Geoprocessamento aplicado a estudos ambientais

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Palestra proferida na IV Mostra Acadêmica da Universidade Estadual de Roraima - Campus de Rorainópolis. Trata-se de um aparato das pesquisas conduzidas nas orientações de alunos de iniciação científica e no fim, um resumo do que fiz em meu doutorado.

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Geoprocessamento aplicado a estudos ambientais

  1. 1. Rodolfo Maduro Almeida Professor Adjunto I Instituto de Engenharia e Geociências Universidade Federal do Oeste do Pará
  2. 2. • Visão geral sobre Geoprocessamento – Geotecnologias – Representação computacional do espaço geográfico – Geoprocessamento – Visão geral de um Sistema de Informação Geográficas – Princípios de Sensoriamento Remoto • Geoprocessamento aplicado a estudos ambientais: • Análise da dinâmica de focos de calor no Oeste do Pará • Análise das ações do IBAMA no combate ao desmatamento ao longo da BR163 no Oeste do Pará • Delimitação de áreas de preservação permanente do perímetro urbano do município de Santarém e entorno • Análise da expansão urbana e subsídios para o planejamento e ordenamento territorial no perímetro urbano de Santarém e entorno • Análise multi-temporal da temperatura de superfície da área urbana de Santarém • Análise, síntese, modelagem e simulação da propagação do fogo em incêndios de vegetação
  3. 3. Geotecnologias Conjunto de técnicas/tecnologias que tem como função coletar, processar, analisar e oferecer informações com referência geográfica. Exemplos: Sistemas de informações geográficas, sensoriamento remoto e o sistema de posicionamento global.
  4. 4. Representação computacional do espaço geográfico
  5. 5. Representação computacional do espaço geográfico Eventos / Amostras Superfícies / Grades Regulares Dados de Área- Polígonos Redes e Dados de Fluxo X,Y,Z X,Y,Z X,Y,Z X,Y,Z X,Y,Z
  6. 6. Geoprocessamento Geoprocessamento é o processamento informatizado de dados georreferenciados.
  7. 7. Sistema de Informações Geográficas O SIG é um sistema computacional composto por software, usuário, hardware, dados e metodologia (ou técnicas) de análise, que permite o uso integrado de dados georreferenciados com uma finalidade específica.
  8. 8. Sistema de Informações Geográficas O SIG apresenta-se como uma ferramenta essencial na criação, manipulação, armazenamento, visualização e análise de informações referenciadas geograficamente, SIG: localização geográfica é utilizada como fator de análise integração para a análise das informações.
  9. 9. Sistema de Informações Geográficas
  10. 10. Estrutura de um Sistema de Informações Geográficas Interface Entrada e Integração Dados Visualização Plotagem Consulta e Análise Espacial Gerência Dados Espaciais BANCO DE DADOS GEOGRÁFICOS Banco de dados não-convencional onde cada dado tratado possui atributos descritivos e uma representação geométrica no espaço geográfico.
  11. 11. Sensoriamento Remoto O Sensoriamento Remoto é uma das principais fontes de informação de um SIG.
  12. 12. Sensoriamento remoto radiação eletromagnética sensor objeto de estudo sensoriamento remoto com sensor óptico-eletrônicos Sensoriamento remoto é o conjunto de técnicas que possibilita a obtenção de informações sobre alvos na superfície terrestre (objetos, áreas, fenômenos), através do registro da interação da radiação eletromagnética com a superfície, realizado por sensores distantes, ou remotos.
  13. 13. A área de sensoriamento remoto se dedica a: Compreender as características da radiação eletromagnética e como a energia interage com os objetos da superfície terrestre, tais como vegetação, solo, rocha, água e área urbana.
  14. 14. A área de sensoriamento remoto se dedica a: O entendimento de como a energia eletromagnética refletiva ou emitida pela superfície desses objetos é registrada por uma variedade de sensores (por exemplo, câmeras, escâneres multi-espectrais, instrumentos hiper-espectrais, RADAR, etc.).
  15. 15. A área de sensoriamento remoto se dedica a: O procedimento de extrair informação biofísica ou de uso e cobertura da terra a partir de dados de sensores remotos.
