1

EGON WALTER WILDAUER

SISTEMA COMPUTACIONAL PARA PROJEO DE CENRIOS DE

TEMPERATURAS FAVORVEIS AO PLANTIO DE Pinus taeda NO

ESTADO DO PARAN

Tese apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Engenharia Florestal, Setor de Cincias Agrrias, Universidade Federal do Paran, como requisito parcial obteno do Ttulo de Doutor em Engenharia Florestal.

Orientadora: Prof . Dr. Christel Lingnau.

Co-orientador: Prof. Dr. Antnio Rioyei Higa.

CURITIBA

2007

2

PARECER

Defesa n. 705

A banca examinadora, instituda pelo colegiado do Programa de Ps-Graduao em Engenharia Florestal, do Setor de Cincias Agrrias, da Universidade Federal do Paran, aps argir o doutorando Egon Walter Wildauer em relao ao seu trabalho de tese intitulado SISTEMA COMPUTACIONAL PARA PROJEO DE CENRIOS DE TEMPERATURAS FAVORVEIS AO PLANTIO DE PINUS TAEDA NO ESTADO DO PARAN, de parecer favorvel APROVAO do acadmico, habilitando-o ao ttulo de Doutor em Engenharia Florestal, rea de concentrao em MANEJO FLORESTAL.

Dr. Heinrich Spiecker Albert Ludwigs Universitat Primeiro Examinador Dr. Osrmir Jos Lavoranti Embrapa/Florestas Segundo Examinador Dr. Flvio Andr Cecchini Deppe Instituto Tecnolgico Simepar Terceiro Examinador Dr. Hlio Pedrini Universidade Federal do Paran Quarto Examinador Dr. Christel Lingnau Universidade Federal do Paran Orientadora e Presidente da banca examinadora

Curitiba, 09 de Agosto de 2007.

Graciela Ins Bolzon de Muniz Coordenadora do Curso de Ps-Graduao em Engenharia Florestal

Antnio Carlos Batista Vice-Coordenador do Curso

3

A meu pai Franz (in memorian),

Larissa, Ingrid e Luis Dias,

Dedico

4

AGRADECIMENTOS

Ao DEUS ALTSSIMO, o princpio e o fim de todas as coisas.

UFPR pela excelente oportunidade deste estudo e coordenao do Programa

de Ps-Graduao em Engenharia Florestal.

professora orientadora da UFPR, Dra CHRISTEL LINGNAU, por acreditar em

meu potencial, pela amizade, companheirismo, confiana, pacincia e sempre

pronta presena para realizao deste projeto.

Ao professor co-orientador, Dr. ANTNIO RIOYEI HIGA, pelo amigo e

companheiro nas orientaes e estmulo na realizao deste trabalho.

Ao Simepar, Iapar e Holz Consultoria pela disponibilidade dos dados para

realizao deste projeto.

Ph.D. CLVIS PEREIRA DA SILVA, professor aposentado da UFPR, pela

amizade e excelente apoio para ingressar ao programa de ps-graduao.

Aos professores Dr. DARTAGNAN BAGGIO EMERENCIANO, Dr. SEBASTIO

MACHADO, Dr. JLIO ARCE e Dr. NELSON NAKAJIMA, pelo apoio, grande

amizade, pacincia, alm da carinhosa e profunda amizade.

Ao amigo JOHNATAN e CLARICE, pelos excelentes dilogos e inestimveis

contribuies ao estudo da estatstica multivariada.

minha querida e amada filha INGRID WILDAUER e minha querida,

companheira e amada esposa LARISSA B. WILDAUER, pela compreenso de

minhas faltas em alguns momentos importantes de nossas vidas.

Ao meu pai FRANZ (in memorian) e minha me HELMI, pela vida e cuidados

com minha educao, e ao meu irmo OTTO e sua noiva ANA, minha irm BIRGIT

e meu cunhado PAULO, meu obrigado pelo inegvel e sempre apoio nas horas

mais oportunas.

Ao meu sogro SIDNEY, minha sogra EDITE, meu cunhado PAULO e sua esposa

KARINE e sobrinhos POLYANNA, KAROLINE e FELIPE, pela compreenso e

apoio minha famlia na minha falta.

Ao amigo de todas as horas, LUIS DIAS PEREIRA, por quem sempre vou ter o

sentimento de amizade, gratido, carinho e respeito, pois muito me ensinou sobre

relaes humanas e profissionais.

Eng. Florestal LORENA STOLLE e aluna de graduao LISANEAS

5

ALBERGONI DO NASCIMENTO pela grande amizade e apoios logsticos, sempre

com muita disposio e colaborao em todas as etapas de trabalho na rea de

Geoprocessamento.

Aos amigos e companheiros de ps-graduao ITAMAR ANTONIO BOGNOLA,

MOACIR ALBERTO ASSIS CAMPOS, KEILLAH MARA DO NASCIMENTO

BARBOSA, FRANCISCA DIONSIA DE ALMEIDA MATOS, JOS TARCISO

FIALHO e CELSO P. DE AZEVEDO pela boa convivncia, momentos de

descontrao, apoio e amizade.

Ao colega e amigo de trabalho EMERSON JOUCOSKI, por ter a pacincia e

sentimento colaborativo de emprestar seu computador para realizao deste

trabalho, alm dos momentos de prazerosas discusses acadmicas.

Aos companheiros (as) e amigos (as), que muito me ajudaram a crescer em minha

vida profissional, pelos incentivos, apoios e ensinamentos em todas as etapas

dessa minha especializao: ANDREA MAXIMO SPINOLA, ANTONIO MOCHON,

BRENO BELLINTANI GUARDIA, DIOMAR AUGUSTO DE QUADROS, EDMILSON

PAGLIA, EDSON LUIZ MACHADO, ELIA GISELE MULLER, ELI LINO DE

JESUS, EMLIO FEY NETO, LILIANI TIEPOLO, MANOEL FLORES LESAMA,

MARCELO CHEMIN, MARCELO FONTANARI, NEILOR FIRMINO CAMARGO,

RENATO BOCCHICIO, RODRIGO REIS, RODRIGO ROSSI HOROCHOWSKI,

SIGRID ANDERSEN, VALDIR DENARDIN, WALTER MARTIN WIDMER e tantos

outros que aqui no esto relacionados.

6

SUMRIO

LISTA DE FIGURAS......................................................................................................................... viii LISTA DE TABELAS........................................................................................................................ x LISTA DE QUADROS....................................................................................................................... xi LISTA DE SIGLAS............................................................................................................................ xii RESUMO........................................................................................................................................... xv ABSTRACT....................................................................................................................................... xvi 1 INTRODUO..................................................................................................................... 1 2 OBJETIVO........................................................................................................................... 5 3 REVISO DE LITERATURA............................................................................................... 6 3.1 CLASSIFICAO CLIMTICA E A ABORDAGEM FLORESTAL....................................... 6 3.2 ZONEAMENTO ECOLGICO PARA PLANTIOS FLORESTAIS NO PARAN.................. 12 3.3 CLASSIFICAES CLIMTICAS REGIONALIZADAS....................................................... 13 3.4 ABORDAGENS DE SISTEMAS DE INFORMAO........................................................... 19 3.4.1 Ciclo de Vida do Software................................................................................................. 21 3.4.2 Entradas e Sadas do Sistema: Dado e Informao......................................................... 22 3.5 CONSIDERAES LIGADAS ESTATSTICA E GEOESTATSTICA........................... 23 3.6 MODELO TRIGONOMTRICO ESPECIAL......................................................................... 26 3.7 ESPACIALIZAO DAS REGIES DE TEMPERATURA................................................... 32 3.7.1 Gerao da Malha de Interpolao................................................................................... 32 3.7.1.1 Princpio da triangulao Delaunay................................................................................... 34 3.7.1.2 Diagrama de Voronoy........................................................................................................ 36 4 MATERIAL E MTODOS..................................................................................................... 39 4.1 MATERIAL............................................................................................................................ 39 4.1.1 rea de Estudo.................................................................................................................. 39 4.1.2 Objeto de Estudo: Pinus taeda.......................................................................................... 41 4.1.3 Dados de Produo do Pinus taeda.................................................................................. 43 4.1.4 Dados de Temperatura...................................................................................................... 43 4.1.5 Arquitetura do Sistema Proposto....................................................................................... 46 4.1.6 Software de Apoio............................................................................................................. 46 4.2 METODOLOGIA................................................................................................................... 47 4.2.1 Sistema de Coordenadas.................................................................................................... 52 4.2.1.1 Coordenadas geodsicas................................................................................................... 52 4.2.1.2 Coordenadas UTM.............................................................................................................. 52 4.2.1.3 Converso do sistema de coordenadas geodsicas e UTM...............................................53 4.2.2 Formatao dos Dados de Temperatura.............................................................................53 4.2.3 Anlise Multivariada.............................................................................................................54 4.2.3.1 Modelo esttico.................................................................................................................55 4.2.3.2 Modelo dinmico...............................................................................................................56 4.2.4 Relaes do Sistema Computacional.................................................................................. 59 4.2.5 Modelagem do Software Diagramas................................................................................. 60 4.2.5.1 Diagrama de caso de uso................................................................................................. 60 4.2.5.2 Diagramas de classe e objeto............................................................................................ 63 4.2.5.3 Diagrama de interao (seqncia e colaborao)........................................................... 68 4.2.5.4 Diagrama de atividade..................................................................................................... 69 4.2.5.5 Diagrama de estados......................................................................................................... 70 4.2.5.6 Diagrama de entidade-relacionamento.............................................................................. 70 4.2.5.7 Base de dados para o software apresentado.................................................................... 71 4.2.5.8 Codificao........................................................................................................................ 71 4.2.5.9 Testes, implantao e manuteno................................................................................... 73 5 RESULTADOS E DISCUSSO........................................................................................... 74 5.1 RESULTADOS ....................................................................................................................74 5.1.1 Modelo Esttico Abordagem Diria/Mensal.....................................................................74 5.1.2 Modelo Esttico Abordagem Anual..................................................................................77 5.1.3 Modelo Dinmico................................................................................................................ 79 5.1.4 Mapas Resultantes da Espacializao dos Dados de Temperatura .................................84 5.1.5 Software e as Projees ao Cultivo do Pinus taeda........................................................... 89

