Submitted by Puentes Torres Antônio (antoniopuentes@hotmail.com) on 2016-09-16T15:19:56Z No. of bitstreams: 1 Tese_BACIA RIO GRAVATAÍ_Rafael Cruz da Silva_UFBA_Revisão Final.pdf: 22879214 bytes, checksum: a21fd40ba9168388376c6b59bbb8bca5 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2016-09-16T15:38:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_BACIA RIO GRAVATAÍ_Rafael Cruz da Silva_UFBA_Revisão Final.pdf: 22879214 bytes, checksum: a21fd40ba9168388376c6b59bbb8bca5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-16T15:38:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_BACIA RIO GRAVATAÍ_Rafael Cruz da Silva_UFBA_Revisão Final.pdf: 22879214 bytes, checksum: a21fd40ba9168388376c6b59bbb8bca5 (MD5) / Este trabalho visa abordar a dinâmica ambiental, sob a perspectiva da análise integrada da paisagem. Portanto, buscou-se analisar a dinâmica dos processos morfodinâmicos na Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí (RS) no contexto dos modelos de fragilidade ambiental. Os pressupostos da análise integrativa do meio ambiente consideram que a paisagem possui um estado de equilíbrio dinâmico, no qual a degradação é consequência intrínseca da ruptura desse equilíbrio natural. Para tanto, foram considerados como referência os modelos de fragilidade ambiental de Ross (1994) e de vulnerabilidade ambiental de Crepani et al. (1996) como suporte metodológico à síntese cartográfica. Neste contexto, se destaca a necessidade de adaptações das variáveis às condições regionais referentes aos ambientes subtropicais úmidos. Como pressuposto à análise dinâmica da fragilidade ambiental tornou-se indispensável à reestruturação do modelo matemático, a fim de considerar as variáveis na escala mensal. O procedimento operacional consistiu em comparar o modelo potencial do meio físico-ambiental à variabilidade mensal dos elementos fitoclimáticos (densidade da cobertura vegetal e da erosividade), no intuito de analisar a dinâmica da fragilidade ambiental. A partir da etapa de geoprocessamento se obteve as cartas de fragilidade ambiental que foram delimitadas conforme as classes de fragilidade das unidades ecodinâmicas: muito forte, forte, média, fraca e muito fraca. Os resultados obtidos com a modelagem matemática apontaram um potencial de erosão dos solos mais proeminente entre o período estacional do inverno. Além disso, a partir dos dados quantitativos obtidos na etapa de geoprocessamento foram classificadas cinco categorias de fragilidade ambiental na Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí, sendo que 4,4% da área foi identificada na classe muito fraca; 11,1% a classe fraca; 64,4% a classe moderada; 19,8% a classe forte; e apenas 0,07 a classe muito forte. As unidades de fragilidade ambiental mais instáveis estão relacionadas ao compartimento da Planície Costeira Interna, que está associada às unidades geomorfológicas da Planície Lagunar e da Planície Litorânea Interna, respectivamente, o Sistema de Paisagem da Planície do Banhado Grande e da Coxilha das Lombas. / Abstract A STUDY OF THE DYNAMICS OF ENVIRONMENTAL FRAGILITY IN THE GRAVATAÍ RIVER BASIN, RS. This paper aims to approach the environmental dynamics from the perspective of integrated landscape analysis. To do so, an analysis of the dynamics of the morphodynamic processes in the Gravataí river basin (RS) was done within the context of environmental fragility models. The premises of the integrative analysis of the environment consider that the landscape is in an estate of dynamic equilibrium, in which degradation is an intrinsic consequence of the rupture of this natural equilibrium. The environmental fragility models of Ross (1994) and the environmental vulnerability models of Crepani et al. (1996) were used as methodological support to the cartographic synthesis. This context highlights the need of adaptations of the variables to the regional conditions regarding humid subtropical environments. As the premise, the dynamic analysis of environmental fragility became indispensable to the restructuring of the mathematical model in order to consider variables on a monthly scale. The operating procedure consisted of comparing the physical-environmental potential model to the monthly variability of phytoclimatic elements (density of the vegetal cover and erosivity), in order to analyze the dynamics of environmental fragility. In the geoprocessing stage the environmental fragility cards were attained and delimited according to the fragility types of ecodynamic units: very strong, strong, average, weak and very weak. The results attained from mathematical modeling pointed to a more prominent potential erosion of the soils during winter. Furthermore, five categories of environmental fragility in the Gravataí river basin were classified according to the quantitative data obtained in the geoprocessing stage, wherein 4,4% of the area was classified as very weak; 11,1% as weak; 64,4% as average; 19,8% as strong; and only 0,07% as very strong. The most unstable environmental fragility units are related to the compartment of the Inner Coastal Plain, which is related to the geomorphological units of the Lagoon Plain and the Inner Coastal Plain, respectively, the Plain Landscape System of Banhado Grande and of Coxilha das Lombas.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2014-10-15T19:57:20Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Concluída_25082014_Biblioteca.pdf: 8034449 bytes, checksum: 40187c16359cddf014611fe46a254055 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2014-10-15T19:58:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Concluída_25082014_Biblioteca.pdf: 8034449 bytes, checksum: 40187c16359cddf014611fe46a254055 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-15T19:58:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Concluída_25082014_Biblioteca.pdf: 8034449 bytes, checksum: 40187c16359cddf014611fe46a254055 (MD5) / Estuários são ambientes de transição entre o oceano e o continente, onde a água do mar é constantemente diluída pelas águas oriundas da drenagem continental, e a salinidade exerce fator determinante na caracterização desses ambientes, razão que, variações no padrão de concentrações determinam o deslocamento e a seleção do biota no ecossistema. A presença de barramento à montante regularizando o aporte de águas doce e materiais dissolvidos e particulados de origem fluvial no estuário exerce impactos consideráveis no processo de diluição das águas. Modelagem ambiental, utilizando-se da construção de cenários pelos modelos matemáticos, tem sido aplicada em estudos, com o objetivo de analisar tais impactos, no comportamento hidrodinâmico e da qualidade de água desses ambientes. O modelo SisBaHiA foi a ferramenta utilizada neste trabalho para a análise dos fenômenos envolvidos nos padrões de circulação das águas e o transporte e dispersão de sais no trecho do baixo curso do rio Paraguaçu à baía do Iguape. Os cenários propostos foram desenvolvidos levando em consideração os aspectos de quantidade, qualidade e sazonalidade das vazões como determinante na elaboração dos hidrogramas ambientais para ser incorporado no regime de operação da UHE Pedra do Cavalo,considerando os períodos hidrológicos característicos da região, as demandas prioritárias, o ecossistema e as populações ribeirinhas que habitam as margens do trecho luvioestuarino, e utilizam-se dos recursos disponibilizados pelo ambiente. Os cenários modelados identificaram os padrões de circulação hidrodinâmica e a verificação da intrusão salina através da identificação da isohalina 5‰ no ambiente, relacionada com a magnitude das vazões operadas, auxiliando no processo de definição do ambiente que deverá ser mantido na região, atendendo aos diversos interesses da população e do ecossistema estuarino. / Estuaries are transitional environments between the ocean and the land, where the sea water is constantly diluted by waters originating from continental drainage and salinity exerts a determining factor in the characterization of these environments, so that variations in the pattern of concentrations determine the displacement and selection of species in the ecosystem. The presence of barrier upstream regulating the supply of fresh water and