  16. 16. •Análise da dinâmica de focos de calor no Oeste do Pará •Análise das ações do IBAMA no combate ao desmatamento ao longo da BR163 no Oeste do Pará •Delimitação de áreas de preservação permanente do perímetro urbano do município de Santarém e entorno •Análise da expansão urbana e subsídios para o planejamento e ordenamento territorial no perímetro urbano de Santarém e entorno •Análise multi-temporal da temperatura de supérfície da área urbana de Santarém •Análise, síntese, modelagem e simulação da propagação do fogo em incêndios de vegetação
  17. 17. Análise da dinâmica de focos de calor no Oeste do Pará
  18. 18. Análise da dinâmica de focos de calor no Oeste do Pará
  19. 19. Análise da dinâmica de focos de calor no Oeste do Pará FONTE: INMET
  20. 20. Análise da dinâmica de focos de calor no Oeste do Pará
  21. 21. Análise da dinâmica de focos de calor no Oeste do Pará MUNICÍPIO RODOVIA 2005 2006 2006 2007 2007 2008 2008 2009 2009 2010 2010 2011 2011 2012 2012 2013 TOTAL ALTAMIRA BR 230 5169 3436 2236 1363 1476 2794 1101 2302 19877 NOVO PROGRESSO BR 163 4135 3608 2871 1131 639 1930 513 1349 16176 ITAITUBA BR 163 1614 1710 745 607 1207 1039 670 1074 8666 JACAREACANGA BR 230 1109 970 354 166 275 452 325 546 4197 SANTARÉM BR 163 591 609 133 268 810 329 446 492 3678 MONTE ALEGRE PA 254 706 600 158 375 810 134 385 477 3645 ANAPÚ BR 230 712 966 176 320 393 230 378 416 3591 URUARÁ BR 230 237 744 237 265 852 225 338 498 3396 ÓBIDOS PA 254 982 746 188 167 443 283 163 201 3173 PORTO DE MOZ BR 230 247 630 132 255 510 248 402 450 2874 PLACAS BR 230 540 459 170 186 501 256 265 413 2790 TRAIRÃO BR 163 210 336 82 150 697 253 268 368 2364 ORIXIMINÁ PA 254 311 428 116 127 566 159 264 257 2228 BRASIL NOVO BR 230 208 380 96 124 514 139 257 285 2003 RURÓPOLIS BR 163 426 177 78 135 381 242 258 226 1923 ALMEIRIM PA 254 471 492 95 49 241 112 175 129 1764 AVEIRO BR 163 222 230 56 135 388 194 254 206 1685 MEDICILANDIA BR 230 234 405 108 98 250 142 219 215 1671 PRAINHA PA 254 152 299 61 96 359 114 125 231 1437 SENADOR JOSE PORFIRIO BR 230 219 208 58 126 250 96 254 214 1425 ALENQUER PA 254 304 229 63 64 248 182 151 136 1377 VITÓRIA DO XINGÚ BR 230 53 101 34 32 241 103 124 163 851 JURUTI PA 254 253 137 29 11 68 25 36 21 580 BELTERRA BR 163 85 85 19 44 97 56 47 58 491 CURUÁ PA 254 58 48 21 28 151 32 41 81 460 TERRA SANTA PA 254 47 70 12 12 96 22 25 41 325 FARO PA 254 14 30 6 2 70 17 21 18 178 TOTAL/ANO 19309 18133 8334 6336 12533 9808 7505 10867 92825
  22. 22. Análise da dinâmica de focos de calor no Oeste do Pará
  23. 23. Análise da dinâmica de focos de calor no Oeste do Pará
  24. 24. Análise da dinâmica de focos de calor no Oeste do Pará
  25. 25. Análise da dinâmica de focos de calor no Oeste do Pará
  26. 26. Análise da dinâmica de focos de calor no Oeste do Pará
  27. 27. Análise da dinâmica de focos de calor no Oeste do Pará Tipo de projeto Assentamentos Focos Total / Projeto PA (Projeto de Assentamento Federal) Surubim 1212 8235 Penetecaua 507 Santa Julia 417 Moju I e II 356 PDS (Projeto desenvolvimento Sustentável) Terra Nossa 1446 Ademir Freire 418 3917 Vale do Jamaxin 375 PIC (Projeto Integrado de Colonização) Monte Alegre 1222 1276 Itaituba 54 PAC (Projeto de Assentamento Conjunto) Bom Sossego 428 1043 Ouro Branco I 145 PAE (Projeto de Assentamento Agroextrativista) Lago Grande 318 693 Eixo Forte 55
  28. 28. Análise das ações do IBAMA no combate ao desmatamento
  29. 29. Análise das ações do IBAMA no combate ao desmatamento Áreas embargadas e autuadas estimador de densidade Áreas desmatadas estimador de densidade Densidade de ações de fiscalização Densidade de desmatamento Período de análise: 2008 a 2012
  30. 30. Análise das ações do IBAMA no combate ao desmatamento
  31. 31. Análise das ações do IBAMA no combate ao desmatamento Ano Área Desmatada PRODES (hectares) Área Autuada e Embargada IBAMA (hectares) Áreas autuadas e embargadas em relação ao desmatamento (%) 2008 94834.05 24366.73 25,69% 2009 102560.90 46992.08 45,82% 2010 40173.49 13646.83 33,97% 2011 46213.77 17929.25 38,80% 2012 50849.95 64890.44 127,61% Total 334632,16 167.825,33 50,15%
  32. 32. Análise das ações do IBAMA no combate ao desmatamento Média: 15,79 ha Desvio Padrão: 53,9 ha Média: 179,50 ha. Desvio Padrão: 357,05 ha Histograma das áreas dos polígonos de desmatamento e das áreas dos polígonos de propriedades embargadas identificados pelo PRODES para a região de estudo no período de 2008 a 2012.
