ANÁLISE EM SIGMULTICRITÉRIO

Profa. Dra. Maria Isabel Castreghini de Freitas

ANÁLISE DE MULTICRITÉRIOS

• Aplicada em estudos relacionados ao planejamento ambiental como:

– definição de áreas mais adequadas para instalação de empreendimentos,

– análise de risco ambiental,

– análise de sensibilidade ambiental

– e planejamento de uso das terras

(Malczewski, 2004; Eastman, 2003; Collins, Steiner eRushman, 2001; Jiang e Eastman, 2000).

DEFINIÇÃO

• A análise de multicritériosé uma ferramenta matemática que permite comparar diferentes alternativas (ou cenários), fundamentada em vários critérios, com o objetivo de direcionar os tomadores de decisão para uma escolha ponderada (Roy, 1996).

• Processo que combina e transforma dados espaciais em uma resposta para a tomada de decisão

• SIG permite um avanço na metodologia de sobreposição de mapas

Processo de Análise Hierárquica - Método AHP

O método Analytic Hierarchy Process - AHP foi desenvolvido por

Thomas A. Saaty (1980) e permite aos tomadores de decisão trabalhar

com problemas que envolvem considerações de múltiplos critérios

simultaneamente.

• O método AHP possibilita comparar elementos de decisão

quantitativos e qualitativos

O problema de decisão é decomposto em níveis hierárquicos,

sendo que, no topo da hierarquia encontra-se o objetivo final,

num nível abaixo estão os atributos (critérios), os quais podem

ser subdivididos em atributos de menor complexidade e na

base hierárquica encontram-se as alternativas propostas na

forma de cenários.

Representação hierárquica do método AHP

A atribuição de pesos aos critérios é feita construindo-se uma

matriz das importâncias relativas de cada critério. Por exemplo,

usando uma escala de 1 a 9, onde 1 representa igual valor entre

os critérios e 9 alto grau de favoritismo de um em relação ao

outro (Quadro 1)

Valor Subjetividade no Julgamento

1 Atributo ‘A’ é igualmente preferível a Atributo ‘B’

2 Atributo ‘A’ é igualmente a moderadamente preferível sobre Atributo ‘B’

3 Atributo ‘A’ é moderadamente preferível sobre Atributo ‘B’

4 Atributo ‘A’ é moderadamente a fortemente preferível sobre Atributo ‘B’

5 Atributo ‘A’ é fortemente preferível sobre Atributo ‘B’

6 Atributo ‘A’ é fortemente a muito fortemente preferível sobre Atributo ‘B’7 Atributo ‘A’ é muito fortemente preferível sobre Atributo ‘B’

8 Atributo ‘A’ é muito fortemente a extremamente preferível sobre Atributo ‘B’9 Atributo ‘A’ é extremamente preferível sobre Atributo ‘B’

Quadro 1 - Comparação pareada para o julgamento dos Atributos A e B

Padronização ou normalização de atributos

Esse processo possibilita efetuar a padronização linear de atributos

com valorações diferentes. Por exemplo:

• Comparação da declividade (quantificada em grau de inclinação)

com áreas de preservação de mata nativa (quantificada pela distância),

ou ainda com o uso do solo (quantificado pelo valor do solo para

determinado tipo de cultura agrícola).

Jiang e Eastman (2000) afirmam que a forma mais comum de

padronização é reescalonar a faixa de valores de cada atributo numa

base numérica comum, por exemplo, numa escala de 0 a 255.

O método CLP – Combinação Linear Ponderada

O método CLP é um dos métodos mais utilizados por ser de fácil implementação em ambiente SIG e de fácil entendimento para os tomadores de decisão.

• Utiliza operações de álgebra de mapas e modelagem cartográfica• Exemplos de usos: adequação do uso do solo, seleção e priorização de áreas florestais

As principais vantagens do método CLP são a representação contínua da paisagem e a possibilidade dos fatores receberem pesos, de acordo com a importância que possuem para o objetivo do trabalho (Chen et al., 2001 apud Antonello, 2008).

O método MPO é uma classe de operadores multicritérios introduzida

por Yager em 1988 e implementada em ambiente SIG por Eastman e

Jiang em 1996.

