[pt] O presente trabalho visa integrar a representação gráfica de dados vetoriais encontrados em Sistemas de Informação Geográfica (SIG) com a visualização de modelos tridimensionais de terrenos em multi-resolução. A multiresolução do terreno implica em dificuldades para a renderização dos dados vetoriais de forma coerente, uma vez que estes dados, em geral, só armazenam informações bi-dimensionais. As soluções mais comumente empregadas usam mapeamento convencional de texturas, trazendo uma qualidade visual baixa. Para melhorar a qualidade da imagem gerada, adotamos o mapeamento de textura com correção perspectiva, similar ao que tem sido empregado para geração de mapas de sombras. Além disso, para obter eficiência na visualização de dados vetoriais complexos, apresentamos um algoritmo de multi-resolução destes dados. Na solução proposta, a simplificação dos dados vetoriais é desacoplada da multi-resolução utilizada no modelo tridimensional do terreno. Com isso, nossa solução pode ser adotada em diferentes visualizadores de terreno. Apresentamos resultados que ilustram a eficiência da solução proposta. / [en] This work aims to integrate the graphical representation of vectorial data found in Geographic Information Systems (GIS) and the visualization for multi-resolution 3D terrain models. The multi-resolution approach on terrain rendering brings some difficulties on the process of rendering the vectorial data in a consistent manner, since these data, in general, only store bi-dimensional information. The solutions most commonly used are based on conventional texture mapping, resulting in low visual quality. In order to improve image quality, we adopt texture mapping with perspective correction, in a way similar to the techniques used for shadow map generation. Besides, willing to obtain efficiency on complex vectorial data visualization, a multi-resolution algorithm of these data is presented. In our proposed solution, vectorial data simplification is decoupled from the multi-resolution technique used on the tri-dimensional terrain model. Thus, our solution can be used with different terrain viewers. We present results that illustrate the efficiency of the proposed solution.

[pt] Clareiras de movimentos de massa são elementos naturais que contribuem para a biodiversidade da floresta tropical devido, principalmente, aos processos de sucessão ecológica desencadeados em seu interior e das variações das condições micro-climáticas derivadas, tais como: luminosidade, sombreamento, umidade e temperatura. Formas, tamanhos e localização das cicatrizes influenciam nos efeitos subseqüentes da revegetação e erosão. Desta forma a questão norteadora deste estudo foca no uso de imagens de satélite de alta resolução e Sistemas de Informações Geográficas como arcabouço técnico para auxiliar na classificação dos movimentos de massa e na qualificação desta classe em ambiente computacional. Face aos eventos ocorridos em abril de 2010 na cidade do Rio de Janeiro, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o potencial investigativo das imagens ortorretificadas de alta resolução do sensor IKONOS, através do mapeamento e classificação de movimentos de massa. Para tal foi construído um banco de dados georreferenciados contendo informações geomorfológicas, pedológicas, geotécnicas e de coberturas pretéritas do maciço da Tijuca, visando classificar as condições da cobertura movimento de massa. Serão adotadas como variáveis a forma, geometria e posição na encosta, cobertura, que foram posteriormente validadas em pesquisa de campo. / [en] Landslides erosive scars are natural elements that contribute to tropical forest biodiversity, mainly due to the processes of ecological succession triggered inside and variations of micro-climatic conditions derived, such as brightness, shading, humidity and temperature. Shapes, sizes and location of landslides erosive scars influence the subsequent effects of revegetation and erosion. Thus the main question this study focuses on the use of satellite images with high resolution and Geographic Information Systems as a framework for technical help in the classification of mass movements and skills in this class computing environment. Given the events of April 2010 in Rio de Janeiro, this study aims at evaluating the investigative potential of high resolution images orthorectified IKONOS sensor, through the mapping and classification of mass movements. To this end it has been constructed a database containing georeferenced information geomorphology, soil, geotechnical and roofing past tenses of the Tijuca massif, in order to classify the conditions of coverage "mass movement". Variables will be adopted as the shape, geometry and position on slope, land cover and soil, which were subsequently validated in field research.