7

5.2 DISCUSSES...................................................................................................................... 92 5.2.1 Software e Projees do Modelo Dinmico........................................................................ 92 5.2.2 Interpoladores Espaciais aos Dados de Clima e Variaes............................................... 97 5.2.3 A Estatstica dos Modelos Esttico e Dinmico.................................................................. 100 5.2.4 O Software, a Relao do Clima e Produo de Pinus taeda............................................ 103 6 CONCLUSES E RECOMENDAES.............................................................................. 106 6.1 CONCLUSES..................................................................................................................... 106 6.2 RECOMENDAES PARA CONTINUIDADE DO PROJETO............................................. 107 7 REFERNCIAS.................................................................................................................... 110 8 ANEXO A - MAPAS RESULTANTES DA ESPACIALIZAO DE DADOS DE TEMPERATURA............................................................................................................ 127 9 ANEXO B - PLOTAGEM DA CURVA DE TENDNCIA DOS VALORES

DE TEMPERATURA MNIMA, MDIA E MXIMA DIRIA PARA CADA ESTAO METEOROLGICA.......................................................................................... 144

8

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 - TRIANGULAO DELAUNAY E CORRESPONDENTE REDE DE POLGONOSTHIESSEN PARA UM CONJUNTO DE PONTOS PLOTADOS........................................................................................ 33

FIGURA 2 - REDE DE POLGONOS THIESSEN RESULTANTES DA INTERPOLAO SOBRE PONTOS.................................................. 33

FIGURA 3 - CIRCUNCENTRO DE UM TRINGULO............................................ 35 FIGURA 4 - MEDIANA DE UM TRINGULO......................................................... 36 FIGURA 5 - MEDIANAS DOS TRINGULOS DE DELAUNAY............................. 37 FIGURA 6 - BISSETRIZES DOS LADOS DOS TRINGULOS DA REDE............ 38 FIGURA 7 - LOCALIZAO DO ESTADO DO PARAN...................................... 40 FIGURA 8 - MAPA INDICATIVO DA PRODUO DE Pinus taeda NO ESTADO

DO PARAN....................................................................................... 44 FIGURA 9 - LOCALIZAO DAS 50 AWS DO SIMEPAR-IAPAR NO ESTADO

DO PARAN....................................................................................... 45 FIGURA 10 - UNIDADES DA ARQUITETURA EXPRESSA EM TERMOS DE

PACOTES UML.................................................................................. 46 FIGURA 11 - PACOTES EM UML PERMITEM A VISUALIZAO EM

CAMADAS.......................................................................................... 46 FIGURA 12 - FLUXOGRAMA ILUSTRATIVO DA METODOLOGIA UTILIZADA

PARA O SOFTWARE.................................................. 51 FIGURA 13 - DIAGRAMA DE CASO DE USO, DEFININDO O CENRIO DO

SISTEMA............................................................................................ 61 FIGURA 14 - DIAGRAMA DE CLASSES REPRESENTANDO CLASSES E

ARQUIVO DO SOFTWARE APRESENTADO................................... 64 FIGURA 15 - DIAGRAMA DE CLASSES DO ARQUIVO E REGISTROS DE

SHAPETYPES.................................................................................... 65 FIGURA 16 - DIAGRAMA DE CLASSES DO ARQUIVO SHAPETYPES................ 66 FIGURA 17 - EXEMPLO DE DIAGRAMA DE SEQNCIA DENOTANDO A

SELEO DE UM TEMA AO SISTEMA............................................ 68 FIGURA 18 - DIAGRAMA DE COLABORAO ONDE USURIO ACESSA

TELA INICIAL DO SISTEMA.............................................................. 69 FIGURA 19 - DIAGRAMA DE ATIVIDADE PARA O ACESSO AO SISTEMA......... 69 FIGURA 20 - DIAGRAMA DE ESTADOS PARA APRESENTAR UM SHAPE

FILE.................................................................................................... 70 FIGURA 21 - PLOTAGEM DAS CURVAS DE TEMPERATURAS DIRIAS DAS

AWS UTILIZADAS PELO SIMEPAR E IAPAR NO PARAN............................................................................................. 84

FIGURA 22 - ISOLINHAS DELIMITANDO REAS (INTERPOLAO INVERSO QUADRADO DA DISTNCIA) DAS TEMPERATURAS MDIAS DAS MDIAS MENSAIS.................................................................... 88

FIGURA 23 - TELA DE ABERTURA DO SOFTWARE APRESENTADO................ 89 FIGURA 24 - APRESENTAO DA OPO ESTIMATIVAS DO SOFTWARE E

SUAS OPERAES.......................................................................... 90 FIGURA 25 - APRESENTAO DOS MAPAS DAS TEMPERATURAS

MNIMAS, MDIAS E MXIMAS ABSOLUTAS CARACTERIZANDO REGIES, NO PERODO SELECIONADO: 01/01/2007 31/12/20012................................................................. 91

FIGURA 26 - APRESENTAO DOS MAPAS DAS TEMPERATURAS MDIAS POR PERODO DETERMINADO....................................................... 91

9

FIGURA 27 -

APRESENTAO DOS MAPAS DAS TEMPERATURAS MNIMAS E MXIMAS EM CORES DIFERENCIADAS.....................................

92

FIGURA 28 - SEMIVARIOGRAMA GERADO NO ARCGIS 9.1 PARA INTERPOLAO POR KRIGAGEM DA TEMPERATURA MNIMA CONSIDERANDO ANISOTROPIA..................................................... 98

10

LISTA DE TABELAS

TABELA 1 - SISTEMAS COMPUTACIONAIS UTILIZADOS................................ 47 TABELA 2 - INSTNCIAS ASSUMIDAS PELO OBJETO

CAMADAS.................. 67

TABELA 3 - RESUMO DOS MTODOS DE ENTRADA ESTATSTICOS APLICADOS AOS DIFERENTES BANCOS DE DADOS.............................................................................................. 75

TABELA 4 - COEFICIENTES DOS MODELOS ESTATSTICOS APLICADOS AOS DIFERENTES BANCOS DE DADOS....................................... 75

TABELA 5 - RESUMO DOS COEFICIENTES ESTATSTICOS DA ANLISE DE REGRESSO MLTIPLA APLICADA AOS DIFERENTES BANCOS DE DADOS........................................................................ 76

TABELA 6 - RESULTADO DOS COEFICIENTES AO MODELO DE REGRESSO LINEAR MLTIPLA DESCREVENDO A RELAO ENTRE AS DIFERENTES TEMPERATURAS E S VARIVEIS INDEPENDENTES............................................................................ 76

TABELA 7 - MDIAS ANUAIS DA VARIVEL TEMPERATURA DA ESTAO INVERNO.......................................................................................... 77

TABELA 8 - MDIAS ANUAIS DA VARIVEL TEMPERATURA DA ESTAO VERO.............................................................................................. 77

TABELA 9 - MDIAS ANUAIS DA TEMPERATURA............................................ 78 TABELA 10 - VALORES DA ESTATSTICA F AO MODELO ESTTICO.............. 78 TABELA 11 - COEFICIENTES DA TEMPERATURA MXIMA MODELADA S

SRIES TEMPORAIS AO ESTADO DO PARAN........................... 80 TABELA 12 - COEFICIENTES DA TEMPERATURA MDIA MODELADA S

SRIES TEMPORAIS AO ESTADO DO PARAN........................... 81 TABELA 13 - COEFICIENTES DA TEMPERATURA MNIMA MODELADA S

SRIES TEMPORAIS AO ESTADO DO PARAN........................... 82 TABELA 14 - VALORES DA ESTATSTICA F AO MODELO DINMICO.............. 83 TABELA 15 - VALORES DO USO DO INTERPOLADOR IDW OBTIDOS DOS

SEMIVARIOGRAMAS, CONSIDERANDO SADAS COMO MAPAS PREDITOS........................................................................................ 85

TABELA 16 - VALORES ESTATSTICOS DA KRIGAGEM OBTIDOS DOS SEMIVARIOGRAMAS CONSIDERANDO INTERPOLAO UNIVERSAL 100% LOCAL, ANISOTROPIA E SADAS COMO MAPAS PREDITOS........................................................................... 86

TABELA 17 - VALORES ESTATSTICOS DA COKRIGAGEM OBTIDOS DOS SEMIVARIOGRAMAS CONSIDERANDO INTERPOLAO UNIVERSAL 100% LOCAL, ANISOTROPIA E SADAS COMO MAPAS PREDITOS........................................................................... 87

11

LISTA DE QUADROS

QUADRO 1 PARMETROS DO ELIPSIDE PARA CONVERSO DAS COORDENADAS GEOGRFICAS EM COORDENADAS PLANO-RETANGULARES (PROJEO UTM) DAS ESTAES METEOROLGICAS................................................................................

53

QUADRO 2 REGISTROS DE CADA TABELA DOS DADOS COLETADOS EM DEZ

ANOS....................................................................................................... 54

QUADRO 3 ALGORITMO R PARA CLCULO DA DATA JULIANA........................... 57

QUADRO 4 CDIGO DE PROGRAMA DESENVOLVIDO PARA O SOFTWARE

ESTATSTICO R COM OBJETIVO DE REALIZAR OS CLCULOS

DOS COEFICIENTES DO MODELO DINMICO.................................... 57

12

LISTA DE SIGLAS

*.dbf Data Base File - Formato em Banco de Dados.

*.class - arquivo que armazena o cdigo fonte compilado Java.

*.java arquivos de cdigo fonte Java.

*.shp Shape file - Formato Shape.

*.txt Text file - Formato Texto.

3D Trs Dimenses.

API Application Programming Interface Interface de Programao de Aplicativos.

AT&T American Telephone and Telegraph Telefonia e Telgrafos da Amrica.

AWS Automatic Weather Station - Estao Meteorolgica Automtica.

C Linguagem de Programao C.

C++ - Linguagem de Programao C++.

CDF - Cumulative Distribution Function - Funo de Distribuio Cumulativa.

Cfa Clima subtropical com chuvas bem distribudas durante o ano e veres

quentes.

Cfb Clima subtropical com chuvas bem distribudas durante o ano e veres

amenos.

Cwa - Clima subtropical com veres quentes e invernos secos.

DAP Dimetro a Altura do Peito.

DDC - Data Distribution Center Centro de Distribuio de Dados.

DER - Diagrama de Entidade-Relacionamento.

DK Disjunctive Kriging - Kriging Disjuntivo.

