USO DE FERRAMENTAS SIG EM SISTEMAS DE SUPORTE À DECISÃO EM RECURSOS HÍDRICOS

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1 USO DE FERRAMENTAS SIG EM SISTEMAS DE SUPORTE À DECISÃO EM RECURSOS HÍDRICOS MÉLLO JR, A. V. 1 ; PORTO, R. L. L. 2 ; LISBOA NETO, H. 3 ; SCHARDONG, A. 4 ; ROBERTO, A. N. 5 ; MARC ELLINI, S. S. 6 ; OLIVEIRA, C. P. M. 7 RESUMO: O uso de sistemas de informações geográficas (SIG) tem se tornado cada vez mais freqüente nas diversas áreas do conhecimento. O presente artigo apresenta o desenvolvimento de ferramentas SIG básicas incorporadas a um Sistema de Suporte a Decisões (SSD) para ser utilizado no gerenciamento e planejamento dos Recursos Hídricos. Os resultados da integração destas ferramentas SIG aos SSD têm tornado o processo decisório mais ilustrativo e dinâmico, facilitando a manipulação de dados, sua análise e a compreensão dos resultados. PALAVRAS-CHAVE: sistemas de suporte à decisão planejamento de recursos hídricos sistemas de informação geográfica ABSTRACT: The use of Geographic Information System (GIS) is becoming more and more frequent in many knowledgeable areas. This article presents the development of the GIS basic tools integrated in a Decision Support System (DSS) to be used in the Water Resource planning and management. The integration results of these GIS tools to the DSS have made the process more illustrative and dynamic, facilitating data handling, its analysis and result comprehension. KEYWORDS: decision support system water resource planning geographic information system INTRODUÇÃO: O aumento crescente da demanda de água para múltiplos usos e a ocorrência de problemas ambientais provocados pela atividade antrópica nas bacias hidrográficas, contribuem para agravar os problemas de abastecimento hídrico. Diante do iminente risco de escassez de água, é fundamental que a sociedade e o órgão gestor de recursos hídricos desenvolvam soluções para os problemas de gerenciamento da água para múltiplos usos, e para os problemas de deterioração da qualidade das águas das bacias hidrográficas. A análise de sistemas hídricos com vistas ao gerenciamento e ao planejamento dos recursos na bacia devem ser feitos considerando todas as características de disponibilidade de água, as demandas, as estruturas hidráulicas existentes, lançamentos de resíduos domésticos e industriais, a capacidade de 1 Prof. Dr. do Depto de Engenharia Agronômica da UFS; Av. Marechal Rondon, s/n, Jardim Roza Elze, São Cristóvão; SE; Brasil; CEP ; (79) ; arisvaldomello@ufs.br ; 2 Prof. Dr., Depto de Engenharia Hidráulica e Sanitária; EPUSP; São Paulo; SP; Brasil; (11) ; rlporto@usp.br; 3 Eng. do Laboratório de Sistema de Suporte a Decisões (LabSid),. PHD; EPUSP; São Paulo; SP, hlneto@gmail.com; 4 Eng. MSc Laboratório de Sistema de Suporte a Decisões (LabSid), PHD; EPUSP; São Paulo; SP; andreschardong@gmail.com ; 5 Eng. MSc do Laboratório de Sistema de Suporte a Decisões (LabSid), PHD; EPUSP;São Paulo; SP; nunesanr@usp.br; 6 Eng. Dra. do Laboratório de Sistema de Suporte a Decisões (LabSid), PHD; EPUSP; SP, silvana.marcellini@poli..usp.br; 7 Eng. do Laboratório de Sistema de Suporte a Decisões (LabSid),.PHD; EPUSP; SP; Brasil; cristiano.oliveira@poli.usp.br;

2 autodepuração dos rios e o manejo agrícola. A degradação das águas superficiais resulta em dificuldades para os processos convencionais de tratamento de água para abastecimento público, gera conflitos no uso das águas e faz com que se recorra à captação em mananciais localizados em grandes distâncias das demandas. A necessidade de operar todo este conjunto hídrico, considerando os usos conflitantes da água, torna a análise extremamente complexa. Sistemas de Suporte a Decisão (SSD) constituem uma metodologia útil para auxiliar a resolução de conflitos e para uma gestão integrada da bacia. Esses sistemas baseiam-se numa intensa utilização de dados e modelos matemáticos, bem como na facilidade com que propiciam a comunicação entre o usuário e o software (Sprague e Carlson, 1982; Porto et al., 2003). A interface do sistema baseada em sistemas de informações geográficas permite uma grande flexibilidade na busca e na visualização das informações disponíveis. A Figura 1 mostra de forma simplificada a estrutura típica de um SSD. Neste artigo apresenta-se o desenvolvimento de ferramentas de sistema de informações geográficas incorporadas a um sistema de suporte a decisões para serem aplicadas no gerenciamento e no planejamento de recursos hídricos. Interface SIG Banco de Dados Modelos matemáticos Resultados Tomada de Decisão Figura 1. Estrutura típica de um Sistema de Suporte a Decisões MATERIAL E MÉTODOS: O sistema foi desenvolvido com o intuito de se disponibilizar um software robusto, com uma interface amigável ao usuário e com ferramentas básicas que forneçam informações necessárias para alimentar os modelos matemáticos e auxiliem-no no próprio conhecimento da bacia. Os dados de entrada deste sistema são: dados geográficos, hidrológicos, climáticos e de demandas. Estes dados são armazenados em banco de dados Access. A interface Windows foi desenvolvida utilizando-se uma linguagem de programação de alto nível voltada à

