Master of Science / Department of Agronomy / Nathan Nelson / Phosphorus and sediment runoff are the primary cause of eutrophication in Cheney Lake, the primary water source for Wichita, Kansas. Best Management Practices (BMPs) such as no-till farming practices and nutrient management can be implemented to reduce phosphorus runoff on high-risk agricultural fields. Past efforts have established BMP use in this watershed, although the effectiveness of these efforts has not been evaluated. The goals of this project were to identify any existing water quality trends in the Cheney Lake watershed, estimate the current distribution of erosion in the watershed, and evaluate the placement of BMPs with regards to field-scale erosion risk. Parametric, multi-linear regression and non-parametric, seasonal Mann-Kendall analyses were used to identify trends in the Total Suspended Solids (TSS) and Total Phosphorus (TP) of grab samples from the North Fork Ninnescah River. A Geographic Information System (GIS) model based on the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) was used to estimate watershed-scale erosion, prioritize agricultural land for BMP placement, and evaluate existing placement of BMPs within the Cheney Lake watershed. No detectible trends were identified in the water quality data due to stream variability, frequency of sampling, or absence of actual improvement in water quality. Additional sampling must be done to detect any trends in the future. BMPs were implemented on 13% of prioritized field area, and 11% of non-prioritized field area. Conservation Reserve Program (CRP) fields were placed on 14% of prioritized field area, and 5% of non-prioritized field area. No-till practices were implemented on 13% of prioritized field area, and 18% of non-prioritized field area. The top 20% eroding fields were identified given current conditions, and account for approximately 56% of the watershed-wide erosion. The GIS method has demonstrated utility in evaluating past erosion control measures for the watershed and in informing future decisions concerning BMP placement.

A troca de informações entre os vários sistemas de gerenciamento e outros sistemas de informação de uma empresa do setor elétrico não é apenas desejada, mas na maioria dos casos, necessária. Com a necessidade desenvolveu-se uma pesquisa com o objetivo de descrever as metodologias de integração entre Sistemas de Informações Geográficas e Sistemas de Projetos de Redes de Distribuição, incluindo referências a diversos trabalhos de integração no Brasil e no mundo. Como exemplo e caso prático, utilizou-se uma metodologia desenvolvida para a concessionária de distribuição de energia elétrica AES Eletropaulo. / The information interchanges between management systems and others information systems of an electrical distribution company is not only desirable, but in most cases necessary. Due this necessity it was developed one research aiming to describe the integration methodologies between geographic information systems and electrical grid expansion designer systems, including references for some integration works in Brazil and in World. As a practical example, it was used one methodology developed for the electrical distribution company AES Eletropaulo.

A carência, absoluta ou relativa, de água direcionou diversas ações no sentido de amenizar esse problema. A política nacional de recursos hídricos (Lei 9.433/97), com seus cinco instrumentos de gestão e planejamento, pode ser considerada o principal marco. Entre esses instrumentos, encontra-se o sistema de informações, que tem por finalidade coletar, armazenar e disponibilizar dados para uma gestão racional. É nesse âmbito e no sentido de contribuir para a evolução desses sistemas, que se apresenta essa tese de doutoramento. O tema principal trata da implementação de um sistema de suporte a decisões – SSD com base nos conceitos da programação orientada a objetos – POO, forma esta de programação que procura representar os sistemas por meio de classes de maneira a buscar a semelhança à realidade. Esse SSD, denominado de ARENA (análise de recursos naturais), é composto de um sistema de informações geográficas – SIG, dois simuladores (simulação do fluxo de águas subterrâneas e do ciclo hidrológico superficial), uma base de dados georeferenciada e módulos de acesso aos dados. A forma como os simuladores foram implementados, baseado em conceitos da POO e suas integrações às entidades geométricas do SIG, é apresentada como contribuição. No ARENA, o SIG não é apenas utilizado nas fases de pré e pós-processamento de dados para modelos, e sim no processo de simulação. Aplicações do ARENA a uma bacia hidrográfica (escoamento superficial) e a dois sistemas hipotéticos (escoamento subterrâneo) são apresentados ao final do trabalho. A maneira como esse SSD foi implementado induz ao desenvolvimento de simuladores adicionais sem realizar modificações nos pacotes já implementados neste trabalho, sendo facilitada a utilização dos pacotes que compõem esse SSD / The relative or complete lack of water has been directing various actions in order to solve this problem. The national water resources politic (Law 9.433/97) with its five instruments for water resources planning and management can be considered the main action. Among these instruments, it is found the information system that has as purpose to collect, store and turn it into available data to the rational management. In this scope and in order to give some contributions to the improvement of these systems, this Ph.D. thesis is presented. The main topic deals with the decision support system (DSS) implementation based on oriented object – OO, a kind of programming which tries to represent systems through classes very closely to the reality. This DSS, called ARENA (análise de recursos naturais, in Portuguese), is made up of a geographic information system (GIS), two models (a groundwater model and a distributed rainfall-runoff model), a georeferenced database and graphic user interfaces (GUI). The way the models were built, based on OO concepts and its integration to GIS geographic data, is presented as contribution. In the ARENA, the GIS is not only used in the pre and post processing steps, but also in the simulation. The ARENA applications were carried out for two examples, a watershed (surface water simulation) and a hypothetic system (groundwater simulation), both presented in the end of this study. The way this DSS was built induces to the development of other models without modifications in the existing packages, so that the development of new applications becomes easy because the use of existing packages that made this DSS up