dissolved and particulate materials of fluvial origin in the estuary exerts considerable impacts on the water dilution process. Environmental modeling, using the construction of scenarios by mathematical models, has been applied in studies aiming to analyze these impacts on the hydrodynamics and water quality of these environments. The SisBaHiA model was the tool used in this paper for the analysis of the events involved in the circulation patterns of water and transport and dispersion of salts in the stretch of the lower course of the Paraguaçu river to the Iguape bay. The proposed scenarios were developed taking into consideration the quantity, quality and seasonality of the flows to create environmental hydrographs to be incorporated into the operating plans of Pedra do Cavalo hydroelectric plant, considering the hydrological conditions characteristic of the region, the critical water demands, and the riverside ecosystems and populations that inhabit the banks of the fluvial estuarine stretch and use the resources of this environment. The modeled scenarios identified patterns of hydrodynamic circulation and verification of salt intrusion by identifying the 5‰ isohaline in the environment related to the magnitude of flows used to operate the plant, assisting in the process of determining the appropriate environment that should be maintained for the region, given the diverse interests of the estuarine population and ecosystem.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2017-06-23T12:05:24Z No. of bitstreams: 1 dissertacao mestrado ien 2011 Andre Silva de Aguiar.pdf: 6865357 bytes, checksum: b12b2d7e2131d86514b1fa03b546a5ac (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T12:05:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao mestrado ien 2011 Andre Silva de Aguiar.pdf: 6865357 bytes, checksum: b12b2d7e2131d86514b1fa03b546a5ac (MD5) Previous issue date: 2011-02 / Este trabalho teve como objetivo avaliar o impacto de liberação acidental postulada de radionuclídeos a partir de reator de potência, através da modelagem ambiental no meio aquático. Para isso foram usados modelos computacionais hidrodinâmico e de transporte para a simulação da dispersão de radionuclídeos causada por uma acidente em uma central nuclear do tipo PWR. Este exercício foi realizado com auxílio de um sistema acadêmico de códigos desenvolvido pela COPPE/UFRJ, chamado SisBaHiA. A usina de Angra 3 é um reator que usa a água leve pressurizada como moderador e refrigerante do núcleo. Postulou-se então, um acidente do tipo LOCA (Loss of coolant accident), precisamente um LBLOCA, no sistema de resfriamento do núcleo (sem fusão), durante o qual foram quase instantaneamente perdidos 431m3 de refrigerante. Tal inventário continha 1,87x10 Bq/m3 de trício, 2,22x10 Bq/m3 de cobalto e 3,48x10 Bq/m3 de césio, usina a 100% de operação, e foi lançado próximo a praia de Itaorna, Angra dos Reis,RJ. Aplicando o modelo no cenário proposto (usina Angra 1 e 2 em funcionamento e Angra 3 com variação da captação e descarga tendo a descarga progressivamente reduzida após o acidente), a diluição da atividade específica da mancha dos radionuclídeos simulados, alcançou valores inferiores após 22 horas, aos níveis de referência para água do mar (1,1x10 Bq/m3, 1,11x10 Bq/m3 e 1,85x10 Bq/m3), respectivamente para o 3H, 60Co e 137 Cs. Após 54 horas de simulação os níveis dos radionuclídeos, na área de influência indireta, já estão abaixo dos valores mínimos de atividade detectados pelo laboratório de monitoração ambiental da CNAAA (5,2x10 Bq/m3, 3,0x10 Bq/m3 e 2,5x10 Bq/m3), respectivamente para o 3H, 60Co e 137 Cs.

(Environmental Modelling of tree species in the Jari Valley, Monte Dourado, Pará state using a commercial forest inventory). Data on forest inventories are potentially unknown resources for use in environmental modeling. In contrast to herbarium data, they deal with a great number of individuals with a reasonably well-located geographic location and are available for much larger areas than those of permanent plots, (Hubble type plots). Problems in the use of these data include trustworthy identification of the species and the non-continuous cover of the areas. The present study was carried out in the forest management area of the company Orsa Florestal Ltda in Monte Dourado Pará. We used the area subdivisions as defined by the company for the forest inventory. These consist of Annual Production Units (UPA in Portuguese) with irregular shapes and sizes, subdivided into 10-ha Work Units (400m x 250m). The tree data bases are presented in a table with the list of georeferenced species from the forest inventories and the environmental-variable data bases contain relief curves, hydrology and topographic classification given by the company. Data from 4 UPAs were used; data from UPAs 1 and 2 were used for studies of floristic composition, diversity, spacial structure and in modeling for prediction of distribution; UPAs 3 and 4 were used only in species distribution modeling . Ten key species were selected from the species list for modeling and spacial distribution characterization; these were defined as those that presented the highest values of abundance and dominance. Key species identification was checked by collectiing botanical material and comparing it with herbarium material (IAN, Eastern Amazônia Embrapa herbarium).. The precision of the georeference data on the trees was also confirmed in field. Information on relief curves (altitude and declivity), hydrology and topography supplied by the company were analysed with ArcView 9.2 software to generate the tables to be used to model geographic distributions of the key species. Composition and plant physiogonmies were defined and characterized, as well as diversity patterns and species richness was estimated for the study area. The key species were studied as regards spatial and population structure. Maxent and GARP were used to produce distribution models for these species. Nine topographic sites were selected on the basis of the environmental variables, presenting high diversity (Hm'=3.85±0.27). Sites within the same altitude and declivity class are more closely grouped in lowland environments, while for hillside and plateau sites, the variable distance from the river confers greater affinity between sites. Vouacapoua americana had the highest dominance values in most sites, predominating hillside and plateau environments. In lowland environments, the highest dominance recorded was for Goupia glabra and Manilkara bidentata ssp. surinamensis. Diversity was influenced exclusively by the variable distance from the river, the greatest diversity being found in periodically flooded habitats. Dominance and abundance were influenced by the association altitude/declivity and by distance from the river; the highest dominance domiance values were found at higher areas (hillsides and plateaus) and nearer the river. Highest abundance values were found in lowland environments and at intermediate distance from the river. The richness estimators used showed average representation of 88% in relation to the observed data. A clumped pattern of spatial distribution did not prevail in the plots. Effect of the altitude/declivity variables showed a trendency for regular patterns. The algorithms MaxEnt and GARP were not efficient in predicting species occurrence in areas with different topographical characteristics, even for species with abundance values independent of these factors (e.g. G. glabra, D.excelsa, M.huberi). However, good models were obtained, when considering the entire topographic variation of all environments, and also when the number of points used to generate the model was less than those used for validation. MaxEnt showed the best power of prediction of the models; however, extrapolação of prediction to new areas should consider species abundance and include more environmental variables. Forest inventories supply data capable of demonstrating richness for studies of diversity and spatial distribution of species in Amazonian forest systems and, therefore are valuable tools for ecological studies in the Amazon. / (Modelagem ambiental de espécies de árvores no Vale do Jari, Monte Dourado-PA usando dados de um