O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade econômica da irrigação do feijão-caupi no estado do Piauí, utilizando técnicas de geoprocessamento. A partir de dados diários de precipitação pluviométrica, obtidos em 165 locais, e de valores diários de evapotranspiração de referência estimados para os mesmos locais pelo método de Thornthwaite (1948), realizou-se balanços hídricos de cultivo em escala diária para todos os anos das séries de dados pelo método de Thornthwaite & Mather (1955), considerando-se o cultivo irrigado e de sequeiro do feijão-caupi, utilizando-se os parâmetros da cultura e três níveis de capacidade de água disponível no solo, 20 mm, 40 mm e 60 mm, para doze datas de semeadura ao longo do ano, sendo estas fixadas no primeiro dia de cada mês. Estimou-se as lâminas brutas de irrigação necessárias durante o ciclo da cultura para a condição do cultivo irrigado e, através do déficit de evapotranspiração relativa obtida em cada balanço hídrico, obteve-se os rendimentos relativos para todas as combinações de cultivo, local, capacidade de água disponível no solo e data de semeadura. Utilizando-se o método de Monte Carlo foram simulados valores de rendimentos relativos e lâminas brutas de irrigação necessárias, para o cultivo irrigado, e valores de rendimento relativo, para o cultivo de sequeiro, para as mesmas combinações de local, data de semeadura e capacidade de água disponível no solo. A partir dos dados simulados foram estimados valores de rendimento relativo e lâminas brutas de irrigação, para as diversas situações, considerando-se os níveis de risco, 25%, 50% e 75%, sendo as receitas líquidas estimadas para estas mesmas situações e posteriormente espacializadas para o estado do Piauí e representadas por meio de mapas temáticos de receitas líquidas. O cultivo irrigado do feijão-caupi mostrou-se economicamente viável no estado do Piauí, independentemente da data de semeadura, CAD e grau de risco utilizados. As receitas líquidas variaram para as diversas regiões do estado do Piauí, em função da época de semeadura, CAD e nível de risco, especialmente para o cultivo de sequeiro. O cultivo de sequeiro do feijão-caupi mostrou-se viável para algumas combinações de local, data de semeadura, CAD e risco, estando mais condicionada à escolha dos locais e épocas de cultivo mais adequados, devido à variabilidade espacial e temporal das chuvas. Considerando-se uma estratégia de planejamento em nível estadual, a semeadura em 1º de fevereiro foi a que se mostrou mais favorável, tanto para o cultivo irrigado quanto para o cultivo de sequeiro, pois proporcionou a obtenção de maiores valores de receitas líquidas, bem como maiores áreas do Estado ocupadas por estes. / This study aimed at evaluating the economic feasibility of cowpea irrigation in the Piauí State by the use of geoprocessing techniques. Utilizing historical series of daily rainfall data, obtained at 165 different sites, daily reference evapotranspiration values estimated for the same sites by the Thornthwaite method (1948), and cowpea crop parameters as well as three levels of available water capacity in the soil, 20 mm, 40 mm and 60 mm, the water balances were carried out in daily basis for all years of the series of data using the methodology proposed by Thornthwaite & Mather (1955), considering irrigated and no irrigated crops, for twelve sowing dates along the year, being these fixed on the first day of every month. Based on the results of the crop water balance, it was estimated the gross irrigation depths during the cycle of the culture for the condition of the irrigated crop and based on the relative evapotranspiration deficit obtained in every water balance, it was estimated the relative incomes for irrigated and no-irrigated crops for all of the 165 studied places and for each combination of available water capacity in the soil and sowing dates. Values of relative incomes and gross depths of irrigation, for irrigated crop, and values of relative income for the no-irrigated crop for each place and for each combination of sowing date and available water capacity in the soil were simulated using the Monte Carlo's method. Values of relative income and gross irrigation depths for each place and for all situations, considering the risk levels of 25%, 50% and 75%, were estimated based on the simulated data. The liquid incomes were estimated for all situations, and later it was spatialized for Piaui State and represented by thematic maps of liquid incomes. The irrigated cowpea crop was shown to be economically viable in the Piaui State, independently of the sowing date, available water capacity and the risk degree used. The liquid incomes varied for the several regions of Piaui State, as a consequence of the sowing date, available water capacity and risk level, especially for the no irrigated crop. The no irrigated cowpea crop was shown to be viable for some combinations of place, sowing date, available water capacity and risk, being more correlated to the choice of places and more suitable sowing dates, due to the spatial and temporal variability of the rains. Considering a planning strategy for Piaui State, for both the irrigated an no irrigated crop, the sowing on February 1 was the one that was shown to be more favorable, because it enabled higher values of liquid incomes and these values covered larger areas of the State.

