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
Conceitualmente
incompatíveis.
Utilização:Préprocessamento
de dados e Banco
de dados
Utilização do
SIG como
ambiente de
trabalho GUI
SIG Livre
Interoperabilidade
Novas
implementações:
•POO;
•AOS;
•Web Services.
Goodchild et al. (1997) Almeida(2006)
Goodchild et al. (1992)Kopp (1996)
Chang et al. (2005)
Taylor, Walker & Abel (1999)
Stuart e Stocks (1993) Tsou & Whittemore (2001)
Uchoa e Ferreira (2004)
Fotheringham e Rogerson (1994)
Sui & Maggio (1999)
SIG estendido
Simulação em um
ambiente comum
Simulação
Dinâmica
Fedra(2006)
Albed et al. (2005)
Santos et al. (2006)
Sistematização
Critérios estabelecidos:
Relacionamento
entre os dados
Modificação no
Código Fonte
Grau de
Complexidade
Relacionamento entre os dados
SIG
Banco de
dados
Modelo
Hidrológico
SIG
Modelo
Hidrológico
Ferramenta
Banco de
dados
Integração com compartilhamento de
dados
Integração sem compartilhamento de
dados
Sistematização
Critérios estabelecidos:
Relacionamento
entre os dados
Modificação no
Código Fonte
Grau de
Complexidade
Modificação no código fonte
Integração Externa
Modificação no código fonte
Integração Interna
– SIG no Modelo
Modelo
SIG
Modificação no código fonte
Integração Interna
– Modelo no SIG
SIG Modelo
Acoplado
SIG
Modelo
Conectado
Sistematização
Critérios estabelecidos:
Relacionamento
entre os dados
Modificação no
Código Fonte
Grau de
Complexidade
Grau de Complexidade
• Integração Básica
• Integração Avançada
Sistematização das Abordagens
Critério
Classificação
Relacionamento de
Com compartilhamento
Dados
Sem compartilhamento
Modificação no
Sub-classificação 1 Sub-classificação 2
Integração externa
código fonte
Conectado
Modelo no SIG
Embutido
Integração Interna
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 -
Qualidade de água e transporte de contaminantes
SC
IE
IB
Osmond et al.( 1997)
SC
IE
IB
Anderson (1998)
WATERSHED
3DFEMWATER/
ArcCAD/
Modelagem ambiental e transporte de
3DLEWASTE
ArcView
contaminantes
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
(2004)
and
Bera
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
Beebe (2000)
MODFLOW
ArcView
Água Subterrânea
CC
IIMSc
IB
GLEAMS
Arc/CAD
Água subterrânea e poluição difusa
CC
IIMSc
IB
SCS runoff Model
MapInfo
Transporte de pesticida
SC
IE
IB
Tsou
&
Whittemore (2001)
De Paz & Ramos
(2002)
Li et al. (2002)
IDOR2D
ArcView
Qualidade de água
CC
IIMSc
IB
HEC-HMS
ArcView 3.2 HEC-GeoHMS
Escoamento Superficial
CC
IIMSc
IB
QUAL2E e
MODFLOW
SWBM
ArcGIS – GEOMODSIM
ArcView 3.2
Qualidade de água/ Água Subterrânea
CC
IIMSc
IB
Balanço hídrico na Bacia
SC
IE
IB
and
Tsanis e Boyle
(2001)
Al-Abed
et
al.
(2005)
Santos et al. (2006)
Triana & Labadie
(2007)
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