Uma abordagem ontológica para modelação de informação espaciotemporal com aplicações em transportes

O trabalho realizado na dissertação é desenvolvido no contexto da análise de dados espaciotemporais, mais propriamente dados de redes rodoviárias. Nos dias de hoje existe uma grande quantidade de dados. Estes estão constantemente a ser gerados por todos ou quase todos os dispositivos eletrónicos que nos rodeiam. O aproveitamento destes dados tem cada vez mais atraído a atenção dos investigadores e de empresas a investigar e a investir nesse sentido. Dados atualmente também são gerados pelos sensores instalados nas estradas. Estes sensores podem ser tanto fixos, como é o caso das espiras magnéticas ou câmaras de videovigilância, como também podem ser móveis, que é o caso dos floating cars. Todos estes sensores geram dados e a sua leitura, compreensão e uso são muito importantes para a realização de uma boa análise acerca de tráfego rodoviário. Para que seja possível analisar dados provenientes de variadas fontes, ou neste caso provenientes de variados sensores, é necessário efetuar junção de dados ou até das próprias fontes de dados. Isso é uma tarefa complexa e tediosa se for feita com base em técnicas clássicas como agregação de esquemas relacionais ou até junção manual dos dados. É necessário arranjar técnicas que permitam efetuar essa tarefa de uma maneira fácil e de preferência automática. Felizmente métodos com base em ontologias surgiram para tratar este tipo de problemas. Com estes métodos é possível juntar várias fontes de dados com a manutenção do significado dos dados e sem a necessidade de fazer tudo manualmente. Com base nesta metodologia, pretende-se neste trabalho abordar ontologicamente os dados e sensores rodoviários, efetuando a sua junção. É requerido aplicar o resultado dessa junção num sistema com arquitetura orientada a serviços, de maneira a que clientes possam facilmente se conectar ao sistema através de serviço disponibilizados por este. A povoação do modelo ontológico será feito inicialmente com logs GPS, dados de espiras magnéticas (cedidos pela Estradas de Portugal e inicialmente somente da VCI) e OpenStreetMaps. Também serão utilizados dados provenientes de simuladores para o preenchimento de eventuais lacunas que possam existir nos dados reais. Posteriormente é requerido integrar o simulador SUMO, pretendendo-se alargar o suporte a outros. Como resultado final é esperada a elaboração de um repositório geográfico científico para análise de sistemas de transportes a ser usado por variados utilizadores, com diferentes interesses ou objetivos relativamente aos dados disponibilizados.This dissertation work is developed in the context the spatiotemporal data analysis, specifically transportation data. Nowadays there is a great amount of available data. This is because almost every electronic device that is around us generates data. Usage of this resource attracts researchers and companies to research and invest on ways to do so. Even roads are generating data through sensors. These sensors can be fixed, which is the case of inductive loops and video surveillance cameras, as well as mobile, such as the case of floating cars. Data readability, comprehension and usage are of vital importance for a proper traffic analysis. To be possible to analyse data from different data sources, or sensors in this specific case, it is necessary to integrate this data. Bearing this in mind, it is also known that this task is difficult if performed manually. So it is necessary to research new techniques which would allow us to simplify this task, and preferentially automate it. Fortunately there are methods based on ontologies which help tackling those problems. They allow us to integrate many data sources and maintain the original meaning and form of such data. Based on this methodology sensors and data will be approached on an ontology basis, allowing for their integration in one single representation. After that, such an integrated system will be shared through a service-oriented architecture. This will allow clients to easily access the data present in the system. GPS logs, OpenStreetMaps and inductive loop data will be used to populate this ontological model. Afterwards data from simulators such as SUMO will also be used to fill in possible gaps that might not be covered by real data. One expected result from this dissertation is that a scientific geographic repository can devised and implemented to be used for the transportation analysis by many clients with different needs and interests

Área de preservação permanente e erosão do solo, em bacia hidrográfica de manancial urbano.

O presente trabalho fundamenta-se na criação de diversos cenários atuais e preditivos, visando o planejamento e a gestão territorial de bacia hidrográfica, além de comparar o zoneamento de vulnerabilidade ambiental com base nos índices de dissecação de relevo. Os cenários foram implementados, através da aplicação do modelo empírico EUPS, em ambiente do SIG Idrisi Andes, tendo como área de estudo o ribeirão do Feijão, na cidade de São Carlos-SP. Para tal, foi constituído um banco de dados que subsidia as variáveis da EUPS e, também, a delimitação das APPs sobre uso e cobertura do solo, no ano de 2006. Com respaldo da legislação pertinente, os cenários simulados mostraram que a recuperação das APPs constitui-se em medida essencial à conservação dos solos e dos recursos hídricos, na bacia em estudo. Dentre alguns cenários, conclui-se que a expectativa de perda do solo foi de 29% em ton.haˉ ¹.ano-ˉ ¹, de forma muito severa e extremamente severa, o que mostra que mais de um quarto da área está sob risco de erosão, acima do que deveria, o que evidencia a importância das APPs na manutenção da qualidade ambiental da bacia. Quanto à comparação do zoneamento de vulnerabilidade do meio ambiente (Modelo estipulado por ROSS,1994) e à expectativa de perda de solo(pela EUPS), percebe-se a equivalência entre as áreas de fragilidade ambiental. Quando analisada a área, constata-se que as áreas de maior risco são as áreas de solo exposto, culturas de laranja e pela cana-de-açúcar. Os resultados obtidos indicam que, quando tais áreas encontram-se devidamente vegetadas, estas cumprem com a sua função de atenuação da erosão; e os cenários simulados mostraram que a recuperação das APPs, a utilização de práticas conservacionistas e a recuperação de áreas degradadas constituem em medidas essenciais à conservação dos solos e dos recursos hídricos