O balanço hídrico para a bacia do Ji-Paraná (RO) nos anos de 1995 e 1996 foi modelado de modo simples, integrado a um Sistema de Informações Geográficas (SIG), utilizando como entrada, imagens de sensores remotos orbitais, dados climáticos (precipitação) e informações quanto à cobertura e o tipo de solo da bacia. Imagens diárias do sensor AVHRR foram utilizadas na geração de imagens compostas mensais de temperatura da bacia, as quais foram utilizadas na estimativa da evapotranspiração potencial mensal, através do método empírico de Thornthwaite. Estas, juntamente com mapas de precipitação interpolados a partir de postos pluviométricos, foram então utilizadas para se efetuar o balanço hídrico da bacia conforme Thornthwaite – Mather. Todo o sistema está inserido em um SIG, de forma que os resultados são espacialmente distribuídos. A evapotranspiração média da bacia foi de aproximadamente 3,2 mm dia-1. A máxima ocorreu nos meses de outubro (aproximadamente 4,2 mm dia-1), período onde se tem tanto energia e água disponível para a evapotranspiração. A mínima ocorreu no auge da estação seca, nos meses de julho e agosto (aproximadamente 1,7 mm dia-1). Esta sazonalidade indica que o modelo é fortemente influenciado pela disponibilidade hídrica. Os resultados obtidos com a modelagem foram comparados com o balanço de massa anual de 10 sub-bacias presentes na bacia do Ji-Paraná. O modelo aqui proposto sub estimou ligeiramente a evapotranspiração real (aprox 9 %), principalmente no período seco, apontando que a restrição hídrica exerce muita influência sobre os resultados. No entanto, um melhor ajuste da capacidade de armazenamento de água do solo (CAD) pode levar a melhores resultados. / Water balance for the Ji-Paraná (RO) basin for 1995 and 1996 was done through a simple model, integrated into a Geographic Information System (GIS), using as input, remote sensing images, climatic data (precipitation), soils and land cover maps. Daily AVHRR images were used to obtain mean monthly temperature composites, which were converted to monthly potential evapotranspiration, using Thornthwaite’s empirical formulation. Along with precipitation maps, derived from the interpolation of rain gages, the water balance was obtained according to Thornthwaite – Mather approach. All modeling was done inside a GIS, allowing for the results to be spatially distributed. Mean evapotranspiration for the basin is approximately 3.2 mm day-1. Maximum evapotranspiration, close to 4.2 mm day-1, occurred in October, when there is sufficient water and available energy. Minimum evapotranspiration, approximately 1.7 mm day-1, occurred at the peak of the dry season, July and August. This indicates that the model is strongly influenced by water availability. The results obtained by the model were checked against annual water balances for 10 sub-basins in the Ji-Paraná basin. Evapotranspiration was sub-estimated by aprox. 9 %. However, a better adjustment of the water holding capacity (CAD) can lead to better results.

Este trabalho visa aplicar e comparar duas metodologias de análise ambiental, a de Ross (1994) e a de Crepani et al. (2001), que abordam o ambiente dentro de uma perspectiva sistêmica, utilizando o conceito de Unidades Ecodinâmicas proposto por Tricart (1977). O objeto do presente trabalho é o Trecho Leste do Rodoanel Metropolitano de São Paulo, parte do anel viário concebido como uma alternativa ao tráfego de passagem pelo centro da Região Metropolitana de São Paulo, o qual o DERSA estabeleceu o traçado definitivo que será implantado a partir de setembro de 2011. Na geração dos documentos cartográficos analíticos e de síntese foram aplicadas técnicas de Geoprocessamento. Também foram utilizadas imagens de Sensoriamento Remoto para a extração de informações referentes à cobertura vegetal e uso do solo. Os mapeamentos de síntese e os traçados gerados automaticamente apresentaram resultados bem divergentes em razão do tratamento desigual das metodologias. Enquanto a proposta de Ross (1994) enfatiza a questão geomorfológica, basicamente as declividades, a metodologia de Crepani et al. (2001) adota uma equivalência entre as variáveis e é mais abrangente ao analisar o ambiente, apresentando uma maior compatibilidade com a área de estudo. Contudo, as variáveis ambientais possuem uma importância relativa, os aspectos econômicos e políticos parecem ter sido mais relevantes na definição do traçado final do Trecho Leste do Rodoanel. / This work aims to apply and compare two methods of environmental analysis, the Ross (1994) and the Crepani et al. (2001), that address the environment within a systemic perspective, using the concept of ecodynamics units proposed by Tricart (1977). The object of this work is the Section East of the São Paulo Metropolitan Beltway, part of the ring road designed as an alternative to traffic passing through the center of the São Paulo metropolitan region, which DERSA set the final route will be implemented from September 2011. In the generation of analytical and synthesis cartographic Geoprocessing techniques were applied. Were also used Remote Sensing images to extract information on land cover and land use. Mappings synthesis and the traces generated automatically showed conflicting results because of unequal treatment of methodologies. While the proposed Ross (1994) emphasizes the issue geomorphological, basically the slopes, the methodology of Crepani et al. (2001) adopts an equivalence between the variables and is more comprehensive in analyzing the environment, providing greater compatibility with the study area. However, environmental variables have a relative importance, the economic and political aspects seem to have been more relevant in defining the final route of the Section East of the Beltway.