ERDAS Earth Resources Data Analysis System - Sistema de Anlise de Dados dos

Recursos Terrestres.

ESRI - Environmental System Research Institute Instituto de Pesquisa de Sistemas

Ambientais.

Fortran - Formula Translation Tradutor de Frmulas.

FSF Free Software Foundations Fundao de Software Livre.

GNU - General Public Licence Licena Pblica Geral.

GOES Geoestacionary Operational Environmental Satellite Satlite Operacional

Geoestacionrio Ambiental.

GUI - Graphical User Interface - Interface Grfica ao Usurio

IAPAR Instituto Agronmico do Paran

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica

ICA Incremento Corrente Anual

13

IDH - ndice de Desenvolvimento Humano

IDK Isofactorial Disjunctive Kriging - Kriging Isofatorial Disjuntivo

IDRISI Mnemnico do nome do software GIS referente ao gegrafo Abu Abd Allah

Muhammed al_Idrisi (1000 1166 A.D.).

IDW - Inverse Distance Weighting - Ponderao do Inverso das Distncias.

IK Indicator Kriging - Kriging Indicativo.

IMA Incremento Mdio Anual.

INMET Instituto Nacional de Meteorologia.

INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais.

IPCC Intergovernmental Panel of Climatic Change - Painel Intergovernamental

sobre Mudana Climtica.

JVM - Java Virtual Machine Mquina Virtual do Java.

LK Lognormal Kriging - Kriging Lognormal.

MDT - Modelo Digital de Terreno.

NID Natural Interval Data Dados de Intervalos Naturais.

MK Multigaussian Kriging - Kriging Multigaussiano.

NNI - Natural Neighbor Interpolation - Interpolao pela Vizinhana Natural.

OK Ordinary Kriging - Kriging Ordinrio.

OMM - Organizao Meteorolgica Mundial.

OO Object Oriented - Orientado a Objeto.

PIB - Produto Interno Bruto.

PK Probability Kriging - Kriging Probabilstico.

PNUD Programa das Naes Unidas para o Desenvolvimento.

PNUMA - Programa das Naes Unidas para o Meio Ambiente.

POO - Programao Orientada a Objetos.

R Software Estatstico R.

S Software Estatstico S.

SAD South American Datum Datum da Amrica do Sul.

SIG Sistema de Informao Geogrfica.

SIMEPAR Instituto Tecnolgico Sistema de Informaes Meteorolgicas do

Paran.

SOFTWARE APRESENTADO Sistema Clima Paran.

SK Simple Kriging - Kriging Simples.

SPRING - Sistema de Processamento de Informaes Geogrficas.

SPSS Statistical Package for the Social Sciences Pacote Estatstico para

Cincias

14

Sociais.

TASA Telecomunicaes Aeronutica S/A.

TIN - Triangulated Irregular Network - Rede Irregular de Tringulos.

UK Universal Kriging - Kriging Universal.

UML Unified Modeling Language Linguagem de Modelagem Unificada.

UNIX Acrnimo do sistema operacional da AT&T UNICS Uniplexed Information

and Computing Service.

UTM Universal Transverse de Mercator.

15

RESUMO

Este trabalho aborda o desenvolvimento de um aplicativo computacional, que pode ser usado como uma ferramenta orientadora tomada de decises na escolha da rea de plantio e cultivo do Pinus taeda, no Estado do Paran. A temperatura o elemento decisrio para definio destas regies. O sistema disponibiliza dados de temperaturas, em mapa do Estado do Paran, delimitando reas que caracterizem similaridades de regies climticas em termos de temperaturas mnimas, mdias e mximas, associadas ao Pinus taeda. O perodo da projeo das alteraes de temperatura especificado pelo usurio, tendo como referncia dados climticos de temperatura fornecidos por 50 estaes meteorolgicas de instituies parceiras, com registro histrico de aproximadamente dez anos. Foram normalizados e agregados, dados de temperatura e ento submetidos a um modelo matemtico atravs do uso de tcnicas da anlise multivariada, utilizando programas computacionais estatsticos e algoritmos de classificao baseado no mdulo geoestatistics do ArcView, que possibilitou gerar mapas das regies do Paran delimitados pela temperatura. Uma vez detectada a similaridade entre reas, por classes de temperaturas, foi possvel confirmar regies propcias produtividade de Pinus taeda, de acordo com suas restries de temperatura, se comparadas com um mapa de produtividade da espcie ao Estado. Foram calculadas as coordenadas geogrficas das estaes meteorolgicas sobre um mapa do Paran, permitindo ao usurio visualiz-lo a partir do formato shapefile em tela de computador (dentro de uma amplitude considervel de valores). As regies foram interpoladas de acordo com a abrangncia da rea de influncia da estao meteorolgica, facilitado pelo uso da triangulao Delaunay e pela segmentao de Voronoi para caracterizar as regies. Em termos florestais, o sistema fornece subsdios que caracteriza os locais de produo de Pinus taeda, servindo como um sistema de apoio deciso e s aes a serem empreendidas nas regies, tendo sempre no profissional florestal a avaliao e resposta final da ao a ser executada.

Palavras-Chave: Orientado a Objeto, Java, Regies Climticas, Temperatura, Geoestatstica, Produtividade de Pinus taeda.

16

ABSTRACT

This work approaches the development of an information system, which can be used as a tool, in order to orient the decisions taken in the choice of the plantation area and culture of the Pinus taeda, in the State of Paran. The temperature is the decides element power to definition these regions. The system offer data of temperature, in a map of the State of Paran, delimiting areas that characterize similarities of climatic regions in terms of minimum, average and maximum, temperatures associates to the Pinus taeda. The period of projection of the temperature alterations is specified by the user, having as reference the climatic data of temperature supplied per 50 automatic weather stations of partners institutions, with historical register of approximately ten years. They had been normalized and aggregates, data of temperature and then had been submitted to a mathematical model through the use of techniques of the multivaried analysis, using statistical computational programs and algorithms of classification based on the geoestatistics modules of the ArcView, that they had become possible to generate maps from regions of the State of Paran delimited by similarities of temperatures (minimum, average and maximum). A detected time the similarity between areas, for classes of temperatures, was possible to confirm regions propitious to the productivity of Pinus taeda, in accordance with its restrictions of temperature, if compared with a map of productivity of the species with the State. The geographic coordinates of the meteorological stations on a map of the Paran had been calculated, allowing the user to visualize it from the shape file format in computer screen (inside of a considerable amplitude of values). The regions had been interpolated in accordance with the area of influence of the meteorological station, facilitated by use of the Delaunay triangulation and by segmentation of Voronoi to characterize the regions. In forest terms, the system supplies subsidies that characterizes the places in order to produce Pinus taeda, serving as a support decision system to the actions to be undertaken in the regions, having always in the forest professional the evaluation and final reply of the action to be executed.

Key Words: Object Oriented, Java, climate regions, temperature, geoestatistics, Pinus taeda productivity.

1

1 INTRODUO

Desde a dcada de 80 do sculo XX, evidncias cientficas sobre a

possibilidade de mudana do clima mundial vm despertando interesse crescente no

pblico e na comunidade cientfica. Em 1988, duas agncias das Naes Unidas

(Programa das Naes Unidas para o Meio Ambiente - PNUMA) e a Organizao

Meteorolgica Mundial (OMM) estabeleceram o Painel Intergovernamental sobre

Mudana Climtica (IPCC).

O IPCC define a mudana climtica como uma variao estatisticamente

significante em um parmetro climtico mdio ou em sua variabilidade, persistindo

por um perodo extenso (tipicamente dcadas ou por mais tempo). O Painel enfatiza

que a mudana climtica pode ocorrer devido a processos naturais ou foras

externas, ou devido a mudanas persistentes causadas pela ao do homem na

composio da atmosfera ou do uso da terra. O IPCC no realiza novas pesquisas

nem monitoriza dados relacionados mudana climtica nem recomenda polticas

climticas (IPCC, 2007), mas conta com o DDC (Centro de Distribuio de Dados -

rgo ligado ao IPCC) que distribui uma srie de dados, que usada geralmente na

construo e na aplicao de cenrios de mudanas do clima, visando as avaliaes

dos impactos de mudanas do clima.

De acordo com o DCC (2007), mudanas na avaliao dos impactos de clima

no provm de cenrios no-climticos e de clima para o futuro, mas tambm boa

qualidade dos dados observados que descrevem o clima presente. Freqentemente

as sries de dados observadas do clima requeridas podem ser extensas (por

exemplo, cobertura global) ou detalhadas (por exemplo, muitas variveis do clima).

Os dados podem ser tratados como mdias mensais, como sries de tempo

mensais, ou como sries de tempo dirias. O tamanho da coleta recomendada dos

registros seria idealmente de pelo menos 30 anos, ou talvez por muito mais tempo.

Segundo McCarthy et al. (2001), e o prprio IPCC (2007), o aumento nas

concentraes de gases de efeito estufa (dixido de carbono, vapor d'gua,

nitrognio, oxignio, monxido de carbono, metano, xido nitroso, xido ntrico e

oznio, entre outros) tende a reduzir a eficincia com que a Terra se resfria. O

aquecimento total depende da relao entre a magnitude do aumento da

concentrao de cada gs associado ao efeito estufa, de suas propriedades

2

radioativas e de suas concentraes j presentes na atmosfera. Alguns dos

principais efeitos adversos sinalizados e j percebidos nos dias atuais so:

(a) aumento no nvel do mar;

(b) alterao no suprimento de gua doce;

(c) tempestades de chuva e neve fortes e mais freqentes e

(d) forte e rpido ressecamento do solo devido a perodos secos mais

intensos.

Pelo que o IPCC expe, fica evidenciado que coletar dados de clima,

especificamente de temperatura, dirio at anual, em um determinado intervalo de

tempo, e trat-los sob tica estatstica, podem apresentar resultados que permitam

projetar cenrios climticos para o futuro, permitindo anlises que facilitem tomadas

de ao a nvel regional ou global.

Dados obtidos em amostras de rvores, corais, geleiras e outros mtodos

indiretos sugerem que as atuais temperaturas da superfcie da Terra esto mais

altas do que em qualquer poca dos ltimos 600 anos. A partir de dados disponveis

at 1990 e da tendncia de emisses nos nveis atuais, sem a implementao de

polticas especficas para a reduo de emisses, a projeo do IPCC de que o

aumento da temperatura mdia na superfcie terrestre seja entre 1 a 3,5o C no

decorrer dos prximos 100 anos, enquanto que o aumento observado no sculo XIX

foi entre 0,3 e 0,6o C (INPE, 2006).