[pt] A integração de informação geográfica e mapas digitais nos Sistemas de Informação Geográfica (SIGs) produz soluções para vários grupos de usuários. Vem crescendo o número de usuários não especializados que utilizam SIGs na Web ou em desktop para localizar endereços, planejar rotas, planejar viagens, encontrar lugares, e assim por diante. Estas aplicações menos complexas e destinadas a qualquer pessoa carecem fundamentalmente de avaliação, pois da qualidade da interação depende seu sucesso comercial. Apesar desta necessidade, praticamente não encontramos pesquisas sobre como avaliar estas aplicações mais simples de SIGs. Neste trabalho propomos um método de Inspeção Semiótica para Interfaces baseadas em Mapas (o ISIM) capaz de analisar o efeito de representações usadas nestas interfaces na comunicação da informação geográfica. O ISIM combina técnicas analíticas e empíricas. As técnicas analíticas são usadas para definir contextos de uso e perfis de usuários, bem como para interpretar observações empíricas. Técnicas empíricas são usadas em testes e entrevistas com usuários, para comparar parte dos dados obtidos com as técnicas analíticas. O ISIM, que inicialmente abrange dos SIGs apenas as interações baseadas em mapas, identifica uma classe de problemas básicos deste tipo de interação e, como é o caso de vários outros métodos semióticos, dá indicações sobre possibilidades de solução para eles. / [en] The integration of digital maps and geographical information into Geographical Information Systems (GIS) produces solutions for several groups of users. There is an increasing number of non experts that use GIS on the Web or in desktop applications to locate addresses, plan routes and trips, find places, and so on. Less complex applications designed for general use critically need evaluation, because their commercial success depends heavily on the quality of human-computer interaction. In spite of such critical need, it is very hard to find research about how to evaluate these kinds of simpler applications. We propose a semiotic inspection method (whose acronym in Portuguese is ISIM) that analyzes the effect of representations in map-based interfaces to communicate geographic information. ISIM combines analytic and empirical techniques to carry out evaluations. Analytic techniques are used to define contexts of use and users' profiles, as well as to interpret empirical observations. ISIM also uses an empirical technique of tests and interviews with users. ISIM, whose scope encompasses only GIS map-based interaction, can identify a class of basic problems of interaction and, as is the case with many semiotic methods, hint at design solutions for them.

[pt] O presente trabalho visa elaborar o perfil de solo de uma área na Zona Norte da cidade do Rio de Janeiro, compreendendo os bairros Abolição, Água Santa, Benfica, Bonsucesso, Cachambi, Del Castilho, Engenho de Dentro, Encantado, Engenho Novo,Higienópolis, Inhaúma, Jacaré, Jacarezinho, Lins de Vasconcelos, Manguinhos, Méier, Maria da Graça, Piedade, Pilares, Quintino, Riachuelo, Rocha, Sampaio, Tomás Coelho,Todos os Santos e Vila Isabel, numa área total aproximada de 33 km2 com base em resultados de sondagens à percussão (SPT).A metodologia para concepção do perfil de sedimentação/intemperismo envolveu a recuperação e interpretações dos perfis obtidos em poços de sondagem, visitas de campo na região selecionada, análise de mapas e imagem aérea, revisões bibliográficas e extensa procura de dados em vários arquivos público. Um banco de dados foi criado no software ArcView, um sistema para aplicação de informação geográfica georeferenciada, a partir da base cartográfica digital na escala 1:2000. As entidades gráficas que representam o posicionamento dos poços sondados foram incorporadas no sistema assim como, toda a informação de interesse associada a interpretação dos respectivos boletins baseada no perfil de subsolo proposto. Na visualização 3D em sub-região de 3,30 Km2, onde o número e distribuição de poços foram considerados satisfatórias em uma análise preliminar, foram empregados dados referentes às sondagens SPT assim armazenadas (posição geográfica da boca do furo, profundidade do lençol freático, valores do número de golpes do ensaio SPT a cada metro de profundidade, quota altimétrica, espessuras e descrição qualitativa das camadas). Aplicações baseadas em GIS quando associadas com métodos de Geoestatística podem ser de interesse e importância fundamental em estudos regionais que envolvem planejamento urbano e tomadas de decisões, para elaboração de mapas de risco,contaminação do subsolo entre muitas outras aplicações no campo da Geotecnia e Geologia de Engenharia. / [en] This research intends to elaborate a subsoil profile for the region of the North Zone of the city of Rio de Janeiro, Brazil, encompassing the districts of Abolição, Água Santa, Benfica, Bonsucesso, Cachambi, Del Castilho, Engenho de Dentro, Encantado, Engenho Novo, Higienópolis, Inhaúma, Jacaré, Jacarezinho, Lins de Vasconcelos, Manguinhos, Méier, Maria da Graça, Piedade, Pilares, Quintino, Riachuelo, Rocha, Sampaio, Tomás