Applications of geographic information systems

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A framework to improve trust in Agent-Based Models of Human-Environment Interactions

Trabalho apresentado em The 3rd International Workshop on Agent-Based Modelling of Urban System, 2018, Stockholm, SwedenAgent-Based Modelling (ABM) and simulation have gained popularity in disciplines dealing with complex systems, such as urban systems. Despite the increasing number of models built by experts and users, it is not always guaranteed that one is able to replicate the basic results of a research model nor to understand it. In this paper, we raise the questions that need to be answered in order to cope with ABM specification issues. We review some of the existing solutions that have been developed. We aim to address this problem by building a framework that includes a domain specific modelling language to respond to ABM documentation concerns. We show that ideas from the Web Semantic can enhance the understanding of ABM and improve users’ trust in this kind of tools.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Towards an integrated platform for decision support in water utility management

Trabalho apresentado em 12th IADIS International Conference on Information Systems, 11 a 13 Abril de 2019, Utrecht, Holanda.The pressure on water supply systems is a real challenge for water utilities, which are entrusted with the responsibility to manage and operate those systems. Water utility engineers and managers make decisions based on data that are obtained from several information systems (IS), such as geographic information systems (GIS), billing, asset operation and maintenance or accounting. Most of the time, these IS result in data silos as a consequence of lack of machine communication protocols, common data formats or common meaning of exchanged content. On the other hand, the diversity of IS is a challenge to water utilities which struggle with data consistency and interoperability. In this context, water utility engineers and managers make decisions based on data which are often incomplete, inaccurate or out-of-date. In this paper, we present an IT platform that integrates data from different information systems, including tools to support decision-making on water supply systems (e.g., performance indicators, water, and energy balances). This platform, developed in collaboration with a representative set of Portuguese water utilities, allows water utilities to integrate their data and perform analysis of their systems. With this approach, we provide water utilities and water supervision agencies with the possibility to compute a unified set of metrics whatever the IS they use.N/

A gestão de dados nos serviços urbanos de água na era do Big Data

Trabalho apresentado em XVI Seminário Ibero-Americano sobre Sistemas de Abastecimento e Drenagem (SEREA), 15-17 julho 2019, Lisboa, PortugalN/

An information systems for infrastructure asset management tailored to portuguese water utilities: platform conceptualization and a prototype demonstration

This paper presents a new information technology platform specially tailored for infrastructure asset management of urban water systems operated by water utilities of lower digital maturity level, developed in the scope of DECIdE research project. This platform aims at the integration of different data from the water utilities with several information systems and the assessment of the system performance, in terms of water losses, energy efficiency and quality of service by using developed tools (i.e., water and energy balances and key performance indicators). This platform was tested with data from five small to medium size Portuguese water utilities with different maturity levels in terms of technological and human resources. Obtained results are very promising since the platform allows to assess the systems performance periodically which constitute an important part of the infrastructure asset management for small and medium-sized water utilitiesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

An information system for infrastructure asset management tailored to portuguese water utilities: platform conceptualization and a prototype demonstration

This paper describes a new information system developed as part of the Portuguese R&D project DECIdE. The project aimed at the development of a platform for infrastructure asset management tailored to Portuguese water utilities. The platform allows the integration of different data from several information systems of the water utilities and includes several tools for the performance assessment of the water supply systems in terms of water losses, energy efficiency and quality of service (i.e., water and energy balances and key performance indicators). The developed platform was tested with data from five small to medium size Portuguese water utilities with different maturity levels in terms of technological and human resources. The obtained results are very promising because the platform allows for periodic system performance assessment which constitutes an important part of the infrastructure asset management for small and medium-sized water utilities.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