Tradicionalmente o manejo das plantas daninhas é realizado levando-se em consideração a infestação média destas plantas nas áreas agrícolas; sendo então adotadas estratégias de manejo de forma homogênea em toda a área. Porém, as plantas daninhas não se distribuem uniformemente, sendo comum o comportamento contagioso, formando manchas ou “reboleiras”. No entanto, a localização e mapeamento de diferentes infestações são tarefas difíceis de serem executadas em larga escala e requerem metodologias adequadas. Desta forma, métodos de determinação dessa variabilidade espacial necessitam de melhores esclarecimentos e estudos científicos. Com o objetivo de estudar o comportamento da variabilidade espacial das plantas daninhas e seu respectivo banco de sementes com a utilização de ferramentas da agricultura de precisão, foram realizados quatro experimentos para avaliar esta variabilidade espacial e temporal e analisar a potencialidade que a mesma pode proporcionar para o manejo racional das plantas daninhas, principalmente a possibilidade da aplicação localizada de herbicidas. O primeiro experimento consistiu do mapeamento do banco de sementes ao longo de dois anos consecutivos no intuito de comparar sua variabilidade espacial com a flora emergente. Concluiu-se que existe uma correlação entre o banco de sementes e a flora emergente e entre bancos de sementes de anos consecutivos, principalmente para as plantas daninhas Ageratum conyzoides L. e Commelina benghalensis L.. Analisando a dependência espacial, foi detectada uma dependência entre 7 e 15 m para o banco de sementes e a flora emergente. Os mapas gerados mostraram uma grande variabilidade espacial das plantas daninhas, sendo observadas algumas tendências de estabilidade ao longo do tempo. No segundo experimento foram feitos dois mapeamentos da infestação da planta Panicum maximum Jacq., um durante a colheita da cultura de milho e outro após a colheita, para fins de aferição do método de mapeamento realizado durante a colheita. Foi constatada uma subestimação de 6% da área infestada pelo método de mapeamento durante a colheita, quando este foi comparado com o caminhamento numa grade regular após a colheita. Os dois métodos foram coincidentes em 45% das áreas marcadas. O terceiro experimento consistiu de uma avaliação da eficácia da aplicação localizada de herbicidas pós-emergentes na cultura da soja, baseada em mapas de infestação das plantas daninhas. Para isto foi feito uma amostragem numa grade de 6 x 6 m e, baseado na infestação em cada célula, foi pulverizado duas doses de herbicidas pós-emergentes dependendo da infestação de cada local. Foi obtida uma economia de produto da ordem de 18 e 44%, sendo a eficácia similar à aplicação convencional utilizando dose única e pulverização uniforme em área total. No quarto experimento foi realizada uma pulverização localizada de herbicida pré-emergente baseada no mapeamento prévio do banco de sementes das plantas daninhas; sendo verificado uma eficácia igual à convencional e uma economia de 22% de produto herbicida. Portanto, técnicas de mapeamento da variabilidade espacial das plantas daninhas são importantes ferramentas para que melhores decisões sejam tomadas dentro dos sistemas de produção agrícola, sendo de extrema urgência um maior conhecimento e embasamento técnico-científico de técnicas agronômicas que considerem esta variabilidade espacial. / Traditionally the weed management has been done considering the overall weed infestation in the whole field and then herbicides are sprayed according to a single weed control recommendation for the field. But weeds are not uniformly distributed and normally have clumped populations showing weed patches presenting high spatial variability. This nature of the weed populations can be mapped, and so it can help the decisions associated with weed management on agricultural systems. However, localization and mapping of the weed clusters are very difficult tasks in large areas, and require adequate methodology. Therefore, determination method of this weed infestation variability in space must be scientifically studied. With the objective of studying the weed spatial variability and temporal behavior of weed seedlings infestations and their respective seed banks, four experiments were conducted to evaluate the spatial temporal behavior of the weeds and the potential of weed mapping technology could bring to the rational weed management. The aim of the first experiment was to evaluate the spatial temporal behavior of the weed seedlings and their respective seed banks using the mapping technology. A grid sampling was used to understand the seedling and seed bank behavior in the space and time. Correlations using “Spearman rank” test were observed, mainly in Ageratum conyzoides L. and Commelina benghalensis L. The spatial dependence was noted between 7 and 15 m for the weed seedlings and seed banks. The weed maps showed that the weeds have a high spatial variability making patches with some temporal stability. In the second experiment two weed surveys were done with the objective of mapping Panicum maximum Jacq. during and after corn harvest. The grid sampling method after harvest corn was used to evaluate the harvest mapping method. It was underestimated about 6% of the weed infestation using the harvest mapping method when it was compared with the grid sampling method after corn harvest. In this experiment the harvest mapping method had just 45% of efficiency in recording weed infestation areas. The third experiment was done in order to analyzed the post emergence herbicide efficacy in soybeans based on weed maps constructed with grid sampling mapping. The weed seedling was counted in a 6 by 6 m grid and, based on weed infestation of each grid, it was sprayed two post emergence herbicide rates according to the weed infestation. It was saved 18 to 44% of herbicides compared to broadcast application with the same herbicide efficacy. In the fourth experiment a pre emergence herbicide application was carried out in soybeans crop based on weed seed bank map and, it was observed that the site-specific application had similar efficacy saving 22% of herbicides. So, the weed mapping technology is an important tool to bear on decisions associated with crop production, and it is a priority for the implementation of this technology multiple sources of scientific knowledge in weed biology and management regarding to the weed spatial variability.

