Desafios para a modelagem de sistemas terrestres (2008)

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Desafios para a modelagem de sistemas terrestres (2008)

  1. 1. Desafios para a modelagem de mudanças terrestres Sérgio Souza Costa Universidade Presidente Antônio Carlos (2008)
  2. 2. Mudanças Globais e as Ações Humanas
  3. 3. Efeitos das Mudanças Globais
  4. 4. Sistema terrestre Um Sistema de Sistemas
  5. 5. Sistema terrestre Um Sistema de Sistemas Mudanças terrestres
  6. 6. Mudanças terrestres
  7. 7. Fonte: Carlos Nobre (INPE) Amazônia e as Mudanças Globais Devido ao desflorestamento da Amazônia o Brasil é o quarto emissor mundial de CO2.
  8. 8. Amazônia e as Questões sociais
  9. 9. Amazônia e as Questões sociais Como prever o efeito de uma determinada ação nas mudanças terrestres?
  10. 10. Modelagem de sistemas terrestres Criando representações computacionais (e modelos) das mudanças terrestres
  11. 11. Roteiro n  Modelagem terrestre e o INPE n  Breve evolução da geoinformática n  Modelagem de mudanças terrestre n  Desafio a modelagem de mudanças
  12. 12. Clima e tempo Engenharia e Tecnologia Espaciais Observação da Terra Ciências Espaciais e Atmosféricas Missões do INPE
  13. 13. Clima e tempo Engenharia e Tecnologia Espaciais Observação da Terra Ciências Espaciais e Atmosféricas Missões do INPE
  14. 14. Compreender melhor o “espaço dos homens” Observação da terra
  15. 15. A epidemia de cólera em Londres, século XIX, Doutor John Snow 1854 Fonte: Barcellos,C.;2001 Observação da terra Por que estudar o espaço ?
  16. 16. Dr. John Snow London, 1854
  17. 17. doenças Agricultura Meio ambiente Energia Observação da terra Foco nos serviços espaciais
  18. 18. Sensoriamento remoto Geoinformática Observação da terra Divisões da observação da terra
  19. 19. Geoinformática “Geoinformática é o conjunto de técnicas e de conceitos sobre representação computacional do espaço” (Câmara,2005) Cartografia Computação Estatística Geografia SIG
  20. 20. 1.  Mapear e gerenciar (SIG) 2.  Análise espacial 3.  Modelar e prever Geoinformática Desáfios da geoinformática
  21. 21. 1.  Mapear e gerenciar (SIG) 2.  Análise espacial 3.  Modelar e prever Geoinformática Desáfios da geoinformática
  22. 22. Desáfios da geoinformática Mapear e gerenciar Mundo Real VS Representação computacional ¨  Estrutura de dados ¨  Escala e resolução (incerteza) ¨  Projeção, tela e mundo real ¨  Vizualização Armazenamento ¨  Formato de arquivos ¨  Banco de dados ¨  Interoperabilidade elevação rios divisão política
  23. 23. Desáfios da geoinformática Análise espacial Entender as relações das variáveis socio-economicas e biofisicas com a configuração espacial. ¨  Kernel, estimadores … ¨  Geoestatisticas, regressões … ¨  Linguagens, algebras de mapa
  24. 24. Limite atual e Desáfios da geoinformática Limite Atual: Mapear e manipular o passado Desáfio: Modelar o Futuro
  25. 25. Mudanças terrestres: Perda de Floresta Fonte: http://mapas.sosma.org.br/ Mata atlântica em 2005 - Congonhas – MG
  26. 26. Mudanças terrestres: Perda de Floresta Fonte: http://mapas.sosma.org.br/ Mata atlântica em 2005 - Congonhas – MG
  27. 27. Mudanças terrestres: Perda de Floresta Fonte: http://mapas.sosma.org.br/ Mata atlântica em 2005 - Congonhas – MG
  28. 28. Mudanças terrestres: Perda de Floresta Mata atlântica em 2005 - Congonhas – MG
  29. 29. Mudanças terrestres: Perda de Floresta Mata atlântica em 2020 ? - Congonhas – MG
