Grande parte das cidades brasileiras apresenta muitos impactos ambientais causados pelo processo de urbanização. O gerenciamento de recursos hídricos em pequenas bacias é um fator crucial para resolver estes problemas. Esta dissertação apresenta uma grande ferramenta no suporte de gerenciamento à água urbana: um Sistema de Suporte a Decisão (SSD) para planejar e gerenciar bacias urbanas. O SSD pode manipular diferentes tipos de dados e pode integrar produtos em SIG para diferentes tipos de interfaces de modelos matemáticos hidrológicos. O SSD foi aplicado numa pequena bacia localizado na cidade de São Paulo, na bacia do rio Cabuçu de Baixo. Os resultados mostram a importância deste tipo de ferramenta no planejamento e elaboração de projetos. / Many Brazilian cities present a lot of negative environment impacts caused by the urbanization process. The water resources management of the urban small catchments is crucial to deal with these problems. This dissertation presents a very important tool to support urban water resources management: a Decision Support System (DSS) for planning and management of urban basins. The DSS can manipulate different kind of data and can integrate GIS products with different kind of hidrology design mathematical models. The DSS was applied to a small catchments located in São Paulo city, the Cabuçu de Baixo River. The results show the importance of this kind of tool in planning and design projects.

A batata é uma das culturas de maior importância na produção agrícola da Venezuela. As condições climáticas de baixa temperatura e alta umidade, existentes na região onde normalmente se cultiva a batata, são favoráveis para a ocorrência da Requeima, sendo esta a doença que mais limita a produção de batata em quase todas as regiões produtoras do país. A batata é semeada na Venezuela em variadas condições de altitudes, desde os 400 até 3000 manm, sendo a região Andina (Táchira, Mérida e Trujillo) uma das mais produtoras, portanto, a existência de bases de dados meteorológicas de qualidade é de extrema importância. Nessa região, a densidade de estações meteorológicas que registram a temperatura do ar é muito irregular e pequena, sendo que outro problema é a ocorrência de falhas nas séries históricas diárias de precipitação, o que dificulta os estudos agrometeorológicos associados à determinação do risco climático devido à ocorrência de doenças nas culturas agrícolas. Em decorrência disso e da importância da cultura para o país, propôs-se à realização do presente trabalho, cujos objetivos foram: gerar modelos diários de estimativa da temperatura mínima, máxima e média do ar, empregando-se a regressão linear múltipla, considerando como variáveis independentes às coordenadas geográficas (longitude e latitude) e a altitude, preencher os dados faltantes em séries diárias de precipitação, mediante uma proposta do método do vizinho mais próximo, sendo este aquele determinado a partir da análise de agrupamento (método de Ward, com distância euclidiana); e caracterizar e espacializar o risco de ocorrência da Requeima da batata na região andina da Venezuela, mediante o modelo de previsão proposto por Hyre (1954), cujos dados de entrada são precipitação e temperatura média e mínima diárias. Estes dados foram obtidos de 106 estações meteorológicas pertencentes ao Ministério do Ambiente e Recursos Naturais da Venezuela, para um período de 31 anos (1967-1997). Os modelos obtidos para a estimativa das temperaturas mínima, máxima e média do ar apresentaram em média coeficientes de determinação superiores a 0,90, quando testados com dados independentes, com estimativas livres de erro significativos: índice de concordância d variando de 0,98 a 1,0 e RMSE médio menor que 2 °C. Para a precipitação, empregou-se uma base de dados que inicialmente apresentava um 17% de dados faltantes, o que foi reduzido para 2,5% com o uso do método proposto. Os erros (ME, MAE e RMSE) obtidos foram moderados (MAE 1,7 a 4,0 mm/dia) e o índice de concordância variou de 0,57, para dados diários, a 0,83, quando os dados foram agrupados em valores mensais. A interpolação do risco potencial máximo de ocorrência da Requeima se realizou mediante técnicas de Geoestatística, (Krigagem ordinária) gerando mapas de risco de cada data de semeadura (20), de 1° de janeiro a 15 de outubro. Foram definidos os índices de risco máximo e provável. Esses índices mostraram que a época de maior risco acontece durante o período chuvoso, principalmente nos estados de Táchira e Trujillo. / Potato is one of the most importance crops for Venezuela´s agriculture. However, low temperature and high humidity in the region where potatoes are growed are favorable to Late Blight (Phytophtora infestans) occurrence. Such disease limits the potato production in almost all regions of the country. Potato crop is growed in Venezuela at different altitudes, between 400 and 3000 msnm, being the Andes Region, which include the states of Táchira, Mérida, and Trujillo, the biggest producer. In this region, the existence of a weather database is of extreme importance, but the density of weather stations which measure air temperature is very low and the stations are not very well distributed. Another problem related to weather data is that daily rainfall measurements is not very reliable due to failures and missing data, which causes difficulties for agrometeorological studies associated to climatic risks of diseases occurrence. In function of what was mentioned above and taking into account the importance of potato crop to Venezuela, the objectives of the present study are: to generate models to estimate daily air temperature (average, maximum, and minimum) based on the multiple linear regression and geographical coordinates (latitude, longitude, and longitude); to fill in missing daily rainfall data through a proposed method of the nearest neighboor, which is determined by the cluster analysis (Ward Method, with Euclidean distance); and to characterize and spatialize the climatic risk of potato Late Blight occurrence in the Andes region of Venezuela, based on the forecast model proposed by Hyre (1954), which uses as input daily rainfall and daily average and minimum air temperature. Data used in this study were obtained from 106 weather stations, from the Ministry of Environment and Natural Resources of Venezuela, for a period of 31 years (1967-1997). The obtained models for estimating average, maximum, and minimum air temperatures showed on average determination coefficients (R2) higher than 0.90 when tested with independent data and estimated values free of significant errors: d (agreement index) from 0.98 to 1.00 and average RMSE smaller than 2oC. After to be organized, rainfall data presented a database with 17% of the missing data. Using the proposed method (the nearest neighboor) this percentage fell down to 2.5%. The statistical test of this method showed moderate errors, with MAE between 1.7 and 4.0 mmday-1 and d from 0.57 (daily basis) to 0.83 (monthly basis). The interpolation of the potential maximum climatic risk for Late Blight occurrence was done by Geostatistics, (ordinary Kriging method), generating the map of risks for each sowing date.(20) of January 1st to October 15th. The maximum and most likely risks were then defined. These indexes showed that the period with the highest risk for potato Late Blight occurrence is during the rainy season, mainly in the states of Táchira and Trujillo.

