuracionais Urbanos e Modelos Econométricos com o objetivo de ampliar o conhecimento existente sobre o mercado imobiliário residencial em Porto Alegre. Mais especificamente, são estudados os Modelos Configuracionais de Centralidade e de Oportunidade Espacial propostos para simular o crescimento da cidade, e o Modelo de Preços Hedônicos, geralmente usado para inferir sobre a valorização de atributos dos imóveis e de sua localização. Os coeficientes gerados pelo Modelo de Preços Hedônicos são sugeridos como possível especificação requerida pelo Modelo de Oportunidade Espacial para determinar a probabilidade de um espaço urbano ser ocupado por diferentes padrões construtivos, já que essa oportunidade leva em conta a proximidade ou presença de certos elementos de valorização. As características estudadas são relativas ao imóvel em si, tais como padrão de acabamento e área, relativas à qualidade de seu entorno, como a renda média dos vizinhos e a presença de habitações precárias e relativas a sua acessibilidade a itens como o rio, pólos de comércio e serviços e a centros locais. Esse último atributo corresponde ao grau de centralidade agregada dos centros locais determinado em estudo realizado pelo PROPUR para a cidade de Porto Alegre utilizando o Modelo Configuracional de Centralidade, e que indica as áreas com concentração de atividades e animação urbanas.

Mapping multi-species habitat use for marine conservation planning

Tese de Doutoramento, Ciências do Mar (Biologia Marinha)

Cenários de alterações de uso e ocupação do solo até 2040 em Portugal Continental

Uma previsão de alterações futuras, assim como a simulação de cenários, podem sobretudo auxiliar e permitir uma antevisão de políticas de desenvolvimento de ordenamento do território. O desenvolvimento dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) nesta área permite, em conjunto com modelos espaciais, a simulação de cenários alternativos de uso e ocupação do solo com base em alterações passadas. O presente estudo consiste, numa primeira parte, na previsão em termos quantitativos do uso e ocupação do solo em Portugal Continental, utilizando um modelo de Markov para os anos de 2020, 2030 e 2040, tendo como base as alterações ocorridas entre 1990 e 2000. Este modelo permite prever a mudança de forma quantitativa do uso e ocupação do solo com base nas alterações do período imediatamente anterior. Estas previsões foram feitas para todo o território continental e detalhadamente para cada uma das cinco regiões NUTS II. Numa segunda parte, o modelo espacial de simulação de alteração de uso e ocupação do solo para o ano de 2040 foi realizado com recurso a cadeias de Markov com Autómatos Celulares e com base em Regressão Logística. Foi através do modelo, baseado em Autómatos Celulares, e após validação positiva deste, que se simularam três cenários futuros: (1) cenário de sustentabilidade ambiental; (2) cenário de desenvolvimento industrial; e (3) cenário de desertificação utilizando como referência a previsão para 2040, considerando o cenário Business-as-Usual.

Centralidade espacial : uma nova operacionalização do modelo baseada em um Sistema de Informações Geográficas

