Dentre as tecnologias do geoprocessamento, três foram aplicadas neste trabalho: Sistemas de Informações Geográficas (SIG), Modelagem Digital do Terreno (MDT) e rotinas da Geoestatística, e serão descritas a seguir.
a) Sistema de Informações Geográficas
Segundo Aronoff (1989), o SIG é um sistema projetado para a coleta, armazenamento e análise de objetos e fenômenos, sustentados pela localização geográfica, ou seja, é a manipulação da informação conectada a um banco de dados geográficos, que possui dados espaciais e de atributos.
Entre as possíveis análises espaciais no SIG, destacam-se: avaliações multicritério, ordenamentos, classificações, overlay, buffer, composição de mapas temáticos, consultas à base de dados georreferenciadas, transformação de data geodésicos, simulações e consulta ao banco de dados (Figura 2.21). Esta última rotina trata-se da mais fundamental de todas as ferramentas do SIG, sendo possível, dentre outras, as seguintes questões:
– Que atributos possui este local? (por localização);
– Identifique todas as localizações que contém determinado atributo (por atributo).
b) Modelagem Digital de Terrenos
Segundo Charif (1992), o MDT teve início nos anos 50, simplesmente como um conjunto de pontos de elevação definindo a superfície da Terra. Além desta aplicação original, o MDT pode gerar uma superfície representativa da distribuição espacial de uma característica, possibilitando sua análise, manipulação e avaliação. Desta forma, a característica a ser modelada pode ser qualquer grandeza que possua uma variabilidade espacial contínua, ou seja, não necessariamente apenas informações altimétricas. Os dados de entrada para estes modeladores podem ser alguns pontos amostrais relativos ao fenômeno a ser modelado (p.ex. pluviosidade, índices de poluição, profundidade do NA, dentre outros) ou até mesmo parâmetros extraídos da análise de um modelo digital de terreno já existente (Simões, 1993; Tuler, 1994).
A Tabela 2.10 apresenta os principais parâmetros topográficos e geomorfológicos que podem ser extraídos de um MDT. Atualmente, tais produtos já estão modelados nos vários SIG´s, facilitando a aplicação.
Tabela 2.10 – Principais parâmetros e aplicações obtidos a partir do MDT.
Fonte: Adaptado de Silva (2006).
Parâmetro Definição Possíveis aplicações
Hipsometria Elevação, curvas de nível Clima, vegetação, energia potencial, etc. Declividade Relação entre a diferença de
nível e a distância horizontal
Velocidade dos fluxos superficial e subsuperficial, taxa de escoamento, vegetação, geomorfologia, presença de água no solo, definição de áreas de risco Aspecto Azimute da inclinação das
encostas
Insolação, evapotranspiração, distribuição da flora e da fauna, análise de
estabilidade do talude Curvatura do
perfil Perfil da curvatura do talude
Aceleração do fluxo, taxa de erosão/deposição Plano de
curvatura Curvatura da região de contorno
Convergência/divergência do fluxo, presença de água no solo Área de
contribuição à montante da
encosta
Área de contribuição da região de contorno que capta a água que é conduzida ao local de escoamento à jusante
Volume de escoamento, taxa de escoamento permanente, características do solo, presença de água no solo, geomorfologia
Área de dispersão do
talude Área à jusante da encosta
Áreas inundadas, taxa de drenagem do solo Extensão da
trajetória do fluxo
Distância máxima do fluxo de água em relação ao local de captação
Taxa de erosão, deslocamento de sedimentos, tempo de concentração
Nesse trabalho, a metodologia adotada para construção do MDT considera uma coincidência acentuada entre a drenagem e o relevo do terreno, denominada de “MDT Hidrologicamente Consistente”. Esta técnica, originalmente definida por O´Callanghan e Mark (1994), em síntese sugere a geração do modelo digital de terreno “raster”, preenchimento das depressões espúrias, identificação do caminho descendente do escoamento superficial entre cada célula do MDT e suas células vizinhas (direção de escoamento) e cálculo do fluxo acumulado.
Na concepção dos algoritmos interpoladores por esta técnica, tem-se que os principais métodos desenvolvidos para extração automatizada de feições fisiográficas de interesse hidrológico, passam inicialmente pela identificação da rede de drenagem numérica. Logo, salienta-se a importância de um acurado mapeamento da hidrografia local para construção do modelo digital de elevação hidrologicamente consistente.
Um detalhe metodológico deste procedimento é que ao condicionar os dados de al- timetria com a malha hidrográfica, sugere-se que nessa última, os vetores dos cur- sos d´água estejam orientados no sentido do escoamento. Esta exigência é um exemplo da importância da forma de aquisição digital dos dados, evitando futuras (e custosas) edições cartográficas.
c) Geoestatística
A geoestatística interage com as tecnologias do geoprocessamento já comentadas, auxiliando numa análise quantitativa dos dados e fornecendo o nível de confiança para o estudo. Landim (2003), assim a define: “ ... a análise geoestatística
preocupa-se com o entendimento da gênese e leis naturais que governam fenômenos interpretados como regionais; da estimativa das variáveis regionais, ou algumas de suas características espaciais, usando informações e relações a partir de um conjunto discreto de amostras, e da avaliação dos erros de estimativa, para estabelecer o grau de segurança em previsões e os padrões ótimos de amostragem, que assegure que um erro máximo de estimativa não seja excedido. ”
Apesar da geoestatística ser uma técnica recente, com aceitação a partir de meados de 1970, em Hart (1954), já se utilizava este termo num contexto geográfico para denotar métodos estatísticos que enfatizam a localização espacial. O uso da geoestatística na geotecnia é cada vez mais freqüente, em razão da elevada heterogeneidade das características dos solos e rochas, e suas respectivas classificações. Segundo Landim (2003), técnicas como a geoestatística, fundamentada nos modelos probabilísticos, constituem-se em uma abordagem apropriada para quantificar a aparente aleatoriedade das variáveis geotécnicas, efetuando-se estimativas e avaliando-se incertezas.