A degradação do ambiente natural, principalmente do solo e da água, tem causado alterações na paisagem devido ao uso e ocupação do solo desordenados, principalmente pela retirada da vegetação nativa para a entrada de culturas mais rentáveis. Devido à necessidade de se conservar os recursos naturais verifica-se que o planejamento do uso e ocupação solo em uma determinada região é uma tarefa importante e indispensável. A implantação das Áreas de Preservação Permanente (APPs) e a Reserva Legal (RL) são as principais ferramentas de proteção ambiental, principalmente contra a erosão do solo. O objetivo geral deste trabalho foi a aplicação do modelo MEUPS associado a técnicas de geoprocessamento para caracterizar o aporte de sedimentos em uma microbacia hidrográfica mediante implementação de APP e RL. O trabalho foi realizado na microbacia hidrográfica do Ribeirão dos Marins, na região de Piracicaba, SP. Em busca do melhor resultado foram simulados cenários de implementação de APP e RL em diferentes pontos e condições para a obtenção do aporte de sedimentos para a microbacia e também para cada propriedade rural pertencente à microbacia. Pode ser observado que tanto a APP quanto a RL apresentaram resultados positivos para contenção da perda de solo, tendo a RL apresentado os melhores resultados. Verificou-se também que a vazão de pico e o volume acumulado na superfície após um evento de precipitação têm influência no aporte de sedimentos, principalmente em locais de declividade mais acentuada. Verificou-se que a implantação de mata (APP e RL) diminuiu os valores de vazão de pico e de volume acumulado. Com isso concluiu-se que a implantação de APP e RL, principalmente a RL, tem forte contribuição contra a perda de solo, diminuição da vazão de pico e volume acumulado. / Environmental degradation due to unplanned land use and occupation, has caused several changes in the landscape. Given the need to preserve natural resources, the right planning for land use and occupation is an important and indispensable task. Permanent Preservation Areas (PPA) and Legal Reserve (LR) are the main tools for environment protection, particularly against soil erosion. The main goal of this research was to apply the MULSE model associate to geoprocessing techniques to evaluate the sediment contribution in a watershed by the implementation of PPA and LR. The work employed data from the Ribeirão dos Marins watershed, located in the Piracicaba municipality, state of São Paulo. In order to attain the better outcomes, several scenarios for PPA an LR implementation were simulated, trying different locations and area coverage and evaluating sediment contribution, both for the watershed and for each private property that surrounds it. It was found that PPA and LR implementation presented positive effects regarding soil loses with LR giving the best result. Also, it was possible to determinate that peak flow values and total aggregate volume on the surface after a precipitation event impact the sediment amount, with a stronger relation in places where a higher slope is observed. Moreover, PPA and LR implementation were found to decrease peak flow value and aggregate volume. It was thus established that PPA and LR, especially LR, give a strong contribution against soil loses and minimize peak flow value and aggregate surface volume.