Avaliação do potencial de utilização dos dados da SRTM - Shuttle Radar Topography Mission por meio da análise da estimativa de perda de solo para a bacia hidrográfica do Ribeirão do Feijão, São Carlos, SP.

Dados topográficos, corrigidos de todo Brasil, são disponibilizados pela Embrapa. Provenientes da SRTM, esses dados são gratuitos e constituem um recurso poderoso para o planejamento territorial e ambiental do país. Porém, sua utilização na aplicação de modelos em sistemas de informação deve ser avaliada para verificar o grau de confiabilidade da informação. Foi escolhida a bacia hidrográfica do Ribeirão do Feijão, anancial de abastecimento do município de São Carlos, SP, localizada a montante de importantes usinas hidrelétricas da bacia do Rio Tietê, para serem estimadas as taxas de perda de solo da bacia. Para tanto, foi aplicado o modelo EUPS - Equação Universal de Perda de Solo, sendo possível identificar o fator que exerce maior influência nas grandes perdas de solo e avaliar o desempenho da aplicação do modelo digital do terreno proveniente da SRTM. Como referência foi utilizada a carta topográfica do IBGE em escala 1:50.000. A acurácia foi avaliada por meio da aplicação do índice Kappa que, através de uma matriz de erro, mostra o grau de semelhança entre os mapas. O índice Kappa revelou que o MDT/SRTM possui nível de precisão considerado razoável (0.6594), enquanto que os valores de Kappa para o fator LS (0.2584), o potencial natural de erosão (0.2582) e a perda de solo (0.4199) apresentam níveis de acurácia considerados baixo, e baixo e moderado, respectivamente. O trabalho mostrou que a aplicação do MDT/SRTM pode oferecer resultados razoavelmente satisfatórios em bacias hidrográficas onde o fator LS não é determinante na perda de solo. Os resultados apontam para a cobertura do solo como sendo o fator de maior influência nos valores de perda de solo da bacia e, o solo exposto como sendo o maior causador das grandes perdas, sobretudo quando ocorrem sobre os solos podzólicos e as areias quartzosas. Conclui-se ainda que, para ser garantida a conservação, a qualidade das águas do manancial de abastecimento do município e também a minimização do transporte de solos para os reservatórios que produzem energia hidrelétrica a jusante da bacia, é essencial a utilização de técnicas de planejamento e políticas adequadas de uso do solo

Análise das mudanças do uso da terra e cobertura vegetativa na Serra da Mantiqueira e entorno através de indicadores ambientais.

O presente estudo aborda as mudanças do uso da terra e da cobertura vegetativa em unidades de conservação da natureza (UCS), situadas entre os estados do Rio de Janeiro, São Paulo e Minas Gerais, nos anos de 1985, 1995, 2005 e 2015. As Áreas de Proteção Ambiental da Serra da Mantiqueira e Fernão Dias possuem nascentes responsáveis pelo abastecimento do reservatório da maior capital brasileira, a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) e metade da Região Fluminense. Já no cenário elétrico contribuem no abastecimento do reservatório de 40 hidrelétricas. Entretanto, estas áreas estão susceptíveis aos impactos dos processos de expansão urbana e ocupação desordenada do solo. Pretendeu-se com este trabalho analisar a dinâmica das mudanças ocorridas no uso da terra de áreas protegidas e entorno, através da comparação de imagens orbitais aplicando para tal a classificação supervisionada pelo método de máxima verossimilhança (MAX VER), Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (IVDN) (ROUSE, 1973) e Indicador de Transformação Antrópica (ITA) (LÉMECHEV, 1982). Finalmente, foram construídos cenários da pressão por demanda de consumo do solo para fins urbanos e de áreas prioritárias para recuperação, visando a conservação e maximização dos serviços hídricos. Foram adquiridos dados de natureza cartográfica (carta de drenagem, malha municipal e viária, limites das unidades de conservação); orbitais (imagens multiespectrais dos satélites Landsat 5 e 8) e censitários (dados populacionais). Utilizaram-se também os dados do mapa de Expectativa de Perda de Solo (EPS), elaborado através da Equação Universal da Perda de Solo (EUPS), do ano de 2015, por Da Silva (2016). A organização e o tratamento das informações foram realizados com o auxílio de Sistemas de Informação Geográfica, Erdas e Arcgis. Destacaram se principalmente os resultados de aumento da mata nativa e a redução das atividades agrícolas entre 1985 e 2015. O aumento da mata nativa contribuiu na melhora de quase 20% da qualidade ambiental da região, entretanto, mudanças no uso e cobertura da terra do entorno caracterizam-se como potenciais ameaças as áreas protegidas. Os cenários construídos permitiram localizar as áreas prioritárias para recuperação e conservação da cobertura vegetativa, e para intervenções que possibilitem mitigar as perdas de solo. No geral, os resultados permitiram melhorar a compreensão a respeito da análise do uso da terra integrando diferentes indicadores ambientais, sendo possível melhorar a compreensão do status das áreas protegidas e entorno, tornando possível identificar regiões sob potenciais ameaças e oportunidades para conservação e recuperação