3 programação chamada VB.Net. As ferramentas SIG foram desenvolvidas utilizando-se o software TatukGIS Developer Kernel. Para o caso em questão foram utilizadas as propriedades elementares dos componentes primários: ponto (coordenadas), linha (pontos e comprimento) e polígono (pontos, linhas e área). Este sistema tem a vantagem de não estar vinculado a nenhum software proprietário de sistemas de informações geográficas. Este fato é muito importante para que a utilização do sistema seja estendida a várias entidades envolvidas no processo de gestão dos recursos hídricos da bacia hidrográfica. RESULTADOS E DISCUSSÃO: Como resultado tem-se um sistema que permite a visualização, identificação e a localização de elementos geográficos através das seguintes feições (layers): limites das bacias, hidrografia principal, rodovias, sedes de municípios, postos pluviométricos, fluviométricos e de medição da qualidade da água, pontos de captação e de lançamento de efluentes domésticos e industriais, e pontos de controle ambiental. Além de disponibilizar ferramentas que permitem buscas aos atributos de cada feição geográfica disponível, o sistema também permite a delimitação de bacias hidrográficas de forma simplificada e terá a capacidade de gerar mapas temáticos definidos pelo usuário. A Figura 2 mostra a tela inicial do Sistema. Menu Principal Barra de Botões Área da Legenda Área de Visualização dos Layers Barra de Status Figura 2. Tela do SSD

4 Esta tela é composta por um Menu Principal que disponibiliza a maioria das funções e ferramentas; uma Barra de Botões que controlam a navegação, o deslocamento do mapa, zoom, a seleção de elementos, captura de imagens e acesso ao modelo AcquaNet; uma barra inferior de informações (Barra de Status); duas áreas de mapas e uma área para a legenda das informações (feições) mostradas no mapa. Na área de visualização do mapa são mostrados os layers (conjunto de pontos, linhas e/ou polígonos representativos de uma determinada feição geográfica) escolhidos pelo usuário. Os layers, armazenados no banco de dados local, constituem tanto a base geográfica (imagem de satélite, municípios, hidrografia, etc.) como outras feições de interesse, como postos meteorológicos, cadastro de usuários, etc. O quadro localizado no canto inferior esquerdo contém um mini-mapa que serve como uma referência do que está sendo mostrado no mapa principal. Este mini-mapa é ativo, isto é, clicando sobre o retângulo azul e arrastando-o faz com que o mapa principal também se desloque. Também é possível deslocar o conteúdo do mapa principal apenas clicando num ponto do mini-mapa. Na parte inferior da tela existe uma barra de informações, onde é mostrado o nome do elemento sobre o qual o mouse está passando no momento, as coordenadas UTM Este e Norte da posição corrente do cursor no mapa e a escala na qual o mapa está sendo visualizado. Existe ainda mais um campo, normalmente vazio, que fornece informações específicas quando se usa determinadas ferramentas, tais como cálculo de distâncias, áreas etc. No Menu Principal a opção Ferramentas permite acessar ferramentas de uso geral tais como determinação de comprimento, área ou distância, funções de consulta ao banco de dados através da seleção de atributos, criação de layers pelo usuário e o traçado de uma área-limite. A seguir são descritas as principais funções básicas: Distância: fornece a distância entre dois pontos definidos pelo usuário no Mapa Principal. Distância Acumulada: fornece a distância acumulada a cada clique do mouse. Comprimento (km): determina o comprimento de uma feição linear (por exemplo, o comprimento de um rio); Área (km2): determina a área de um polígono qualquer mostrado no Mapa Principal. Área Limite: permite ao usuário traçar um polígono que limita uma área para consulta de atributos. O polígono pode ser desenhado ou capturado de um layer existente. Localiza Elemento: através de uma lista, possibilita localizar no Mapa Principal um elemento contido em um dos layers ativos no sistema. Seleção por Atributos: permite que um dado elemento seja selecionado através de seus atributos e submetido a uma, duas e/ou três condições, conforme a escolha do usuário.

5 Cria Layer com Selecionados: Esta opção da caixa de ferramentas permite que seja criado um novo layer a partir de elementos previamente selecionados em um ou mais layers já existentes, desde que tenham o mesmo tipo de feição (polígono ou linha ou ponto). CONCLUSÕES: Sistemas de suporte a decisão são instrumentos eficientes para auxiliar a gestão e o planejamento dos recursos hídricos. O fato deste sistema estar integrado a um sistema georreferenciado melhora o acesso e a manipulação dos dados, a visualização espacial dos mesmos, tornando-o mais ilustrativo e dinâmico, facilitando a sua análise e a compreensão dos resultados. A metodologia apresentada foi utilizada no desenvolvimento de um sistema para o gerenciamento dos recursos hídricos das bacias dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí. O sistema tem sido amplamente utilizado e testado pelo órgão gestor estadual (DAEE Departamento de Águas e Energia do Estado de São Paulo) e pelos usuários da bacia, mostrando sua robustez e funcionalidade. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: PORTO, R. L; EVSUKOFF, A.G.; EBECKEN, N.F.F.; VILLANUEVA, A. Métodos Numéricos em Recursos Hídricos 6. Org. Por da Silva, R. C. V., ABRH, ed. UFRGS, Porto Alegre, RS,2003. p : Sistema de suporte a decisão para análise de sistemas de recursos hídricos. SPRAGUE, R. H.; CARLSON, E. D. Building effective decision support systems. Prentice Hall, 1982.