Empreendimentos imobiliários e de base imobiliária em geral e empreendimentos hoteleiros em particular tem seus desempenhos, em primeiro lugar, associados à localização. O produto hoteleiro possui elevada rigidez estrutural, o que significa reduzida capacidade de readaptação sem provocar quebras irreversíveis na qualidade do investimento. Portanto, o processo de decisão com relação aos investimentos em empreendimentos hoteleiros depende de um sistema de informações que contemple atributos de expressão espacial, que considere fatores como localização e posição, dispersão e concentração, forma, inter-relacionamentos, conectividade e facilidade de acesso. A estruturação de um sistema de informação geográfica para o suporte ao planejamento do produto hoteleiro é mais do que um aplicativo ou sistema de computação. Ela envolve desde a coleta, o armazenamento, a manipulação e a análise até a apresentação das informações. Num empreendimento hoteleiro, a localização e a vocação da região em estudo e a escolha do produto estão intrinsecamente ligados. Em função da importância que a demanda por viagens de negócios representam dentro do universo dos produtos hoteleiros, estabeleceu-se o foco desse trabalho na estruturação de um sistema de informação geográfica para planejamento do produto hoteleiro em cidades de demanda expressiva por viagens de negócios. Considerando-se a relevância dessa demanda na cidade de São Paulo e de sua intensa competitividade interna, foram coletados dados para esse município, do setor hoteleiro e da economia. / Real estate projects and real estate backed investments in general, and lodging projects in particular have its performance firstly associated with the location. The lodging investment has high structural rigidity, meaning little readjustment capacity without irreversible losses in the quality of the investment. Therefore, the decision process related to the investments in lodging projects depends on the information system that consider geographic attributes as location, position, dispersion and concentration, shape, inter-relationships, connection and accessibility. The structure of a geographic information system to support the lodging project planning is more than computer software. It involves the collection, the storage, the manipulation, the analysis and the presentation of geographic information. In lodging projects, the location and the vocation of the region in study and the selection of the best project works together. As the importance that business trips means in the universe of lodging projects, this study aims to build up a structure of a geographic information system for the planning of a lodging enterprise in cities with expressive demand for business trips. Considering the relevance of such demand in the city of São Paulo and its intense internal competitiveness, statistical data on the city regarding its business aspects were collected and also statistical data from the lodging industry and from the city economic aspects.