inventário florestal). Dados de inventários florestais são potencialmente recursos inéditos para uso em modelagem ambiental. Em contraste com dados de herbários, tratam de um grande número de indivíduos com suas posições geográficas razoavelmente bem plotadas e são disponíveis para áreas bem maiores que em plots permanentes, tipo Hubble plots. Problemas no uso desses dados incluem a confiança nas identificações das espécies e a cobertura não-contínua das áreas. O presente estudo foi realizado na área de manejo florestal da empresa Orsa Florestal Ltda em Monte Dourado Pará. Foram utilizadas as divisões de área definida pela empresa para a realização do inventário florestal que consistem em Unidades de Produção Anual (UPA) com formas e tamanhos irregulares, subdivididas em Unidades de Trabalho de 10ha (400m x 250m). Os bancos de dados de árvores constam de uma tabela contendo a lista de espécies georreferenciadas que são providenciadas durante os inventários florestais e, os bancos de dados com variáveis ambientais de relevo (curva de nível), hidrologia e classificação topográfica interna da empresa. Foram utilizados dados de 04 UPAs; sendo que dados das UPAs 1 e 2 foram utilizados para estudos de composição florística, diversidade, estrutura espacial e na modelagem para predição da distribuição enquanto que das UPAs 3 e 4 somente na modelagem da distribuição das espécies. Da lista de espécies foram selecionadas dez “espécies-focais”, definidas como as que apresentaram os maiores valores de abundância e dominância, para serem modeladas e terem sua distribuição espacial caracterizadas. A determinação das espécies focais foi checada por meio de coletas de material botânico confirmada com dados do acervo do herbário IAN da Embrapa Amazônia Oriental. A precisão do georreferenciamento das árvores também foi conferido em campo. As informações sobre curva de nível (altitude e declividade), hidrologia e topografia fornecidos pela empresa foram tratados no software ArcView 9.2 para gerar as tabelas a serem utilizadas para modelar as distribuições geográficas das espécies focais. A composição e fitofisionomias foram definidas e caracterizadas, assim como foram determinados os padrões de diversidade e estimativa de riqueza para a área estudada. Para as “espécies-focais” foram estudadas a estrutura espacial e populacional e usando Maxent e GARP foram produzidos os modelos de distribuição para essas espécies. Nove sítios topográficos foram definidos com base nas variáveis ambientais utilizadas, apresentando alta diversidade (Hm’=3,85±0,27). Sítios de mesmas classes de altitude e declividade são mais coesos entre si nos ambientes de baixio, enquanto que para os sítios de ambientes de encostas e platôs a variável distância de rio confere maior afinidade entre os sítios. Vouacapoua americana foi a espécie com maior dominância na maioria dos sítios, predominando nos ambientes de encostas e platôs. Nos ambientes de baixio, a dominância principal registrada foi para Goupia glabra e Manilkara bidentata ssp. surinamensis. A diversidade mostrou-se influenciada exclusivamente pela variável distância de rio, sendo os ambiente periodicamente inundados os que apresentaram maior diversidade média. A dominância e abundância foram influenciadas pela associação altitude/declividade quanto pela distância de rio, sendo que os maiores valores de dominância foram obtidos para áreas mais altas (encostas e platôs) e, nas menores distâncias de rio enquanto que para abundância nos ambientes de baixio e distância de rio intermediária. Os estimadores de riqueza utilizados tiveram representatividade média de 88% em relação aos dados observados. O padrão de distribuição espacial que prevaleceu nas parcelas foi o não agregado. Efeito das variáveis altitude/declividade, registraram tendências a ocorrência dos padrões regular. Os algoritmos MaxEnt e GARP não foram eficientes na predição da ocorrência de espécies nas áreas com características topográficas diferentes, mesmo para espécies com valores de abundância independentes desses fatores (p. ex. G. glabra, D.excelsa, M.huberi). No entanto, bons modelos foram obtidos, quando foram gerados considerando todas as variações topográficas de todos os ambientes e, também quando o número de pontos utilizados para gerar o modelo foi menor que aqueles utilizados para validação. MaxEnt foi o algoritmo que registrou o melhor poder de predição dos modelos no entanto, a extrapolação da predição para novas áreas deverá considerar a abundância da espécie e incluir mais variáveis ambientais. Inventários florestais fornecem dados capazes de captar a riqueza mais que desejável para estudos de diversidade e distribuição espacial de espécies em sistemas florestais amazônicos e, por isso é uma ferramenta valiosa em estudos ecológicos na Amazônia.

Submitted by Gisele Nagai (giselenagai@gmail.com) on 2015-10-15T19:16:25Z No. of bitstreams: 2 AURORA MIHO YANAI.pdf: 70591224 bytes, checksum: ffd36fb58914a35c6e93af1eba2474ef (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-15T19:16:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 AURORA MIHO YANAI.pdf: 70591224 bytes, checksum: ffd36fb58914a35c6e93af1eba2474ef (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) Previous issue date: 2010-11-11 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / Protected areas are important tools to reduce deforestation and support the conservation and protection of natural resources. In Amazonia, the Juma Sustainable Development Reserve (RDS) was the first protected area to be benefited by a Reducing Emissions from Deforestation and Degradation (REDD) project. However, the possibility of obtaining carbon credits through REDD projects may be compromised by the effect of leakage, which is caused by the displacement of deforestation. Using environrnental modeling techniques it is possible to simulate scenarios that represent changes in land use and land cover and thus assess the possible trajectories of deforestation. The aim of this study is to analyze the effect of creating the Juma reserve considering a period of 42 years (2008-2050) by simulating scenarios using the AGROECO model. These scenarios were used to evaluate the effectiveness of the Juma reserve in reducing deforestation and to estimate projected carbon emissions. The simulated scenarios were: 1) baseline scenario (without the creation ofthe RDS Juma); 2) scenario with leakage (CV) where the creation of the reserve would cause a shift in deforestation, and 3) scenario with reduced leakage (CVR), where the amount of deforestation resulting from leakage is reduced. Comparison of scenarios permitted analysis of deforestation inside and outside (in a l O km buffer) ofthe reserve andalso along the AM-174 highway (in the segment that crosses Juma reserve). Estimates of carbon stock were made for the study area as a whole and for the area of the Juma reserve. Considering the study area as a whole the simulation shows that by 2050 there would be a reduction in forest cover of 16.0% (14,695 krrr') in the baseline scenario, 15.9% (14,647 krrr') in the CV scenario and 15.4% (14,219 krrr') in the CVR scenario, as compared to what was present in 2008. The loss of forest cover within the limits of the Juma reserve by 2050 would be 18.9% (1,052 km'') in the baseline scenario and 7.1% (395 krrr') in the CV and CVR scenarios, which considered the creation of the Juma reserve. Deforestation was 2.0 (CV) and 2.1 (CVR) times higher in the vicinity of the reserve than inside the reserve. The presence of the Juma reserve reduced deforestation and reduced the construction of secondary roads inside the reserve. The stock of carbon in the total study area (2008) was estimated at 1.63 GtC, and the stock in the Juma reserve was estimated at 0.10 GtC. From the simulated scenarios, the total stock in the study area was estimated to be reduced to 1.37 GtC (baseline scenario and in the CV) and to 1.38 GtC (CVR). In the area of the Juma reserve, the carbon stock would be reduced to 0.08 GtC (baseline scenario) and to 0.09 GtC (CV and CVR). / As áreas protegidas são instrumentos importantes para frear o desmatamento e auxiliar na conservação e proteção dos recursos naturais. Na Amazônia, a Reserva de