Neste trabalho realizou-se a vinculação entre o Modelo de Centralidade e um Sistema de Informações Geográficas. A motivação para a realização dessa tarefa surgiu do reconhecimento de que as principais ferramentas utilizadas atualmente em análises espaciais urbanas – Modelos Urbanos e SIGs – apresentam sérias limitações, e que sua união em uma nova ferramenta pode superar muitas dessas limitações. Propôs-se então uma estrutura básica de Sistemas de Suporte ao Planejamento (PSS) que fosse capaz de oferecer suporte efetivo às diversas etapas do processo de planejamento. Essa estrutura serve como base de apoio para a construção da nova ferramenta, cujo objetivo foi testar duas hipóteses: a) A união de Sistemas de Informação Geográficas e o Modelo de Centralidade pode aumentar a qualidade de análises espaciais urbanas, através de aspectos como visualização e precisão dos resultados, e rapidez, facilidade e flexibilidade na realização das análises. b) Sistemas de Informações Geográficas podem contribuir para operacionalizar novos aportes teóricos no Modelo de Centralidade, principalmente através das capacidades de manipulação de elementos espaciais A ferramenta foi construída através de rotinas de personalização do ArcView (scripts), em conjunto com módulos analíticos externos, em forma de DLL, construídos em Delphi. Os scripts se encarregam de compilar os dados necessários à análise de Centralidade, referentes ao traçado e à quantidade e qualidade das formas edificadas, e alimenta o módulo analítico com as informações necessárias. Este as processa e retorna os resultados aos scripts, que então preenchem as tabelas de atributos referentes às unidades espaciais, deixando-as prontas para serem submetidas aos procedimentos de geração de mapas e cruzamentos de dados usualmente realizadas pelos SIGs “comuns”. Para testar a hipótese “a”, realizou-se um estudo de caso na cidade de Pato Branco (PR) para avaliar o desempenho da ferramenta quando aplicada a uma situação próxima da realidade. O desempenho da ferramenta mostrou-se bastante satisfatório, quando comparado com o método tradicional de análise da Centralidade. A organização dos dados foi beneficiada, assim como o tempo de realização das análises, aumentando a flexibilidade para a realização de testes com diferentes configurações. Para testar a hipótese “b”, propôs-se uma pequena alteração no Modelo de Centralidade, que atribuiu pesos diferenciados às conexões entre elementos espaciais, como forma de tentar superar algumas das limitações das representações utilizadas até o momento. Dessa forma, os ângulos entre os trechos de logradouros passaram a definir custos diferenciados entre trechos, que por sua vez influenciavam na determinação dos caminhos mínimos entre trechos, dado essencial para o conceito de Centralidade Ficou provado então que é possível operacionalizar novos aportes teóricos ao modelo de Centralidade utilizando as capacidades de manipulação de dados espaciais oferecidas pelos SIGs, ainda que a validade do aporte utilizado neste trabalho não tenha sido testada. Outras conclusões do estudo são a adequação da estrutura modular da ferramenta, a necessidade de bases de dados completas e adequadas desde o ponto de vista do modelo de dados, e o reconhecimento de um vasto campo de experimentações a serem feitas como evolução natural das idéias apresentadas aqui.

Produção espacial urbana : um exercício de simulação

O presente trabalho analisa o processo de produção do espaço urbano do ponto de vista configuracional, fundamentado na técnica da modelagem urbana. Enfoca a correspondência entre espacialidade real, produzida pela dinâmica das inter-relações urbanas e espacialidade normativa, prescrita nos planos diretores. O modelo de análise utilizado simula o crescimento espacial interno de determinado setor da cidade de Porto Alegre, produzindo possíveis cenários de distribuição dos espaços construídos, capazes de orientar ações de planejamento e monitoramento do desenvolvimento urbano.

Crescimento urbano simulado para Santa Maria - RS

Esta pesquisa é o resultado de uma busca por representações do fenômeno urbano que incorporem sua dinâmica de crescimento e possibilitem visualizações de suas transformações internas e da influência de seus componentes neste processo. Utiliza como ferramenta um modelo computacional de simulação de crescimento baseado em autômatos celulares estendidos, que incorporam as teorias de Potencial/Centralidade em um ambiente celular. Foi escolhida como estudo de caso a cidade de Santa Maria-RS e a diversidade de elementos que compõe o sistema urbano foi sintetizada, com o auxilio de técnicas de geoprocessamento, em atributos de input do modelo de natureza urbana, natural ou institucional. Após a montagem do cenário de simulação, que representou a cidade em um grid bidimensional de células de tamanho 285x285m, foi operada a calibração do modelo para que o crescimento realizado correspondesse aos padrões existentes na cidade, utilizando como base de comparação um intervalo de crescimento entre os anos de 1986 e 2002. Calibrado o modelo, foram realizadas simulações testando possíveis cenários de crescimento futuro para um período de 30 anos, e a análise dos resultados destes processamentos possibilitou especular sobre as propriedades e tendências de crescimento da cidade de Santa Maria.