O operador da MPO proporciona agregações ou combinações que ficam

entre os operadores booleanos de intersecção (AND) e união (OR),

sendo possível variar os pesos de ordenação, desde que a somatória

dos mesmos seja igual a um.

•O deslocamento dos pesos de ordenação no sentido do mínimo ou do

máximo controla o risco assumido (ANDness) e

•a homogeneidade de distribuição dos pesos de ordenação pelas

posições controla a compensação (tradeoff) (CALIJURI et al., 2002).

O método MPO – Média Ponderada Ordenada

Espaço de estratégia para a tomada de decisão.

Fonte: Eastman (2003)

O resultado final é a existência de um espaço estratégico de decisão triangular, definido por um eixo correspondente ao risco e por outro eixo correspondente a compensação .

Análise de sensibilidade

A análise de sensibilidade possibilita analisar a qualidade das

soluções obtidas no processo de tomada de decisão e deve ser utilizada

como parte importante do processo decisório, na qual o tomador de

decisão aprofunda-se no entendimento do problema e entende como

os elementos que compõem no processo se interagem, facilitando

assim, definir quais elementos são importantes e quais são dispensáveis

para o problema analisado.

Store e Kangas (2001) discutem que a análise de sensibilidade

possibilita uma avaliação da influência de diferentes critérios e pesos no

padrão de distribuição espacial.

EXEMPLO EM ESTUDOS DE ADEQUAÇÃO DE USO DA TERRA

Dados: aptidão agrícola, uso da terra, declividade, áreas de preservação permanentes (APP) e estradas.Aptidão agrícola das terras:foi baseada no mapeamento de solos e no sistema deavaliação da aptidão agrícola das terras

GEOPROCESSAMENTO APLICADO NA ADEQUAÇÃO DO USO DE TERRAS CORSEUIL, C.W., CAMPOS, S.

XXXI Congresso Brasileiro de Ciência do SoloEnga Florestal, PPG Energia na Agricultura, FCA/UNESP, Rua José Barbosa de Barros,

1780 - Cx.P-237 - CEP 18610-307 – Botucatu/SP. E-mail: cwcorseui@hotmail.comProf. Adjunto, Departamento de Engenharia Rural, FCA/UNESP, Rua José Barbosa de

Barros, 1780 - Cx.P-237 - CEP 18610-307 – Botucatu/SP. E-mail: seca@fca.unesp.br

APTIDÃO AGRÍCOLA

DECLIVIDADES

USO DA TERRA:Classificação Supervisionada (MAXVER)

CARTA DE SOLOS

DEFINIÇÃO DOS CRITÉRIOS

• Restrições ao Uso Agrícola: – corpos d’água

– áreas de preservação permanentes (APP)

– Estradas

Para a elaboração desses mapas foi utilizada uma escala Booleana, atribuindo-se o valor 0 para as restrições e 1 para os demais.

Obs.: Os critérios referentes às APP foram estabelecidos com base na resolução Nº. 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nº. 4.771 (BRASIL, 1965).

MAPAS DE FATORES

• Determinam superfícies contínuas, que representam uma variação gradual da adequação de uso das terras, com base numa escala crescente de valores que vai de 0 (menos adequado) a 255 (mais adequado).

• Neste estudo, os fatores a aptidão agrícola são: uso da terra e declividade.

• 4 classes de adequação de uso: alta, média, baixa e restrita.

FATOR APTIDÃO AGRÍCOLA

• CLASSE 1 – 255 – ALTA (alta adequação para uso da terra classes de maior aptidão para a lavoura)

• CLASSE 2 – 170 – MÉDIA (aptidão regular para lavoura)

• CLASSE 3 – 85 – BAIXA (aptidão para pastagem)

• CLASSE 4 – 0 – RESTRITA (sem aptidão agrícola)

FATOR USO DA TERRA

• critério de avaliação: o maior ou menor grau de proteção contra a erosão que cada tipo de cobertura vegetal (uso atual) proporciona ao solo (Bertoni e Lombardi Neto, 1990).

