metodologias para aplicações ambientais iana alexandra alves rufino professor adjunto – ufcg...

Metodologias para Aplicações Metodologias para Aplicações AmbientaisAmbientais

Metodologias para Aplicações Metodologias para Aplicações AmbientaisAmbientais

Iana Alexandra Alves RufinoIana Alexandra Alves RufinoProfessor Adjunto – UFCGProfessor Adjunto – UFCG

(Engenheira Civil, Mestre em Arquitetura, Doutora em Recursos Naturais)(Engenheira Civil, Mestre em Arquitetura, Doutora em Recursos Naturais)

Aquisição de DadosAquisição de Dados– Dados espaciaisDados espaciais– Dados não espaciaisDados não espaciais

Sistematização do Processo DecisórioSistematização do Processo Decisório Modelagem ConceitualModelagem Conceitual Modelagem EspacialModelagem Espacial

– Pré-processamentoPré-processamento– Desenvolvimento do ModeloDesenvolvimento do Modelo– ImplementaçãoImplementação

Avaliação de resultadosAvaliação de resultados

ConteúdoConteúdoConteúdoConteúdo

Aquisição de DadosAquisição de Dados– Dados espaciaisDados espaciais– Dados não espaciaisDados não espaciais

Sistematização do Processo DecisórioSistematização do Processo Decisório Modelagem ConceitualModelagem Conceitual Modelagem EspacialModelagem Espacial

– Pré-processamentoPré-processamento– Desenvolvimento do ModeloDesenvolvimento do Modelo– ImplementaçãoImplementação

Avaliação de resultadosAvaliação de resultados

ConteúdoConteúdoConteúdoConteúdo

Exemplos de dados em GeoprocessamentoExemplos de dados em GeoprocessamentoMapasMapasTabelas (planilhas)Tabelas (planilhas)Imagens de SatéliteImagens de SatéliteFotos AéreasFotos AéreasCadastros MultifinalitáriosCadastros MultifinalitáriosRelatóriosRelatóriosTextosTextos......

Aquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de Dados

Aquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de Dados

Os dados podem ser:Os dados podem ser:AnalógicosAnalógicos

–Ex: relatórios impressos, livros, fichas Ex: relatórios impressos, livros, fichas cadastrais, etc;cadastrais, etc;

DigitaisDigitais–Ex: disponíveis na internet, cd´s, dvd´s, etc;Ex: disponíveis na internet, cd´s, dvd´s, etc;

EmpíricosEmpíricos–Ex: consultas a especialistas, ponderações, Ex: consultas a especialistas, ponderações,

etc;etc;......

Cartografia impressa e digital

Aquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de Dados

Aquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de Dados

TopografiaTopografia

Sensoriamento Sensoriamento RemotoRemoto

AerofotogrametriaAerofotogrametria

GPSGPS

Aquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de Dados

Fontes de dados para geoprocessamento:Fontes de dados para geoprocessamento:Órgãos PúblicosÓrgãos PúblicosInstituições de Pesquisa e EnsinoInstituições de Pesquisa e EnsinoInternet:Internet:

– www.ibge.gov.br– www.inpe.br– www.nasa.gov.us– ......

Aquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de Dados

Todos os dados relevantes devem ser Todos os dados relevantes devem ser reunidos, independentes de seus reunidos, independentes de seus formatos e tipologias;formatos e tipologias;

A informação a ser coletada depende A informação a ser coletada depende diretamente do problema a ser diretamente do problema a ser solucionado ou das decisões a que se solucionado ou das decisões a que se pretende dar suporte com o SIG;pretende dar suporte com o SIG;

Aquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de DadosAquisição de Dados

Nesta fase, órgãos e instituições Nesta fase, órgãos e instituições públicos e privados podem ser públicos e privados podem ser consultados, bem como publicações consultados, bem como publicações que apresentem algum tipo de que apresentem algum tipo de informação relevanteinformação relevante;

Especialistas também podem ser Especialistas também podem ser consultados e suas observações sobre consultados e suas observações sobre os dados armazenadas; os dados armazenadas;

Aquisição de DadosAquisição de Dados– Dados espaciaisDados espaciais– Dados não espaciaisDados não espaciais

Sistematização do Processo DecisórioSistematização do Processo Decisório Modelagem ConceitualModelagem Conceitual Modelagem EspacialModelagem Espacial

– Pré-processamentoPré-processamento– Desenvolvimento do ModeloDesenvolvimento do Modelo– ImplementaçãoImplementação