O estudo do potencial biológico do ecossistema florestal torna-se essencial quando o objetivo é o seu manejo racional, visando a maximização da produtividade, e evitando-se a exaustão dos recursos do sítio florestal. Na área florestal é comum a aplicação de modelos que projetam o futuro do povoamento, pois desta forma pode-se tomar as decisões apropriadas a cerca do manejo a ser seguido. Dentre outros modelos, o 3-PG foi testado para inúmeras espécies florestais e em diversas condições edafoclimáticas, e tem sido reportado, por unanimidade, como uma poderosa ferramenta para auxiliar o manejo de povoamentos florestais. O objetivo desse estudo foi: calibrar, validar e simular a produtividade de plantações clonais de Eucalyptus com o uso do modelo 3-PG integrado a um sistema de informações geográficas. Foram selecionadas 20 parcelas de inventário que continham o material genético C219H (Eucalyptus grandis x E. urophylla) plantados no mesmo espaçamento de 3 x 3m e de mesma idade, com data de plantio no ano 2000, na região de Capão Bonito, sul do estado de São Paulo. Em cada parcela foram realizadas avaliações edáficas, dendrométricas e nutricionais em três árvores médias. A incorporação das características do relevo apresentou diferença no mapeamento da radiação global, principalmente no inverno, onde os efeitos do relevo foram elevados, apresentando diferenças de até 147%, em relação ao relevo plano. O número de geadas mensais foi determinado pela temperatura média mínima mensal, aprensentando uma relação linear negativa. A maioria das variáveis de solos analisadas aproximou-se da distribuição lognormal de freqüências. Na análise geoestatística, as variáveis relacionadas à fertilidade do solo apresentaram maiores alcances de dependência espacial no horizonte A, indicando que há maior homogeneidade na distribuição dos nutrientes na camada superficial do solo. A CTCefetiva apresentou relação exponencial positiva com o volume de madeira. Paralela a essa curva, foi proposta uma equação relacionando o índice de fertilidade do modelo 3-PGIS e esse atributo do solo. O teor de argila exerceu forte influência sobre os teores de água na capacidade de campo e no ponto de murcha permanente, por conseguinte, na disponibilidade de água dos solos. A máxima biomassa de fuste, encontrada nos povoamentos florestais manejados com elevado padrão tecnológico, relacionou-se diretamente com o teor argila+silte. Essa mesma propriedade do solo, exerceu influência na densidade da madeira. Sítios de maiores produtividades, por conseguinte, de maior teor de argila+silte, resultaram em árvores de menor densidade básica. Os teores foliares de N, Mg, Cu e Zn, aumentaram exponencialmente com o teor de argila, da mesma forma que o DAP e a biomassa de folhas. Por outro lado, os teores foliares de P, K, Ca, S, B, Fe e Mn apresentaram relação oposta, decresceram exponencialmente nos solos mais argilosos. Foi obtida a calibração, a validação e aplicação do modelo 3-PGIS nas condições edafoclimáticas de Capão Bonito em povoamentos clonais do material genético C219H. No geral, o modelo 3-PGIS, apresentou bom desempenho, principalmente nas estimativas do volume de lenho com casca e da biomassa de fuste. As simulações do DAP e do IMA foram mais dispersas. / The study of the biological potential of forest ecosystems become essential when the objective is rational management, aiming productivity maximization, and avoiding resource exhaustion of the forest site. Forest sector usually apply models to simulate the future of the stand, aiming make appropriated decisions regarding the management to be followed. Among other models, 3-PG was tested for several forest species across different edaphoclimatic conditions, and has been reported unanimously, as a powerful tool to help on forest stands management. The objective of this study was: calibrate, validate and simulate productivity of clonal Eucalyptus plantations using 3-PG model integrated with a geographical information system. Twenty inventory plots were selected containing genetic material C219H (Eucalyptus grandis x E. urophylla) planted on spacing 3 x 3m, even aged, with planting date at 2000, Capão Bonito region, south of São Paulo state. On each plot were evaluated edaphic, dendrometric and nutritional variables on three average trees. Incorporation of relief characteristics resulted in differences on global radiation mapping, mainly during winter, where the effects of relief were elevated, showing up to 147% comparing to flat relief. Number of frosts per month was determined by monthly mean minimum temperature, with a negative linear relation. Most of soil variables evaluated showed a log-normal frequency distribution. At geostatistical analysis, variables related to soil fertility presented higher reaches of spatial dependency at A horizon, indicating higher homogeneity on nutrient distribution at superficial soil layer. The effective CEC showed positive exponential relation with wood volume. Parallel to that curve, we proposed an equation relating the fertility index of 3-PGIS and that soil attribute. Clay content showed strong influence on water levels at field capacity and wilting point, and as consequence, on soil water availability. Stem maximum biomass, observed on forest stands, managed with high technological standards, related directly with clay+silt contents. Same soil property affected wood density. High productivity sites, as consequence, with higher clay+silt contents, resulted in trees with lower wood density. Leaf level of N, Mg, Cu and Zn increased exponentially with clay content, like DBH and foliage biomass. Otherwise, leaf level of P, K, Ca, S, B, Fe and Mn showed opposite relation, decreasing exponentially on clayey soils. Calibration, validation and application of 3-PGIS were obtained for Capão Bonito edaphoclimatic conditions, on clonal stands of the genetic material C219H. Overall, 3- PGIS model showed good performance, mainly on estimative of stem plus bark volume and stem biomass. Simulations of DBH and MAI were dispersing.