Coelho, Todos os Santos and Vila Isabel, in a total area of 33 km 2 . The methodology aiming this objective involved the recovery and interpretation of borehole logs, several field trips to the selected region, analysis of maps and aerial images, bibliographic reviews and extensive data search in several public archives. A database was constructed using the software ArcView, for geographical information system applications, and a digital cartographic map on scale 1: 2,000. Graphical entities, representing the borehole positions, were also incorporated as well as all other information of interest drawn from the borehole logs, such as depth of the groundwater level, number of recorded SPT blows along the soil profile, a qualitative description of the local stratigraphy, depth of the sound rock, date of test execution, etc. A 3D visualization was also produced, employing the data correspondign to a smaller subregion (3.30 km 2 ), where both the number and distribution of boreholes were considered satisfactory in a preliminary analysis. GIS-based applications, possible associated with geoestatiscal methods, may be of fundamental interest and importance in regional studies involving urban planning, decision-making strategies, elaboration of maps of risk, subsoil and groundwater contamination, among many other applications in the field of geotechnical and geological engineering. / [es] EL presente trabajo tiene como objetivo elaborar el perfil de suelo de una región de la Zona Norte de la ciudad de Rio de Janeiro, que comprende los barrios Abolição, Agua Santa, Benfica, Bomsuceso, Cachambi, Del Castilho, Engenho de Dentro, Encantado, Engenho Nuevo,Higienópolis, Inhaúma, Jacaré, Jacarezinho, Lins de Vasconcelos, Manguinhos, Méier, María de la Graça, Piedad, Pilares, Quintino, Riachuelo, Roca, Sampaio, Tomás Coelho,Todos los Santos y Vila Isabel, para um total de 33 km2 con base en resultados de sondaje a la percusión (SPT). LA metodología para la concepción del perfil de sedimentación/intemperismo considera la recuperación e interpretaciones de los perfiles obtenidos em los pozos de sondage, visitas de campo en la región seleccionada, análisis de mapas e imágen aérea, revisiones bibliográficas y extensa búsqueda de datos en varios archivos públicos. Un banco de datos fue creado con el software ArcView, un sistema para aplicación de información geográfica georeferenciada, a partir de la base cartográfica digital en la escala 1:2000. Las entidades gráficas que representan la posición de los pozos sondados fueron incorporadas al sistema, así como toda la información de interés asociada a la interpretación de los respectivos boletines. En la visualización 3D en subregión de 3,30 Km2, dondelnúmero y distribución de pozos fueron considerados satisfactorias en un análisis preliminar, se utilizaron datos referentes a las sondages SPT almacenadas (posición geográfica de la boca del hueco, profundidad del manto freático, valores del número de golpes del ensayo SPT a cada metro de profundidad, cuota altimétrica, espesuras y descripción cualitativa de las camadas). Las aplicaciones baseadas en GIS asociadas con métodos de Geoestatística pueden ser de interés e importancia fundamental en estudios regionales que envuelven planificación urbana y toma de decisiones, para la elaboración de mapas de riesgo,contaminación del subsuelo entre muchas otras aplicaciones en el campo de la Geotecnia y Geología de Ingeniería.

[pt] Sistemas de posicionamento, combinados com tecnologias de comunicação de baixo custo, abrem possibilidades interessantes para implementar aplicações em tempo real que monitoram objetos móveis e que apoiam sistemas de tomada de decisão. Inicialmente, esta dissertação discute requisitos básicos para aplicações proativas de monitoramento em tempo real. Em seguida, propõe uma arquitetura para aplicações proativas que monitoram objetos móveis, explorando a semântica da trajetória e a dinâmica do ambiente. Por fim, fornece um exemplo sobre como uma aplicação que monitora uma frota de caminhões pode se tornar proativa, utilizando notícias sobre condições da malha viária, a partir da publicação de dados em texto não estruturado através da Internet. A dissertação descreve como estruturar e georreferenciar as notícias, utilizando serviços de geocodificação. / [en] Positioning systems, combined with inexpensive communication technologies, open interesting possibilities to implement real-time applications that monitor moving objects and that support decision making. This dissertation first discusses basic requirements for proactive real-time monitoring applications. Then, it proposes an architecture to deploy applications that monitor moving objects, are pro-active, explore trajectory semantics and are sensitive to environment dynamics. Lastly, this dissertation provides an example of how an application that monitors a fleet of trucks can become proactive, using unstructured text information available on Internet focused on road conditions change. The dissertation describes how to structure and geo-reference the text, using available geocoding services.