Este trabalho apresenta o macrozoneamento como instrumento de gestão ambiental que visa compatibilizar, em bases permanentes, o desenvolvimento econômico de uma região à manutenção da qualidade ambiental. Neste contexto, o Sistema de Informações Geográficas se apresenta como ferramenta necessária à síntese da dinâmica econômica-ecológica, a fim de que as rápidas mudanças, inerentes ao modelo de desenvolvimento global, não inviabilizem um processo que deve contemplar a visão sistêmica do meio ambiente. No desenvolvimento desta pesquisa foi utilizado o software Idrisi para o processamento dos mapas da área de estudo, que constitui a base do banco de dados. Fundamentando-a, foram abordados os conceitos de gestão e planejamento ambiental e de sistema de informações geográficas, relacionando-os ao macrozoneamento e aos aspectos jurídicos observados no país e, particularmente, no Estado de São Paulo. Como resultado final, o banco de dados digitais e a abordagem do macrozoneamento da região de Ribeirão Preto, através da apresentação e análise de cenários de potenciais usos e conflitos, entre outros, deverão subsidiar a implementação de atividades e diagnósticos regionais. Além disto, o trabalho poderá contribuir para a consolidação e para o direcionamento da inserção do macrozoneamento no sistema de gestão ambiental. / This work presents macro-zonning as an instrument of environmental management which intends to permanently put together economical development and environmental quality maintainance in a determined region. In such a way, the Geographic Information System (GIS) is a necessary tool for the economical/ecological dynamic synthesis, so that the quick changes - which are inherent to the global development model- do not make impossible the process that should have as an aim systemic environmental care. The Idrisi software was used in the development of the research to process the maps of the considered area. In order to supporting data, the concepts of environmental management and planning and GIS were used and they were related to the macro-zonning and the legal aspects which are currently in use in the country and, particularly, in the State of São Paulo. As a result, digital data and the evaluation of the Ribeirão Preto region zonning shall be of great value to help in regional activity and problem identification. Moreover, this work may be important to consolidate and to guide the use of macro-zonning as an instrument in the environmental management system.

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.

One issue with a lot of the free aerial satellite maps that exists is the actuality of the acquired images in terms of the acquisition date. A lot of times the images are a few years old and will not represent the current reality. This project will try and mitigate this by using free open data from the Copernicus directive supplied by the European Space Agency ESA and use that to create maps. By doing this the ability to have daily updated aerial satellite maps occurs and that could be really interesting for scientific and commercial purposes. To make this work an automated process was created that downloaded the images from Copernicus and processed them with GDAL to create the maps. The process deals with the issues of mosaicing, reprojection and unattended downloads amongst other things. In the results, there is a comparison between three different maps to give a comparison and an idea of how big of a map the process can handle in a reasonable time.

Esta investigação constituiu-se no desenvolvimento de metodologia para uso e aplicação do SIG no Campus II da USP de São Carlos. Em etapa preliminar, por meio de sistema GPS, foi analisado o trabalho de georreferenciamento realizado por empresa, para a universidade. Os dados levantados neste processo foram usados para geração de um arquivo, para o referido campus, o qual servirá de base para os mais diversos fins. Pelo fato de o Campus II ainda estar em fase de implantação, o projeto piloto - exemplo ou amostra da aplicação da metodologia - precisou ser executado no Campus I. A execução do plano teve início com a união dos dados alfanuméricos e geográficos para produção do SIG e geração de novos dados e informações. / This investigation developed a methodology to be used on application of the SIG at the Campus II-USP in São Carlos (SP). During a preliminary stage a work of geographic reference, realized by a company for the University, was analyzed though a GSP system. The data obtained in the process was used to generate a many purpose file for the campus with can be used as a base other works. The pilot model - example or sample of application of the methodology - had to be developed on the Campus I because of the stage of implantation of the Campus II. The development of the project stored with the union of the alpha-numeric and geographic data to produce the SIG and new data and information are generated.