Este trabalho envolve o estudo dos solos de cerrado, formação savânica existente no Brasil, da borda ocidental do Planalto Central Brasileiro, baseado no uso e ocupação e suas conseqüências ao meio ambiente, na Bacia Hidrográfica do Ribeirão Ponte de Pedra, que drena os municípios de Rondonópolis, Pedra Preta e Itiquira, sul do Estado de Mato Grosso, região Centro Oeste do Brasil. Objetivou-se identificar os atributos do meio físico através de mapeamento geotécnico, tais como, substrato rochoso, landforms, materiais inconsolidados, topografia, rede de drenagem e outros de natureza antrópica que influenciam na mudança das características ambientais desse importante ecossistema rico em biodiversidade, utilizando como base a metodologia proposta pela Escola de Engenharia de São Carlos (USP), da técnica de avaliação de terreno, tendo como ferramenta, diversos programas de geoprocessamento para geração de mapas e cartas, dando subsídios ao estudo, avaliação e análise dos graus de susceptibilidade à erosão de seus terrenos / This paper involves the study of the “cerrado” soils, a savannah-like formation found in Brazil, at the Western border of the Brazilian Central Plain, based on its use and occupation and the impacts thereof on the environment, in the Water Basin of Ribeirão Ponte de Pedra, which drains the municipalities of Rondonópolis, Pedra Preta and Itiquira, in the South of the State of Mato Grosso, in the Center-West region of Brazil. The purpose of this paper was to identify the physical characteristics through geotechnical mapping, such as, the rock substrate, landforms, unconsolidated materials, topography, the drainage network and other anthropic features that influence changes in the environmental characteristics of this important ecosystem, rich in biodiversity, based on the methodology proposed by Escola de Engenharia de São Carlos (USP) and on the Land Evaluation Technique, by means of various geoprocessing models, to produce maps and charts, to subsidize the study, evaluation and examination of the susceptibility levels of the soils to erosion

Orientador: Marcos Cesar Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-20T00:43:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moretti_AnaIsabelPasztor_M.pdf: 70566830 bytes, checksum: f920035bf1e575765d328a3ab9f96d4a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A fragmentação florestal, resultante do processo de substituição da cobertura vegetal nativa por áreas antrópicas, é responsável pela redução do tamanho das manchas florestais e é a principal causa da extinção de espécies da fauna e flora nativas. A implementação de corredores ecológicos que conectam fragmentos de habitat configura-se como uma estratégia de conservação da biodiversidade que permite a proteção dos recursos naturais, favorecendo o fluxo de animais e de sementes entre os fragmentos anteriormente isolados. Técnicas de geoprocessamento e análise espacial podem auxiliar na determinação dos locais mais adequados para alocação dos corredores ecológicos, uma vez que permitem a obtenção, organização e disponibilização dos dados de forma eficiente e integradora. O objetivo principal deste trabalho é o mapeamento de corredores ecológicos na Área de Proteção Ambiental (APA) Fernão Dias, localizada no estado de Minas Gerais, a partir da conexão dos fragmentos florestais remanescentes da Mata Atlântica, representados pela floresta estacional semidecidual, pela floresta ombrófila densa e pela floresta ombrófila mista. Esta proposta de mapeamento de corredores ecológicos foi desenvolvida a partir de uma abordagem sistêmica, de acordo com os conceitos de Ecologia da Paisagem e da escola espacial da geografia que reúne a cartografia temática e as funções de análise espacial para um Sistema de Informação Geográfica (SIG). Foi proposta uma regionalização da APA Fernão Dias em quatro geossistemas, subdivididos internamente em geofácies. Estas unidades de paisagem foram caracterizadas em relação aos seus elementos naturais e às suas tendências atuais do uso e cobertura do solo, tendo sido o geossistema Altos da Terra Fria o mais adequado para a alocação espacial dos corredores ecológicos. Oito vetores de mobilidade potencial da fauna foram identificados e traçados a partir da conectividade dos remanescentes. Estes vetores integram toda a área dos corredores ecológicos e apresentam a possibilidade de repovoamento vegetal de áreas ocupadas por outras classes de uso e cobertura do solo / Abstract: The forest fragmentation, resulting from the replacement of native vegetation by anthropogenic areas, is responsible for the size reduction of forest patches and is the main cause of extinction of native fauna and flora. The implementation of ecological corridors that connect habitat fragments appears as a strategy for biodiversity conservation that allows natural resources protection, supporting the flow of animals and seeds between fragments previously isolated. Geoprocessing and spatial analysis techniques can help to determine the most suitable sites for allocation of ecological corridors, as they allow the collection, organization and availability of