[pt] Esta dissertação apresenta um estudo sobre a Logística de Distribuição de Derivados de Petróleo, com o desenvolvimento de um modelo matemático para a determinação do custo logístico de distribuição de estoques estratégicos de combustíveis no Brasil. Este modelo não se propõe a determinar o custo ótimo de distribuição e sim estabelecer uma distribuição racional dos estoques estratégicos de combustíveis, com base na malha real de distribuição. Para o desenvolvimento do modelo, primeiramente foi realizado um diagnóstico da distribuição nacional de derivados energéticos de petróleo, mais especificamente gasolina, diesel, querosene de aviação, óleo combustível e gás liquefeito de petróleo. Para cada um desses produtos determinou-se a malha de distribuição, com os fluxos de produtos entre refinarias e terminais até as bases de combustíveis secundárias, com seus respectivos modais. Em uma segunda etapa foi construída uma base de dados georreferenciada no software TransCAD, com os dados levantados e diagnosticados anteriormente. Este sistema de informação geográfica serviu como suporte para análises logísticas e como facilitador na visualização e entendimento dos resultados. Os resultados dos custos logísticos de distribuição são mostrados por produto, para evidenciar o caráter diferenciado da distribuição de cada derivado. / [en] This master thesis presents a study about the petroleum products distribution system, with the development of a mathematical model for the determination of the logistic costs of strategic oil stocks in Brazil. This model doesn't intend to determine the minimum distribution cost , but establishes a rational distribution of the strategic oil stocks, based in the real distribution network. For the development of the model, firstly a diagnosis of the national distribution was accomplished, more specifically gasoline, diesel, aviation kerosene, combustible oil and liquefied gas of petroleum. For each one of those products, the distribution network was determined, with the flows of products among refineries and terminals until the secondary bases of fuels, with its respective transportation modals. In a second stage, a geographical database was built in the software TransCAD, with all available data . This geographical information system was a support tool for logistic analyses, visualization and better understanding of the results. The results of the total distribution costs are presented by product, to evidence the differentiated character of the distribution of each product.

[pt] Os municípios da Baixada Fluminense, região do estado do Rio de Janeiro, possuem áreas que combinam vulnerabilidade ambiental com vulnerabilidade social, formando áreas de vulnerabilidade socioambiental. O objetivo desta investigação foi identificar e analisar a vulnerabilidade socioambiental da Baixada Fluminense (RJ) através de dois de seus municípios, São João de Meriti e Duque de Caxias, pela elaboração de um mapa síntese para cada território, chamado Índice de Vulnerabilidade Socioambiental, que integrou componentes socioeconômicas, de infraestrutura urbana, saúde e segurança pública utilizando a Análise Multicritério de Apoio à Decisão em ambiente de Sistemas de Informação Geográfica. Os resultados indicaram que as áreas de Alta e Muito Alta Vulnerabilidade Socioambiental estão ligadas à existência de moradias precárias, principalmente favelas, que contêm a maior parte da população vulnerável em ambos os municípios. Outro aspecto identificado como contribuidor para esse processo foi a proximidade com os corpos d água e a presença de zonas de sacrifício. As áreas de maior criticidade em São João de Meriti se encontram na porção leste do município, com déficit de saneamento básico e elevada suscetibilidade a inundações, tendo como bairro mais fragilizado Vilar dos Teles, que por sua vez concentra boa parte das favelas da cidade. Em Duque de Caxias, que teve o distrito de Campos Elíseos como área mais crítica, além das favelas também destacam-se negativamente suas condições inadequadas de saneamento básico e sua elevada diferenciação altimétrica que materializa um sistema de paisagens possuidor de áreas de risco, tanto de deslizamentos como de grandes inundações. / [en] The municipalities of Baixada Fluminense, region of the state of Rio de Janeiro, have areas that combine environmental vulnerability and social vulnerability, forming areas of socio-environmental vulnerability. The objective of this study was to identify and analyze the socio-environmental vulnerability of the Baixada Fluminense (RJ) through two of its municipalities, São João de Meriti, and Duque de Caxias, through the elaboration of a synthesis map for each territory, called the Environmental Vulnerability Index, which integrated socioeconomic, urban infrastructure, health and public safety components, using Analytic Hierarchy Process in a Geographic Information System. The results indicated that the areas of High and Very High Socio-environmental Vulnerability are linked to the existence of precarious housing, mainly slums, which concentrate most of the vulnerable population in both municipalities. Another aspect identified as a contributor to this process was the proximity to drainage sections and the presence of sacrifice zones. The most critical areas of São João de Meriti are in the eastern part of the municipality, with a deficit of basic sanitation and high susceptibility to floods, with Vilar dos Teles being the most fragile neighborhood, which in turn concentrates a large part of the city s slums. In Duque de Caxias, which had the Campos Elíseos neighborhood as the most critical area, in addition to the slums, the inadequate conditions of basic sanitation and the great unevenness of the relief that materialize a landscape with areas at risk of large landslides and major floods.