O aquecimento pode variar por regio, sendo acompanhado por mudanas na

precipitao que podem incluir incrementos ou redues em diferentes regies, e

tambm mudanas na variabilidade do clima e na freqncia e intensidade de

eventos extremos de clima. Exemplos dos impactos dessas mudanas climticas

so: aumento na freqncia de ondas de calor e diminuio da freqncia de ondas

de frio; incremento na freqncia de eventos de chuva intensa que podem favorecer

enchentes; secas de vero mais intensas; incremento de ciclones tropicais e

variaes na freqncia e intensidade de eventos tipo El Nio.

Como fato curioso, os anos da dcada de 90 do sculo XX foram os mais

quentes do perodo de registro desde 1860. Os anos mais quentes do perodo foram

1997 e 1998, com um aquecimento de 0,57C maior que a mdia de 1961-90. Os

sete anos mais quentes da Terra ocorreram na dcada de 90 do sculo XX, e so

(em ordem descendente): 1998, 1997, 1995, 1990, 1999, 1991 e 1994. Anlises de

3

indicadores climticos dos ltimos 400 anos (anis de rvores, mostras de gelo de

geleiras, crnicas histricas) mostram que os anos da dcada de 90 foram os mais

quentes do milnio e que o sculo XX foi o mais quente. O ano mais quente do

milnio foi 1998 e o mais frio foi provavelmente 1601 (INPE, 2006).

J existem indcios de ocorrncia de temperaturas mdias mais elevadas nos

dias atuais, assim como o aumento na sua oscilao. A velocidade e a intensidade

observadas no aumento da temperatura nesse perodo so incompatveis com os

tempos necessrios adaptao natural dos ecossistemas.

Diante desse cenrio, vrias organizaes nacionais e internacionais

armazenam dados de clima para facilitar a anlise de condies futuras e minimizar

erros de previso. Esses dados podem constituir a base para diversos estudos

aplicados nas mais diferentes reas de conhecimento, sendo uma delas o manejo

florestal e a silvicultura.

Desenvolver meios que proporcionem a rpida difuso de informaes

climticas sempre foi um desafio para pesquisadores e a previso de intempries,

fruto de uma estimativa decorrente de clculos e anlise de variveis climticas,

especificamente de temperatura, de reas que podem ser de grande ou pequena

extenso, geralmente possuem um porcentual de erro que pode levar a equvocos

em diversas escalas.

Assim, obter informaes de temperatura, definindo regies homogneas

pode ser uma forma de determinar a caracterstica de reas para anlise mais

aprofundada, para o potencial uso florestal. Em termos de manejo florestal e

silvicultura, pode resultar em informaes que facilitem a delimitao de reas

ambientais, fornecer informaes de regies e insumos para facilitar a tomada de

deciso para o cultivo do Pinus taeda, seja na seleo de espcies, seja na

utilizao de material gentico, nas escolhas de reas de plantio, entre outros,

diferenciados pela varivel temperatura.

Contando com o DCC, o IPCC divulga as informaes das alteraes

climticas a nvel generalizado. O Simepar e o Iapar tambm divulgam e

disponibilizam dados de monitoramento climtico para apoio a projetos de pesquisa

de forma anloga.

4

Utilizando-se dessas bases de dados, foi possvel estabelecer um banco de

dados das leituras de temperaturas para desenvolver este projeto, definindo a partir

delas, reas propcias ao estudo do plantio de Pinus taeda.

Seguindo esse contexto, til utilizar-se dos sistemas de informao que,

como ponto bsico comum, concentram-se em oferecer informaes, ou seja, no

apenas nmeros ou outros itens, mas dados estrategicamente escolhidos e de

contedo relevante para o processo decisrio (ABREU et al., 2001), e nessa gide,

este projeto contribui em apresentar um sistema computacional que mostra mapas

do Paran, dividido-o em regies de temperatura semelhantes (temperaturas

mdias, mnimas e mximas, mensais e anuais); baseado em seus perodos dirios,

fornecendo subsdios a engenheiros florestais e outros profissionais, para facilitar

(ou ser um instrumento facilitador) no processo decisrio no que se refere a detectar

reas propcias ao plantio e produtividade de Pinus taeda.

O trabalho apresenta uma metodologia utilizando modelos estatsticos e

geoestatsticos sobre dados climticos, em termos de temperatura, com registro

histrico de aproximadamente dez anos, para determinar as regies climticas (em

funo das temperaturas mnima, mdia e mxima) para o Estado do Paran,

servindo como um instrumento para apoiar decises de potencial cultivo do Pinus

taeda.

5

2 OBJETIVO

Desenvolver um sistema computacional aplicativo que apresente o mapa do

Estado do Paran, identificando regies favorveis produo do Pinus taeda,

delimitadas por temperaturas.

Apresentar um modelo matemtico que possibilite caracterizar as regies

potenciais ao cultivo da espcie, tendo a varivel temperatura como elemento central

e restritivo.

Objetivos especficos:

a) permitir a interao do sistema com o usurio, com especificao de

diferentes perodos (datas), projetando cenrios com diferenas de temperatura,

categorizados por regies e,

b) apresentar os ndices (coeficientes) que melhor expressam a relao de

temperatura entre regies do Paran para o Pinus taeda.

Este projeto contribui apresentando o sistema computacional e, quando do

seu uso por parte do engenheiro florestal, para apoio tomada de deciso na

escolha da regio a ser plantada a espcie Pinus taeda, de forma generalizada.

6

3 REVISO DE LITERATURA

Este captulo descreve estudos relativos a classificao climtica e a

abordagem florestal, e aplicaes de sistemas computacionais e princpios de

interpolao para caracterizar regies climticas.

3.1 CLASSIFICAO CLIMTICA E A ABORDAGEM FLORESTAL

Na dcada de 60 do sculo XX, o governo brasileiro incentivou os

reflorestamentos comerciais mediante a utilizao de espcies exticas de rpido

crescimento. A maioria desses reflorestamentos apresentou baixa produtividade em

razo de diversas causas, entre as quais o uso de material gentico e de tcnicas

silviculturais inadequadas (REIS e REIS, 1990, 1993), aliada a uma fraca delimitao

da escolha e s condies das regies a serem introduzidas as espcies (ACOSTA,

1997).

Classificaes de regies climticas so teis para subsidiar a tomada de

deciso de manejo de recursos naturais, como madeira, porque integram atributos

da vegetao, do solo, da topografia e do clima, em reas homogneas (ALLEN e

DIAZ, 1989) e, dentro dos fatores ambientais, o clima considerado regulador

central, exercendo influncias diretas e indiretas sobre os processos de crescimento

e desenvolvimento da vegetao (PATERSON, 1956).

Thornthwaite (1948) considerou a vegetao como um mecanismo fsico,

atravs do qual a gua transportada do solo para a atmosfera. Defendeu que os

limites dos tipos climticos, para classificao climtica, no so subjetivos, por

serem determinados pela precipitao e evapotranspirao potenciais, medidas

inerentemente meteorolgicas. Por isso, Nimer (1977), ao estudar a distribuio da

vegetao, selecionou variveis numricas de temperatura e precipitao como

limtrofes de classes climticas.

Golfari (1967) considerou a metodologia de Thornthwaite para definir

zoneamentos florestais a fim de introduzir espcies florestais para todo o Brasil. O

mesmo autor define que o perodo de coleta de dados de temperatura e a

distribuio das estaes meteorolgicas so importantes na obteno de

classificaes mais precisas (GOLFARI et al., 1978). Segundo recomendao da

7

Organizao Meteorolgica Mundial (OMM), as coletas de dados de temperatura

devem ser feitas em perodo no inferior a 30 anos, para obteno de valores ditos

normais. Aspiaz et al. (1989) concordam afirmando que as condies

climatolgicas ficam mais adequadamente representadas.

Porm, o trabalho de Golfari (1967) estabeleceu perodos crticos do ano sem

considerar a diferenciao climtica e, pelo trabalho de Aspiaz et al. (1989) muitas

vezes no se dispem de estaes meteorolgicas que forneam dados em

perodos suficientemente longos, e este o caso da origem dos dados deste projeto,

cujos registros climticos contnuos so datados de 1997.

Muitos estudos de zoneamentos ecolgicos para reflorestamento foram

realizados desde a dcada de 70, muitos baseados em problemas de escassez de

dados de estaes meteorolgicas, em sua distribuio irregular, utilizao

basicamente de informaes de balano hdrico, como foi o caso proposto por

Golfari et al. (1978).

Em outra abordagem, Powel e Maciver (1977) apresentaram uma

metodologia para determinar o perodo mnimo de medies necessrias para

alcanar o grau de estabilidade de dados climticos, como recomendado pela OMM.

Seguindo por Martins et al. (1992), que trabalharam na interpolao de valores de

altitude e de variveis climticas para o estado do Esprito Santo, tendo coletado

dados meteorolgicos contnuos de 19 anos e, mediante tcnicas de anlise

multivariada (mdias acumuladas, desvios padro, plotagem de pontos grficos por

coordenadas e interpolao por aproximao numrica dos mesmos) evidenciaram,

para todas as estaes testadas, que um perodo de medio de, aproximadamente

dez anos, tanto para a temperatura como para a precipitao, representam

adequadamente as condies climatolgicas expressas por valores obtidos em 30

anos, estando seus resultados de acordo com os encontrados e apresentados por

Powell e Maciver (1977), para uma regio do Canad, e por Rufino (1986), para o

estado de Minas Gerais, que tambm determinaram a aproximao de dez anos

como perodo mnimo de medies.

importante destacar que os trabalhos de Powel e Maciver (1977), Rufino

(1986) e Martins et al. (1992) foram realizados com dados climticos de 30 anos,

que permitiram projetar as previses para os prximos dez anos com sucesso.

Concluram que uma coleta de dez anos faria exatamente as mesmas projees,

8

apresentando coeficiente de determinao mltiplo de 0,7 ao trabalho de Powel e

Maciver (1977), 0,72 para Rufino (1986) e 0,83 para Martins et al. (1992). Todos

enfatizaram a dificuldade da elaborao de classificaes climticas devido m

distribuio geogrfica das estaes meteorolgicas. Baseado nestas concluses,

este trabalho aborda a coleta de dez anos como vlida a uma projeo futura, ao

mesmo perodo.