data in an efficient and inclusive way. The main objective of this work is the mapping of ecological corridors in the Fernão Dias Environmental Protection Area (EPA), located in the state of Minas Gerais, from the connection of the Atlantic Forest remaining fragments, represented by the semideciduous forest, the tropical rain forest and the araucaria forest. The mapping of ecological corridors was developed from a systemic approach according to the concepts of landscape ecology and Geographic Information Systems. A regionalization of the Fernão Dias EPA in four geosystems, divided internally into geofácies, was proposed. These landscape units were characterized according to their natural elements and their current trends in the land use. The Altos da Terra Fria geosystem was chosen for the allocation of ecological corridors. Eight potential vectors of fauna mobility were identified and delineated from the connectivity of the remnants. These vectors integrate the entire area of the ecological corridors and represent the recovery possibility of areas occupied by other land use classes / Mestrado / Análise Ambiental e Dinâmica Territorial / Mestre em Geografia

The dynamic modeling process is a useful tool for the knowledge of land use and occupation, creating methodological guidelines associated to ambient, social and economical issues. This work aims to establish a model to simulate the dynamic in the sandfication process and forest cover at South-west of Rio Grande do Sul, named micro regions of Campanha Ocidental and, based on this technics, make a future scenery projection. An image mosaic of LANDSAT 5 satellite was used, which recovers the studied region in the years of 1985, 1996, 2011 and LANDSAT 8 in 2013 year. SPRING was used to data base elaboration and data processing of digital images. After the image classification, the LEGAL program was used to develop the cross thematic maps, which will be used on simulations for the future sceneries by modeling with Dinamica EGO software. The expected results for 2026 indicate that forest cover will increase from 14.22% in 2011 to 15,03% in the year 2026 the total area of the Campanha Ocidental, showing that the expansion of forest cover is in the process of stabilization, focusing the areas in east, high altitudes and around drainage rivers. In the sand, this projection will retracts from 0.37% in 2011 to 0.33% in 2026, its concentration will be in the northeast, high altitudes and around the Ibicuí river drainage. / A modelagem dinâmica é uma ferramenta útil para o conhecimento do uso e ocupação da terra, gerando diretrizes metodológicas associadas às questões ambientais, sociais e econômicas. Este trabalho teve por objetivo aplicar um modelo para simular a dinâmica no processo de arenização e cobertura florestal do Sudoeste do Rio Grande do Sul, denominada microrregião da Campanha Ocidental e, com base nessas técnicas, efetuar a projeção de cenários futuros. Foi utilizado um mosaico de imagens do satélite LANDSAT 5 sensor TM, que recobre a região de estudo nos anos de 1985, 1996 e 2011 e LANDSAT 8 sensor OLI no ano de 2013. Para elaboração da base de dados e processamento digital das imagens, utilizou-se o aplicativo SPRING. Após a classificação das imagens, foi realizado o cruzamento dos mapas temáticos com auxílio da programação LEGAL, e posteriormente, empregado a simulação dos cenários futuros por meio da modelagem com o aplicativo Dinamica EGO. Os resultados previstos para 2026 indicam que a cobertura florestal irá se expandir de 14,22% em 2011 para 15,03% no ano de 2026 da área total da Campanha Ocidental, demonstrando que o aumento da cobertura florestal encontra-se em processo de estabilização, concentrando-se suas áreas na parte leste, altitudes elevadas e nas bordas da rede de drenagem. Nos areais, a projeção demonstrou que sua área sofrerá retração de 0,37% em 2011 para 0,33% da área total da região em 2026, e sua concentração estará presente na parte leste, em altitudes elevadas e em torno da drenagem do rio Ibicui.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The creation of rural settlements in areas of agrarian reform has been allowing greater social inclusion for families who were previously deprived of land ownership and subsequent income source. However, unorganized splitting or inadequate location of infrastructure in places historically worked can hamper economic and social activities of a settlement project, apart from causing environmental damage. This study had the following aims: (a) temporal diagnosis of land use and occupation of the Alvorada settlement in two distinct periods, before its creation and after 12 years of occupation, (b) to map the land-use conflicts in areas of permanent preservation in two small watersheds located in the settlement, (c) to analyze the existing relationship between land use, riparian zones and water quality of streams in the two small watersheds, and (d) to assess the potential of water used for human consumption in rural properties as a risk factor to consumers health. The Alvorada settlement is situated in southern part of the city of Júlio de Castilhos, located