Deterministic and stochastic weighting methods are commonly used methods for estimating missing precipitation rain gauge data based on values recorded at neighboring gauges. However, these spatial interpolation methods seldom check for their ability to preserve site and regional statistics. Such statistics and primarily defined by spatial correlations and other site-to-site statistics in a region. Preservation of site and regional statistics represents a means of assessing the validity of missing precipitation estimates at a site. This study evaluates the efficacy of traditional interpolation methods for estimation of missing data in preserving site and regional statistics. New optimal spatial interpolation methods intended to preserve these statistics are also proposed and evaluated in this study. Rain gauge sites in the state of Kentucky are used as a case study, and several error and performance measures are used to evaluate the trade-offs in accuracy of estimation and preservation of site and regional statistics. / by Husayn El Sharif. / Thesis (M.S.C.S.)--Florida Atlantic University, 2012. / Includes bibliography. / Mode of access: World Wide Web. / System requirements: Adobe Reader.

Thermal remote sensing is a powerful tool for measuring the spatial variability of evapotranspiration due to the cooling effect of vaporization. The residual method is a popular technique which calculates evapotranspiration by subtracting sensible heat from available energy. Estimating sensible heat requires aerodynamic surface temperature which is difficult to retrieve accurately. Methods such as SEBAL/METRIC correct for this problem by calibrating the relationship between sensible heat and retrieved surface temperature. Disadvantage of these calibrations are 1) user must manually identify extremely dry and wet pixels in image 2) each calibration is only applicable over limited spatial extent. Producing larger maps is operationally limited due to time required to manually calibrate multiple spatial extents over multiple days. This dissertation develops techniques which automatically detect dry and wet pixels. LANDSAT imagery is used because it resolves dry pixels. Calibrations using 1) only dry pixels and 2) including wet pixels are developed. Snapshots of retrieved evaporative fraction and actual evapotranspiration are compared to eddy covariance measurements for five study areas in Florida: 1) Big Cypress 2) Disney Wilderness 3) Everglades 4) near Gainesville, FL. 5) Kennedy Space Center. The sensitivity of evaporative fraction to temperature, available energy, roughness length and wind speed is tested. A technique for temporally interpolating evapotranspiration by fusing LANDSAT and MODIS is developed and tested. The automated algorithm is successful at detecting wet and dry pixels (if they exist). Including wet pixels in calibration and assuming constant atmospheric conductance significantly improved results for all but Big Cypress and Gainesville. Evaporative fraction is not very sensitive to instantaneous available energy but it is sensitive to temperature when wet pixels are included because temperature is required for estimating wet pixel evapotranspiration. Data fusion techniques only slightly outperformed linear interpolation. Eddy covariance comparison and temporal interpolation produced acceptable bias error for most cases suggesting automated calibration and interpolation could be used to predict monthly or annual ET. Maps demonstrating spatial patterns of evapotranspiration at field scale were successfully produced, but only for limited spatial extents. A framework has been established for producing larger maps by creating a mosaic of smaller individual maps. / Includes bibliography. / Dissertation (Ph.D.)--Florida Atlantic University, 2014. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

Orientador: Célia Regina Zimback / Banca: Affonso Maria de Carvalho / Banca: Sergio Pascoal de Campos / Resumo: A realidade atual mostra um quadro adverso quanto ao modo de vida do homem em relação à Natureza. Regiões, que anteriormente encontravam-se sob vegetação natural de florestas, com grande infiltração de água, hoje estão completamente impermeabilizadas pelas áreas urbanas ou ocupadas por cultivos agrícolas intensivos e já apresentam sinais de erosão acelerada, evidenciando o manejo inadequado dos solos. Vendo a necessidade de um planejamento ambiental, fazem-se necessários estudos mais aprofundados sobre as características das bacias hidrográficas. O presente trabalho foi conduzido na bacia do Ribeirão Lavapés no município de Botucatu, Estado de São Paulo, abrangendo uma área de 10.704 ha. A finalidade deste estudo foi mapear os principais parâmetros pedológicos e ambientais da bacia hidrográfica caracterizada, através da utilização das ferramentas do geoprocessamento como os sistemas de informações geográficas e o emprego da interpolação em geoestatística ("krigagem"), visando criar um banco de dados