Galvo (1967) classificou os climas do Brasil, mostrando a correlao das

diferentes modalidades climticas com os diferentes tipos de vegetao, com a

dinmica das massas de ar que predominam sobre as diversas reas do pas, com o

relevo e com a altitude.

Maack (1981) realizou trabalhos geomorfolgicos em todo o Estado do

Paran, fazendo, principalmente, uma anlise geogrfica dos diversos fatores

naturais de vrias regies, possibilitando a caracterizao de regies baseada em

dados climticos.

A importncia da anlise dos perfis verticais de temperatura e umidade, dos

momentos de ocorrncia das mximas e das mnimas dirias, das razes de

variao da temperatura por unidade de tempo e da anlise de varincia dos ritmos

dirios e sazonais, levaram Ribeiro (1981), a apresentar os aspectos dos

microclimas de reas reflorestadas com Eucalyptus sp., impostos pelos controles

macroclimticos, abrangendo o nordeste de Minas Gerais. Concluiu que as

alteraes do balano trmico podem ser encontradas no dinamismo da atmosfera e

nos ventos, nas precipitaes e nas modificaes da cobertura do cu (parmetros

que no puderam ser medidos). Ribeiro (1981) ainda reafirma a validade do mtodo

de climatologia geogrfica, cuja base fundamental o ritmo, o qual por sua vez, s

pode ser percebido/apreendido no nvel dirio e/ou horrio da anlise rtmica

(MONTEIRO, 1969), s cartas sinticas e s imagens de satlite associadas s

variaes temporais (e espaciais) dos elementos climticos num dado lugar.

A temperatura, radiao solar, umidade do ar, vento entre outras

caractersticas do clima exercem influncia direta sobre as propriedades do solo e,

conseqentemente, sobre sua atividade biolgica bem como na delimitao de

reas suscetvel a ataque de pragas, doenas e incndios florestais (MATTER e

YOSHIOKA, 1973) e, conforme apresentado por Wilsie (1962) e MOTA (1986)

deveriam ser as bases para a introduo de uma espcie arbrea em uma regio.

9

Nos trabalhos de Hare (1973) e tambm de Vianello e Alves (1991) h

referncia Kppen, que props uma classificao climtica, em 1901, que ofereceu

grande contribuio para a climatologia moderna, residindo no fato de permitir, de

uma maneira objetiva, com bases numricas, que diferentes climatologistas passem

a referir-se a uma mesma condio climtica, em locais geograficamente distantes,

baseando-se nos dados de temperatura mdia mensal e anual, precipitao mdia

mensal e anual e a vegetao nativa como a melhor expresso do clima,

defendendo que o desenvolvimento e crescimento da planta dependem da sua

quantidade, intensidade de evaporao e transpirao (TREWARTHA, 1968).

Segundo Golfari (l978), o balano hdrico baseado em Thornthwaite e Hare

um sistema de classificao climtica de grande importncia no campo florestal, pois

permite correlacionar os valores hdricos com os valores trmicos por meio dos

parmetros de precipitao e evapotranspirao. Atravs dos grficos obtidos pelo

sistema de classificao climtica, pode-se:

a) estudar comparativamente a rea de ocorrncia natural da espcie e a

rea de plantio, indicando com razovel eficincia onde a espcie poder ter xito,

especificamente nas regies onde no exista nenhuma informao sobre a espcie

a nvel experimental;

b) estudar as exigncias climticas das espcies, determinando os perodos

crticos, pocas de produo de mudas e plantios no campo;

c) orientar, em climas de transio, at onde uma espcie pode ser usada e

quando deve ser substituda por outra que se adapte melhor.

Os elementos do sistema que so mais utilizados na diferenciao das

regies so temperatura, pluviosidade e evapotranspirao, servindo para

diferenciar as regies climticas desde microtrmicas at as megatrmicas.

Para a execuo de um bom zoneamento e como conseqncia, uma boa

seleo de todas as espcies regionais, h necessidade de:

a) disponibilidade de dados climticos confiveis em um perodo mais amplo

possvel; (de dez a trinta anos);

b) mapa detalhado dos solos da regio com informaes sobre propriedades

morfolgicas fsicas e qumicas;

c) informaes bsicas sobre a vegetao natural existente, ou que existia, e

posterior utilizao do solo.

10

d) existncia de plantaes florestais em ciclo de explorao, informaes

sobre adaptao, ritmo de crescimento e produtividade. Visitas ao maior nmero

possvel de plantios existentes dentro da rea a ser reflorestada ou reas

semelhantes, fazendo observao sobre: ambiente ecolgico, vegetao natural ou

culturas anteriores, altitude do local, idade das plantaes, comportamento

silvicultural das espcies/procedncias em plantaes experimentais, estudo

fitossanitrio dos povoamentos, s sobrevivncia, medio de altura e dimetro de

rvores, estimativa da produtividade;

e) reviso pormenorizada sobre todas as espcies, por exemplo: ecologia em

seu habitat natural, caractersticas silviculturais, qualidade da madeira,

susceptibilidade a pragas e doenas, produtividade, etc.

possvel observar, numa mesma regio bioclimtica, iguais procedncias de

uma espcie com diferentes produtividades, que pode ser atribudo impreciso da

delimitao das regies bioclimticas (MARTINS et al., 1992).

Reis et al. (1993) e Martins et al. (1992) desenvolveram na dcada de oitenta

do sculo XX parte de uma metodologia de classificao que inter-relaciona

variveis climticas, geolgicas, edficas, fisiogrficas e de vegetao nativa para

fins de reflorestamento, utilizando variveis climticas e de altitude para delimitar

regies ecolgicas.

Andrade (1995) agregou as duas metodologias e, numa primeira etapa

delimitou regies ecolgicas por meio do processamento de variveis climticas e de

altitude e, numa segunda etapa, utilizou-se de variveis biopedolgicas para

delimitar as sub-regies ecolgicas, a partir de estudos realizados por Reis et al.

(1993).

Assad (1998) salientou que uma ferramenta importante no planejamento e

programao das atividades rurais a avaliao do potencial agroclimtico das

reas, conforme a necessidade das culturas, pois o zoneamento agroclimtico

auxilia na tomada de deciso dos produtores rurais, ajudando a aproveitar os

recursos naturais e orientar as aes municipais no incentivo da agropecuria local.

Moreira (1997) adotou a mesma teoria incorporando a subdiviso da regio

sudeste do Brasil em blocos, pela dificuldade de processar dados de extensas

regies, unindo-as posteriormente, obtendo a classificao ecolgica para toda a

rea, incorporando o processo de estimao de temperaturas por meio de equaes

11

que consideram as coordenadas geogrficas e de altitude dos locais desprovidos de

estaes meteorolgicas.

Segundo Blair e Fite (1965), citados por Acosta (1997), nenhum sistema de

classificao climtica pode ser considerado perfeito dado a grande combinao de

fatores que influenciam as caractersticas do clima em cada tipo de ambiente e,

segundo Ortolani e Camargo (1987), o fato de uma populao arbrea ser altamente

produtiva em um determinado ambiente, no significa que expressar as mesmas

qualidades quando cultivada em outra regio.

Smaltschinski (2001) apresentou uma metodologia de trabalho sobre um

modelo de crescimento de florestas, envolvendo dados de clima e temperatura sobre

florestas da Europa Central, com a construo de modelos e mecanismos baseados

na tipificao de dados, apresentao da estrutura dos mesmos, modelagem

regional, uso de inventrios florestais de autores europeus e americanos

consagrados e, finalmente, apresentao de uma prognose de crescimento em

camadas.

Com o objetivo de analisar os efeitos de variveis de clima e solo sobre a

produo de madeira, Hunter e Gibson (2004) mostraram que variveis de solo e

clima tm sido amplamente consideradas, inclusive na confeco de modelos de

crescimento e produo de espcies florestais.

Nobre et al. (1991) e Rocha (2001) apresentaram as modificaes de

temperatura para a regio amaznica, onde se nota que a projeo de aumento de

temperatura global segue a mesma tendncia de aumento de temperatura

superfcie devido ao desmatamento. As vrias simulaes dos efeitos climticos, da

substituio da floresta por pastagens na Amaznia e as observaes dos projetos

(GASH et al. 1996; GASH e NOBRE, 1997) em experimento de grande escala da

iosfera/atmosfera na Amaznia, indicaram que h um aumento entre 1C e 2C

devido mudana de vegetao de floresta para pastagem.

Assad (2003) apresentou um trabalho para o tratamento de informaes

espaciais que proporcionam vises para facilitar o controle e ordenao da

ocupao de unidades fsicas do meio ambiente e em reas florestais. Criticou e

levou em considerao a presso por decises que invariavelmente se contrapem

a uma lgica racional de seu uso. Apresentou tcnicas que provem referncias

espaciais da ordenao dessa ocupao, passveis de tratamentos automatizados

12

pelo uso de um SIG (Sistema de Informaes Geogrficas), definindo-o como sendo

sistemas destinados ao tratamento automatizado de dados georeferenciados, com

rotinas que manipulam dados de diversas fontes e formatos, dentro de um ambiente

computacional gil e capaz de integrar as informaes espaciais temticas e gerar

novos dados derivados dos originais.

3.2 ZONEAMENTO ECOLGICO PARA PLANTIOS FLORESTAIS NO PARAN

O potencial silvicultural das espcies de Pinus no Brasil um fator

fundamental para a sustentao do seu parque industrial madeireiro, sendo as mais

plantadas e industrializadas o Pinus elliottii e o Pinus taeda. No entanto, existem

muitas outras espcies de Pinus com grande potencial de utilizao, que devem ser

objeto de pesquisa tecnolgica (IWAKIRI et al., 2005).

As estimativas indicaram que 35% do volume de madeira serrada, produzida,

formado de madeira desse gnero e no pas existem, aproximadamente, 1,5

milhes de hectares de plantaes. Portanto, tratam-se de espcies fundamentais

para o fornecimento de matria-prima, com destaque as Regies Sul e Sudeste

(BALLARIN e PALMA, 2003).