O Parque Natural Hidrogeológico de Moura : contributos para a sua definição

O aquífero carbonatado cársico de Moura-Ficalho é uma das mais importantes reservas de água na região do Alentejo. A área caracteriza-se por condições climatéricas, geográficas, geológicas, e um potencial hídrico que a tornam ideal para o estudo de metodologias aplicadas à gestão de sistemas cársicos em regiões secas, mas com importante procura de água. Por sua vez os aquíferos cársicos são sistemas complexos e extremamente vulneráveis à contaminação e a alterações originadas pelas acções do homem nos ecossistemas locais, sendo por este motivo crucial a análise entre outros das fontes de contaminação, das áreas preferenciais de recarga e das direcções locais e regionais de fluxo. Estas razões justificaram a criação da figura de Parque Natural Hidrogeológico, o qual à semelhança de outros parques para outros recursos naturais, permitirá a protecção de um recurso natural sensível. Nesse contexto reveste-se de grande importância o estudo dos fenómenos e a evolução natural, sem restrições à priori quanto ao uso do solo. Tudo se passa como se o Parque Natural Hidrogeológico funcionasse como um Laboratório natural, à escala real, onde as interacções entre as componentes do ciclo hidrológico, as actividades humanas e os ecossistemas são estudados como um todo. Esta abordagem requer a análise do ciclo hidrológico em corte vertical entre a baixa atmosfera e a base dos aquíferos. É portanto uma abordagem mais rica que as abordagens clássicas nas quais o ciclo hidrológico é interrompido no topo dos aquíferos. De forma a preservar a perspectiva global do ciclo é necessário conhecer os fenómenos nas zonas de transição: atmosfera - água (fundamentalmente entre a zona vadosa e a zona saturada); água superficial - água subterrânea. Nestas zonas de transição as alterações das condições físicoquímicas são acompanhadas por alterações bióticas importantes. Dadas as relações entre a componente biótica e abiótica, uma não deve ser estudada sem o conhecimento da outra. Os ecossistemas nas zonas de transição são designados de ecotopos. Uma vez que os ecotopos são ecossistemas contínuos, isto é, não há variações abruptas no número e diversidade de indivíduos, então também as variações físico-químicas devem ser contínuas. O estudo dos ecotopos ajuda a perceber as transições contínuas nas zonas de interface, sem que haja a necessidade de impor fronteiras discretas - é portanto uma abordagem mais perfeita para o carácter contínuo dos processos naturais. As metodologias usadas para o estudo do Parque permitirão desenvolver ferramentas integradas de gestão, tecnicamente mais evoluídas uma vez que consideram o ciclo hidrológico como contínuo. Estas ferramentas poderão então ser utilizadas como auxiliares de decisão. O cruzamento de informação entre os regimes de protecção especial já implementados ou a implementar e as novas áreas de protecção dos recursos hídricos será facilitada pela presença de variáveis repetidas em ambos. Deve referir-se que a metodologia proposta utiliza a caracterização dos ecossistemas como um meio e não como um fim. A caracterização hidrológica do sistema terá um carácter multidisciplinar pelo uso integrado de diversas técnicas e métodos: geofísica, detecção remota, análise de imagem, geoestatística, morfologia matemática, análise multivariada de dados, modelação matemática

