ANÁLISE EM SIG MULTICRITÉRIO. Profa. Dra. Maria Isabel Castreghini de Freitas

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1 ANÁLISE EM SIG MULTICRITÉRIO Profa. Dra. Maria Isabel Castreghini de Freitas

2 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 e Rushman, 2001; Jiang e Eastman, 2000).

3 DEFINIÇÃO A análise de multicritérios éuma 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

4 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

5 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.

6 Representação hierárquica do método AHP

7 A atribuição de pesos aos critérios éfeita 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)

8 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

9 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.

10 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).

11 O método MPO Média Ponderada Ordenada O método MPO é uma classe de operadores multicritérios introduzida por Yager em 1988 e implementada em ambiente SIG por Eastman e Jiang em O operador da MPO proporciona agregações ou combinações que ficam entre os operadoresbooleanosde 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).

12 Espaço de estratégia para a tomada de decisão. Fonte: Eastman(2003) O resultado final éa existência de um espaço estratégico de decisão triangular, definido por um eixo correspondente ao risco e por outro eixo correspondente a compensação.

13 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.

14 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 de avaliação da aptidão agrícola das terras GEOPROCESSAMENTO APLICADO NA ADEQUAÇÃO DO USO DE TERRAS CORSEUIL, C.W., CAMPOS, S. XXXI Congresso Brasileiro de Ciência do Solo Eng a Florestal, PPG Energia na Agricultura, FCA/UNESP, Rua JoséBarbosa de Barros, Cx.P CEP Botucatu/SP. cwcorseui@hotmail.com Prof. Adjunto, Departamento de Engenharia Rural, FCA/UNESP, Rua JoséBarbosa de Barros, Cx.P CEP Botucatu/SP. seca@fca.unesp.br

15 APTIDÃO AGRÍCOLA

16 DECLIVIDADES

17 USO DA TERRA: Classificação Supervisionada (MAXVER)

18 CARTA DE SOLOS

19 DEFINIÇÃO DOS CRITÉRIOS Restrições ao Uso Agrícola: corpos d água áreas de preservação permanentes (APP) Estradas Para a elaboração desses mapas foi utilizada uma escalabooleana, 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 (BRASIL, 1965).

20 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.

21 FATOR APTIDÃO AGRÍCOLA CLASSE ALTA (alta adequação para uso da terra classes de maior aptidão para a lavoura) CLASSE MÉDIA (aptidão regular para lavoura) CLASSE 3 85 BAIXA (aptidão para pastagem) CLASSE 4 0 RESTRITA (sem aptidão agrícola)

22 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 (Bertonie 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)

23 FATOR DECLIVIDADE Critério: o intervalo de classes estabelecido no sistema de avaliação da aptidão agrícola das terras, proposto por Ramalho Filho ebeek(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)

24 Classes de declividade (%) 13 Valores de Classes de adequação adequação 255 Alta Média Baixa > 45 0 Restrita

25 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).

26 Fatores Uso da terra Declividade Aptidão agrícola Uso da terra 1 1/3 1/7 Declividade 3 1 1/3 Aptidão agrícola 7 3 1

27 ADEQUAÇÃO DE USO AGRÍCOLA Representação contínua

28 ADEQUAÇÃO DE USO AGRÍCOLA CLASSIFICADO

29 RESULTADOS Razão de consistência dos pesos (RC)= 0,01 (ideal émenor 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 damicrobacia, que apresenta uma área menor do que a estabelecida pelo Código Florestal Brasileiro indicativo de recomposição florestal Análisemulticritériopossibilitou a integração dos aspectos referentes àlegislação com as características da paisagem na avaliação da adequação de uso das terras

30 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, émédio àrápido. 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.

31 CLASSES DE DECLIVIDADE CLASSE D (10,1 a 15%) Áreas muito inclinadas oucolinosascom escoamento superficial rápido na maior parte dos solos. Máquinas agrícolas são usadas com dificuldades. Solos facilmenteerodíveissendo 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. Sóexistem solos muito rasos associados a exposições rochosas.