Avaliação de resultadosAvaliação de resultados

ConteúdoConteúdoConteúdoConteúdo

InteligênciaInteligência

ProjetoProjeto

EscolhaEscolha

As três fases As três fases do processo do processo

de tomada de de tomada de decisão decisão

segundo segundo Simon (1960)Simon (1960)

•INTELIGÊNCIAINTELIGÊNCIA: : Há um problema ou uma oportunidade para Há um problema ou uma oportunidade para uma mudança?uma mudança?•PROJETO: Quais as alternativas?PROJETO: Quais as alternativas?•ESCOLHA: Das alternativas existentes, qual é a melhor?ESCOLHA: Das alternativas existentes, qual é a melhor?

Sistematização do Processo Sistematização do Processo DecisórioDecisório

Sistematização do Processo Sistematização do Processo DecisórioDecisório

AlternativasAlternativas

Definição do Problema

Definição do Problema

RestriçõesRestrições

Matriz de decisãoMatriz de decisão

Regras de decisãoRegras de decisão

Fase de Inteligência

SIG

Fase de Projeto

SIG

Fase de Escolha

SIG

Preferências do Tomador de

Decisão

Preferências do Tomador de

Decisão

Análise de SensibilidadeAnálise de Sensibilidade

RecomendaçõesRecomendações

Avaliação por CritériosAvaliação por Critérios

Sistematização do Processo Sistematização do Processo DecisórioDecisório

Sistematização do Processo Sistematização do Processo DecisórioDecisório

Sistemas de Suporte à Decisão EspaciaisSistemas de Suporte à Decisão Espaciais

•Capacidade de Gerenciamento de Banco de DadosCapacidade de Gerenciamento de Banco de Dados•Recursos de visualização gráfica/espacialRecursos de visualização gráfica/espacial•Recursos de Geração de Dados Tabulares e RelatóriosRecursos de Geração de Dados Tabulares e Relatórios•Incorporação de Técnicas Analíticas de apoio à decisão (ex: análise Incorporação de Técnicas Analíticas de apoio à decisão (ex: análise multicritério)multicritério)•Conhecimento Especializado do tomador (ou tomadores) de decisãoConhecimento Especializado do tomador (ou tomadores) de decisão

SIGSIG

SSDESSDERepresentação Espacial de Preferências, ponderações, conhecimento Representação Espacial de Preferências, ponderações, conhecimento

especializado, experiências, etc.especializado, experiências, etc.

Informações estruturadas Informações estruturadas ↔ Gerenciamento eficiente↔ Gerenciamento eficiente

““Gis based SDSS”Gis based SDSS”

Sistematização do Processo Sistematização do Processo DecisórioDecisório

Sistematização do Processo Sistematização do Processo DecisórioDecisório

Inferências Espaciais e Apoio à Decisão

Dados de saída = ƒ(dados de entrada)Dados de saída = ƒ(dados de entrada) onde onde “f”“f” pode ser baseado em: pode ser baseado em:

Modelos TeóricosModelos Teóricos Modelos EmpíricosModelos Empíricos

Princípios físicos, Princípios físicos, químicos, etc. (ex: químicos, etc. (ex:

modelo de circulação de modelo de circulação de águas de um lago)águas de um lago)

Modelos Modelos baseados em baseados em ConhecimentoConhecimento

Modelos Modelos baseados em baseados em

dadosdados

Análise Booleana,Análise Booleana,Lógica Difusa, Média Lógica Difusa, Média

PonderadaPonderada

Métodos Métodos estatísticos: estatísticos:

Bayesianos e Redes Bayesianos e Redes NeuraisNeurais

Sistematização do Processo Sistematização do Processo DecisórioDecisório

Sistematização do Processo Sistematização do Processo DecisórioDecisório

Aquisição de DadosAquisição de Dados– Dados espaciaisDados espaciais– Dados não espaciaisDados não espaciais

Sistematização do Processo DecisórioSistematização do Processo Decisório Modelagem ConceitualModelagem Conceitual Modelagem EspacialModelagem Espacial

– Pré-processamentoPré-processamento– Desenvolvimento do ModeloDesenvolvimento do Modelo– ImplementaçãoImplementação

Avaliação de resultadosAvaliação de resultados

ConteúdoConteúdoConteúdoConteúdo

Modelagem ConceitualModelagem ConceitualModelagem ConceitualModelagem Conceitual

Modelo = simplificação da realidade;Modelo = simplificação da realidade;

Modelo Conceitual = representação Modelo Conceitual = representação semântica de um problema;semântica de um problema;

Independe de um software Independe de um software específico;específico;

Modelagem ConceitualModelagem ConceitualModelagem ConceitualModelagem Conceitual

A intenção de um modelo é facilitar A intenção de um modelo é facilitar a real compreensão do problema;a real compreensão do problema;

Modelagem Conceitual: funciona Modelagem Conceitual: funciona como um “filtro” que ajuda a extrair a como um “filtro” que ajuda a extrair a informação relevante a partir de um informação relevante a partir de um grande e complexo volume de dados grande e complexo volume de dados (Burrough et al., 1996).(Burrough et al., 1996).