Outro assunto importante e campo atual de estudo do geoprocessamento, refere-se à concepção de “indicadores urbanos”, a partir de informações georeferenciadas. Atribuir certo índice de sustentabilidade, seja este social, econômico, ambiental, e acompanhá-lo nas alterações espaço-temporais é um desafio complexo, e importante ao gestor municipal.
Na área de geociências, estes indicadores são denominados de “geoindicadores” (Berger, 1997; Bitar e Ceneviva, 2003; Cunha, 2003; Zuquette e Gandolfi, 2004; Cendrero et al., 2004; Rego Neto e Uceda, 2007). Estes autores ressaltam a importância dos indicadores para avaliar as mudanças dos processos e fenômenos geológicos, que ocorrem na superfície da terra ou perto dela, e que são significativos para o monitoramento ambiental.
Geralmente um geoindicador corresponde a um conjunto de parâmetros selecionados e considerados isoladamente ou combinados entre si. Desta forma, os índices sintéticos podem-se apresentar de uma agregação reducionista, não sendo representativo de determinado fenômeno.
Quanto aos geoíndices associados ao meio ambiente, ou de geoíndices da qualidade de vida, associados aos riscos geológicos, poucas são as referências bibliográficas a serem comparadas, em virtude da heterogeneidade das variáveis envolvidas e especificidades espaciais.
Talvez a explicação desta lacuna seja a falta de padronização dos estudos ambientais, além da difícil vinculação destas questões em pesquisas de opinião. Soma-se a isto às diferenças regionais, falta de profissionais habilitados e ausência de dados básicos para análise.
Carvalho (2001) questiona: “Qual seria o indicador para qualificar quão apta uma
área está, para receber a função de morada permanente ?” Em sua reflexão, além
de colocar em dúvida a qualidade dos parâmetros, bem como do critério para combinação destes parâmetros que conduziram ao valor do geoindicador em análise, associa essa decisão a outros fatores, inclusive da infra-estrutura urbana. Apesar da discussão envolvida, a função de “morada permanente” seria possibilitada em qualquer área, desde que observado os critérios de segurança para tal.
Segundo Rego Neto e Cendrero (2007), os indicadores sociais, econômicos, institucionais e ambientais são muitas vezes inter-relacionáveis, ou seja, a expectativa de vida relaciona-se a locais onde há saúde preventiva, boas condições
de higiene nas residências, água potável e coleta de lixo, o mínimo risco geológico da habitação, etc.; como poderá ser comprovado na apresentação do Índice de Qualidade de Vida Urbana (IQVU).
Geralmente, a unidade no meio urbano para a geração do geoindicador são as UP´s (Unidades de Planejamento). Elas são apropriadas para avaliar a gestão do uso territorial urbano e mostrar a conformidade e a eficiência do plano ao uso proposto.
Para ilustrar, a carta dos índices do risco geológico por UP (Figura 2.22), variável integrante do IQVU em 2007, sofreu em uma ampla revisão por parte dos técnicos da prefeitura de BH, que inclusive serviu como motivador deste trabalho (Tuler et al. 2007b; Tuler et al. 2008).
No IQVU, este geoindicador é um instrumento fundamental de monitoramento dos impactos das ações e intervenções públicas, previsto no Plano Diretor do Município de Belo Horizonte, desde 1994 (PBH, 1996).
O IQVU busca avaliar não a qualidade de vida do indivíduo, mas sim, deste enquanto morador da cidade, especificamente da oferta local de serviços públicos, bem como da acessibilidade dos moradores aos serviços de outras localidades. Apesar deste objetivo fundamental, como constatado em Tuler et al. (2007b), a incorporação da abordagem geológico-geotécnica agregou a este índice elementos fundamentais da infra-estrutura do espaço urbano e da segurança da habitação. Inclusive, em Tuler et al. (2007b) e Tuler et al. (2008), observou-se que o mapeamento das áreas de predisposição aos eventos perigosos (escorregamentos, enchentes e inundações e erosão), traduzindo seus resultados na variável “qualidade e segurança da habitação”, refletiam nos menores índices associados a outras variáveis, como por exemplo, salubridade ambiental, educação, segurança urbana e assistência social.
Para exemplificar, seja o geoindicador ambiental denominado Índice de Salubridade Ambiental (ISA), utilizado pelo Município de Belo Horizonte e institucionalizado quando da sanção da Lei 8.260 de 03 de dezembro de 2001 (PBH, 2004), que comprovava a informação acima (Figura 2.23).
Porém, para que estes geoindicadores (ISA, IQVU, etc.) sejam fiéis ou representativos à realidade urbana, investigações de campo devem ser conduzidas por técnicos habilitados para sua validação. Após esta verificação, podem-se planejar as possibilidades de intervenção e/ou correção.