O presente trabalho avaliou a utilização de imagens ASTER GDEM e SRTM em substituição a cartas planialtmétricas em escala 1:10000 e 1:50000 como fonte de dados altimétricos para predição de perda de solo em microbacia hidrográfica. Para tanto as imagens com os dados de topografia e demais informações foram incorporadas ao banco de dados do SPRING. Como requisito para estimar perda de solo pela Equação Universal da Perda de Solo, estabeleceu-se o uso atual da terra na microbacia hidrográfica do Ceveiro, situada no município de Piracicaba, SP. Foi constatado que a microbacia é utilizada em sua maior parte pela lavoura de canade- açúcar e verificou-se ainda que as áreas de preservação permanente não estão em conformidade com a lei vigente. Atualmente ocupam uma área de 196,38 hectares e se fossem restituídas passariam a ocupar 255,16 hectares a mais, perfazendo um total de 451,54 hectares.O modelo ASTER GDEM foi o que apresentou melhor concordância nas estimativas de perda de solo com os modelos de referência 1:10000 e 1:50000, segundo o valor do índice Kappa que foi de 0,32 e 0,28 respectivamente, entretanto os modelos de elevação obtidos por sensoriamento remoto, quando analisados pela exatidão do produtor e exatidão do usuário encontraram resultados discrepantes de perda de solo para a microbacia hidrográfica quando comparados aos modelos de referência / The present study assessed the use of the terrain elevation models ASTER GDEM and SRTM in replacement of the topographic charts on 1:10000 and 1:150000 scales, as data for predicting soil loss on small watershed basin. All the altimetry data and further information were incorporated to the GIS/SPRING. For estimating the soil erosion it was necessary to establish the actual land use for the Ceveiro Watershed basin, situated at Piracicaba, São Paulo State, Brazil and it was noted that most of the land use is for the sugar cane crop and also was observed that most of the preservation area establish by law is not present at the area. If those preservation areas were recomposed it should use 451,54 hectares against the 196,38 present nowadays. The terrain elevation model ASTER GDEM was the one that most agreed with the reference data for predicting soil loss, respectively Kappa index of 0,32 and 0,28 for the reference data 1:10000 and 1:50000. Nevertheless the users accuracy and producers accuracy showed that the results are discrepant when they are compared with the reference data.

O presente trabalho apresenta os resultados de estudos hidrológicos e hidráulicos desenvolvidos na bacia hidrográfica do rio Pararangaba, situada no município de São José dos Campos (SP), na qual se observa um processo intensificado de urbanização com freqüente ocorrência de inundações. A metodologia proposta para tal é a obtenção dos parâmetros fisiográficos característicos da bacia, através de técnicas de geoprocessamento e a subseqüente integração desses dados aos sistemas de modelagem hidrológica chuva-vazão, HEC-HMS (Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modelling System), e de simulação hidrodinâmica da onda de cheia, HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center - River Modelling System). Este trabalho representa uma significativa contribuição prática ao apresentar de forma integrada as técnicas de geoprocessamento aplicáveis à modelagem hidrológica de bacias urbanas, bem como ao permitir a visualização planimétrica dos planos de inundação críticos (chuvas com período de retorno de 10, 50 e 100 anos) sobre a superfície física da bacia do rio Pararangaba.