[pt] Essa dissertação explora o problema roteamento de linhas de transmissão (LT) através da solução do caminho mais curto em um grafo sem ciclos de melhoria, considerando custos quadráticos para arcos adjacentes. Esse problema é conhecido como o Problema do Caminho Mínimo Quadrático Adjacente (CMQA). Esse trabalho apresenta uma descrição teórica do CMQA, propõe uma extensão do algoritmo Dijkstra (aqDijkstra) para solução de CMQA em tempo polinomial e discute como o algoritimo pode ser utilizado em metodologias de roteamento de LT. Em seguida, apresentamos uma melhoria estendendo o algoritmo A estrela para sua forma adjacente quadrática (aqA estrela), incluindo uma etapa de busca reversa para estimação de custos de chegada. Foram feitos experimentos computacionais contemplando a variação de custos quadráticos, geração de instâncias aleatórias, testes de estresse e comparação com abordagens já utilizadas na literatura. Os resultados sugerem que: (i) aqA estrela teve o melhor desempenho, atingindo tempos de busca 40 vezes mais rápidos que aqDijkstra e 50 vezes mais rápido que a abordagem mais rápida apresentada pela literatura; (ii) a eficiência dos algoritmos não foi afetada pela variação dos custos quadráticos; (iii) os algoritmos propostos aqA estrela e aqDijkstra também foram mais eficientes nas instancias aleatórias, reafirmando a superioridade dos mesmos. Duas aplicações são apresentadas, uma de objetivo ilustrativo e outra para um caso real. O algoritimo aqA estrela foi usado para solução de um CMQA em um grafo de quase um bilhão de arcos quadraticos, resultado em uma rota proposta com custos adicionais três vezes menor. / [en] This dissertation explores the problem of transmission line (TL) routing through finding the shortest path on an undirected graph with no improving cycles, considering quadratic costs for adjacent arcs. This problem is known as the Adjacent Quadratic Shortest Path Problem (AQSPP). This work provides the theoretical background for the AQSPP, proposes an extension of Dijkstra s algorithm (aqDijkstra) for solving AQSPP in polynomial-time and discusses how AQSPP can be included in routing methodologies. Furthermore, it is presented an improvement to the algorithm: the adjacent quadratic A star (aq A star) with a backward search for cost-togo estimation, to speed up search. For computational experiments, aqDijkstra and aqA star are benchmarked with other algorithms from the technical literature. The search behavior of the algorithms is also studied within different tests, including: quadratic cost variation, randomly generated graph instances and increasingly larger instances. The numerical results suggests that: (i) aqA star outperformed all the other algorithms, being 40 times faster than aqDijsktra and 50 times faster than the fastest benchmark algorithm; (ii) the studied algorithms do not lose efficiency as quadratic costs increase; (iii) aqA star and aqDijkstra were faster benchmark algorithms under random graph instances, indicating their robustness. Two applications are provided, one for illustrative purposes, and another to study performance on a real application. The aqA star algorithm solved an AQSSP on a graph with almost a billion quadratic arcs and provided a route with three times lower additional costs.