• CLASSE 1 - áreas cobertas por vegetação nativa, foram atribuídos os seguintes valores: 255 (ALTA)

• CLASSE 2 – pastagem 170 (MÉDIA)

• CLASSE 3 - áreas com cultivo anual e solo exposto (recém plantado) foram agrupadas numa única classe e receberam o valor 85, por serem destinadas para o mesmo fim (cultivo anual). (BAIXA ADEQUAÇÃO)

FATOR DECLIVIDADE

• Critério: o intervalo de classes estabelecido no sistema de avaliação da aptidão agrícola das terras, proposto por Ramalho Filho e Beek (1995).

• CLASSE 1 - declividades abaixo de 20% são as mais adequadas para a utilização agrícola (ADEQUADA)

• CLASSE 2 - de 20% a 45% conferem uma baixa adequação por apresentarem dificuldades para o preparo do solo e para a mecanização. (BAIXA ADEQUAÇÃO)

• CLASSE 3 - declividades maiores que 45% são consideradas inadequadas para essa atividade, devendo ser destinadas para outros usos (exemplo: culturas permanentes, silvicultura e áreas de preservação) (INADEQUADA)

Classes de declividade (%)

Valores de adequação

Classes de adequação

13 255 Alta

20 170 Média

45 85 Baixa

> 45 0 Restrita

MATRIZ DE COMPARAÇÃO PAREADA

• matriz de comparação pareada no SIG utilizando-se como base uma escala contínua de 9 pontos

• 1/9 (Extremamente),• 1/7 (fortemente), • 1/5 (forte),• 1/3 (pouco),• 1 (igual importância),• 3 (pouco),• 5(forte),• 7 (fortemente),• 9 (extremamente).

FatoresUso da terra

DeclividadeAptidão agrícola

Uso da terra 1 1/3 1/7

Declividade 3 1 1/3

Aptidão agrícola 7 3 1

ADEQUAÇÃO DE USO AGRÍCOLARepresentação contínua

ADEQUAÇÃO DE USO AGRÍCOLA CLASSIFICADO

RESULTADOS

• Razão de consistência dos pesos (RC)= 0,01 (ideal é menor que 0,1 – 10%)

• 58,54% da área de estudo apresenta alta adequação de uso agrícola; 15,48% média, 10,98% baixa e 15% restrita.

• área apresenta uma considerável potencialidade para uso agrícola (solo e relevo favoráveis)

• reserva legal da microbacia, que apresenta uma área menor do que a estabelecida pelo Código Florestal Brasileiro – indicativo de recomposição florestal

• Análise multicritério possibilitou a integração dos aspectos referentes à legislação com as características da paisagem na avaliação da adequação de uso das terras

CLASSES DE DECLIVIDADE

• CLASSE A – (0 a 2%) Formada por áreas planas ou quase planas, com escoamento superficial (deflúvio) lento. O declive do terreno não oferece nenhuma dificuldade ao uso de máquinas agrícolas.

• CLASSE B – (2,1 a 5%) Formada por áreas de declives suaves com escoamento superficial lento a médio. Os declives não impedem ou dificultam o uso de máquinas agrícolas.

• CLASSE C – (5,1 a 10%) Áreas com superfícies inclinadas, geralmente com relevo ondulado, nas quais o escoamento superficial, para a maioria dos solos, é médio à rápido. Em certos casos a erosão hídrica oferece poucos problemas, podendo ser controlada com práticas simples. Para práticas de cultivo intenso estas áreas requerem práticas complexas de conservação dos solos.

CLASSES DE DECLIVIDADE

• CLASSE D – (10,1 a 15%) Áreas muito inclinadas ou colinosas com escoamento superficial rápido na maior parte dos solos. Máquinas agrícolas são usadas com dificuldades. Solos facilmente erodíveis sendo utilizados para cultivos perenes, pastagens ou reflorestamentos.

• CLASSE E – (15,1 a 45%) Áreas fortemente inclinadas, cujo escoamento superficial é muito rápido na maior parte dos solos.

• CLASSE F – (45,1 a 70%) Áreas íngremes, de regiões montanhosas, onde praticamente nenhum tipo de máquina agrícola pode trafegar.

• CLASSE G – (70,1 a 100%) Áreas de relevo escarpado ou muito íngreme onde normalmente nenhum solo se desenvolve. Só existem solos muito rasos associados a exposições rochosas.