Desenvolvimento Sustentável (RDS) do Juma foi à primeira área protegida a ser beneficiada com um projeto de Redução de Emissões do Desmatamento e Degradação (REDD). Entretanto, a possibilidade de obtenção de créditos de carbono por meio de projetos de REDD pode ser comprometida pelo efeito do vazamento resultante do deslocamento do desmatamento para outras áreas florestadas. Neste contexto, através de técnicas de modelagem ambiental é possível simular cenários que representem as mudanças de uso e cobertura da terra e assim, avaliar as possíveis trajetórias do desmatamento. Este estudo teve como objetivo analisar o efeito da criação da RDS do Juma no período de 42 anos (2008 a 2050) a partir da projeção de cenários simulados utilizando o modelo AGROECO. Os cenários elaborados foram também utilizados para avaliar a efetividade da reserva do Juma em conter o desmatamento e estimar as emissões de carbono resultantes do desmatamento. Foram elaborados os seguintes cenários: 1) cenário linha de base (sem a criação da RDS do Juma); 2) cenário com vazamento (CV); considerando que a criação da reserva do Juma ocasionaria um deslocamento no desmatamento (vazamento); e 3) cenário com vazamento reduzido (CVR), considerando a criação da reserva do Juma e uma redução no efeito do vazamento. Diante dos cenários projetados (CV e CVR), foi analisada a proporção de desmatamento dentro e fora (bujJer 10 km) da reserva. Adicionalmente, também, analisou-se a evolução do desmatamento no entorno (bujJer 10 km) da rodovia AM-174 (trecho que atravessa a RDS do Juma) nos três cenários simulados. Estimativas de biomassa e emissões de carbono foram feitas para cada cenário proposto. Os resultados da simulação demonstraram que até 2050, a cobertura florestal da área total de estudo reduziria em 16,0% (14.695 krrr') no cenário linha de base, 15,9% (14.647 krn') no cenário CV e 15,4% (14.219 krrr') no CVR em relação ao que havia inicialmente em 2008. Considerando somente a área da RDS do Juma, a simulação indicou que, no cenário linha de base 18,9% (1.052 krrr') da cobertura florestal da reserva seria perdida até 2050 e com a criação da reserva do Juma (CV e CVR), esse valor seria de 7,1% (395 km"). A área de entorno da reserva do Juma foi 2,0 (CV) e 2,1 (CVR) vezes mais desmatada do que dentro da reserva. Assim, a presença da RDS do Juma, além de frear o desmatamento, teve um efeito inibidor na construção de estradas secundárias dentro da reserva. A estimativa do estoque de carbono inicial (2008), na área total de estudo foi de 1,63 GtC e na área da RDS do Juma foi de 0,10 GtC. A partir dos cenários elaborados, o estoque de carbono na área total de estudo seria reduzido para 1,37 GtC (cenário linha de base e CV) e para 1,38 GtC (CVR). Na RDS do Juma, o estoque de carbono seria reduzido para 0,08 GtC (cenário linha de base) e para 0,09 GtC (CV e CVR).

Submitted by Dominick Jesus (dominickdejesus@hotmail.com) on 2016-02-05T17:20:15Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Claudia Suzanne Marie Nathalie Vitel.pdf: 7385626 bytes, checksum: cd6931fe3f8a1790896dbd2fcd64c0de (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-05T17:20:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Claudia Suzanne Marie Nathalie Vitel.pdf: 7385626 bytes, checksum: cd6931fe3f8a1790896dbd2fcd64c0de (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2009-04-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Brazil’s “arc of deforestation” continues to expand across the Amazon region and has already reached the southeastern part of the state of Amazonas. A new focus of the deforestation has already affected a part of Lábrea, which is the municipality (county) that was recently found to have one of the highest deforestation rates in Amazonas. Pressure from the Arc originates in the neighboring states of Acre and Rondônia, which already have intense deforestation processes underway for the expansion and consolidation of the agricultural and ranching frontier. In addition to the impacts caused to natural ecosystems in Lábrea, land-use changes have induced a series of social conflicts through the process of “grilagem” (fraudulent appropriation of large areas of public land) and from agricultural and ranching activities that have contributed to the expulsion of extractive workers such as rubber tappers and Brazil nut gatherers. Consequently, traditional families demanded the creation of extractive reserves to protect themselves. In addition, as a part of the Program for the Acceleration of Growth (PAC) the Ministry of Transportation plans to reconstruct the BR-319 (Porto Velho- Manaus) Highway (which has been abandoned since 1988) and to recuperate a part of the marginally passable Transamazon Higway (BR-230) that connects the BR-319 to Lábrea. To avoid the environmental consequences of these projects, in 2006 the government proposed a series of protected areas in the area of influence of the BR-319, four of which have been recently created in the municipality of Lábrea. This study had the objective of modeling the future spatial dynamics of deforestation in Lábrea and evaluating the usefulness of the recently created protected areas in containing deforestation. Chapter I analyzes the effectiveness of protected areas that have already been created in Acre, Rondônia and southern Amazonas. The analyses revealed the usefulness of protected areas in containing deforestation: 90% of the protected areas had deforestation rates inferior to those in a 10-km-wide strip surrounding the protected areas. In addition, weights of evidence that represent the probabilities used in the AGROECO model to simulate future deforestation inside the proposed areas have been determined for the protected areas in this region, as well for the areas surrounding the protected areas (10-km buffer). These weights of evidence have been determined specifically for the category of use of each protected area and for the category of use in accord with its administrative level (federal or state). Indigenous reserves were the most effective in repelling deforestation, with a weight of -2.57; Integral Protected Areas were less efficient with a weight of -1.23, and, finally, Sustainable Use Protected Areas were the most vulnerable with a weight of -0.15. When considering weights of evidence as a function of the internal Euclidian distance, weights declined when the internal distance was progressing from the edge of the protected area to the center. Protected areas had weights of evidence that varied with the internal Euclidian distance. These weights have been used in Chapter II, where eight scenarios have been produced for the Lábrea region up to 2040 using the AGROECO model. Of the two groups of scenarios, one didn’t consider the recent creation of protected areas (I), Business As Usual while the other considered these areas, (II) Governance. In each scenario group, four study cases have been considered including: 1- homogenously distributed weights of evidence over the protected areas, 2- gradually distributed weights of evidence according to the internal Euclidian distance, 3- homogenously distributed weights of evidence over the protected areas and weights of evidence for the 10-km buffer areas, 4- gradually distributed weights of evidence according to the internal Euclidian distance and weights of evidence for the 10-km buffer areas. Creation of the protected areas has been little efficient because the majority of the Governance group scenarios had slightly less deforested area in 2040 than did the corresponding scenarios in the Business As Usual group. The use of gradually distributed weights of evidence according to the internal Euclidian distance appears to be the most realistic approach because it reduces the influence of deforestation occurrence in areas far from the protected area limits. Considering the weights of evidence for the 10-km buffer area, the surroundings of the protected areas have concentrated deforestation inside their limits because their high weights of evidence make them more attractive to deforestation in the simulations. However, this is believed to be a consequence of the years for which satellite data were available for calibrating the model, when the areas outside of