georreferenciado, e oferecer suporte às tomadas de decisões no planejamento ambiental. Os resultados obtidos permitiram observar que a bacia do Ribeirão Lavapés possui como maior uso as pastagens representando 40,7%, seguida de culturas agrícolas como o cultivo de cana de açúcar na porção inferior da bacia perfazendo 20,1%, sendo que a mancha urbana do município abrange 21,7% do total da bacia. Os impactos ambientais devido á falta de planejamento na ocupação desta bacia são evidentes, ao se analisar os resultados obtidos do conflito referente ao uso atual, em relação às classes de capacidade de uso, onde os cultivos agrícolas ocupam 4,6% de áreas impróprias e a mancha urbana invadiu 4,15% de áreas próprias para a agricultura. Outro conflito verificado na bacia do "Lavapés" é com relação às áreas de preservação permanente, ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present reality shows an adverse relation between the human life style and the Nature. Natural regions that in the past were covered by natural forests, with high level of water infiltration, today are completely impermeable by the expansion of the urban areas or are occupied by intensive agriculture. So these regions present accelerated signals of erosion, evidencing inadequate soil management. Consequently the need of an environmental planning has been necessary, demanding more detailed studies of the watersheds characteristics. The present work was realized in the Ribeirão Lavapés watershed, located on Botucatu City, Sao Paulo State, draining 10,704 ha. The aim of this study was to map the main pedologic-environmental parameters of this watershed using geoprocessed instruments like as geographic information systems and employment of interpolation in geostatistics (kriging), targeting to create a "georeferenced" data bank and offer support for decisions in environmental planning. The results lead to conclude that Ribeirão Lavapés watershed has as major use in pasture representing 40.7%, followed by agriculture like as sugar cane culture in the bottom part of the watershed taking 20.1%, and the urban zone represents 21.7% of the total area. The environmental impacts occur because no planning of the "Lavapés" watershed occupation is evident, analyzing the results obtained with the present use of its lands. Also, the class capacity use has been characterized as agriculture occupying 4.6% of improper areas, and the urban zone invades 4.15% of proper agriculture areas. Another conflict evidenced in this watershed is related with permanent preservation areas that should represent 9.2% as the environmental protection law determine. However, to correct this problem it is necessary to restore 6.03% of the watershed area, whose legal reserve should represent 20%... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Introdução As ferramentas de análise espacial constituem-se em tecnologia que pode ser aplicada para o entendimento do processo de transmissão do vírus da dengue, agregando subsídios que sejam capazes de aprimorar as medidas de prevenção e controle da doença. Objetivos Descrever a ocorrência de dengue no município de Várzea Paulista entre 1998 e 2012 e caracterizar a epidemia ocorrida em 2007; identificar, com base nos dados da epidemia, a distribuição espacial e espaço temporal do risco de ocorrência de dengue; avaliar, com base na ocorrência da doença, a relação entre os fatores socioeconômicos, demográficos e ambientais e a incidência de dengue, tendo como unidades de análise os setores censitários. Métodos Foram utilizados dados secundários obtidos na base de dados do Sistema de Informação de Agravos de Notificação (SINAN). Os casos notificados de dengue no município foram geocodificados a partir do eixo de logradouros e agrupados de acordo com os 165 setores censitários considerados no estudo, o que permitiu a elaboração de mapas temáticos. Foram calculadas as taxas de incidência para o período de estudo, bem como a identificação de áreas de maior ou menor risco para ocorrência de dengue no espaço e no espaço-tempo. O georreferenciamento, a análise espacial e a confecção de mapas foram feitos por meio dos softwares ArcGis, TerraView e SatScan. Para cálculo do risco relativo espacial, utilizou-se o modelo aditivo generalizado em desenho de estudo caso-controle. Por meio de técnicas de análise de regressão espacial, as variáveis socioeconômicas foram associadas às taxas de incidência, no sentido de buscar o melhor modelo que esclarecesse a associação entre as variáveis explicativas e as taxas de incidência de dengue no município à ocasião da epidemia de 2007. Resultados Os mapas gerados mostraram a distribuição espacial e espaço temporal da dengue no município, as áreas de maior risco e a evolução da epidemia ao longo das semanas epidemiológicas. Para o ano de 2007 foram identificados no município dois aglomerados. O aglomerado de alto risco reuniu condições consideradas insalubres sob o ponto de vista da saúde pública