O presente trabalho possui como objetivo identificar o potencial à erosão laminar da bacia do rio Una, situada no município de Taubaté (SP), na qual se observam práticas inadequadas de parcelamento do solo e processos de assoreamento de seus cursos d'água. As perdas de solo foram determinadas utilizando-se a Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS), a qual foi simulada em ambiente SIG (Sistemas de Informações Geográficas) utilizando-se o software SPRING-INPE. Dentre os fatores que contribuem para o surgimento e evolução dos processos erosivos ocasionados pela ação da água das chuvas, destaca-se a erodibilidade do solo que pode ser entendida como a maior ou menor facilidade com que as partículas de solo são desagregadas e posteriormente transportadas. Tal parâmetro é avaliado segundo os critérios da metodologia MCT e através do ensaio de Inderbitzen para quatro amostras representativas dos solos presentes na bacia. Os resultados mostraram que os procedimentos aplicados e os produtos cartográficos gerados forneceram uma grande quantidade de informações sobre o meio físico e sua potencialidade frente aos fenômenos erosivos, tendo grande aplicabilidade para o planejamento do processo de ocupação e uso do solo em bacias hidrográficas.

Este trabalho objetivou a adequação e avaliação da metodologia "Threat Identification Model -TIM", desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Melbourne, Austrália. A idéia central desse modelo é auxiliar os gestores para o planejamento do uso do solo ex ante a implantação das atividades agrícolas. O modelo prevê a identificação de fontes insustentáveis no meio rural através do cruzamento de matrizes de práticas agrícolas e ameaças ambientais, considerando os níveis de relacionamento entre elas e a reversibilidade das ameaças. A análise das matrizes é realizada por consultas a especialistas. As matrizes incorporam um atributo espacial, no caso o tipo de solo, permitindo que os resultados possam ser espacializados com a utilização de um Sistema de Informação Geográfica (SIG). Para o cumprimento do objetivo, o modelo foi aplicado na região do município de Costa Rica, MS. Esse município está localizado na região de entorno do Parque Nacional das Emas, GO, no âmbito do Corredor Ecológico Cerrado-Pantanal. A região vem sofrendo fortes pressões antrópicas oriundas de atividades agrícolas, impactando o alcance de patamares mínimos de sustentabilidade. Com a adequação e avaliação da metodologia foi possível classificar o relacionamento entre 20 ameaças ambientais e 26 práticas agrícolas. As práticas de preparo do solo com implementos de grade e a aplicação de defensivos químicos foram as que tiveram pior desempenho, devido ao relacionamento "proibitivo" em relação a diversas ameaças ambientais. Com a aplicação do TIM foi possível identificar as causas e origens das fontes insustentáveis especificamente para a região estudada. Contudo, conclui-se que a adequação e aplicação da metodologia não é tarefa trivial. O método possui algumas limitações para sua reaplicação em outras localidades, como a dependência do nível de informações do banco de dados, a necessidade de consultas a especialistas, as características das atividades agrícolas e conseqüentes práticas adotadas, entre outros.

A utilização de modelos conceituais para o processo de desenvolvimento de aplicações em geral é de fundamental importância. Aplicações geográficas precisam gerenciar objetos espaciais, juntamente com não-espaciais, bem como objetos temporais. Este fator vem exigindo considerável esforço no desenvolvimento de aplicações geográficas. A complexidade na manipulação dessas informações temporais vem demandando esforços ainda maiores na modelagem conceitual, para que estas realmente permitam a representação dos fenômenos naturais e suas variações no tempo. Modelos de dados geográficos, incluindo o modelo de dados para aplicações geográficas OMT-G, propõem algumas primitivas para a criação de esquemas estáticos, dinâmicos e de apresentação utilizados para modelagem de aplicações geográficas. Apesar da sua expressividade, este modelo ainda não tem recursos para representação de aspectos temporais de dados geográficos. Este trabalho propõe e exemplifica um conjunto de primitivas temporais, projetadas para complementar e estender o OMT-G. O trabalho também inclui o desenvolvimento de uma ferramenta de modelagem, chamada Geo-Temporal, que oferece suporte ao desenvolvimento de aplicações espaço-temporais usando a extensão temporal criada para o OMT-G.