the reserve buffers had already been heavily deforested, leaving little left to clear. The most realistic scenarios for our dataset are therefore considered to be those that use gradually distributed weights of evidence but do not use separate weights for the buffer areas. In the scenario (GOV-2), deforestation was reduced in the study area by 5,1 % (2.596 km 2 ) as a result of the creation of the reserves, when compared to the corresponding baseline scenario (BAU-2). / O Arco do Desmatamento da Amazônia Brasileira, em seu avanço contínuo, já alcançou a parte sul do Amazonas. Nessa região, a pressão que estimula seu crescimento se origina nos estados vizinhos, Acre e Rondônia, estados que já conheceram processos de desmatamento intensos relacionados pela expansão da fronteira agropecuária e sua consolidação. Os novos focos de desmatamento já afetaram o sul do município de Lábrea. Nos últimos anos, Lábrea foi o município que apresentou taxas recordes de desmatamento no Estado do Amazonas. Além dos danos causados aos ecossistemas naturais, as mudanças de uso da terra têm provocado conflitos sociais graves através do processo de grilagem de terras e da atividade agropecuária, contribuindo para a expulsão de trabalhadores extrativistas da região. Ao mesmo tempo, foram propostas em 2006 quatro áreas protegidas federais em Lábrea, dentro do grupo de áreas propostas na Área sob Limitação Administrativa Provisória (ALAP) da BR- 319 (rodovia Manaus-Porto Velho), sugeridas em prevenção dos impactos ambientais que poderão ser causados pela reconstrução da BR-319 e a pavimentação da BR-230 (rodovia Transamazônica). Esses projetos federais são integrados ao Programa de Aceleração do Crescimento (PAC). Este estudo teve como objetivo modelar, com o modelo AGROECO, a dinâmica futura do desmatamento de Lábrea e avaliar a efetividade das áreas protegidas recém criadas em conter o desmatamento. No Capítulo I, foi analisada a vulnerabilidade ao desmatamento de áreas protegidas já implementadas na parte Sudoeste do Arco do Desmatamento, nos Estados do Acre, Rondônia e Sul do Amazonas para entender como as áreas recém criadas poderão ser futuramente afetadas. As análises revelaram a efetividade das áreas protegidas em conter o desmatamento dentro dos seus limites, sendo que 90% das áreas protegidas apresentaram taxas de desmatamento inferiores às taxas da área de seu entorno de 10 km. Também, pesos de evidência que representam a influência de uma variável espacial no desmatamento e modificam posteriormente as chances de ocorrer o evento desmatamento foram calculados para as áreas protegidas e suas áreas de amortecimento, especificamente para cada categoria de uso associada à esfera administrativa. Os pesos de evidência, quando apresentarem valores negativos tem uma influencia negativa no evento considerado, ou seja, no caso do desmatamento, tendem a repelir o avanço do desmatamento. As terras indígenas foram as mais repulsivas com um peso de evidência médio de -2,57, as áreas de proteção integral foram um pouco menos eficientes com um peso médio de -1,23 e finalmente, as unidades de uso sustentável foram as mais vulneráveis com um valor médio de -0,15. Considerando os pesos de evidência em relação à distância euclidiana interna das áreas protegidas, estes declinaram quando a distância euclidiana aumentou desde a borda interna da área protegida. As áreas protegidas apresentaram um peso de evidência variando com a distância interna delas, mais negativos quando a distância interna aumenta. Esses pesos de evidência foram utilizados na modelagem do desmatamento de Lábrea elaborada do Capítulo II. No Capítulo II, foram simulados oito cenários futuros de desmatamento da região de Lábrea até 2040 com o modelo AGROECO. Dos dois grupos de cenários simulados, um não considera a criação das áreas protegidas BAU-Business As Usual (ou Mesmo de Sempre) e outro considera GOV-Governança. Dentro desses dois grupos de cenários foram considerados quatro casos de simulação, incluindo: 1- pesos de evidência das áreas protegidas homogeneamente distribuídos, 2- pesos de evidência das áreas protegidas gradualmente distribuídos em relação à distância euclidiana interna da área protegida, 3- pesos de evidência das áreas protegidas homogeneamente distribuídos e pesos específicos às áreas de amortecimento, 4- pesos de evidência das áreas protegidas gradualmente distribuídos e pesos específicos às áreas de amortecimento. A criação de áreas protegidas foi pouco eficiente em conter desmatamento sendo que na maioria, os cenários do grupo GOV apresentaram em 2040, áreas de desmatamento acumulado levemente inferiores àquelas obtidas para os cenários BAU. A utilização de pesos de evidência evoluindo com a distância euclidiana interna da área protegida parece ser mais realista, reduzindo a influência de ocorrência de desmatamento nas áreas mais distantes da borda das áreas protegidas. Quanto ao efeito provocado pela consideração de pesos de evidência das áreas de entorno às áreas protegidas, foi constatado que o desmatamento aumentou dentro dos limites das áreas de entorno por serem mais atrativas em termos de peso de evidência. No entanto, acredita-se que seja uma conseqüência dos anos para os quais os dados de uso/cobertura da terra foram disponíveis para calibrar o modelo, quando as áreas fora dos buffers das reservas já haviam sofrido muito desmatamento. O cenário mais realista para o conjunto de dados, portanto, é considerado aquele que usa pesos de evidência gradativamente distribuídos, mas que não usa pesos de evidência específicos às áreas de buffers. No cenário GOV-2, o desmatamento foi reduzido na área de estudo em 5,1 % (2.596 km 2 ) como resultado da criação das reservas, quando comparado com o cenário correspondente da linha de base (BAU-2).

Submitted by Dominick Jesus (dominickdejesus@hotmail.com) on 2016-02-05T17:39:25Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Paulo Eduardo Barni.pdf: 12719935 bytes, checksum: 7b8bbdab61534288797bdf35068b29a3 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-05T17:39:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Paulo Eduardo Barni.pdf: 12719935 bytes, checksum: 7b8bbdab61534288797bdf35068b29a3 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2009-10-15 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / desmatamento acumulado até 2007 na região sul de Roraima como um todo. Esses desmatamentos estão fortemente relacionados com a disponibilidade de estradas e com o número de habitantes no interior dos PAs. Concluímos que o espalhamento de estradas endógenas pela exploração madeireira e novas ocupações de terras, tanto por pequenos e grandes atores, estão acontecendo de forma rápida e desordenada. Este quadro indica um potencial grande de perda de floresta em Roraima se o fluxo de migração para esta área aumentar, como seria esperado se Roraima for conectada ao Arco do Desmatamento com a abertura da Rodovia BR-319 (Manaus – Porto Velho) . No Capítulo II apresentamos os resultados dos quatro cenários de desmatamento simulados e as estimativas de emissões de carbono para a atmosfera. Um cenário Business As Usual – BAU, chamado de BAU1 e outro de conservação ou de mitigação, chamado de CONSERV1, foram construídos sob a hipótese da NÃO reconstrução e asfaltamento da rodovia BR-319. Os outros dois cenários, sendo também um BAU, chamado de BAU2 e outro de conservação ou mitigação, chamado de CONSERV2, foram construídos sob a hipótese da reconstrução e asfaltamento da BR-319 em 2011. Os cenários construídos sob a hipótese da NÃO reconstrução e asfaltamento da BR-319 presumiram taxas de desmatamento semelhantes às observadas no período entre 2004 e 2007 no sul de Roraima e sofreram oscilações durante as simulações em função de estradas regionais planejadas para o futuro. Os cenários sob a hipótese da reconstrução e asfaltamento da BR-319 além de sofrerem oscilações pelas estradas regionais planejadas para o futuro presumiram forte fluxo migratório partindo do arco do desmatamento em direção a Roraima utilizando a BR-319 reconstruída, com conseqüente aumento nas taxas de desmatamento. Com o cenário BAU1 (sem a BR-319) a área desmatada chegou a 715.250 hectares em 2030, um aumento de 91,9% sobre a área desmatada