e o de baixo risco apresentou os melhores indicadores socioeconômicos. As análises espacial, espaço temporal e de modelagem por regressão mostraram concordância de resultados com relação à maior incidência e risco nas regiões do município com os piores indicadores socioeconômicos. Conclusões A primeira epidemia de dengue ocorrida no município pode ser explicada em parte pela condição de imunidade populacional relacionada à introdução de novo sorotipo circulante e pelas condições de vulnerabilidade social encontradas. O método utilizado mostrou-se adequado para identificação de áreas de risco e por consequência direcionamento de ações e recursos do poder público. / Background Spatial analysis technology can provide a better understanding of dengue virus transmission dynamics, thus allowing for the improvement of prevention and control of the disease. Objectives To describe the occurrence of dengue fever in the city of Várzea Paulista, Southeastern Brazil, between 1998 and 2012 and to characterize the epidemic occurred in 2007; to identify, based on the epidemics data, the spatial and spatio temporal distribution of the risk of dengue; evaluating, based on the occurrence of the disease, the relationship between incidence rates and socioeconomic, demographic and environmental variables, taking as units of analysis, the census tracts. Methods Data were obtained from Sistema de Informação de Agravos de Notificação (SINAN Information System for Notifiable Diseases). Dengue fever cases registered in the city were geocoded by street names and grouped according to 165 census tracts, thus generating thematic maps. Incidence rates were calculated for the study period, as well as the identification of higher and lower-risk areas for space and space-time clusters of dengue fever. Geocoding, spatial analysis and generation of maps were performed using the softwares ArcGis, TerraView, and SatScan. Spatial relative risk was obtained from a generalized additive model for a case-control study. The association between socioeconomic variables and incidence rates using spatial regression analysis was tested in order to find the best explanatory model for the dengue fever epidemic in 2007. Results The maps generated showed the spatial and space-time distribution of dengue fever in the city, the higher risk areas, and the course of the epidemic during the epidemiological weeks. Two clusters were identified in 2007. The high risk cluster was related to poor sanitary conditions whereas individuals in the low risk cluster showed the best socioeconomic indicators. Spatial, space-time and regression analyses provided similar results regarding the higher incidence and risk in areas with the worst socioeconomic indicators. Conclusions The first dengue fever epidemic in the city can be explained by the immunological status of the population when a new serotype was introduced and the conditions of social vulnerability. The method has proven efficient for identification of risk areas, thus allowing for better planning and resource allocation from the government.

A poluição atmosférica é uma das maiores preocupações para a saúde pública, pois tem sido associada ao aumento nas taxas de morbimortalidade. Entretanto, para muitos desfechos, o conhecimento científico acerca do tema ainda é limitado para se inferir uma associação robusta com a exposição a essa poluição. A avaliação da exposição por meio de métodos individuais possui um custo elevado e de difícil execução; por isso, diversos estudos de epidemiologia ambiental têm sido conduzidos utilizando medidas indiretas, que se baseiam em dados viários e de tráfego veicular como avaliação da exposição. Diante da importância do tema, este trabalho pretendeu levantar as várias abordagens relatadas na literatura e desenvolvê-las no município de São Paulo, em desfechos como doenças do aparelho circulatório e baixo peso ao nascer. Foram elaborados quatro artigos científicos: 1) revisão de literatura sobre as diversas abordagens que se basearam em informações de tráfego para avaliar exposição à poluição atmosférica; 2) análise da densidade de vias e volume de tráfego, para avaliar sua relação com a mortalidade por doenças do aparelho circulatório, nos distritos administrativos; 3) desenvolvimento de um modelo de regressão do uso do solo, para estimar a dispersão de MP10; e 4) avaliação da ocorrência de baixo peso ao nascer e poluição atmosférica, por meio de três indicadores: Densidade de Tráfego Ponderada pela Distância (DTPD), menor distância do domicílio materno em relação às vias movimentadas e regressão do uso do solo. Os artigos destacam a importância da fonte veicular como contribuinte dos níveis de poluentes e também na mortalidade por doenças do aparelho circulatório no município de São Paulo / Air pollution is a major concern for public human health and it has been associated with increasing rates of morbidity and mortality. However, many outcomes scientific knowledge about this