As condies de adaptao do Pinus aos solos ligeiramente cidos, que

constituem a grande maioria dos solos do pas, permitiram a implantao de

extensas reas que, juntamente com a adoo de prticas silviculturais adequadas,

tornam as espcies deste gnero importante fonte de matria-prima, proveniente de

florestas estabelecidas dentro dos padres de sustentabilidade (KRONKA et al.,

2005).

Deve-se ressaltar que algumas espcies do gnero Pinus apresentam boa

adaptao ecolgica em diferentes condies edafoclimticas existentes no Brasil.

Dessa maneira conseguem reproduzir, propagar e se desenvolver naturalmente em

condies de pequena competio com a vegetao local. Para contornar possveis

problemas com essa caracterstica do gnero, importante o correto manejo e a

escolha adequada da rea e das espcies o que comumente feito nas principais

empresas do setor que trabalham com esse gnero (MLLER et al., 2006). De

acordo com os autores, a escolha da espcie ideal fundamental para eficincia e

13

eficcia do plantio, portanto deve-se levar em considerao a finalidade e aspectos

gerais do local, como clima, solo, entre outros.

3.3 CLASSIFICAES CLIMTICAS REGIONALIZADAS

A caracterizao climtica do Brasil Meridional foi obtida aps uma srie de

ensaios sobre a metodologia geogrfica da anlise climtica, realizada por Monteiro

(1969), que props uma tipologia para os fluxos polares de inverno, ou conforme

suas palavras, a qualificao das invases polares que caracterizam o ritmo de

sucesso do tempo no inverno, no Estado de So Paulo. Um ndice de participao

de massas de ar foi sugerido por Monteiro (1964), que consiste na contagem diria

atravs da leitura de cartas sinticas para o estado de So Paulo.

Referenciando seu trabalho passado, Monteiro (1969) projetou-o numa

continuao da corrente de investigaes climatolgicas necessrias geografia

brasileira, numa tentativa de desenvolver, ampliar, corrigir e melhorar o que foi

apresentado anteriormente, analisando as dinmicas para constituir o programa de

pesquisa na climatologia brasileira, concentrando-se na identificao dos elementos

que apiam o estudo de climatologia no Brasil:

Secas que se alteram com enchentes e inundaes;

Mecanismos gerais de circulao regional;

Participao da convergncia dos alseos ou da equatorial continental

no teor de chuvas em regies; a influncia efetiva da Frente Polar no

aumento da pluviosidade;

Necessidades de anlises rtmicas ao longo de eixos que, partindo do

litoral, atravessem o Planalto Central, at a Amaznia;

O intercmbio com os pases do extremo norte do continente sul-

americano como proveito melhor caracterizao climtica da

Amaznia Brasileira para a qual se voltam promessas e atenes;

Obedincia s questes metodolgicas, entre outros.

Hertz (1977) apresentou uma pesquisa apoiada na tcnica de sensoriamento

remoto utilizando imagens Landsat. Mostrou as relaes entre a circulao

atmosfrica regional (dinmicas das massas de ar) e a circulao superficial das

guas da regio da Lagoa dos Patos, lagunas e costeiros do Rio Grande do Sul, em

14

razo do comportamento das partculas em suspenso nas guas e sua qualificao

espectral e espacial, como traador natural das tendncias de circulao

superfcie. Buscou captar o ritmo climtico da rea em estudo atravs das anlises

sinticas das sucesses de tempo citadas por Monteiro (1968), fez uso de dados

pluvio-fluviomtricos, linimtricos, sentido de vazo das guas, salinidade e cotas

horrias da variao do nvel dgua (maregramas). Mostrou que as cartas sinticas

so utilizadas para a identificao da circulao atmosfrica, atuante nos episdios

estudados, no utilizando, no trabalho, o conceito de tipos de tempo e grficos de

anlise rtmica.

Tarifa (1975) exprimiu quantitativamente os diferentes tipos de fluxos polares

e as chuvas de primavera-vero no estado de So Paulo pelo centro isobrico de

ao. Sintetizou sua hiptese de trabalho baseando-se que os tipos de tempo

produzem a chuva, o ritmo conduz a perodos secos ou chuvosos, e o anticiclone

polar atlntico imprime diferentes tipos de ritmo aos fluxos tropicais e extratropicais,

baseando-se tambm no tratamento estatstico da anlise linear da correlao e

regresso (simples e mltipla), procurando, nos seus procedimentos, melhorar o

mximo possvel a definio dos sistemas atmosfricos, intensidade das chuvas e

sistemas atmosfricos atuantes, num nvel dirio e mensal de relaes e

correlaes.

Na tentativa de classificao climtica para o estado da Bahia (uma anlise

quantitativa dos atributos locais associada anlise qualitativa do processo

gentico), Aouad (1978) props um sistema de classificao climtica para a Bahia,

atravs da associao dos valores quantitativos dos atributos locais aos

componentes genticos da circulao atmosfrica regional. As tcnicas aplicadas

aos valores quantitativos referiram-se anlise fatorial e de agrupamento, enquanto

que a circulao secundria foi analisada conforme a abordagem proposta por

Monteiro (1969). Na anlise dinmica, que privilegiou trs anos-padro (1953, 1958

e 1964), respectivamente representativos do carter pluvial habitual, a autora utilizou

cartas sinticas do INMET e controlou a rea de estudo a partir dos dados

meteorolgicos de 17 localidades, estrategicamente localizada, produzindo grficos

de anlise rtmica que, segundo a autora no atingiu o grau de consistncia

desejado a ponto de obter ndices de participao dos diferentes sistemas

meteorolgicos envolvidos na circulao regional, limitando-se a observar a

15

evoluo anual dos padres sinticos, que a conduziu a uma aproximao razovel

do ritmo climtico.

Orselli (1983) apresentou uma proposta de classificao climtica aplicada ao

estado de Santa Catarina de modo quantitativo ao usar valores numricos para

definir os limites dos grupos e tipos climticos. A autora trata as seqncias rtmicas

atmosfricas (ou cadeias de tipos de tempo) por meio de equaes provando que

verdadeiramente exeqvel e geograficamente vlida uma equao que busca o

tempo mdio proposio de um modelo climatolgico, no qual diferentes variveis

analisadas so expressas espacialmente; reconhecido o traado, nas orientaes,

nos desvios e nas deflexes das isolinhas, que a autora chama de fato dinmico

auxiliar. Procurou definir por equaes, propondo a partir de uma equao

exponencial, uma nova possibilidade de interpretao para a climatologia analtica.

Na anlise espacial e temporal da pluviosidade no estado de Sergipe, Pinto

(1985) usou de tcnicas matemtico-estatsticas para transformar dados estatsticos

em informaes cientfico-climatolgicas, realizando uma abordagem dinmica

atravs da anlise rtmica para estabelecer a essncia geogrfica do clima.

Na viso de Pitton (1985) o clima, juntamente com outros elementos do

quadro natural, interage dinamicamente, definindo dentro de espaos determinados

as paisagens que so estudadas de forma integrada pela geografia. Defendeu a

efetivao da classificao climtica para que se possa observar os efeitos do clima

no todo ambiental, organizando o meio climtico, em diversas bases, definindo os

limites geogrficos dos diferentes tipos climticos sobre a superfcie terrestre, apesar

de no apresentar grficos de anlise rtmica ou exemplo de carta sintica ou de

imagem de satlite meteorolgico.

O estudo da dinmica atmosfrica e a distribuio das chuvas no Mato

Grosso do Sul, realizado por Zavatini (1990) representa uma contribuio

compreenso do ritmo de sucesso dos tipos de tempo e das chuvas a eles

associados. Procurou esclarecer como se comporta a faixa climtica, constatando a

existncia de dez unidades climticas, cinco delas estando ao norte da faixa

climtica transacional, que atravessa So Paulo e avana pelo Mato Grosso do Sul;

as outras cinco localizadas ao sul dessa faixa.

Por intermdio da anlise rtmica, Deffune (1990) constatou que h uma

grande interferncia dos sistemas atmosfricos sobre a configurao rtmica dos

16

elementos climticos quando estuda o clima e uso da terra no norte e noroeste do

estado do Paran, no perodo de 1975/1986, a fim de coletar subsdios ao

planejamento regional. Aplicou tcnicas estatsticas quantitativas para alcanar uma

tipologia do ritmo climtico, filtrando dados para traar um perfil dos desvios e dos

coeficientes de oscilaes de cada varivel, no tempo e no espao.

Ao estudar a dinmica atmosfrica e variaes pluviais no sudoeste e

nordeste paulista, Menardi (1992) iniciou explicando que trabalhar com climatologia

deve ser um assunto ligado mais diretamente geografia fsica e que foge

totalmente ao seu propsito de analisar as variaes pluviais das regies do estado

se no correlacion-lo aos demais setores da geografia, assim como as atividades

humanas e econmicas. Desta forma, procurou associar as variaes da

pluviosidade dinmica atmosfrica regional, apresentando as conseqncias

dessas diferenas para a vida econmica e organizao do espao daquela regio.

Procurando entender o ritmo climtico e a gnese das chuvas na zona oeste

do pantanal sul-mato-grossense, Gonalves (1993) traou isolinhas para elucidar o

efeito orogrfico das chuvas na tentativa de sntese das feies climticas da zona

oeste o pantanal. A carncia de estaes meteorolgicas e postos pluviomtricos

nas encostas das serras (cujas vertentes se expem em direo ao sul) dificultaram

a anlise do efeito orogrfico das precipitaes, tornando impossvel a sua

quantificao e sua participao no cmputo da pluviosidade, apresentando,

contudo, grficos da anlise rtmica da climatologia da regio.

Gutjahr (1993) apresentou critrios relacionados compartimentao

climtica de bacias hidrogrficas focados na bacia do rio Ribeira do Iguape, bem

como, caracterizou a variao tmpero-espacial das chuvas no espao daquelas

bacias em funo da distribuio mensal e da variao anual; define uma estrutura

espacial das mesmas caracterizada no perodo de 10 anos, levando em

considerao a maritimidade/continentalidade na variao de temperatura,

procurando explicar do porqu do distanciamento das abordagens de classificao

climtica tradicionais, oferecendo assim uma alternativa compartimentao

climtica de bacias hidrogrficas.

Jesus (1995) abordou os aspectos conceituais dos termos espao, tempo e

escala em climatologia, concentrando-se na epistemologia do assunto, abordando

questes de natureza terico-metodolgica. Efetuou uma retrospectiva do

17

conhecimento geogrfico do clima, realizando todo um processo de evoluo dos

conceitos nas diversas escolas, resgatando obras clssicas num processo de

ordenao da essncia do contedo climatolgico e seus vnculos com as variveis:

espao, tempo e escala.