Modelagem ConceitualModelagem ConceitualModelagem ConceitualModelagem Conceitual

Representação esquemática de uma informação gerada em um SIGRepresentação esquemática de uma informação gerada em um SIG(adaptado de Burrough et al., 1996)(adaptado de Burrough et al., 1996)

Aquisição de DadosAquisição de Dados– Dados espaciaisDados espaciais– Dados não espaciaisDados não espaciais

Sistematização do Processo DecisórioSistematização do Processo Decisório Modelagem ConceitualModelagem Conceitual Modelagem EspacialModelagem Espacial

– Pré-processamentoPré-processamento– Desenvolvimento do ModeloDesenvolvimento do Modelo– ImplementaçãoImplementação

Avaliação de resultadosAvaliação de resultados

ConteúdoConteúdoConteúdoConteúdo

Modelagem EspacialModelagem EspacialModelagem EspacialModelagem Espacial

Pré-processamentoPré-processamento

Desenvolvimento do ModeloDesenvolvimento do Modelo

ImplementaçãoImplementação

Modelagem EspacialModelagem EspacialModelagem EspacialModelagem Espacial

Pré-processamentoPré-processamento– Escolha da ferramenta computacional:Escolha da ferramenta computacional:

Capacidade instaladaCapacidade instaladaCustosCustosFuncionalidadeFuncionalidadeObjetivosObjetivosVárias possibilidades: Softwares Várias possibilidades: Softwares

Livres, pacotes comerciais, etc.Livres, pacotes comerciais, etc.

Modelagem EspacialModelagem EspacialModelagem EspacialModelagem Espacial

Pré-processamentoPré-processamento

– Dados oriundos de diferentes mídiasDados oriundos de diferentes mídias

– Definição do formato mais adequado de Definição do formato mais adequado de armazenamento (vetor ou raster);armazenamento (vetor ou raster);

– Único sistema de referência espacial (ou Único sistema de referência espacial (ou georeferência);georeferência);

Modelagem EspacialModelagem EspacialModelagem EspacialModelagem Espacial

Pré-processamentoPré-processamento

– Compatibilização de unidades de Compatibilização de unidades de medida, escala e resolução espacial medida, escala e resolução espacial (dados raster), etc;(dados raster), etc;

– Verificação de possibilidades de Verificação de possibilidades de entrada/saída de dados entre outros entrada/saída de dados entre outros programas e o SIG.programas e o SIG.

Modelagem EspacialModelagem EspacialModelagem EspacialModelagem Espacial

Desenvolvimento do ModeloDesenvolvimento do Modelo

USO DO SOLO

USO DO SOLO

VAZIOS URBANOS

VAZIOS URBANOS

Selecionar Lotes que não

estão ocupados

VIAS DE ACESSO

VIAS DE ACESSO

RUAS NÃO PAVIMENTADAS

RUAS NÃO PAVIMENTADAS

Selecionar as ruas não

pavimentadas

Overlay

ÁREAS PERMEÁVEIS

ÁREAS PERMEÁVEIS

Exemplo de modelagem Exemplo de modelagem espacial (ou cartográfica) espacial (ou cartográfica) para a obtenção de mapa para a obtenção de mapa de áreas permeáveis em de áreas permeáveis em

uma área urbana.uma área urbana.

Modelagem EspacialModelagem EspacialModelagem EspacialModelagem Espacial

ImplementaçãoImplementação

– Fase final da modelagem;Fase final da modelagem;

– É de fundamental importância o É de fundamental importância o domínio das ferramentas domínio das ferramentas computacionais a serem utilizadas;computacionais a serem utilizadas;

– Flexibilidade da ferramenta=dinamismo Flexibilidade da ferramenta=dinamismo e agilidade da implementaçãoe agilidade da implementação

Exemplo da Exemplo da implementação implementação (simplificado) da (simplificado) da modelagem modelagem espacial anteriorespacial anterior