Um importante componente de um sistema de informação geográfica (SIG), a álgebra de mapas consiste de uma linguagem e uma estruturação algébrica sôbre mapas em geral. Operações e as expressões que as definem, serão tanto mais algébricas quanto mais reflitam as propriedades típicas de álgebras matemáticas conhecidas, tais como a associatividade, a comutatividade e a distributividade, para operações; e a reflexividade, simetria e transitividade para relações. A construção de sentenças que irão descrever métodos de análise e modelagem em SIG. A abordagem mais corrente na implementação de álgebras de mapas consiste de pelo menos três estruturas focadas na natureza local, zonal ou focal dessas operações e relações. Em conseqüencia disso o vocabulário da linguagem resultante apresenta uma certa redundância de conceitos que dificulta a integração plena entre as tres estruturas resultantes. Este trabalho parte da premissa que locais, zonas e vizinhanças, são maneiras particulares de selecionar elementos de conjuntos de locais; e da observação que tais maneiras podem ser descritas por expressões da própria álgebra de mapas, como as usadas para exprimir comparações e operações Booleanas. A partir da introdução de um operador para modelar esse processo de seleção, cada local de interesse de uma área de estudo passa a ser caracterizado por sua interação com locais de algum conjunto, dado sob a forma de uma expressão também. Tais expressões podem explorar ao máximo as propriedades da álgebra proposta, sendo avaliadas sempre que necessário, ora para obter um valor local de um novo mapa, ora para decidir também localmente, sôbre a pertinência ou não de um local a uma região. Isso evita o custo de se criar representações de dados intermediários no processo de modelagem. Desse modo, além da economia de recursos computacionais, conceitos como zona e vizinhança passam a ser decorrências de suas próprias definições como expressões algébricas, e a linguagem, passa a não depender de especializações adicionais para nomes e operadores. Apenas vocabulários já bastante consolidados como os da álgebra dos números, da álgebras relacional e da algebra Booleana, além do jargão usual da estatística e, potencialmente, outras disciplinas, são relevantes para a descrição de modelos. Toda essa flexibilidade se deve à estratégia de implementação usada, fundamentada na teoria dos autômatos, que estabelece maior compromisso formal entre os temas relativos a linguagem e implementação, além de maior afinidade com técnicas de modelagem de aspectos dinâmicos de processos físicos e ambientais, em particular aquelas baseadas em autômatos celulares.

O ruído aeronáutico gera um impacto significativo para as pessoas que residem próximo aos aeroportos. Dentre as ações mitigadoras possíveis destaca-se o planejamento urbano das áreas afetadas, limitando os usos do solo nas adjacências. O incômodo gerado sobre essa população é de difícil mensuração, e o planejamento urbano é um processo que exige a participação de todos os atores envolvidos. O objetivo deste trabalho foi estudar o processo de gestão de áreas afetadas pelo ruído através do planejamento urbano, e as contribuições que os Sistemas de Informação Geográfica de Participação Pública (PPGIS, Public Participatory Geographic Information System) podem oferecer na gestão desse impacto. A definição de PPGIS foca-se em abordagens para envolver o público em aplicações de SIG com objetivos de melhorar a transparência nos processos decisórios que afetam a população e influenciar políticas de governo. Para atingir esse objetivo, foi criado um modelo PPGIS para aplicação na cidade de São José dos Campos, especificamente na região onde está localizado o Aeroporto Professor Urbano Ernesto Stumpf. O modelo, inédito em aplicações para mensuração de incômodo provocado por ruído aeronáutico no Brasil, foi desenvolvido para o ambiente web por meio de programas livres de licença, onde usuários residentes nas proximidades do aeroporto foram estimulados a participar. Os resultados mostram uma participação considerável da população, que pode inserir seus comentários sobre o incômodo percebido e visualizar as leis existentes que regulam a ocupação do solo na área do município impactada pelo ruído juntamente com imagens de satélite e mapas da cidade em um banco de dados unificado. As pesquisas realizadas no trabalho mostraram que existe uma porcentagem grande de pessoas com um nível alto de incômodo mesmo residindo fora da área do Plano Específico de Ruído do aeroporto, indicando uma possível desatualização das curvas de ruído. Os resultados também mostraram que o modelo pode ser aplicado a outros aeroportos, colaborando para levar à população um banco de dados de fácil acesso, o que possibilita melhor transparência nos processos de decisão pública sobre uso e ocupação do solo em regiões no entorno de aeroportos.