Ao perceber certa insatisfao de prticas e mtodos entre aqueles que tm

perseguido uma compreenso mais conjuntiva da importncia e do papel da

atmosfera, Santanna Neto (1995) apresentou a anlise das chuvas no estado de

So Paulo, oferecendo uma contribuio ao estudo da variabilidade e tendncia da

pluviosidade na perspectiva da anlise geogrfica. Enfatiza que tanto nos modelos

matemticos, quanto as tcnicas estatsticas mais usuais no tm conseguido

oferecer um instrumental adequado para o progresso da climatologia, de tal forma

que esta pudesse responder e esclarecer os grandes problemas ainda no

resolvidos na poca, principalmente no que se refere as questes relativas s

mudanas climticas.

Flores (1995) apresentou um sistema de informao climatolgico atravs do

desenvolvimento e insero baseado no sistema de informao geogrfico Geo-Inf-

Map para desenvolver outro, capaz de atender s necessidades de pesquisadores

em climatologia, procurou cobrir uma ampla gama de tcnicas empregadas na rea:

isopletas, painis tmpero-espaciais, diagramas, cartogramas, balano hdrico,

pluviogramas, medidas de tendncia central e disperso, regresso e correlao

linear simples, classificao hierrquica por pares recprocos e, tambm, os grficos

de anlise rtmica. Enfatizou seu uso como um recurso cartogrfico que permite a

representao de elementos de clima dando a idia de ritmo climtico, auxiliando no

entendimento da seqncia dos estados de tempo.

Em funo de dificuldades encontradas para utilizar a fraca rede de estaes

meteorolgicas ou as imagens de satlite de rbita baixa, Souza (1997) trabalhou

com dados colhidos da imprensa e em fotografias tomadas por moradores locais

para trabalhar a ocorrncia de neve em planaltos subtropicais: o caso do sul do

Brasil. Apresentou grficos de anlise rtmica e uso de cartas sinticas de superfcie

do INMET, da TASA e imagens do satlite GOES do INPE, revelando a seqncia

de fenmenos que se sucederam e foram responsveis pela neve naquela regio

brasileira.

18

Acosta (1997) ajustou equaes de regresso para estimar valores mdios

mensais e anuais de temperaturas mnima, mdia e mxima com a finalidade de

ampliar a rede de dados climticos do territrio brasileiro situado entre 16 e 24

latitude Sul e 48 e 60 longitude Oeste, para fins de classificao ecolgica. As

equaes de regresso foram ajustadas com base em dados de 57 estaes

meteorolgicas, utilizando-se como variveis independentes a longitude, a latitude e

a altitude. Os resultados mostraram que o ajuste de modelos para as estimativas de

temperatura uma alternativa vivel para ampliar a base de dados climticos e o

teste de identidade de modelos aplicvel nesse tipo de estudo.

Nery et al. (1997) estudaram a bacia hidrogrfica do Rio Iva e apresentaram

uma definio de perodos chuvoso e seco, bem como a distribuio interanual,

apresentando sua precipitao pluviomtrica e sua variabilidade em anos

considerados anmalos, explicados principalmente pela ocorrncia dos fenmenos

El Nio e La Nia, a ocorrncia de mximos e mnimos de precipitao com base em

dados climticos, com significativa influncia em toda a dinmica da regio Sul do

Brasil.

No estudo da dinmica climtica e das chuvas no nordeste brasileiro, no eixo

Barra do Corda/MA Natal/RN, e relaes com o fenmeno El Nio, Souza (1998)

justificou seu interesse no tema devido existncia, entre estes dois extremos, de

uma rea semi-rida caracterizada pelos baixos ndices pluviais. Investigou a

orografia da rea de estudo e verificou que a ocorrncia de El Nio contribui para

acentuar o ndice de semi-aridez dessa regio. Conclui suas idias a respeito das

questes climticas englobando os aspectos sociais e poltico-administrativas

relativas ao nordeste brasileiro, realando a importncia do conhecimento da

estrutura climtica que influencia tanto a organizao do espao nordestino como

tambm a organizao social e poltica que rege as atividades humanas.

Boin (2000) realizou um estudo sobre as chuvas e eroso no oeste paulista

sob uma anlise climatolgica aplicada, analisando especialmente a ao da

dinmica pluvial sobre o meio ambiente fsico do oeste paulista. Procurou a

identificao das reas submetidas a diferentes impactos pluviais e suas

conseqncias erosivas nos diversos compartimentos ambientais, por meio dos

preceitos da climatologia dinmica. Procura explicar a integrao de classificaes

de base gentica e detalhamento das unidades climticas da regio, bem como, da

19

relao clima e erosividade. um trabalho que usa bases conceituais do mtodo

sinttico das massas de ar e dos tipos de tempo e da anlise rtmica apresentados

por Monteiro (1969), alcanando a noo de ritmo climtico aplicado climatologia

dinmica.

Estudos realizados Sette (2000) sobre as paisagens, ritmos, interaes

atmosfera-biosfera, holorritmos circulao da baixa atmosfera, distribuio da

pluviosidade, evoluo dos sistemas atmosfricos, relaes entre os atributos e os

controles climticos do Estado do Mato Grosso, teve como resultado a evidncia das

interaes entre os sistemas intertropicais e os extratropicais e que as mesmas so

resultantes dos ritmos globais, afetados pelo El Nio no Mato Grosso.

Ao apresentar um estudo do ritmo do clima de todo o territrio brasileiro,

Zavattini (2004), referenciou vrios autores que estudaram climatologia, obtendo a

cronologia decenal do ritmo do clima no Brasil desde a dcada de 40 do sculo XX

at o ano 2000. Elencou diversas abordagens de natureza climtica e geogrfica

propostas por diversos pesquisadores, apresentando cartogramas que permitem

visualizar detalhes de suas anlises, o que foi til para entender o efeito dinmico do

clima e seus elementos nesta tese.

3.4 ABORDAGENS DE SISTEMAS DE INFORMAO

Um sistema de informao pode ser definido como um conjunto de

componentes inter-relacionados trabalhando juntos para coletar, recuperar,

processar, armazenar e distribuir informao, com a finalidade de facilitar o

planejamento, controle, a coordenao, a anlise e o processo decisrio em

empresas e outras organizaes (LAUDON e LAUDON, 1999).

Os sistemas de informao consistem, em trs atividades bsicas entrada,

processamento e sada que transformam dados em informaes teis. No

envolvem apenas computadores, mas, alm componentes tcnicos, tendo

dimenses organizacionais e humanas.

Os sistemas de informao existem para responder a necessidades

organizacionais, incluindo problemas apresentados pelo ambiente externo, criados

por tendncias ambientais, polticas, econmicas, demogrficas e sociais. Podem

causar impacto numa organizao e, para entend-lo, necessrio entender os

20

problemas e necessidades para os quais eles so projetados, como propostas de

solues aos processos organizacionais (ABREU e REZENDE, 2001).

Segundo Pressman (2002) os sistemas de informao podem ser concebidos,

projetados e desenvolvidos sob duas principais ticas arquiteturais, de modo a tornar

possvel um controle do desenvolvimento interativo e incremental: viso estruturada

e a viso orientada a objetos (OO).

Este trabalho baseia-se na segunda viso, em que o foco est centrado em

uma perspectiva de desenvolvimento de um sistema computacional OO, que procura

descrever o comportamento do mundo real, tal qual o , unindo a viso

comportamental ou dinmica do sistema viso esttica do mesmo, em classes,

proporcionando uma melhor caracterizao dos aspectos estruturais e semnticos

para o desenvolvedor, sendo utilizada a UML (Unified Modeling Language) para seu

desenvolvimento (BOOCH et al., 2000).

Segundo Furlan (1998) a UML distingue as noes de modelo e diagramas.

Um modelo contm informaes a respeito dos elementos subjacentes de um

sistema em estudo, de maneira independente como so apresentados visualmente.

Um diagrama, por sua vez, uma visualizao particular de certos elementos de

tipos de um modelo, e geralmente expe apenas um subconjunto de informao

detalhada sobre esses elementos.

Para a construo do modelo computacional, Booch et al. (2000) apresentam

o mais avanado tutorial sobre UML, descrevendo-a como uma linguagem grfica

para visualizao, especificao, construo e documentao de artefatos de

sistemas complexos de software, proporcionando uma forma padro para a

preparao de planos de arquitetura de projetos de sistemas computacionais,

incluindo aspectos conceituais tais como processos de negcios e funes de

sistema, alm de itens concretos como as classes escritas em determinada

linguagem de programao, esquemas de banco de dados e componentes de

software reutilizveis. Com a UML ser possvel descrever o ciclo de vida completo

do software, mesmo sendo amplamente independente do processo. Isso significa

que no se limita ao ciclo de vida de desenvolvimento de determinado software. E,

para obter o mximo proveito leva em considerao um processo interativo que

envolve caractersticas de orientao a casos de uso, centrado na arquitetura e

incremental, envolvendo fases: Concepo, que aborda o caso de negcio para o

21

projeto; Elaborao, que estabelece um plano de projeto e uma arquitetura slida;

Construo, fase de desenvolvimento do sistema e Transio, que fornece o sistema

a seus usurios finais de todos os processos que compem o sistema.

Como a tecnologia da informao tem sido fortemente empregada para

suportar modelos empresariais incluindo aspectos importantes como recursos fsicos

e lgicos, regras de negcio, objetivos e processos, h um entendimento comum

sobre estruturas formais representadas por diagramas que incluem unidades e

termos em uso que so apresentadas por Furlan (1998), englobando as bases para

orientao a objetos e seus diagramas.

Pereira (2001) apresentou uma metodologia que permite manipular

computacionalmente arquivos vetoriais em uma soluo para visualizao dinmica

de mapas no ambiente internet, tendo sucesso para divulgao e distribuio de

objetos do tipo mapa vetorial naquele ambiente, bem como apresentou tpicos

iniciais para programao em linguagem de programao como fundamentos,

programao e manipulao de arquivos e banco de dados, depurao, impresso

de componentes, instalao e distribuio de programas, bem como a descrio de

implementao e uso de classes e programao orientada a objetos.