inicialmente em 2007, com emissões equivalentes a 56,4 x 10 6 toneladas de carbono para a atmosfera. Sob o cenário BAU2 (com a BR-319) a área desmatada alcançou 858.639 hectares em 2030. Aumento de 130,4% sobre a área desmatada inicialmente em 2007, com emissões equivalentes a 80,3 x 10 6 toneladas de carbono para a atmosfera. Com o cenário CONSERV1 (sem a BR-319) a área desmatada chegou a 654.513 hectares em 2030. Aumento de 75,6% sobre a área desmatada inicialmente em 2007 e com emissão de 46,0 x 10 6 toneladas de carbono para a atmosfera. Sob o cenário CONSERV2 (com a BR-319) a área desmatada alcançou 775.888 hectares em 2030. Aumento de 108,2% sobre a área desmatada inicialmente em 2007, com emissão de 67,2 x 10 6 toneladas de carbono para a atmosfera. Os resultados mostraram que sob a hipótese da reconstrução e asfaltamento da BR-319 o desmatamento aumentou em 60.638 a 204.125 hectares em 2030, comparando-se o cenário BAU1 com o cenário CONSERV2 e o cenário CONSERV1 com o cenário BAU2, respectivamente. As emissões de carbono para a atmosfera, decorrente dessas diferenças, foram de 10,8 x 10 6 a 34,3 x 10 6 toneladas de carbono. Comparando o cenário BAU1 com o cenário BAU2 a diferença em área desmatada foi de 143.398 ha e correspondeu a emissão de 23,9 x 10 6 toneladas de carbono para a atmosfera. A reconstrução e asfaltamento da BR-319 farão o desmatamento aumentar entre 18 e 42% no sul do Estado de Roraima em 2030. As emissões de carbono para a atmosfera neste período, decorrentes desse desmatamento sofrerão aumentos em percentuais semelhantes (entre 19 e 42%). Este estudo demonstra que a reconstrução da BR 319, ligando Manaus a Porto Velho, pode ter impactos ao ambiente muito além da sua área de influência oficial no interflúvio dos rios Madeira-Purus. Seus efeitos podem se irradiar até Roraima, proporcionado pela atual malha viária. Medidas mitigadoras para redução desses impactos deveriam incluir também a criação de UCs em Roraima em áreas mais vulneráveis à pressão antrópica, caso a reconstrução da BR-319 venha se concretizar. / A reconstrução e asfaltamento da Rodovia BR–319 (Manaus/Porto Velho), previstos pelo PAC – Programa de Aceleração do Crescimento, do Governo Federal, permitirá acesso, a partir do “Arco do Desmatamento”, a blocos imensos de florestas primárias contínuas na Amazônia Central e Norte. Inúmeros estudos realizados na região apontam a construção de estradas como a principal causa do desmatamento. Particularmente, a Rodovia BR-319 tem um potencial muito grande de canalizar o desmatamento e iniciar um novo ciclo migratório para essas regiões remotas, hoje sem acesso por estradas. Isto devido à falta de terras agricultáveis disponíveis para pequenos e médios proprietários nas regiões ao longo do arco do desmatamento, causadas principalmente, pelo avanço da pecuária extensiva e do agronegócio. Esta situação poderá se agravar com o término da construção das usinas hidrelétricas de Jirau e Santo Antônio, a montante de Porto Velho no rio Madeira. Estas obras também estão previstas pelo PAC. Segundo estudos as obras têm o potencial de atrair perto de 100 mil pessoas para a região. Essas pessoas ficarão praticamente sem opções de trabalho e sobrevivência com o término das obras. É bastante provável que parte desse contingente possa “engrossar” o fluxo migratório esperado, formado por diversos atores “expulsos” do arco do desmatamento, se dirigindo para a região de Manaus e de Boa Vista através da BR-319 reconstruída. O sul do Estado de Roraima, Região alvo do nosso trabalho, particularmente, poderá ser vulnerável ao desmatamento sem controle se exposto a um fluxo migratório dessa magnitude. Essa região tem acesso a partir de Manaus através da BR-174, conectando também a Venezuela e Caribe. A história recente de migração e colonização foi iniciada na década de 1970 e foi marcada, principalmente pela abertura de Projetos de Assentamento - PAs pelo Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária – INCRA. Nas décadas seguintes de 1990 e de 2000, novos PAs foram criados no âmbito do governo estadual para atrair novos migrantes ao Estado, que perdeu população devido ao fechamento do garimpo em 1990. Atualmente, no sul de Roraima, esse quadro é agravado pela situação agrária caótica, por denúncias de grilagens de terras públicas, exploração ilegal de madeira e avanço desenfreado da pecuária sobre a floresta, causando degradação do ambiente e perdas de suas funções. Assim, o principal objetivo do nosso trabalho foi modelar a dinâmica de mudanças de uso e de cobertura da terra no sul do Estado de Roraima e estimar as emissões de carbono para a atmosfera decorrente dessas mudanças. Para isso produzimos quatro cenários futuros de desmatamento dessa região, simulados entre 2007 e 2030, a partir do modelo AGROECO utilizando o arcabouço operacional do software de simulação DINAMICA-EGO © . A dissertação está dividida em dois capítulos. No Capítulo I foi feita uma análise da ocorrência do desmatamento em função da proximidade das rodovias BR-174 e BR-210, que cortam a região sul de Roraima, associando o desmatamento ocorrido aos processos de mudanças de uso e cobertura da terra na área de estudo no período de 2001 a 2007. O estudo serviu também como base na captação de parâmetros confiáveis para as rodadas de simulação do desmatamento na região Sul do Estado de Roraima descrito no Capítulo II. A análise do Capítulo I compreendeu a área do município de Rorainópolis (área de influência da BR-174) e dos municípios de São Luiz do Anauá, São João da Baliza e Caroebe (área de influência da BR-210). Foram utilizados dois buffers de 20 km de largura subdivididos em oito faixas de 2500 m cada um, ao longo das BR-174 e BR-210. As análises foram realizadas utilizando os dados de desmatamento anual do PRODES em arquivos shapefile, arquivos shapefile da malha viária de estradas e dos PAs do Sul do Estado de Roraima, aliados a observações de campo. Os resultados mostraram que 90% das estradas vicinais se encontravam dentro da faixa de 20 km de distância das duas rodovias (BR-174 e BR-210). Dentro dessa mesma faixa ocorreram 76% do desmatamento ocorrido no período entre 2001 e 2007 na área de estudo. Os PAs foram responsáveis por 53,3% do desmatamento ocorrido no período e de 77% do

Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-01-27T18:38:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23748 bytes, checksum: b92763cfc0af52c7c868455edfaf3266 (MD5) DISSERTAÇÃO_TerraMEObserverPipeline.pdf: 3329082 bytes, checksum: 03b5d8ae577625e3907998bfddef5119 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-02-03T12:05:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23748 bytes, checksum: b92763cfc0af52c7c868455edfaf3266 (MD5) DISSERTAÇÃO_TerraMEObserverPipeline.pdf: 3329082 bytes, checksum: 03b5d8ae577625e3907998bfddef5119 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-02-03T12:05:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23748 bytes, checksum: b92763cfc0af52c7c868455edfaf3266 (MD5) DISSERTAÇÃO_TerraMEObserverPipeline.pdf: 3329082 bytes, checksum: 03b5d8ae577625e3907998bfddef5119 (MD5) Previous issue date: 2013 / A visualização científica é uma eficiente ferramenta de síntese, pois permite transformar o grande volume de dados científicos produzidos diariamente em informações relevantes. Quando aplicada em áreas como a de modelagem ambiental, ela contribui em diversos níveis, como, no desenvolvimento e melhoria dos modelos ambientais, interpretação e comunicação de resultados e no apoio à tomada de decisão e à definição de políticas públicas. A visualização é o resultado de uma sequência de processos de transformações, chamada pipeline, na qual imagens bidimensionais são construídas a partir dos dados em estudo. Apesar das arquiteturas de pipelines de visualização terem sido alvo de melhoria em diversas pesquisas recentes e serem aplicadas com sucesso na visualização de volumes massivos de dados, não foram encontrados relatos de plataformas de modelagem ambiental que utilizassem o conceito de pipeline em seus serviços de visualização. Por estas razões, este trabalho apresenta a concepção e o projeto de uma arquitetura de alto desempenho para pipelines destinados à visualização de simulações