Este estudo apresenta uma análise sobre a aplicação do geoprocessamento integrado à técnica de Análise Envoltória de Dados (Data Envelopment Analysis - DEA), relacionada a distribuição espacial de empresas em unidades produtivas representadas por áreas de zoneamento do solo urbano, utilizando dados socioeconômicos multitemporais. O trabalho tem como área de estudo o Município de Osasco, localizado na Região Metropolitana de São Paulo, que faz parte do trecho Oeste do Sistema Viário Rodoanel Mário Covas. Desta forma, a análise de instalação de empresas nos períodos anterior e posterior a implantação do sistema viário Rodoanel, poderá servir de apoio na avaliação de mudanças ou transformações empresariais (indústria, comércio e serviços) no uso e ocupação do solo no Município de Osasco. De uma forma mais específica, o estudo buscou avaliar a influência dos fatores espaciais no processo de localização e migração de empresas, focando em alterações no uso do solo com ênfase no zoneamento do município e em função da melhoria de infra-estrutura relacionada à construção de uma grande obra viária e tomando como base períodos de tempo e situações urbanas distintas. Para traçar este panorama foram utilizadas informações sócioeconômicas, dados cadastrais de empresas e o zoneamento municipal associadas a dados geográficos, os quais permitiram compor cenários multitemporais de cada momento urbano. Estes cenários foram representados e analisados no capítulo de resultados utilizando o índice de instalação de empresas em conjunto com as analises espaciais do SIG, que proporcionou uma análise temporal quantitativa da distribuição de empresas no Município de Osasco. / This study presents an analysis on GIS application integrated to Data Envelopment Analysis - DEA, related to spatial distribution of companies in productive units represented by zoning areas of the urban land and using socioeconomic data of different time periods. The work has Osasco\'s Municipal district as the area of study, located in São Paulo\'s Metropolitan Region, it makes part of the west section of the Mário Covas Rodoanel road system. Thus, the analysis will support in the changes evaluation or managerial transformations (industries, commerce and services) in the Osasco\'s Municipal district land use, current of the Rodoanel road system implantation. In a more specific way, the study sought to evaluate the influence of the space factors in the companies location and migration process, focusing on alterations in the land use with emphasis in the municipal district zoning and in infrastructure improvement function related to construction of a big road and taking as time\'s base periods and distinct urban situations. To trace this panorama were used socioeconomic information, cadastral data of companies and the municipal zoning associated to geographical data, to compose urban scenarios in different time periods. These scenarios were represented and analyzed in the results chapter using the companies installation index together with Spatial GIS Analysis, who provided a quantitative temporal analysis of distribution of companies in Osasco\'s Municipal distritct.

Esta tese propõe um modelo de generalização cartográfica para os mapas de vegetação da Amazônia Brasileira. O modelo compreende três processos principais: limpeza de dados, simplificação da base de dados e simplificação cartográfica. A etapa de limpeza de dados é executada através de uma simplificação de linhas com tolerância mínima para a eliminação de redundâncias presentes nas linhas digitais. A simplificação da base de dados corresponde a uma generalização categórica dos mapas de vegetação de modo a torná-los compatíveis com níveis de menor detalhamento. A simplificação cartográfica elimina polígonos considerados pequenos e faz a simplificação de linhas com base nas mudanças de escala pretendidas. Este trabalho contribui para a identificação dos objetivos da generalização cartográfica no domínio digital porque testa com profundidade ferramentas existentes para simplificação de linhas, estabelece critérios que satisfazem um certo objetivo, e discute se mapas produzidos automaticamente em um SIG devem ser semelhantes àqueles preparados convencionalmente pelos cartógrafos. Os mapas de vegetação da Amazônia brasileira foram relevantes neste contexto porque compõem um cenário adequado para a realização do experimento de generalização. Este trabalho também contribui para o aprimoramento do estado da arte em software livre para Geoprocessamento no Brasil. Os três algoritmos usados para simplificação de linhas foram todos implementados no SPRING, SIG desenvolvido pela Divisão de Processamento de Imagens do INPE. A etapa de simplificação da base de dados foi realizada integralmente no TERRAVIEW, SIG de código aberto também desenvolvido pela Divisão de Processamento de Imagens do INPE. Dois algoritmos usados para simplificação de linhas foram criados especificamente para o experimento de generalização descrito neste trabalho. / This thesis proposes a cartographic generalization model for vegetation maps in the Brazilian Amazonia. The model comprises three main processes: data cleaning, database simplification, and cartographic simplification. The first step of data cleaning is performed through line simplification with minimum tolerance for redundancy elimination in the digital lines. The database simplification corresponds to a categorical generalization aiming at less detailed vegetation maps. The cartographic simplification eliminates small polygons and simplifies lines according to intended scale changes. This work contributes to the identification of the cartographic generalization goals in the digital domain while it deeply tests existing methods for line simplification. It also sets criteria that satisfy a certain objective and discusses whether maps that are automatically generated in a GIS should be considered similar to the ones produced manually. In this context, vegetation maps in the Brazilian Amazonia were relevant because they represent a suitable scenario for performing the generalization experiment. This work also contributes to improve the state of the art for GIS free software in Brazil. The three algorithms used for line simplification have been implemented in SPRING, a free objectoriented GIS developed by the Image Processing Division at INPE. The database simplification was entirely performed using the open-source GIS TERRAVIEW, developed by the Image Processing Division at INPE. The two algorithms used for line simplification have been specifically created for the generalization experiment described in this work.