Plataforma DECIdE: Transforme dados em conhecimento

Trabalho apresentado em Encontro nacional de Entidades Gestoras 2019, 19 a 22 Novembro 2019, Ílhavo, Portugal.As Entidades Gestoras (EG) de sistemas de abastecimento de água são responsáveis por assegurar água em quantidade e qualidade para as populações que servem, conforme o 6º Objetivo de Desenvolvimento Sustentável da ONU [1] sem, no entanto, comprometerem a sua integridade económico-financeira. Estas EG são responsáveis pela gestão e operação destes sistemas, recorrendo regularmente a um numeroso conjunto de sistemas de informação (SI) para recolher, armazenar e gerir o vasto conjunto de dados gerados por esta atividade. No âmbito do projeto de investigação DECIdE - Plataforma de Apoio à Decisão em Infraestruturas Urbanas de Água – foi desenvolvida uma plataforma informática que integra dados provenientes de diferentes SI da EG, incluindo ainda algumas ferramentas para o apoio à tomada de decisão. A plataforma foi desenvolvida em colaboração com cinco EGs de pequena e média dimensão, com modelos de gestão (i.e., gestão direta e gestão delegada), maturidade digital e processos de gestão da informação diferentes. A integração de informação proveniente de diversos SI numa base de dados unificada é um processo complexo, em parte devido à disparidade de processos de gestão de informação e maturidade digital presentes nas EGs parceiras. Neste sentido, foi desenvolvido um modelo de dados abrangente, assim como um mecanismo de análise, mapeamento e indexação entre o conteúdo a importar e o modelo de danos unificado, permitindo assim que diferentes entidades utilizem a plataforma. A plataforma, de forma a apoiar o processo de apoio à tomada de decisão, incorpora um conjunto de indicadores de desempenho [2], selecionados pelas EGs parceiras, de forma a refletir as necessidades por estas sentidas. Adicionalmente, foram incorporados módulos de cálculo de balanços hídrico e energético. Estes balanços permitem a avaliação da eficiência hídrica [3] e energética [4] dos sistemas. A visualização gráfica deste conjunto de indicadores de desempenho pode tornar-se de alguma forma difícil, especialmente quando se pretende realizar análises ao nível setorial (i.e., subsistema ou Zona de Medição e Controlo). Neste sentido, e com o objetivo de facilitar o processo de apoio à tomada de decisão, foi desenvolvido um dashboard baseado em filtros customizados pelo utilizador (i.e., por área de análise, conjunto de dados e indicadores, e período temporal), incluindo ainda diferentes tipos de representação gráfica (e.g., gráfico de barras, linhas, circular). O presente artigo aborda o desenvolvimento das diversas funcionalidades, módulos e ferramentas da plataforma DECIdE.N/

Decision support platform for urban water infrastructures

Trabalho apresentado em 18.º Encontro de Engenharia Sanitária e Ambiental (ENASB) /18.º Simpósio Luso-Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental (SILUBESA), 10-12 outubro, Porto, PortugalO presente artigo aborda a problemática da integração/interligação dos dados existentes nas diferentes EGs e apresenta o projeto DECIdE - Plataforma de Apoio à Decisão em Infraestruturas Urbanas de Água. O projeto DECIdE tem como objetivo melhorar o conhecimento que as EGs municipais têm acerca das suas infraestruturas urbanas de água, propondo-se o desenvolvimento de uma plataforma informática que integre os dados provenientes dos diferentes sistemas de informação e a inclusão de algumas ferramentas para o apoio à tomada de decisão. O projeto desenrola-se em três atividades principais, nomeadamente, A1 – Caracterização dos sistemas de informação; A2 – Desenvolvimento da plataforma; e A3 – Desenvolvimento de relatórios. A primeira atividade envolve a caracterização e levantamento dos SI existentes entre as entidades parceiras do projeto. A segunda atividade consiste no desenvolvimento da plataforma que integrará os dados dos diferentes SI identificados na primeira atividade. Nesta atividade, algumas ferramentas de avaliação serão também implementadas, como o cálculo do balanço hídrico. Por fim, a terceira atividade consiste na preparação de documentação, como o guia do utilizador e as diretrizes de práticas recomendadas para a gestão eficiente da informação.This paper addresses the problem of integration/interconnection of the existing data in the different water utilities and presents the project DECIdE – Decision Support Platform for urban Water Infrastructures. The aim of the project is the development of an IT platform that integrates data from different information systems (IS) and that includes tools to support decision-making. The project will have three main activities: A1 – Characterization of IS; A2 – Platform development; A3 – Report elaboration. The first activity involves the characterization and survey of the existing IS of the water utilities project partners. The second activity consists of IT platform development, open-source, which will integrate data from the different IS identified in the first activity. In this activity, some assessment tools will be developed such as the calculation of water balance. Finally, the third activity consists of the preparation of reports such as user’s guide and best practices guidelines for efficient information management.N/

Towards a Domain Specific Modeling Language for Agent-Based Modeling of Land Use/Cover Change

While agent-based models are widely used for the simulation of human-natural systems, it remains challenging for scientists to specify their models in a manner in which they can be understood and used by others. In this research project, we survey existing solutions that have emerged to cope with models specification issues. We then propose another approach: a domain specific modeling language for agent-based simulations of land use/cover change. This language is intended to constitute a means to promote models’ validation and reuse. We also present the general methodology for the development of the modeling language which consists in extending existing conceptual modeling languages with domain-specific language profiles. We also present the first step towards its development comprising a domain model based on a domain ontology