  33. 33. Delimitação de APP’s perímetro urbano do município de Santarém e entorno Uma importante ferramenta criada para contribuir na melhoria das condições ambientais nas cidades são as áreas de preservação permanentes (APP).
  34. 34. Delimitação de APP’s perímetro urbano do município de Santarém e entorno Infografia: Farrell/AE Fonte: http://www.estadao.com.br/fotos/codigo-florestal.jpg
  35. 35. Delimitação de APP’s perímetro urbano do município de Santarém e entorno
  36. 36. Delimitação de APP’s perímetro urbano do município de Santarém e entorno ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Maarraarru Ciipoaall IIttaapaarrii Maattaarraaíí Piindobaall Saanttaarréém Bom Gosstto Teerrrraa Prreettaa Alltteerr do Chãão 724000.000000 724000.000000 732000.000000 732000.000000 740000.000000 740000.000000 748000.000000 748000.000000 756000.000000 756000.000000 764000.000000 764000.000000 .000000 9720000.000000 .000000 .000000 9715000.000000 .000000 .000000 9730000.000000 9725000.000000 9710000.000000 0 1.75 3.5 7 10.5 14 Km ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Maarraarru Ciipoaall IIttaapaarrii Maattaarraaíí Piindobaall Saanttaarréém Bom Gosstto Teerrrraa Prreettaa Alltteerr do Chãão 724000.000000 724000.000000 732000.000000 732000.000000 740000.000000 740000.000000 748000.000000 748000.000000 756000.000000 756000.000000 764000.000000 764000.000000 .000000 9720000.000000 .000000 .000000 9715000.000000 .000000 .000000 9730000.000000 9725000.000000 9710000.000000 0 1.75 3.5 7 10.5 14 Km Legenda APP Nascentes APP Cursos d'água Corpo d'água Vias de Transporte APP de cursos d’água: • 30 (trinta) metros, para os cursos d’água de menos de 10 (dez) metros de largura. APP de nascente: • as áreas no entorno das nascentes e dos olhos d’água perenes, qualquer que seja sua situação topográfica, no raio mínimo de 50 (cinquenta) metros.