in the central region of Rio Grande do Sul. To better discuss the results, this dissertation is organized in three studies. In the first, the temporal diagnosis of use and occupation of the land in the Alvorada settlement by means of cartographic products in two distinct periods, before its creation and after 12 years of settlement, was made, and the conflicts of land use in area of preservation in two small watersheds were identified. The second study dealt with the relations between water quality, land use and riparian zone in two small watersheds. In the third study monitoring the water quality of sources used for drinking-related to land use and conditions surrounding the protection of the cavity drilled in two small watersheds was performed. Analysis of thematic maps allowed better visualization of changes in the geographic area of the settlement. The main changes relate to population pressure and the replacement of areas formerly used for pasture or native grassland by annual crops and extensive dairy farming. Both the small watersheds showed land use conflicts in the areas of permanent preservation totaling 86.39% of the area in a small watershed and 100% in two small watershed. The waters of the streams showed a low concentration of chemical elements reflecting the low use of agricultural factors by the farmers. The organic load showed a small contamination, this is due to physical degradation of the landscape. There was no improvement in water quality parameters in the small watershed with the highest percentage of riparian forests which was attributed to the loss of their original characteristics by grazing animals and the felling of trees inside the forest. The water used for drinking water in the two small basins showed physiochemical and microbiological parameters outside limits for drinking water as established by the Ministry of Health; thus representing a high risk and health damage to humans who drink it. / A criação de assentamentos rurais em áreas de reforma agrária tem promovido maior inserção social para famílias que anteriormente estavam desprovidas da propriedade da terra e de fontes de renda. Entretanto, o parcelamento desordenado ou locação inadequada da infra-estrutura em locais historicamente explorados pode inviabilizar as atividades econômicas e sociais de um projeto de assentamento, além de causar danos ambientais. Este trabalho teve como objetivos: (a) Diagnóstico temporal do uso e ocupação da terra no assentamento Alvorada em dois períodos distintos, anterior a sua implantação e 12 anos após; (b) Mapear os conflitos de uso da terra em áreas de preservação permanente em duas pequenas bacias hidrográficas localizadas no mesmo assentamento; (c) Analisar as relações existentes entre uso terra, zona ripária e qualidade da água de arroios em duas pequenas bacias hidrográficas; (d) Avaliar o potencial da água utilizada para consumo humano nas propriedades rurais como fator de risco à saúde dos consumidores. O assentamento Alvorada situa-se na porção Sul do município de Júlio de Castilhos, região central do Estado do Rio Grande do Sul. Para melhor discussão dos resultados, a dissertação foi organizada em três estudos: No primeiro deles fez-se o diagnóstico temporal do uso e ocupação da terra no assentamento Alvorada através de produtos cartográficos de dois períodos distintos, anterior a sua implantação e 12 anos após e, identificaram-se os conflitos de uso da terra em área de preservação permanente em duas pequenas bacias hidrográficas. O segundo estudo tratou das relações entre qualidade da água, uso da terra e zona ripária em duas pequenas bacias hidrográficas. No terceiro estudo fez-se um monitoramento da qualidade da água de fontes utilizadas para consumo humano relacionando-a ao uso da terra no entorno e condições de proteção da cavidade perfurada nas duas pequenas bacias hidrográficas. A análise dos mapas temáticos possibilitou melhor visualização das alterações ocorridas no espaço geográfico do assentamento. As principais alterações referem-se à pressão demográfica e a substituição de áreas anteriormente utilizadas com pastagens ou campo nativo por cultura anual e pecuária leiteira extensiva. Nas pequenas bacias hidrográficas, ambas apresentaram conflitos de uso da terra em área de preservação permanente sendo 86,39 % da área na pequena bacia hidrográfica 1 e 100 % na pequena bacia hidrográfica 2. As águas dos arroios apresentaram baixa concentração de elementos químicos refletindo a baixa utilização de insumos agrícolas pelos agricultores. A carga orgânica indicou uma pequena contaminação, isso se deve a degradação física da paisagem. Não houve melhoria nos parâmetros de qualidade da água na pequena bacia hidrográfica com maior percentual de matas ripárias, o que foi atribuído a descaracterização delas pelo pastoreio animal e derrubada das árvores no interior da mata. As águas utilizadas para consumo humano nas duas pequenas bacias apresentaram parâmetros físicoquímicos e microbiológicos fora dos padrões de potabilidade estabelecidos pelo Ministério da Saúde, este fato representa alto risco e agravos à saúde dos seres que a consomem.