topic is limited to infer a robust association with exposure to this pollution. The exposure assessment through individual methods is expensive and difficult to perform. Therefore many environmental epidemiology studies have been conducted using indirect measurements, which are based in vehicular traffic and road data. Evaluating the importance of the topic, this study aimed to review several approaches reported in the literature and to apply them in São Paulo city in cardiovascular diseases and low birth weight. Four papers were prepared: 1) review the literature about several approaches relied on traffic data; 2) density of roads and traffic volume to evaluate their relation with mortality from diseases of circulatory system at administrative districts; 3) development of a model of land use regression to estimate the dispersion of PM10; and 4) shortest distance from major traffic, DWTD and land use regression to assess the occurrence of low birth weight. The articles emphasize the importance of vehicular traffic as contributor of levels of pollutants and also in the mortality from diseases of circulatory system in the city of São Paulo

O uso dos SIG - Sistemas de Informações Geográficas, no gerenciamento de bens patrimoniais já é uma atividade consolidada, em especial no setor de infraestrutura (saneamento, telecomunicações, eletricidade, transporte), onde os bens são distribuídos ao longo de grandes extensões territoriais. A utilização dos SIG no gerenciamento predial, apesar de ser uma pratica mais recente, vem se desenvolvendo nos últimos anos. Existem alguns casos onde a administração destes dois segmentos - o predial e o patrimonial - estão sob a responsabilidade de um mesmo gestor. A bibliografia o tema é escassa, assim como o relato de experiências práticas. Este trabalho busca estudar a utilização das técnicas de gestão patrimonial e predial baseadas em SIG, especialmente quando integradas, e sua verificação prática no caso de um campus universitário. / The use of GIS - Geographic Information Systems, in asset management is widespread, especially in the infrastructure sector (utilities and transportation), in which assets are distributed along broad territories. The use of GIS in facility management, although a more recent practice, has been evolving in the last years. There are some cases where, management of, both the infrastructure and the facilities, is the responsibility of a single organization. Literature on the subject is scant, as well as reports on practical experience. This work aims to study the use o GIS in infrastructure and facilities management, especially when integrated, and to verify it, in practice, in the case of a university campus.

Estimou-se o tamanho e a distribuição espacial da população canina domiciliada no Município de Guarulhos, Estado de São Paulo, correlacionando-os com a população humana e composição sócio-econômica. Um Sistema de Informação Geográfica (SIG) foi elaborado para avaliar a localização espacial dos postos da Campanha de Vacinação Anti-rábica Canina em Guarulhos, no ano 2000. A população total de cães, no ano 2000, foi estimada com base em uma razão entre a população humana e a população canina, de acordo com uma amostra que considerou critérios sócio-econômicos. Observou-se que esta razão não está correlacionada com nível sócio-econômico, podendo-se considerar um valor único, ou seja, 5,30 (erro padrão de 0,27), para a Zona Urbana do município. Na Zona Rural, estimou-se a razão em 8,16 (erro padrão de 1,13). Foi determinada a densidade populacional canina para os setores censitários, com base na razão entre a população humana e a população canina. Baseado em uma lista de endereços, a localização geográfica dos 160 postos fixos de vacinação foi levantada, pelo uso de um aparelho de localização global por satélite (SPG). Estes pontos foram então plotados em um mapa georreferenciado do município de Guarulhos e suas 'áreas de influência' foram estabelecidas com base em uma distância média de deslocamento dos proprietários até os postos de vacinação. A população canina foi estimada em 193886 no ano 2000. A população felina foi estimada em 44070 no mesmo ano. Confrontando-se estes números com o total de animais vacinados na Campanha de Vacinação Anti-rábica do ano 2000, estimou-se que 61,77% dos cães domiciliados e 38,31% dos gatos domiciliados foram atendidos. Observou-se, através de mapas temáticos, que a cobertura espacial dos postos de vacinação é adequada, pois atende as áreas de maior densidade populacional animal. A proporção entre os gêneros da população canina foi estimada em 1,70, ou seja, 1,70 machos para cada fêmea. A mesma proporção, para a população felina, foi estimada em 1,44. / The size of supervised dog population and its distribution was estimated in Guarulhos, State of Sao Paulo, and correlated with human population and its socio-economic composition. A Geographic Information System (GIS) was built to evaluate spatial location