ambientais. Essa arquitetura chamada TerraME Observer foi implementada como uma extensão do simulador ambiental TerraME e avaliada segundo análise de desempenho e planejamento de capacidade. De forma cíclica e incremental, esses experimentos permitiram gradativamente identificar e reduzir gargalos de processamento. Comparando-se os desempenhos das versões inicial e final da arquitetura, os resultados dos experimentos mostram uma redução de 60% a 80% no tempo de resposta do serviço de visualização e um aumento inferior a 7% no consumo de memória. A arquitetura TerraME Observer é extensível, flexível e pode ser utilizada por qualquer outro ambiente de modelagem para implementar seus serviços de visualização. ___________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Scientific Visualization is an efficient synthesis tool as it allows the transformation of a large volume of scientific data produced on a daily basis. When applied in areas such as environmental modeling, scientific visualization contributes on many levels, for example, in the development and improvement of environmental models, interpretation and communication of results, and support for decision-making and public policies. Visualization is the result of a sequence of transformations, called pipeline, in which two-dimensional images are constructed from the data in the study. Although the architectures of visualization pipelines have been targeted for improvement in several recent studies and been applied successfully in the visualization of massive volumes of data, there were no reports of environmental modeling platforms that used the concept of pipeline in their visualization services. For these reasons, this work presents the conception and design of an architecture for high-performance pipelines intended for viewing environmental simulations. This architecture, called TerraME Observer, was implemented as an extension of the simulator TerraME and evaluated through experiments for performance analysis and capacity planning. These experiments allowed a gradual and cyclical identification and reduction of processing bottlenecks. Comparing the performance of the initial and final versions of the architecture, the results of the experiments show a reduction in response time of visualization service with an improvement of between 60 to 80 per cent, and an increase of less than 7 per cent in memory consumption. The TerraME Observer architecture is extensible, flexible and can be used by any modeling environment to implement its visualization services.

Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Departamento de Ciência da Computação, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-10-13T21:48:07Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_TerraMEHPAArquitetura.pdf: 2229605 bytes, checksum: 6a19970777783ab27d9d0b5e71017f05 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-10-15T16:03:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_TerraMEHPAArquitetura.pdf: 2229605 bytes, checksum: 6a19970777783ab27d9d0b5e71017f05 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-15T16:03:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_TerraMEHPAArquitetura.pdf: 2229605 bytes, checksum: 6a19970777783ab27d9d0b5e71017f05 (MD5) Previous issue date: 2014 / O contínuo aumento da complexidade dos modelos ambientais pode demandar o uso de múltiplos paradigmas de modelagem para descrever as interações entre sociedade e natureza. Além disto, o crescente volume de dados e de cálculos utilizados nestes modelos exige que as simulações tirem máximo proveito do paralelismo de hardware existente em arquiteturas multiprocessador e multicomputador. Neste contexto, este trabalho apresenta e avalia uma abordagem para o desenvolvimento e simulação de modelos ambientais concorrentes e baseados em múltiplos paradigmas. O objetivo principal é gerar simulações escaláveis e o objetivo secundário é produzir modelos concorrentes flexíveis. Isto é, modelos que possam ser facilmente verificados e evoluídos. A abordagem proposta consiste na tradução automatizada do código anotado do modelo sequencial em um código paralelo passível de ser executado por uma máquina virtual, cujo modelo de concorrência e mecanismo para balanceamento de carga independam dos paradigmas de modelagem utilizados. Para implementar esta abordagem, a plataforma de modelagem e simulação ambiental TerraME foi estendida de duas formas, dando origem a plataforma TerraME HPA (High Perfomance Architecture). Primeiro, a ela foi adicionada um pré-processador que traduz o código anotado dos modelos em programas concorrentes na linguagem de programação Lua. Depois, o interpretador Lua originalmente distribuído com o TerraME foi substituído pelo interpretador MOOM, também desenvolvido neste trabalho. O MOOM utiliza o mecanismo de bag-of-tasks para executar funções Lua em paralelo. Desta forma, ele reduz o nível de concorrência programado pelos modeladores e distribui a carga de trabalho das simulações entre os processadores disponíveis em hardware. Finalmente, vários benchmarks selecionados na literatura foram utilizados para avaliar o desempenho e a escalabilidade de diferentes plataformas de programação concorrente na linguagem Lua (ALua, Lane, Luaproc e MOOM) e de diferentes plataformas destinadas ao desenvolvimento simulações ambientais de alto desempenho: TerraME HPA, Repast HPC e D-MASON versões 1.5 e 2.1. Os resultados evidenciam que, quando comparados aos trabalhos correlatos, o interpretador MOOM e a plataforma TerraME HPA apresentaram uma escalabilidade muito boa em todos os cenários avaliados. As aplicações Lua resultantes desta abordagem são flexíveis, pois ao ignorar as anotações, os interpretadores permitem que elas sejam verificadas e evoluídas sequencialmente. ________________________________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The continuous increase in the complexity of environmental models can require the use of multiple modeling paradigms to describe the interactions between society and nature. Moreover, the growing volume of data and calculations used in these models requires that the simulations take full advantage of existing hardware parallelism on multiprocessor and multicomputer architectures. In this context, this paper presents and evaluates an approach to the development and simulation of concurrent environmental models based on multiple paradigms. The main objective is to generate scalable simulations and the secondary objective is to produce flexible concurrent models. That is, models which can be easily verified and extended. The proposed approach consists in performing the automated translation of the annotated code from the sequential model into a parallel code that can be executed by a virtual machine, which concurrency model and mechanism for load balancing are independent of the modeling paradigms used in the models. To implement this approach, the modeling and simulation platform TerraME was extended in two ways, giving rise to the TerraME HPA (High Perfomance Architecture) platform. First, it was added a pre-processor that translates the annotated codes into concurrent programs on the Lua programming language. Then, the Lua interpreter originally distributed with TerraME was replaced by the interpreter MOOM, also developed in this work. The MOOM uses the bag-of-tasks mechanism to run Lua functions in parallel. Thus, it reduces the level of concurrency programmed by modelers and distributes the simulation workload among the processors available in hardware. Finally, a number of benchmarks selected from literature were used to evaluate the performance and scalability of different platforms for concurrent programming in Lua (ALUA, Lane, Luaproc, and MOOM) and of different platforms for the development of high performance environmental simulations: TerraME HPA, Repast HPC and D-MASON versions 1.5 and 2.1. The results show that, when compared to related work, the interpreter MOOM and the platform TerraME HPA presents very good scalability in all evaluated scenario. The Lua applications resulting from this approach are flexible, because ignoring the annotations inserted in their codes, interpreters allow them to be verified and evolved sequentially.