Nowadays, geoprocessing has moved in large parts from isolated desktop usage into the Web. Thereby, the overall availability of geoprocessing functionality has theoretically improved. Nevertheless, web-based geoprocessing functionality is still not readily available and usable as means to find and subsequently compare functionality are yet missing. Discoverability and exchangeability of geoprocessing functionality are limited, and the fundamental benefits of online usage are not fully exploited. To close this gap, this thesis defines a conceptualization with geooperators representing well-defined geoprocessing functionality, and categories representing distinct geooperator attributes as a starting point. Geooperators and categories are connected by associative and hierarchical links forming an interlinked network. The conceptualization serves as basis for two purposes: On the one hand, discovery of geooperators has to be improved. There is a multitude of different GIS users from varying backgrounds, all having a slightly different view on geoprocessing functionality. To embrace these varying views, several actually existing and established categorizations for geooperators are integrated into the conceptualization and structured hierarchically. Thus, multiple different perspectives on geooperators are enabled. The perspectives and the underlying categorizations are integrated into a geooperator browser serving as client that users can employ for discovery. The geooperator browser offers a faceted browsing interface based on the derived perspectives and categories. Several different search modes are offered and can be used simultaneously, thereby facilitating an improved discovery. On the other hand, to establish comparability and subsequently semantically interoperable exchangeability of geooperators, respective geooperator attributes are defined. Thereby, backend and provider independence of geoprocessing services is achieved. The conceptualization is formalized to allow for machine readability and processing which is required for usage in Spatial Data Infrastructures and the Semantic Web. The formalized conceptualization is labeled geooperator thesaurus. It is encoded by Semantic Web standards and offered in a Semantic Web compliant manner. The integration into geoprocessing service metadata is enabled by injecting semantic annotations that link to the respective concepts in the geooperator thesaurus. The thesaurus serves as the underlying data model for the geooperator browser. The thesis concludes with an outlook and discussions of future work. Foremost, the content of the geooperator thesaurus needs to be extended as it currently only comprises a representative subset of geooperators. An approach is suggested to involve the geoprocessing community as an important source of geoprocessing expertise in the maintenance and further development of the thesaurus. On a conceptual level, the thesaurus needs to be extended to a fully-fledged ontology including a formal geoprocessing algebra to support the creation of geooperator workflows. From a discovery point of view, the concept of geoprocessing patterns is outlined. Geoprocessing patterns list geooperators that are commonly used for certain geoprocessing tasks, and provide best practices about applying them in a meaningful manner and sequence. / An Stelle von isolierter Desktop-basierter Nutzung von Geoprozessierung werden heutzutage mehr und mehr webbasierte Angebote zur Verfügung gestellt. Dadurch hat sich die generelle Verfügbarkeit von Geoprozessierungsfunktionalität theoretisch verbessert. Da jedoch das Auffinden und anschließend oft notwendige Vergleichen von Funktionalität nur eingeschränkt möglich ist, können die Vorteile einer webbasierten Verfügbarkeit nicht vollständig genutzt werden. Um dieser Problematik zu begegnen, wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit eine Konzeptualisierung entwickelt, die wohldefinierte Geoprozessierungsfunktionalität als Geooperatoren und Kategorien als Unterscheidungsmerkmale für Geooperatoren zur Verfügung stellt. Geooperatoren und Kategorien sind über assoziative und hierarchische Links zu einem Netzwerk verknüpft. Diese Konzeptualisierung erfüllt zwei grundlegende Aufgaben: Einerseits muss das Auffinden von Geooperatoren für Nutzer mit unterschiedlichsten Anwendungshintergründen möglich sein. Diese Nutzer haben unterschiedlichste Sichten auf Geooperatoren, die berücksichtigt und unterstützt werden sollen. Dazu werden etablierte Kategorisierungen aus Literatur und Praxis in die Konzeptualisierung integriert, entsprechend hierarchisch strukturiert und als Perspektiven auf Geooperatoren für den Zugriff nach Außen zur Verfügung gestellt. Diese Perspektiven und die darunterliegenden Kategorien werden als Facetten in einen Geooperatorbrowser integriert, der als webbasierter Client von den Nutzern für das Auffinden von Geooperatoren verwendet werden kann. Die explorative Suche über Facetten nach Geoprozessierungsfunktionalität wird durch eine Schlüsselwortsuche und einen geführten Suchmodus ergänzt und damit insgesamt die Auffindbarkeit von Geooperatoren verbessert. Andererseits sollen die Vergleichbarkeit und der anschließend semantisch interoperable Austausch von Geooperatoren ermöglicht werden. Dazu werden durch einen Vergleich von Geooperatorattributen Ähnlichkeiten von Geooperatoren definiert und zusammen mit der Konzeptualisierung als Geooperatorthesaurus formalisiert. Durch die Formalisierung wird eine Maschinenlesbarkeit und -prozessierbarkeit erreicht. Nur so kann ein anbieter- und backendunabhängiger Austausch von Geoprozessierungsdiensten in Geodateninfrastrukturen ermöglicht werden. Der Thesaurus nutzt Semantic-Web-Standards und wird in einer Semantic-Web-kompatiblen Art und Weise im Web publiziert. Die Integration in Metadaten von Geoprozessierungsdiensten wird durch semantische Annotationen erreicht, die auf die entsprechenden Konzepte im Thesaurus verlinken. Der Thesaurus dient als Datenbasis für den Geooperatorenbrowser. Die Arbeit schließt mit einem Ausblick auf und einer Diskussion von zukünftigen Forschungsarbeiten ab. Da der Thesaurus zurzeit nur eine repräsentative Menge an Beispieldaten enthält, muss als erster wichtiger Schritt der Inhalt des Thesaurus erweitert werden. Für die mittel- und langfristige Instandhaltung und Weiterentwicklung des Thesaurus wird ein Konzept zur Einbindung der GIS-Community vorgeschlagen, da hier gebündelte Geoprozessierungsexpertise vorhanden ist. Auf einer konzeptuellen Ebene muss der Thesaurus für eine semantisch und technisch verbesserte Verkettung von Geooperatoren zu einer vollständigen Ontologie mit einer formalen Geoprozessierungsalgebra weiterentwickelt werden. Für eine weitere Verbesserung der Auffindbarkeit von Geooperatoren wird das Konzept von Geoprozessierungspatterns skizziert, die Geooperatoren zusammenfassen, die oft im Kontext einer bestimmten Aufgabe zusammen genutzt werden. Zusätzlich werden über die Patterns Best Practices zur sinnvollen Anwendung und Verkettung der enthaltenen Geooperatoren zur Verfügung gestellt.