of posts of anti-rabic vaccination campaign in Guarulhos, in the year 2,000. The total canine population in the year 2,000 was estimated by a human population:dog population ratio, obtained by a socio-economic criteria sampling. This ratio is not correlated with socio-economic levels, so that it may be considered a single value, or 5.30 (standard error in 0.27), to Guarulhos Urban Area. In Rural Area, this ratio is 8.16 (standard error in 1.13). Canine population density in censitary sectors was determinated based on human population:dog population ratio. Geographic location of 160 vaccination posts was found, based on an address list, by using a global positioning system (GPS) device. Those points were plotted in a map of Guarulhos, and its 'influence areas' were established by a mean walking distance, or the distance that a dog owner was prone to reach a vaccination post. Canine population was estimated in 193,886 for the year of 2,000. Feline population was estimated in 44,070 in the same year. Comparing these numbers with total vaccinated animals (dogs and cats) in Anti-rabic Vaccination Campaign of 2000, 61.77% of supervised dogs and 38.31% of cats were estimated to be attended. Through thematic maps, spatial coverage of vaccination posts was found to be adequate for Guarulhos, because it covers areas of high animal density. The proportion between genders of canine supervised population was estimated in 1.70, or 1.70 male for each female. The same proportion for feline supervised population, was estimated in 1.44.

O crescente desenvolvimento mundial, principalmente dos países emergentes, tem exercido enorme pressão sobre o meio ambiente. Diversas regiões começam a indicar perda da sustentabilidade. O uso responsável dos recursos naturais envolve uma equação que considera o desenvolvimento sustentável. Este campo do conhecimento é muito amplo e envolve um grande número de variáveis, que requerem o uso de conhecimento, hardware/software e de metodologia específica. SIGs - Sistemas de Informações Geográficas e análise de múltiplos critérios são ferramentas úteis em processos de tomada de decisão envolvendo dados ambientais espacializados. Este trabalho teve como objetivo desenvolver um sistema de informação analítico, denominado FGest, para ser usado no planejamento ambiental de bacias hidrográficas, durante a fase de avaliação, em processos de tomada de decisão. O ambiente e linguagem de programação para o desenvolvimento do FGest e das interfaces de comunicação com os Sistemas de Informações Geográficas foi o Microsoft C#. Para o processo de comunicação entre os softwares envolvidos foi adotado o uso de mapas matriciais no formato ASCII. Dentre os algoritmos do FGest destaca-se o de otimização do processo de ranqueamento de critérios segundo a influência dos mesmos no processo decisório. Fase importante do desenvolvimento de um software é a validação do mesmo através da análise e comparação de seus resultados. Para a validação do FGest, utilizando avaliação multicritérios, foram gerados mapas de áreas prioritárias à restauração florestal na bacia hidrográfica do rio Corumbataí, SP, visando à conservação de recursos hídricos. Os fatores empregados, na forma de mapas matriciais, foram a adequação do uso da terra, a erodibilidade do solo, a erosividade da chuva e as proximidades à malha viária e à rede hidrográfica, todos padronizados em uma escala única e contínua de 256 valores. Os pesos dos fatores foram determinados com auxílio de uma matriz de comparação pareada. Com ótimos tempos de resposta, foram gerados três mapas de áreas prioritárias, com valores no espaço de 256 níveis e depois reclassificados de maneira a apresentar cinco graus de prioridade (muito alta, alta, média, baixa e muito baixa), correspondentes às aplicações dos métodos da Combinação Linear Ponderada e da Média Ponderada Ordenada para os cenários riscos médio/baixo e médio/alto. A partir dos resultados obtidos foi possível concluir que o FGest pode ser utilizado como suporte ao planejamento e gestão de bacias hidrográficas, já que o mesmo desempenhou com sucesso o papel de ferramenta computacional para avaliação multicritérios e que sua interface de comunicação com os Sistemas de Informações Geográficas ArcGIS e Spring funcionou adequadamente para importação de mapas fatores e restrições e para exportação de mapas gerados nas avaliações multicritérios. / The increasing worldwide development, mainly due to the developing countries, makes a significant pressure on the environment. Several regions are now showing a loss of sustainability. The responsible use of the natural resources involves an equation which considers the sustainable development. This field of knowledge is very wide and involves a great number of variables, which require expertise, hardware/software and specific methodology. GIS Geographic Information System and multicriteria evaluation are useful tools in the decision support processes, involving spatial