  30. 30. n  Extrapolar tendências ¨  Comparar com o que ocorreu com a instalação da Açominas na década de 80. n  Construir cenários ¨  Levar em conta o contexto socioeconômico atual. Mudanças terrestres: Perda de Floresta Mata atlântica em 2020 ? - Congonhas – MG
  31. 31. tp - 20 tp - 10 tp calibrar calibrar tp + 10 Previsto Modelagem terrestre Fonte: Cláudia Almeida
  32. 32. Ferramentas atuais DINAMICA EGO - UFMG http://www.csr.ufmg.br/dinamica/
  33. 33. Ferramentas atuais TERRAME- UFOP/INPE Eclipse & LUA plugin • model description • model highlight syntax TerraView • data acquisition • data visualization • data management • data analysis TerraLib database data Model source code MODEL DATA model • model syntax semantic checking • model execution TerraME INTERPRETER LUA interpreter TerraME framework TerraME/LUA interface model data http://www.terralab.ufop.br/dokuwiki/doku.php
  34. 34. n  Componentes ¨  conjunto de células georeferenciadas ¨  identificador único ¨  vários atributos por células ¨  matriz genérica de proximidade - GPM Ferramentas atuais TERRAME- UFOP/INPE
  35. 35. O Brasil “Visto do Espaço” 2000 Serra do Espinhaço
  36. 36. Minas Gerais “Visto do Espaço” 2000
  37. 37. Pico do Itacolomi do Itambé Serra do Lobo
  38. 38. Pico do Itacolomi do Itambé Serra do Lobo
  39. 39. chuva chuva chuva Pico do Itacolomi do Itambé Serra do Lobo
  40. 40. Sentido da Foto Pico do Itacolomi do Itambé Serra do Lobo
  41. 41. Resultado Simulação
  42. 42. Como modelar as mudanças terrestres Quais teorias e desafios
  43. 43. Desafio 1:Como as pessoas usam o espaço? Madereiros Competindo pelo espaço Agricultura Colonos Pecuaristas Source: Dan Nepstad (Woods Hole)
  44. 44. Paradigmas: Relógios, Nuvens ou Formigas Paradigma newtoniano Causa e efeito (deterministico) Modelos estocásticos Sistemas caóticos Modelos emergentes Sistemas complexos
  45. 45. Paradigmas: Relógios, Nuvens ou Formigas Paradigma newtoniano Causa e efeito (deterministico) Modelos estocásticos Sistemas caóticos Modelos emergentes Sistemas complexos Logístico de Difusão Estatísticos Regressão Baseado em agentes
  46. 46. Paradigmas: Relógios, Nuvens ou Formigas Paradigma newtoniano Causa e efeito (deterministico) Modelos estocásticos Sistemas caóticos Modelos emergentes Sistemas complexos Logístico de Difusão Estatísticos Regressão Baseado em agentes
  47. 47. Desafio 2: Integrar as dimensões espaciais e sociais Acoplamento de modelos Atmospheric Physics/Dynamics Tropospheric Chemistry Global Moisture Ocean Dynamics Marine Biogeochemistry Terrestrial Ecosystems Terrestrial Energy/Moisture Climate Change Pollutants CO2 CO2 Soil Land Use Physical Climate System Biogeochemical Cycles Human Activities (from Earth System Science: An Overview, NASA, 1988)
  48. 48. Feedbacks e Escala Decisão do produtor Preço do produto regional local Processos locais e regionais Fatores e efeitos Organização espacial e social
  49. 49. Por que é tão difícil modelar as mudanças? Fonte: John Barrow (after David Ruelle) Complexity of the phenomenon Uncertaintyonbasicequations Solar System Dynamics Meteorology Chemical Reactions Hydrological Models Particle Physics Quantum Gravity Living Systems Global Change Social and Economic Systems
  50. 50. http://lucc.ess.inpe.br/doku.php
  51. 51. Obrigado skosta@gmail.com

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