sistemas de informações geográficas: aplicações florestais

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  • IPEF Srie Tcnica, Piracicaba, 9(28): 1-18, dez.1993 ISSN 100 - 8137

    SISTEMAS DE INFORMAES GEOGRFICAS: APLICAES FLORESTAIS

    INSTITUTO DE PESQUISAS E ESTUDOS FLORESTAIS PRODUZINDO FLORESTAS COM CINCIA

    em convnio com

    UNIVERSIDADE DE SO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ E QUEIROZ

    Departamento de Cincias Florestais

  • Srie Tcnica IPEF (ISSN 100-8137) uma publicao trimestral do IPEF Instituto de Pesquisas e Estudos Florestais. Publlica contribuies originais, que se enquadram como anais de encontros ou monografias, com o objetivo de atualizar o conhecimento sobre temas florestais de grande interesse prtico. (tiragem de 300 exemplares)

    Instituto de Pesquisas e Estudos Florestais

    Conselho de Deliberativo

    Joo Walter Simes LCF/ESALQ/USP

    Rubens Cristiano Damas Garlipp BAHIA SUL Wagner Pereira Pinto CENIBRA Manoel de Freitas CHAMPION Jorge Vieira Gonzaga RIOCELL

    Jos Carlos Macedo Ferreira SUZANO Edgar Campinhos Jnior ARACRUZ

    Jos Marcos de Freitas COSIGUA Mrio SantAnna Jnior - INPACEL

    Conselho Tcnico-Cientfico

    Mrio Ferreira ESALQ/LCF

    Jos Otvio Brito ESALQ/LCF Fbio Poggiani ESALQ/LCF

    Jorge Vieira Gonzaga RIOCELL Rubens Cristiano Damas Garlipp BAHIA SUL

    Manoel de Freitas CHAMPION

    Conselho Fiscal

    Francisco Bertolani DURAFLORA Raul Mrio Speltz KLABIN

    Manoel Carlos Ferreira EUCATEX

    Superintendnica Executiva

    Gerente Executivo Walter Suiter Filho IPEF Assistente Carlos Henrique Garcia IPEF

    Comisso Editorial

    Editor Walter de Paula Lima ESALQ/LCF

    Assistente Marialice Metzker Poggiani - IPEF Mrio Ferreira ESALQ/LCF

    Jos Otvio Brito ESALQ/LCF Fbio Poggiani ESALQ/LCF

    Jorge Vieira Gonzaga RIOCELL Rubens Cristiano Damas Garlipp BAHIA SUL

    Manoel de Freitas CHAMPION

    Endereo IPEF/CTI Central Tcnica de Informaes

    Av. Pdua Dias, 11 - Caixa Postal 530 13400-970 Piracicaba, SP Brasil

    FONE (0194) 33-6155 FAX (0194) 33-6081

    TELEX 197881 IPEF BR

  • SUMRIO 1. INTRODUO 2. FONTES DE DADOS 2.1. Digitalizao Automtica 2.2. Sensoriamento Remoto 2.3. Custos, Programao Linear e Simulao 2.4. Inventrio, Cadastro e Levantamento de Solos 2.5. Global Positioning System (GPS) 2.6. Observao 3. MANIPULAO DE DADOS EM UM SIG 4. EQUIPAMENTOS 5. CONCLUSO 6. LITERATURA CONSULTADA

  • SISTEMAS DE INFORMAES GEOGRFICAS: APLICAES

    FLORESTAIS

    Hilton Thadeu Zarate do Couto* 1. INTRODUO A indstria que utiliza a madeira como matria-prima de seus produtos cada vez mais pressionada para um melhor manejo dos recursos naturais e florestais. Os lucros, antes conseguidos atravs do aumento dos preos, atualmente s so possveis atravs da diminuio dos custos de produo. Dados recentes mostram que o consumo mundial de celulose passar de 150 milhes de toneladas no fim desta dcada, incluindo neste nmero a fibra secundria ou reciclada. A FAO estima que o consumo brasileiro de painis base de madeira (chapas de fibra e aglomerados, principalmente), passar de 2,24 milhes de toneladas em 1989 para 14,66 milhes de toneladas por ano em 2010. Muito dessa demanda ser reprimido se no houver matria-prima disponvel e se os preos subirem consideravelmente, abrindo espao para outros produtos, como a alvenaria, o concreto, o ao etc. Portanto, o aumento do preo da madeira, preconizado para os prximos anos, far com que se invista na produo sustentada desses recursos. As empresas que utilizam os Sistemas de Informaes Geogrficas, reconhecem que a habilidade de entender e manejar os recursos florestais pode ser consideravelmente melhorada. Mas, o que vem a ser um SIG? H muitas definies de SIG. O ESRI (1991) apresenta a seguinte: "Uma coleo organizada de equipamentos para computao eletrnica ("hardware"), programas ("software"), dados georeferenciados e pessoal especializado, projetada para coletar, armazenar, atualizar, manipular, analisar e apresentar visualmente todas as formas de informaes geograficamente referenciadas". Muitos programas para computador como as planilhas eletrnicas (ex.: LOTUS, QUA TIRO, WORKS), os pacotes estatsticos (ex.: SAS, SYSTAT, S-PLUS, SPSS) ou os pacotes para desenho (ex.: AUTOCAD, SURFER, TOPOGRAPH, MAXICAD), podem trabalhar com dados geogrficos ou espaciais e no-espaciais (atributos). Entretanto, esses "softwares" no so considerados um SIG, pois no permitem a operao espacial com os dados, tambm chamada de operao topolgica. Como exemplo simples, considera-se a seguinte tabela:

    Ncleo Florestal Latitude Longitude Volume de Madeira (estreos) NF1 1206'31" 3825'18" 81.146 NF2 11 36'26" 3946'15" 126.000 NF3 1115'21" 3916'08" 96.318 NF4 1221'16" 3936'14" 129.615 NF5 1228'43" 3846'15" 212.186 NF6 1406'08" 4011 '36" 92.314

    * ESALQ/USP Departamento de Cincias Florestais Caixa Postal 9 Piracicaba-SP

  • As informaes contidas nesta tabela permitem que se faam dois tipos de consultas: espaciais e no-espaciais. A resposta a uma consulta no-espacial no requer a utilizao da latitude e longitude e nem descreve onde os ncleos florestais esto localizados em relao a uma fbrica consumidora de madeira. Como exemplo deste tipo de consulta temos o volume de madeira existente na empresa. As consultas espaciais s podem ser respondidas usando os dados de latitude e longitude e outras informaes, como a localizao-da fbrica. Um SIG pode ento responder prontamente a consultas com: a) Qual a rota mais curta para atingir o Ncleo Florestal 1? b) Qual o volume de madeira existente num raio de 30 km da fbrica? c) Qual a rota alternativa para se atingir o Ncleo Florestal 6, caso haja impedimento da rota principal? Um SIG tpico interliga diferentes conjuntos de dados. Supondo-se que uma empresa deseje conhecer as conseqncias no custo da madeira posta fbrica e na disponibilidade de madeira se aumentar a idade de corte para 8 anos; estudos recentes naquele empresa indicam que cortes em idades baixas prejudicam a fertilidade do solo em determinadas regies. Neste caso, um SIG integraria arquivos ou base de dados de custos, solos, produtividades, material gentico, clima, datas de plantio, que juntos com dados georeferenciados (estradas, (distncias de pontos importantes, localizao da fbrica, declividade do terreno) seriam analisados e ter-se-iam as respostas desejadas. H vrios modos de um SIG agrupar arquivos ou conjunto de dados: os agrupamentos exatos e no-exatos. Por sua vez, os agrupamentos exatos se dividem em hierrquicos ou aninhados e embaralhados ("fuzzy"). Agrupamento exato ocorre quando se tem em dois arquivos diferentes, informaes diferentes sobre a mesma caracterstica geogrfica (talho, por exemplo). Para agrupar os dois arquivos utiliza-se como indexador ou chave a informao comum. Exemplo:

    ARQUIVO 1 ARQUIVO 2 Talho Espcie Talho rea (ha)

    001 002 008 009 012 016

    EGR ESA PTA PEL EUR EST

    001 002 008 009 012 016

    16.8 14.3 21.6 12.1 9.8

    16.9 Aps agrupar esses dois arquitos ou conjuntos de dados tem-se um terceiro arquivo da seguinte forma:

    ARQUIVO 3 Talho Espcie rea (ha)

    001 002 008 009 012 016

    EGR ESA PTA PEL EUR EST

    16.8 14.3 21.6 12.1 9.8

    16.9

  • Algumas informaes so coletadas com mais detalhes ou em menor freqncia que outras. Um exemplo o Inventrio Florestal Contnuo, cujos dados so coletados anualmente ou bianualmente em parcelas de um mesmo talho. Portanto, os dados de volume se ajustam exatamente dentro de cada parcela, que por sua vez se ajustam exatamente dentro de cada talho. Este tipo de agrupamento chamado de agrupamento hierrquico. Exemplo:

    Talho Parcela Ano Volume (est/ha) 001 001 001 001 001 001

    001 001 001 002 002 002

    1991 1992 1993 1991 1992 1993

    121 134 166 83

    114 145

    Nota-se que vrias observaes de volume se ajustam dentro de um mesmo talho. Muitas vezes os limites de reas menores no se ajustam em reas maiores. Isto muito claro quando se pretende juntar mapas de talhes com mapas de solos. Ao se desejar correlacionar as propriedades dos solos com produtividade de uma determinada espcie florestal, h necessidade de se sobrepor os dois mapas. Este tipo de agrupamento chamado de embaralhado ou fuzzy. Exemplo:

  • Portanto, a interligao ou juno de arquivos uma das mais importantes capacidades de um SIG. Com isto pode-se obter respostas de combinaes de vrias camadas de informaes, ampliando a quantidade das mesmas. A anlise independente de cada camada no trar tanta informao quanto as camadas combinadas e novas informaes so adicioanadas ao banco de dados. O SIG no apenas uma nova tecnologia existente no mercado, mas uma nova filosofia para a empresa florestal. O grande poder de um SIG a sua capacidade de integrao. Ele capaz de trazer variadas formas de informao, de muitas fontes diferentes e relacion-las atravs da localizao espacial. Ainda, capaz da anlise espacial dessas informaes, permitindo que a tomada de decises seja apenas limitada pela imaginao. Estima-se que at o ano 2000 existiro no mundo cerca de um milho de usurios de SIG. Isto significa uma taxa de crescimento anual de 25%, cujos dados se baseiam no crescimento dos ltimos 5 anos. Nota-se que a tecnologia do SIG possui 25 anos, e o crescimento inicial sempre pequeno face aos custos de desenvolvimento do sistema. O rpido desenvolvimento da tecnologia da informtica faz que o custo de um SIG diminua com a melhoria de sua performance. Trabalho publicado por FRANK, ENGENHOFER & KUHN (1991), pesquisadores do Centro Nacional de Informao Geogrfica da Universidade do Maine, Estados Unidos, apresenta as seguintes perspectivas para o desenvolvimento de equipamentos eletrnicos para o fim desta dcada, para uma estao de