environmental data. The objective of this study was the development of an analytical information system named FGest, to be used on the environmental planning of watersheds, during the phase of evaluation, in the decision-making process. The Microsoft C# was used as the environment and the programming language for the development of the FGest and of the communication interfaces with the Geographic Information Systems. For the process of communication between FGest and Geographic Information Systems, the use of raster maps in ASCII format was implemented. Amongst the algorithms of the FGest is the algorithm for ranking of criteria, in accordance with the influence of the same ones in the decision process. An important phase of the software development is its test and validation through the analysis and comparison of its results. For the validation of the FGest, using multicriteria evaluation, maps of priority areas for forest restoration, in the Corumbataí river basin, State of São Paulo, aiming at the conservation of water resources were generated, . The variables used, in the format of raster maps, were the land-use adequacy, soil erodibility, erosivity, proximity to roads and proximity to the drainage network, where each factor was standardized in a 256-value continuous scale. The factors weights were determined with help of a pairwise comparison matrix. Three maps of priority areas were generated, with levels of priority represented on a continuous way, from 0 to 255, and later reclassified to show five levels of priority (very high, high, medium, low and very low). Those maps are the result of the application of the methods of the Weighted Linear Combination and the Ordered Weighted Average for the scenarios of medium/low and medium/high risks. From the obtained results it was possible to conclude that the FGest can be used as a support for planning and management of river basins, since the system successfully carried out the role of computational tool for multicriteria evaluation and its communication interface with the Geographic Information Systems ArcGIS and Spring had an adequate performance to import factors and restrictions maps and to export maps generated in the multicriteria evaluations.

Este trabalho apresenta um sistema de informações geográficas (SIG) como ferramenta de analise da reconfiguração de redes de distribuição de energia elétrica, juntamente com a evolução e tendências para os sistemas SIG. É utilizado um banco de dados relacional para armazenar dados geográficos e não geográficos e resultados de cálculo de fluxo de potência. A região em estudo é visualizada em forma de mapa sobrepondo a rede primária e os seus elementos elétricos. A simulação do novo estado da rede é feita, intuitivamente com o mouse, a partir dos elementos gráficos. O aplicativo apresenta graficamente os resultados de simulações de manobras na rede de distribuição e os valores resultantes do fluxo de potência para suas principais grandezas elétricas. / This work describes the implementation of a Geographical Information System (GIS) based reconfiguration system, aimed at primary distribution feeders (13.8 kV), together with an overview on the evolution and future trends of GIS applications. A relational database stores both spatial and non-spatial data, which are shown on the screen as a map on top of which all elements of the electrical system are displayed. An intuitive user interface, through the use of the mouse and graphical resources, allows the state of protective/switching devices to be easily changed (from closed to open and vice-versa). A load-flow routine can be executed at any time, allowing the evaluation of the impact of a particular operation. Simulation results are presented in two forms: graphical data shown directly on the screen and alphanumeric reports for later analysis.

Os sistemas de Informações Geográficas foram desenvolvidos com os avanços das Ciências da Computação, com base nos conceitos das Ciências Geodésicas, para serem aplicados em áreas onde os dados espaciais são utilizados. Procura-se obter uma otimização desta tecnologia, possibilitando o desenvolvimento de sistemas aplicativos interativos. Abordam-se conceitos relativos a modelagem de dados espaciais. Analisam-se a aplicação no mundo real e no modelo conceitual decorrentes. Formula-se um modelo físico com base na Emergência Médica, obtendo-se um sistema que integra programas de saúde para localização de pacientes. / The Geographic Information Systems has been developed based on the progress of the computer sciences, using concepts of the geodesic sciences, to by applied where spatial data are need. This technology is optimized and interactive systems are made. Concepts relative to spatial data modeling are discussed. The application on the real world and the conceptual model is analyzed. The physical model is formulated based on the medical emergency, to obtain a system that integrates health programs to find patients.