Submitted by Isabel Cristina Moraes null (isabelmoraes@ourinhos.unesp.br) on 2016-04-26T14:47:45Z No. of bitstreams: 1 Tese_IsabelMoraes.pdf: 9864744 bytes, checksum: ad3aa3d7eacb919b09495a66c165c3c9 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-04-29T15:18:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 moraes_ic_dr_rcla.pdf: 9864744 bytes, checksum: ad3aa3d7eacb919b09495a66c165c3c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-29T15:18:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 moraes_ic_dr_rcla.pdf: 9864744 bytes, checksum: ad3aa3d7eacb919b09495a66c165c3c9 (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A intensificação do uso das terras torna-se cada vez mais evidente em função da crescente produção de alimentos à população humana. A aplicação de práticas inadequadas às múltiplas funcionalidades do solo tem provocado a erosão hídrica acelerada como um dos principais processos de degradação deste recurso. No esforço de colaborar em estudos de conservação dos solos, avaliaram-se os modelos preditivos de erosão hídrica MEUPS – Equação Universal de Perda de Solo Modificada (Williams, 1975) e WEPP – Water Erosion Prediction Project (Laflen, 1991) por meio da comparação das estimativas de perda de solo com dados empíricos de parcelas experimentais de pinos de erosão. A variabilidade de parâmetros envolvidos nas simulações motivou a definição de duas bacias hidrográficas de características hidrossedimentológicas distintas, as bacias do ribeirão Jacutinga (Rio Claro – SP) e do córrego do Monjolo Grande (Ipeúna - SP), para avaliar o comportamento erosivo em solos oriundos de argilitos e arenitos, respectivamente. No período experimental de junho/2013 a agosto/2014, parcelas experimentais de 1 m2 foram monitoradas em diferentes condições de declividade, posição topográfica, forma da vertente e cobertura vegetal – pastagem, cana-de-açúcar, e vegetação ripária, e em solo descoberto. Nos Argissolos e Cambissolos de textura argilosa foram registradas perdas de 0,018 a 0,066 ton/ha.ano-1, e deposição entre 0 e 0,026 ton/ha.ano-1, e nos Neossolos Quartzarênicos e Argissolos de textura arenosa, houve predomínio deposicional, entre 0,004 e 0,085 ton/ha.ano-1, e perdas de 0,002 a 0,11 ton/ha.ano-1. As maiores perdas estão associadas a maiores porções das frações de areia fina e silte, e fraca agregação pelos baixos teores de argila e matéria orgânica. O maior percentual de cobertura vegetal foi determinante para as menores perdas, evidenciando maior fator de proteção do solo por plantio direto que por plantio convencional. As simulações foram realizadas para o ano experimental e para eventos específicos de chuva: Evento 1 - intensidade superior a 50 mm/h, e Evento 2 – intensidade inferior a 14 mm/h. A avaliação dos modelos foi dada pelos coeficientes de determinação (R2), de Pearson (PR2) e de Nash-Sutcliffe (COE), sendo o último o mais eficiente. A MEUPS foi simulada com obtenção do comprimento de rampa (L) pelo método automático (Desmet e Govers, 1996) e manual (distância linear). As estimativas foram satisfatórias a muito boas (COE médio > 0,7) principalmente nos solos argilosos com predomínio das perdas, e com fator L manual. No WEPP, foram realizadas simulações pelo módulo vertente (software WEPP) e bacia (GeoWEPP – versão do WEPP em SIG). Em todas as simulações do WEPP vertente foram obtidos resultados insatisfatórios (COE < 0). No GeoWEPP, as estimativas dadas em classes de perda e deposição apresentaram classes coincidentes aos registros das parcelas, entre 20% e 90% em solos argilosos e entre 40% e 50% nos solos arenosos. As melhores estimativas ocorreram para chuvas de baixa intensidade, evidenciando a inadequação do modelo em eventos extremos e em condições tropicais. Ressalta-se que o período experimental representa um ano atípico de chuva, com baixos índices pluviométricos em comparação às médias anuais históricas. Considerando os valores superestimados do WEPP e GeoWEPP, apenas a MEUPS mostrou-se adequada como ferramenta para estudos de erosão hídrica, evidenciando a contribuição deste modelo na gestão do uso da terra e no planejamento de sistemas agrícolas e práticas conservacionistas. / The land use intensification becomes more and more evident due the growing of food production and supply to the human population. The application of inadequate practices to the multiple functions has shown the accelerated water erosion as a major degradation processes for this resource. In an effort to colaborate for soil conservation studies, this research aimed to evaluate the predictive models of erosion MUSLE – Modified Universal Soil Loss Equation (Williams, 1975) and WEPP – Water Erosion Prediction Project (Laflen, 1991) by comparing the estimated soil loss and empirical data from pins experimental plots. The variability of simulated parameters led the definition of two watersheds with different hydrossedimentological characteristics, watershed of stream Jacutinga (Rio Claro – SP/Brazil) and stream Monjolo Grande (Ipeúna – SP/Brazil) to assess the erosive behavior in soils derived from mudstones and sandstones, respectively. In the experimental period of June/2013 to August/2014, experimental plots of 1 m2 were monitored in different conditions of slope, topographic position, slope shape and vegetation cover - grazing, sugarcane, riparian vegetation and bare soil. In Lixisols and Cambisols clayey the losses registered were 0.018 to 0.066 ton/ha.year-1 and deposition between 0 and 0.026 ton/ha.year-1 , and in Quartzarenic Neosols and Lixisols of sandy texture, where dominated depositional process, between 0.004 and 0.085 ton/ha.year-1 , and the losses were 0.002 to 0.11 ton/ha.year-1 . The greatest losses are associated with the largest portion of fine sand and silt fractions, and weak aggregation by low levels of clay and organic matter. The highest percentage of vegetation cover was crucial for smaller losses, showing greater soil protection factor for direct plantation which in conventional tillage. The simulations were performed for the experimental year and specific rainfall events: Event 1 - intensity greater than 50 mm/h, and Event 2 - intensity less than 14 mm/h. The evaluation of the models was given by the coefficients of determination (R2 ), Pearson (PR2 ) and NashSutcliffe (COE), the latest being the most eficiente one. The MUSLE was simulated obtaining the ramp length (L) by the automatic method (Desmet and Govers, 1996) and manual (linear distance). Estimates were satisfactory to very good (average COE> 0.7) especially in clay soils with predominance of soil losses, and manual factor L. For WEPP, the simulations were performed by hill module (WEPP software) and watershed (GeoWEPP – GIS version for WEPP). In all aspects, WEPP simulations have obtained unsatisfactory results (COE < 0). In GeoWEPP, the estimatives given in loss and deposition classes showed coincidence of classes and records of the plots between 20% and 90% in clayey soils, and between 40% and 50% in sandy soils. The best estimates occurred for low intensity rains, pointing out the inadequacy of this model in extreme events and in tropical conditions. It is emphasized that the rain in the experimental period atypical, with low rainfall compared to historical annual averages. Considering the overestimated values of WEPP and GeoWEPP, only MUSLE was adequate as a tool to water erosion studies, especially for the contribution of this model in land use management, in the planning of agricultural systems and conservation practices. / FAPESP: 2012/08710-4