Savitch (2004) fundamentou e apresentou a programao orientada a objetos

(Object-oriented programming OOP) e suas principais caractersticas. Descreveu o

encapsulamento como a forma de ocultao de informao ou abstrao; a herana

como forma de escrita de cdigo reutilizvel e polimorfismo, que se refere forma

pela qual um nico nome pode ter mltiplos significados no contexto da herana.

Mostra ainda como a OOP compatibiliza seus recursos com preocupaes em

relao eficincia e o que poderamos chamar de praticidade de programao.

3.4.1 Ciclo de vida do software.

Todo sistema, usando ou no recursos de Tecnologia da Informao (TI),

pode ser genericamente considerado sistema de informao (ABREU e REZENDE,

2001), e possui um ciclo de vida, utilizado para o desenvolvimento de projetos

computacionais, sendo, segundo Pressman (2002) e Larman (2000) particionado em

fases, que foram seguidas para a concepo e desenvolvimento do software aqui

proposto:

22

a) Especificao dos Requisitos: o incio, a sua concepo. So levantados

os requisitos do sistema, entrada de dados e sua formatao bem como as

necessidades do futuro usurio, fruto de suas solicitaes por meio da abstrao, de

modo a formar a modelagem do negcio;

b) Anlise: descrito o enunciado do problema, utilizando-se da abstrao

para concepo de diagramas (FURLAN, 1998), que descrevem sua estrutura

esttica e dinmica;

c) Projeto: a descrio da arquitetura do sistema, devendo ser concisa,

precisa, coesa e altamente funcional (COAD, 1995), respeitando as vises da

anlise;

d) Implementao ou Codificao: a programao em um ambiente que

utilize a linguagem de programao que suporte os conceitos da anlise e as

especificaes do projeto, que podem ser implementadas na plataforma Java,

utilizando-se de aplicaes ou applets, composta por trs elementos principais: Java

Packages APIs, Linguagem Java e Java Virtual Machine-JVM (RAMON, 2001).

e) Teste: a fase que aborda a verificao, a confirmao, o respeito s

especificaes da anlise e projeto do sistema como um todo. Caso haja

incoerncias ou disfuncionalidades, o sistema revisto, aplicando manuteno,

melhoria ou at ampliao dos mdulos;

f) Implantao: a aceitao, por parte do usurio, da aplicabilidade do

sistema, fazendo uso do mesmo para que possa utiliz-lo na realizao de alguma

atividade a qual o software se destina.

3.4.2 Entradas e sadas do sistema: dado e informao.

Conceitualmente, dado um termo utilizado para indicar elementos, como

nmeros, letras, smbolos ou fatos que se referem descrio de um determinado

objeto, idia, condio ou situao. Computacionalmente, o valor assinalado a um

atributo, podendo ser nico (literal), ou identificado em conjunto, por vetores ou

registros, referenciados como variveis.

Nos sistemas de informaes, dados so os contedos assumidos por literais

ou variveis que, somados a um significado (nome de campo, por exemplo) ou

processados por rotinas computacionais, iro compor uma fonte de recursos

facilmente interpretados pelo usurio (SAVITCH, 2004).

23

Informao aquilo que podemos obter atravs de uma operao sobre uma

quantidade finita de atributos (FURLAN, 1998). qualquer sinal organizado, ou seja,

um conjunto de dados organizados que apresentam tempestividade, pertinncia e

exatido. A informao todo dado trabalhado, til, com valor significativo atribudo

ou agregado a ele e com um sentido natural e lgico para quem a usa. (ABREU e

REZENDE, 2001).

3.5 CONSIDERAES LIGADAS ESTATSTICA E GEOESTATSTICA

A metodologia proposta pela geoestatstica difere da proposta pela estatstica

clssica, basicamente, na forma de avaliar a variao dos dados. Enquanto a

estatstica clssica pressupe no haver relao entre a variao e a distncia entre

pontos de amostragem, a geoestatstica considera existir uma dependncia da

variao com o espao de amostragem e que, em parte, essas variaes so

sistemticas (WACKERNAGEL, 1988).

Sendo assim, a variabilidade espacial das variveis pode ser estudada por

meio das ferramentas da geoestatstica, que se fundamenta na teoria das variveis

regionalizadas, segundo a qual os valores de uma varivel esto, de alguma

maneira, relacionados sua disposio espacial e, portanto, as observaes

tomadas a curta distncia se assemelham mais do que aquelas tomadas a

distncias maiores (VIEIRA et al., 1981; VAUCLIN et al., 1983).

Uma premissa bsica que, em todas as reas, existem regies mais ricas

do que outras, para uma determinada varivel. Logo, amostras tomadas numa

regio mais rica seriam, em mdia, mais ricas do que aquelas tomadas numa regio

mais pobre, ou seja, o valor da varivel regionalizada depende de sua localizao

(SOUZA, 1992; MATA, 1997), isto , o valor da varivel regionalizada f(x) depende

da posio espacial x (MATA, 1997).

Segundo Grossi Sad (1986), a geoestatstica dedica-se ao estudo da

distribuio e da variabilidade dos valores, em funo do seu arranjo espacial ou

temporal, ou seja, de valores regionalizados. Um fenmeno que se modifica no

espao e que provido de uma certa estrutura, comporta-se de modo

"regionalizado". Se Z(x) o valor de uma varivel Z no ponto x, possvel descrever

24

a variabilidade da funo f[Z(x)] no espao, com Z variando dependentemente do

local da amostragem.

As ferramentas da geoestatstica permitem a anlise de dependncia

espacial, a partir do ajuste de semivariogramas experimentais a uma funo simples,

segundo um modelo matemtico, e a caracterizao da variabilidade espacial, por

meio do mapeamento da variabilidade a partir da estimativa, sem tendenciosidade,

de dados para locais no amostrados. Com a utilizao destas ferramentas pode-se

analisar, adequadamente, dados de experimentos, com a possibilidade de obter

informaes no reveladas pela estatstica clssica (SALVIANO, 1996). Segundo

Folegatti (1996) para o ajuste de semivariogramas a normalidade dos dados no

necessria, mas desejvel. Caso a distribuio no seja normal, mas seja

razoavelmente simtrica, podem-se admitir as hipteses necessrias construo

do semivariograma. De acordo com Vieira e Lombardi Neto (1995), os clculos

utilizados em geoestatstica no requerem o conhecimento da distribuio de

freqncias da varivel analisada.

Dentro do contexto da geoestatstica h vrios exemplos de uso, destacando-

se Pezzopane et al. (2004) que desenvolveram modelos matemticos para

estimativas de temperaturas e espacializao trmica no Estado do Esprito Santo

por meio do modelo digital do terreno, obtendo coeficiente de determinao variando

entre 0,88 e 0,98, que foram considerados satisfatrios para aquele estudo.

Comparando o resultado obtido por diferentes mtodos de interpolao

disponibilizados por SIG, aplicados estimativa da temperatura mdia do ar em

Portugal Continental, no perodo de 1961-1990, Silva e Amorin (2003) apresentaram

mapas descrevendo a espacializao das diferentes temperaturas que ocorrem

naquele pas.

Macedo et al. (2001) utilizaram mtodos geoestatsticos como alternativa ao

interpolador mdia ponderada com vista a comparar diferentes mtodos e identificar

o mais adequado para a espacializao de datas de plantio de cereais.

Utilizando a geoestatstica, Carvalho et al. (2002) estudaram a variabilidade

espacial de componentes qumicos no solo no cultivo de cereais, permitindo indicar a

ausncia de dependncia espacial dos compostos nas prticas culturais.

Ao incorporarem a altitude como varivel auxiliar na determinao do mapa

de variabilidade espacial de precipitao pluvial para o Estado de So Paulo,

25

Carvalho e Assad (2003) utilizaram um interpolador geoestatstico multivariado, a

cokrigagem, obtendo resultados considerados bons para o perodo analisado.

Camargo et al. (2003) enfatizaram a importncia modelagem da anisotropia

na distribuio espacial de variveis ambientais com uso de procedimentos

geoestatsticos, especificamente a Krigagem.

Romani et al. (2003) apresentaram a simulao dos dados coletados de

estaes meteorolgicas por meio da internet e estimam a temperatura de outros

locais atravs de mdia ponderada e do mtodo de interpolao do inverso do

quadrado da distncia, utilizando informaes de estaes vizinhas.

Em um curso que parte da estatstica para a geoestatstica exploratria e

multivariada, Wackernagel (1998) abordou modelos, formulaes e mtodos de

estatstica espacial para resoluo de problemas, apresentou exemplos de regies

mais amplas e globais em detrimento a uma especificao mais pormenorizada de

microrregies, apresentando os semivariogramas de forma didtica.

Estatisticamente, usa-se a anlise de regresso, que o mtodo de anlise

apropriado quando o problema envolve uma nica varivel dependente (critrio),

considerada relacionada a duas ou mais variveis independentes, cujos valores so

conhecidos, para prever os valores da varivel dependente selecionada (DILLON e

GOLDSTEIN, 1984).

Em regresso mltipla, a varivel estatstica determinada de modo a melhor

correlacionar com a varivel a ser prevista. Fornece um meio de avaliar

objetivamente o grau e carter da relao entre variveis dependentes e

independentes, pela formao da varivel estatstica de variveis independentes.

Estas, alm de sua previso coletiva da varivel dependente, tambm podem ser

consideradas por sua contribuio individual varivel estatstica e suas previses.

A interpretao da varivel estatstica pode se apoiar em qualquer uma de trs

perspectivas: a importncia das variveis independentes, os tipos de relaes

encontradas ou as inter-relaes entre as variveis independentes.

A correlao entre as variveis independentes pode tornar algumas variveis

redundantes no esforo preditivo. Desse modo, elas no so necessrias para

produzir a previso tima. Isso no reflete suas relaes individuais com a varivel

independente, mas indica que, em um contexto multivariado, elas no so

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necessrias se um outro conjunto de variveis independentes que explique essa

varincia for empregado.

3.6 MODELO TRIGONOMTRICO ESPECIAL

Partindo das discusses de trigonometria, Graybill (1976) considera uma

funo f(x) definida por todo x (em uma linha real). Essa funo f(x) dita ser

peridica em um perodo P se, para algum P > 0, f(x + P) = f(x), para todo x. O

menor nmero positivo, dito P0, para qual f(x+P0) = f(x) para todo x, chamado de

perodo fundamental de f(x