Integração entre Modelos Hidrológicos e Sistemas de Informações Geográficas(SIG)

Iana Alexandra

Introdução• A quantificação dos processos físicos que regem o

movimento da água na Bacia hidrográfica demanda o uso de modelos hidrológicos.

• A tomada de decisão em recursos hídricos envolve grandes quantidades de informações, muitas das quais são de natureza espacial.

• A gestão dos Recursos Hídricos tem demandado o emprego de novas tecnologias no auxílio da tomada de decisão.

Principais dificuldades

• Complexidade dos modelos hidrológicos na operação de grandes volumes de dados espaciais;

• Processamento de grandes quantidades de informações para se chegar na solução do problema em análise.

SIG MH

SIG & MH

A utilização de SIG na modelagem hidrológica proporciona:

• Melhoria na comunicação Usuário – Modelo;• Pré e pós-processamento de dados;• Extração de dados da bacia; • Automatização dos processos envolvidos na

modelagem;• Geração de Cenários através de mapas temáticos.

Breve Histórico

SIG LivreInteroperabilidade

Conceitualmente incompatíveis.Utilização:Pré-processamento de dados e Banco de dados

Utilização do SIG como ambiente de trabalho - GUI

Goodchild et al. (1992)Stuart e Stocks (1993)Fotheringham e Rogerson (1994)Sui & Maggio (1999)

Kopp (1996)Tsou & Whittemore (2001)

Goodchild et al. (1997)Taylor, Walker & Abel (1999)Uchoa e Ferreira (2004)

Almeida(2006)Chang et al. (2005)

Novas implementações:•POO;•AOS;•Web Services.

Fedra(2006)Albed et al. (2005)Santos et al. (2006)

SIG estendidoSimulação em um ambiente comum

Simulação Dinâmica

Sistematização

Relacionamento entre os dados

Modificação no Código Fonte

Grau de Complexidade

Critérios estabelecidos:

Relacionamento entre os dados

Banco de dados

SIGModelo

Hidrológico

FerramentaFerramenta

Banco de dadosSIG

Modelo Hidrológico

Integração com compartilhamento de dados

Integração sem compartilhamento de dados

Sistematização

Relacionamento entre os dados

Modificação no Código Fonte

Grau de Complexidade

Critérios estabelecidos:

Modificação no código fonte

Integração Externa

Modificação no código fonte

Integração Interna

– SIG no Modelo

ModeloSIG

Modificação no código fonte

Integração Interna

– Modelo no SIG

SIG Modelo SIG Modelo

Acoplado Conectado

Sistematização

Relacionamento entre os dados

Modificação no Código Fonte

Grau de Complexidade

Critérios estabelecidos:

Grau de Complexidade

• Integração Básica

• Integração Avançada

Sistematização das AbordagensCritério Classificação Sub-classificação 1 Sub-classificação 2

Relacionamento de

Dados

Com compartilhamento

Sem compartilhamento

Modificação no

código fonte

Integração externa

Integração InternaModelo no SIG

Conectado

Embutido

SIG no modelo

Grau de

complexidade

Integração Básica

Integração Avançada

CRITÉRIO

Modelo SIG Foco 1 2 3 Referências

MODFLOW ArcInfo Água Subterrânea SC IE IB Hinaman (1993)

AGNPS ArcInfo Hidrologia SC IE IB SathyaKumar & Farell-Poe

(1995)

AGNPS GRASS -

WATERSHED

Qualidade de água e transporte de contaminantes SC IE IB Osmond et al.( 1997)

3DFEMWATER/

3DLEWASTE

ArcCAD/

ArcView

Modelagem ambiental e transporte de

contaminantes

SC IE IB Anderson (1998)

HEC-1 ArcInfo Modelagem do escoamento SC IE IB Chang et al. (2000)

SWAT GRASS Modelagem do escoamento SC IE IB Rosenthal et al. (1995)

MATLAB ArcView Qualidade da superfície da água SC IE IB Masrili-Libelli et al. (2001)

MIKE SHE ArcView Hidrologia da bacia/ Qualidade da água SC IIMSc IB Borah and Bera (2004)

SWMM ArcView Hidrologia e hidráulica pluvial SC IIMSc IB Huber & Dickinson (1988)

MIKE BASINS ArcView Hidrologia da bacia/ Qualidade da água CC IIMSe IA Jha & Das Gupta (2003)

HSPF, QUAL2E ArcView USEPA BASINS sistema de modelagem CC IIMSc IB Whittemore and Beebe

(2000)

1-Relacionamento entre os dados: CC – Com compartilhamento; SC – Sem compartilhamento 2 –Modificação no código fonte: IE – Integração Externa; IISM – Integração Interna SIG no modelo; IIMSc – Integração Interna modelo no SIG “conectado”; IIMSe – Integração Interna modelo no SIG “embutido” 3 – Quanto ao grau de complexidade: IB – Integração básica; IA – Integração Avançada

CRITÉRIO

Modelo SIG Foco 1 2 3 Referências

MIKE SHE 

ArcView 

Hidrologia da bacia/ Qualidade da água SC IIMSc IB Borah and Bera (2004) 

SWMM 

ArcView 

Hidrologia e hidráulica pluvial SC IIMSc IB Huber & Dickinson (1988)

MIKE BASINS 

ArcView 

Hidrologia da bacia/ Qualidade da água CC IIMSe IA Jha & Das Gupta (2003) 

HSPF, QUAL2E 

ArcView USEPA BASINS sistema de modelagem CC IIMSc IB Whittemore and Beebe (2000) 

MODFLOW 

ArcView Água Subterrânea CC IIMSc IB Tsou & Whittemore (2001)

GLEAMS 

Arc/CAD 

Água subterrânea e poluição difusa CC IIMSc IB De Paz & Ramos (2002)

SCS runoff Model 

MapInfo 

Transporte de pesticida SC IE IB Li et al. (2002)

IDOR2D ArcView Qualidade de água CC IIMSc IB Tsanis e Boyle (2001)

HEC-HMS ArcView 3.2 - HEC-GeoHMS

Escoamento Superficial CC IIMSc IB Al-Abed et al. (2005)Santos et al. (2006)

QUAL2E e MODFLOW

ArcGIS – GEO-MODSIM

Qualidade de água/ Água Subterrânea CC IIMSc IB Triana & Labadie (2007)

SWBM ArcView 3.2 Balanço hídrico na Bacia SC IE IB Al-Abed et al. (2005)

1-Relacionamento entre os dados: CC – Com compartilhamento; SC – Sem compartilhamento 2 –Modificação no código fonte: IE – Integração Externa; IISM – Integração Interna SIG no modelo; IIMSc – Integração Interna modelo no SIG “conectado”; IIMSe – Integração Interna modelo no SIG “embutido” 3 – Quanto ao grau de complexidade: IB – Integração básica; IA – Integração Avançada