Impacto da divulgação das notas no Enem na concorrência entre escolas

A partir 2006, o INEP (Instituto Nacional de Estudos e Pesquisa) passou a divulgar anualmente as notas das escolas no Exame Nacional do Ensino Médio (Enem). Tal divulgação já faz parte do calendário das escolas, professores, jornais e revistas que cobrem o setor educacional e até de pais de alunos. Este estudo visa analisar o impacto da divulgação dessas notas na competição entre as instituições de ensino médio e, mais especificamente, avaliar o efeito da nota média das escolas concorrentes na nota de uma dada escola, em relação aos anos anteriores à divulgação. A concorrência será analisada do ponto de vista espacial, de modo que, o peso atribuído à nota de uma instituição na estimação da nota de outra escola é inversamente proporcional à distâncias entre as mesmas. Essa análise empírica de instituições públicas e privadas foi realizada por meio da estimação em mínimos quadrados, utilizando-se variáveis de controle relacionadas às instituições e ao perfil socioeconômico dos alunos. Para tanto, foram utilizadas as bases de microdados do Censo Escolar e do Enem no período de 2004 à 2011. Os resultados indicam a existência de competição entre as escolas, com aumento no grupo de escolas públicas no período posterior à divulgação.

Spatial distribution of dengue incidence and socio-environmental conditions in Campinas, São Paulo State, Brazil, 2007

This study aimed to analyze the spatial distribution of dengue risk and its association with socio-environmental conditions. This was an ecological study of the counts of autochthonous dengue cases in the municipality of Campinas, São Paulo State, Brazil, in the year 2007, aggregated according to 47 coverage areas of municipal health centers. Spatial models for mapping diseases were constructed with Bayesian hierarchical models, based on Integrated Nested Laplace Approximation (INLA). The analyses were stratified according to two age groups, 0 to 14 years and above 14 years. The results indicate that the spatial distribution of dengue risk is not associated with socio-environmental conditions in the 0 to 14 year age group. In the age group older than 14 years, the relative risk of dengue increases significantly as the level of socio-environmental deprivation increases. Mapping of socio-environmental deprivation and dengue cases proved to be a useful tool for data analysis in dengue surveillance systems.

Um Modelo Espacial para a Resposta Imunológica Adaptativa da Hepatite B

This paper proposed a two-dimensional spatial model to describe the adaptive immune response for viral hepatitis B. This model considered six populations: healthy hepatocytes T, infected hepatocytes Y , hepatitis B virus V , innate immune system I, active immune system X and memory cells, X. First, a compartmental model was constructed and its equilibrium solutions and also the threshold values related to the stability of each solution were obtained. Using this model, we was able to reproduce the different trends observed for the disease, which are: individuals that eliminate the infection without forming immune response, patients with acute and chronic carriers. By including dispersion of defense cells of the immune system and virus (spatial model), we analyze two situations: homogeneous model, in which the model parameters are the same at all points of the network, and heterogeneous model, which characterizes cells more permeable and less permeable to virus invasion. For the two spatial models (homogeneous and heterogeneous) the times relatead to the viral erradication and/or virus invasion and persistence becoming smaller in relation to the compartmental model. The results also showed that for the set of values used in the simulations and if the two diffusion rates are different from zero, the model is sensitive to variations in the rate of viral spread and not dependent on the dispersion of memory cells. Finally, the heterogeneous model when compared to the homogeneous model shows that the infection can be spatially limited depending on the type of the cell involved in the infection process