  37. 37. Delimitação de APP’s perímetro urbano do município de Santarém e entorno ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Maarraarru Ciipoaall IIttaapaarrii Maattaarraaíí Piindobaall Saanttaarréém Bom Gosstto Teerrrraa Prreettaa Alltteerr do Chãão 724000.000000 724000.000000 732000.000000 732000.000000 740000.000000 740000.000000 748000.000000 748000.000000 756000.000000 756000.000000 764000.000000 764000.000000 9730000 .000000 9710000 .000000 9725000 9710000.000000 9715000 9725000.000000 .000000 9715000.000000 9720000 .000000 9720000.000000 .000000 9730000.000000 Legenda Corpo d'água Curso d'água Vias de Transporte Elevação 216 m 0 m 0 1.75 3.5 7 10.5 14 Km ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Maarraarru Ciipoaall IIttaapaarrii Maattaarraaíí Piindobaall Saanttaarréém Bom Gosstto Teerrrraa Prreettaa Alltteerr do Chãão 724000.000000 724000.000000 732000.000000 732000.000000 740000.000000 740000.000000 748000.000000 748000.000000 756000.000000 756000.000000 764000.000000 764000.000000 9730000 .000000 9710000 .000000 9725000 9710000.000000 9715000 9725000.000000 .000000 9715000.000000 9720000 .000000 9720000.000000 .000000 9730000.000000 Legenda Corpo d'água Curso d'água Vias de Transporte Declividade (°) 0 - 2.023271628 2.023271629 - 5.395391008 5.395391009 - 9.779146202 9.779146203 - 16.35477899 16.354779 - 42.99452209 0 1.75 3.5 7 10.5 14 Km No topo de morros, montes, montanhas e serras, com altura mínima de 100 (cem) metros e inclinação média maior que 25°, as áreas delimitadas a partir da curva de nível correspondente a 2/3 (dois terços) da altura mínima da elevação sempre em relação à base, sendo esta definida pelo plano horizontal determinado por planície ou espelho d’água adjacente ou, nos relevos ondulados, pela cota do ponto de sela mais próximo da elevação. Modelo digital de elevação (ASTER/GDEM versão 2).
  38. 38. Delimitação de APP’s perímetro urbano do município de Santarém e entorno ! ! ! ! ! ! ! ! ! Maarraarru Ciipoaall IIttaapaarrii Maattaarraaíí Piindobaall Saanttaarréém Bom Gosstto Teerrrraa Prreettaa Alltteerr do Chãão 724000.000000 724000.000000 732000.000000 732000.000000 740000.000000 740000.000000 748000.000000 748000.000000 756000.000000 756000.000000 764000.000000 764000.000000 9730000 .000000 9710000 .000000 9725000 9710000.000000 9715000 9725000.000000 .000000 9715000.000000 9720000 .000000 9720000.000000 .000000 9730000.000000 Legenda Corpo d'água Curso d'água Vias de Transporte APP de Topo de Morro
  39. 39. Delimitação de APP’s perímetro urbano do município de Santarém e entorno ! ! ! ! ! ! ! ! ! Maarraarru Ciipoaall IIttaapaarrii Maattaarraaíí Piindobaall Saanttaarréém Bom Gosstto Teerrrraa Prreettaa Alltteerr do Chãão 724000.000000 724000.000000 732000.000000 732000.000000 740000.000000 740000.000000 748000.000000 748000.000000 756000.000000 756000.000000 764000.000000 764000.000000 9730000 .000000 9710000 .000000 9725000 9710000.000000 9715000 9725000.000000 .000000 9715000.000000 9720000 .000000 9720000.000000 .000000 9730000.000000 Legenda Perímetro urbano 1986 0 1.75 3.5 7 10.5 14 Km
  40. 40. Delimitação de APP’s perímetro urbano do município de Santarém e entorno ! ! ! ! ! ! ! ! ! Maarraarru Ciipoaall IIttaapaarrii Maattaarraaíí Piindobaall Saanttaarréém Bom Gosstto Teerrrraa Prreettaa Alltteerr do Chãão 724000.000000 724000.000000 732000.000000 732000.000000 740000.000000 740000.000000 748000.000000 748000.000000 756000.000000 756000.000000 764000.000000 764000.000000 9730000 .000000 9710000 .000000 9725000 9710000.000000 9715000 9725000.000000 .000000 9715000.000000 9720000 .000000 9720000.000000 .000000 9730000.000000 0 1.75 3.5 7 10.5 14 Km Legenda Perímetro urbano 2010