Análise multitemporal da expectativa da perda de solo e suas implicações na Serra da Mantiqueira.

A degradação do solo por erosão é um problema que vem sendo cada vez mais abordado em estudos multidisciplinares e cujas consequências podem ser de ordem ambiental, social e econômica. Em decorrência deste tipo de degradação são percebidas perdas na produtividade agrícola, assoreamento e redução da qualidade e quantidade de água. Este trabalho objetivou: (i) realizar uma análise multitemporal do potencial de perda de solo por erosão laminar hídrica ao longo dos anos de 1985, 1995, 2005 e 2015 nas Áreas de Proteção Ambiental Serra da Mantiqueira e Fernão Dias e região de entorno com o auxílio do Sistema de Informações Geográficas (SIG); (ii) relacionar as taxas estimadas de perda de solo com a qualidade e quantidade de água das duas APA’s e entorno. Emtermos metodológicos, o modelo escolhido para se estimar as taxas de perdas de solo foi a Equação Universal de Perda de Solo (EUPS) cujos resultados foram relacionados aos dados de qualidade da água. Os dados utilizados nesse trabalho foram climáticos (precipitação), aspectos pedológicos (tipos de solo), geomorfológicos (topografia), uso e cobertura do solo, reunidos em cartas temáticas. As taxas médias de perdas estimadas foram de 15.264,5 ton/ha.ano, 13.655,5 ton/ha.ano, 11.733,2 ton/ha.ano e 9.418,3 ton/ha.ano para os anos de 1985, 1995, 2005 e 2015, respectivamente, e os fatores que mais influenciaram essas perdas foram os relativos à topografia (LS) e ao uso e cobertura do solo (C). Com esses resultados, foi possível elaborar um diagnóstico sobre a relação entre a degradação do solo por erosão e a qualidade e quantidade dos recursos hídricos existentes, de modo a possibilitar e fomentar o planejamento de medidas de contenção da erosão. O estudo enfatiza a importância da qualidade do meio ambiente na área de estudo, da conservação da vegetação existente, preservando assim o solo e consequentemente a qualidade e a disponibilidade hídrica local, podendo servir como pioneiro para o estudo em outras áreas de interesse público no Brasil

Análise Comparativa dos Instrumentos de Gestão de Áreas Protegidas e Recursos Hídricos do Brasil e da Austrália.

Embora Áreas Protegidas sejam submetidas, muitas vezes, a pressões humanas consideráveis, isolamento geográfico, escassez de recursos, manejo ineficaz e/ou insuficiente, é frequentemente assumido que elas auxiliam a redução da perda biológica, degradação e fragmentação de habitats naturais e proveem serviços ambientais. O presente estudo propõe analisar quatro instrumentos de gestão ambiental (legislação, plano de manejo, educação ambiental e gerenciamento de recursos hídricos) e identificar as diferenças de condução destes entre Brasil e Austrália, com o intuito de apresentar uma base para a identificação de alternativas de gestão. Essa comparação de práticas de gestão foi feita através de levantamento bibliográfico e documental. Foi constatado que apesar de ambos os países possuírem uma grande extensão de áreas protegidas, os dois possuem fragilidades legislativas e técnicas que serão discutidas durante o trabalho

A Fuzzy Ontology-Based Semantic Data Integration System

Data integration becomes even more necessary given the increasing availability of data from distributed and heterogeneous sources. To address such heterogeneity, crisp ontologies have been employed in order to represent the semantics of integrated data. However, it is interesting to use fuzzy logic concepts in these ontologies for a more expressive representation of vague information relevant to some domains. In this context, this paper presents DISFOQuE system for data integration based on fuzzy ontology, which provides a homogeneous view of data sources and also performs query expansions in order to retrieve more comprehensive answers for the user. We have executed a real experiment in the domain of watershed analysis, which provided a homogeneous view of the watershed data sources and more effective answers to researchers.Data Integration, fuzzy ontology, query expansion, semantic information processing