Dinâmica da paisagem: um modelo aplicado ao município de Carapicuíba

A qualidade de vida para o ser humano depende do resultado das relações entre os processos biológicos, ecológicos, culturais e socioeconômicos que acontecem no espaço. Assim, a preocupação com a influência de zonas urbanas sobre o meio ambiente e a população tem sido um tema de crescente importância no Brasil, associando o desenvolvimento de novas políticas de gestão e reestruturação de grandes cidades. Nessa discussão, incluiu-se a questão da transformação da paisagem em ambientes urbanos, com impacto na manutenção dos serviços ecossistêmicos e na qualidade de vida da população humana. Este estudo propôs a caracterização da evolução da cobertura e uso do solo para a cidade de Carapicuíba, na Grande São Paulo, através da elaboração de seis mapas temáticos de uso e ocupação do solo do município, entre o período de 1962 e 2013. Além disso o projeto também pretendia fazer a modelagem de cenários futuros de mudanças, através de uma abordagem baseada no uso integrado de sensoriamento remoto, sistema de informações geográficas e modelos espaciais dinâmicos. Os mapas temáticos foram elaborados através de três mosaicos de fotografias aéreas adquiridas em 1962, 1972 e 1994, uma imagem orbital do sensor Ikonos de 2002, um mosaico de ortofotos aéreas adquirido em 2008, e uma imagem do sistema orbital RapidEye adquirida em 2013, para avaliação da dinâmica de ocupação da superfície da terra. As datas de imageamento disponíveis conseguiram representar momentos diferentes na história do município, referentes a acontecimentos importantes e que influenciaram significativamente na alteração da paisagem urbana: o grande crescimento demográfico e a construção das vias de acesso a Carapicuíba. As análises de dados e discussões apontam que o tipo de via de acesso à Carapicuíba e o tipo de uso do solo urbano, influenciaram na estratificação socioeconômica e na conservação de cobertura vegetal...

Dinâmica da paisagem: um modelo aplicado ao município de Carapicuíba

A qualidade de vida para o ser humano depende do resultado das relações entre os processos biológicos, ecológicos, culturais e socioeconômicos que acontecem no espaço. Assim, a preocupação com a influência de zonas urbanas sobre o meio ambiente e a população tem sido um tema de crescente importância no Brasil, associando o desenvolvimento de novas políticas de gestão e reestruturação de grandes cidades. Nessa discussão, incluiu-se a questão da transformação da paisagem em ambientes urbanos, com impacto na manutenção dos serviços ecossistêmicos e na qualidade de vida da população humana. Este estudo propôs a caracterização da evolução da cobertura e uso do solo para a cidade de Carapicuíba, na Grande São Paulo, através da elaboração de seis mapas temáticos de uso e ocupação do solo do município, entre o período de 1962 e 2013. Além disso o projeto também pretendia fazer a modelagem de cenários futuros de mudanças, através de uma abordagem baseada no uso integrado de sensoriamento remoto, sistema de informações geográficas e modelos espaciais dinâmicos. Os mapas temáticos foram elaborados através de três mosaicos de fotografias aéreas adquiridas em 1962, 1972 e 1994, uma imagem orbital do sensor Ikonos de 2002, um mosaico de ortofotos aéreas adquirido em 2008, e uma imagem do sistema orbital RapidEye adquirida em 2013, para avaliação da dinâmica de ocupação da superfície da terra. As datas de imageamento disponíveis conseguiram representar momentos diferentes na história do município, referentes a acontecimentos importantes e que influenciaram significativamente na alteração da paisagem urbana: o grande crescimento demográfico e a construção das vias de acesso a Carapicuíba. As análises de dados e discussões apontam que o tipo de via de acesso à Carapicuíba e o tipo de uso do solo urbano, influenciaram na estratificação socioeconômica e na conservação de cobertura vegetal...

Aplicación de la econometría espacial para el análisis de la miseria en los municipios del Departamento de Antioquia.

Este artículo comprueba la existencia de autocorrelación espacial al considerar la proporción de personas que viven en situación de miseria en los municipios del departamento de Antioquia, Colombia. Para ello se utiliza el test I de Moran y se propone un algoritmo para descartar la posibilidad de que la dependencia espacial sea espuria. Los resultados demuestran la necesidad de tener en cuenta la econometría espacial para determinar la asignación óptima del gasto social, destinado a intervenir en forma efectiva la situación de miseria en los municipios del departamento de Antioquia