  41. 41. Delimitação de APP’s perímetro urbano do município de Santarém e entorno ! ! ! ! ! ! ! ! ! Maarraarru Ciipoaall IIttaapaarrii Maattaarraaíí Piindobaall Saanttaarréém Bom Gosstto Teerrrraa Prreettaa Alltteerr do Chãão 724000.000000 724000.000000 732000.000000 732000.000000 740000.000000 740000.000000 748000.000000 748000.000000 756000.000000 756000.000000 764000.000000 764000.000000 9730000 .000000 9710000 .000000 9725000 9710000.000000 9715000 9725000.000000 .000000 9715000.000000 9720000 .000000 9720000.000000 .000000 9730000.000000 0 1.75 3.5 7 10.5 14 Km Legenda APP Nascentes APP Cursos d'água APP de Topo de Morro
  42. 42. Planejamento e ordenamento territorial
  43. 43. Planejamento e ordenamento territorial
  44. 44. Planejamento e ordenamento territorial
  45. 45. Planejamento e ordenamento territorial
  46. 46. Planejamento e ordenamento territorial
  47. 47. Planejamento e ordenamento territorial
  48. 48. Planejamento e ordenamento territorial
  49. 49. Análise da temperatura de superfície da área urbana de Santarém
  50. 50. Análise da temperatura de superfície da área urbana de Santarém
  51. 51. Análise da temperatura de superfície da área urbana de Santarém 14/08/1986
  52. 52. Análise da temperatura de superfície da área urbana de Santarém ¯ 0 0.5 1 2 3 4 Km 14/08/1986 Temperatura (°C) < 27 27 - 28 28 - 29 29 - 30 30 - 31 31 - 32 32 - 33 33 - 34 > 34
  53. 53. Análise da temperatura de superfície da área urbana de Santarém ¯ 0 0.5 1 2 3 4 Km 12/07/2009
  54. 54. Análise da temperatura de superfície da área urbana de Santarém ¯ 0 0.5 1 2 3 4 Km 12/07/2009 Temperatura (°C) < 27 27 - 28 28 - 29 29 - 30 30 - 31 31 - 32 32 - 33 33 - 34 > 34
  55. 55. Análise da temperatura de superfície da área urbana de Santarém 12/07/21020/097 /2009
  56. 56. Análise da temperatura de superfície da área urbana de Santarém 12/07/2009
  57. 57. Análise da temperatura de superfície da área urbana de Santarém Rua Lameira Bittencourt Rua Siqueira Campos Rua Floriano Peixoto Rua Padre João 14/08/1986 Avenida São Sebastião Rua Galdino Veloso Avenida Tapajós Rua Adriano Pimentel Avenida Rui Barbosa Avenida Marechal Rondon Avenida Curuá-una Travessa Dom Amando Avenida Presidente Vargas Avenida Barão do Rio Branco Travessa Quinze de Agosto Travessa Sete de Setembro Travessa Senador Lemos Rua Augusto Montenegro Avenida Mendonça Furtado Travessa Turiano Meira Rua Ignácio Corrêa Avenida Presidente Vargas Avenida Rui Barbosa ¯ 0 0,0750,15 0,3 0,45 0,6 Km Temperatura (°C) < 27 27 - 28 28 - 29 29 - 30 30 - 31 31 - 32 32 - 33 33 - 34 > 34
  58. 58. Análise da temperatura de superfície da área urbana de Santarém Rua Lameira Bittencourt Rua Siqueira Campos Rua Floriano Peixoto Rua Padre João 12/07/2009 Avenida São Sebastião Rua Galdino Veloso Avenida Tapajós Rua Adriano Pimentel Avenida Rui Barbosa Avenida Marechal Rondon Avenida Curuá-una Travessa Dom Amando Avenida Presidente Vargas Avenida Barão do Rio Branco Travessa Quinze de Agosto Travessa Sete de Setembro Travessa Senador Lemos Rua Augusto Montenegro Avenida Mendonça Furtado Travessa Turiano Meira Rua Ignácio Corrêa Avenida Presidente Vargas Avenida Rui Barbosa ¯ 0 0,0750,15 0,3 0,45 0,6 Km Temperatura (°C) < 27 27 - 28 28 - 29 29 - 30 30 - 31 31 - 32 32 - 33 33 - 34 > 34
  59. 59. Modelagem e simulação da propagação do fogo Região-alvo: Parque Nacional das Emas, estado de Goiás, Brasil - Criado em 1961 - Área total: 132000 hectares - totalizando 348km e dividindo o Parque em 20 blocos - Histórico de incêndios mapeado desde 1973
  60. 60. Modelagem e simulação da propagação do fogo
  61. 61. Modelagem e simulação da propagação do fogo modelo de propagação do fogo dados de saída incêndio simulado incêndio real objetivo minimizar a diferença em termos de extensão e tempo de duração MÉTODO DE BUSCA dados de entrada
  62. 62. Modelagem e simulação da propagação do fogo
  63. 63. FC1, FL1 FC1, FL2 FC1, FL3 FC2 FC3 FC4 rio aceiro queimando queimada
  64. 64. FC1, FL1 FC1, FL2 FC1, FL3 FC2 FC3 FC4 rio aceiro queimando queimada
  65. 65. Obrigado! Contato: rodolfo.almeida@ufopa.edu.br

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