TÉCNICA E MÉTODOS DE CARTOGRAFIA, GEOPROCESSAMENTO E SENSORIAMENTO REMOTO, APLICADAS AO PLANEJAMENTO E

GESTÃO AMBIENTAIS

BANCO DE DADOS COMO AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMPACTO AMBIENTAL – APLICADO AO MUNICÍPIO DE PETRÓPOLIS/RJ

Bruno da Rocha Mendes, MSc. – PPGL – UFRJ – brmendes@gmail.com

Antonio José Teixeira Guerra, PhD. – PPGG – UFRJ - antoniotguerra@gmail.com

RIO DE JANEIRO - RJ

BANCO DE DADOS COMO AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMPACTO AMBIENTAL – APLICADO AO MUNICÍPIO DE PETRÓPOLIS/RJ

Bruno da Rocha Mendes, MSc. – UFRJ – brmendes@gmail.com

Antonio José Teixeira Guerra, PhD. – UFRJ - antoniotguerra@gmail.com

RESUMO

Uma das características marcantes de um diagnóstico ambiental é seu caráter multidisciplinar e interdisciplinar, que exige muitas vezes equipes de áreas distintas, como geógrafos, biólogos, geólogos, entre outros, gerando uma enorme quantidade de dados e informações. O presente trabalho teve como escopo precípuo o desenvolvimento de um sistema de suporte à decisão e organização de dados. Elaborando-se um banco de dados com informações espaciais e características físicas e socioeconômicas da área de estudo, com vistas a oferecer um ambiente mais confiável e flexível para tomada de decisões, possibilitando uma visão mais ampla das características inerentes ao município de Petrópolis. Freqüentemente a heterogeneidade e a dispersão dos dados dificultam a tomada de decisão e até induzem a erros. O objetivo da criação de um banco de dados é exatamente tentar dirimir e ou mitigar esses problemas. O trabalho teve por finalidade homogeneizar toda a base de dados criada com os levantamentos de campo e bibliográficos, padronizando os dados, permitindo uma validação mais confiável da base, facilitando atualizações e a comunicação com outras pessoas com a implementação de regras e uso de metadados. Além disso, possibilitou o intercâmbio direto com um Sistema de Informação Geográfica, permitindo realizar análises espaciais, utilizar geoestatística e modelos matemáticos para a geração de mapas de modo a auxiliar na tomada de decisões. O banco de dados pôde auxiliar a explorar hipóteses, analisar o funcionamento de processos ambientais e investigar a resposta do sistema ambiental estudado

Palavras-chave: Banco de dados, Diagnóstico Ambiental, Geomorfologia.

ABSTRACT

One of the characteristics of an environmental assessment is its multidisciplinary and interdisciplinary character, which often requires teams of different areas, such as geographers, biologists, geologists, among others, generating a huge amount of data and information. This work has the principal aim of the development of a decision support system and organization of data. Developing a database with spatial information and physical and socioeconomic characteristics of the study area, to provide a more reliable and flexible decision, enabling a broader view of the inherent characteristics within Petrópolis municipality. Usually the heterogeneity and dispersion of data turn the decision more complicated and even may lead it to errors. The objective of creating a database is just to try and to solve or to mitigate these problems. The research work was to homogenize all data created with the field surveys and literature, standardizing the data, allowing a more reliable validation of the database, facilitating updates and communication with other people with the implementation of rules and the use of metadata. In addition, it allowed the direct exchange with a Geographic Information System, enabling spatial analysis, geostatistics and mathematical models used to generate maps to assist the decision making. The database helped to explore hypothesis, to analyze the functioning of the environmental processes and to investigate the response of the investigated environmental system.

Key-words: Database, Environmental diagnosis, Geomorphology.

INTRODUÇÃO

Atualmente a utilização de microcomputadores é quase uma necessidade ou uma regra.

Entretanto, várias ferramentas disponibilizadas por meio dessas máquinas, são pouco conhecidas ou

utilizadas. Todos utilizam o pacote Microsoft Office, usando o Word para redigir seus textos, o Excel

para fazer suas planilhas ou o Internet Explorer para navegar na internet. Contudo, as facilidades que

esses aplicativos oferecem em termos de utilização, mascaram, ou induzem a maioria dos usuários a

usarem tão somente suas funções básicas, ignorando diversas outras que são muito úteis.

A revolução da microinformática propiciou e catalisou inúmeros avanços técnicos em todas as

áreas de conhecimento e mostrou que o computador é ferramenta necessária para otimização de

pesquisas e trabalhos, dos mais simples aos mais complexos.

Muitos desses avanços geraram inúmeros benefícios para os profissionais de Geociências ao

longo das últimas décadas; foram criados softwares que tornaram mais fácil e prático fazer análises

estatísticas complexas, em um menor espaço de tempo e com menos incertezas; as tecnologias e

ferramentas de geoprocessamento propiciaram um incremento nas análises espaciais, facilitaram e

melhoraram a qualidade e precisão dos mapas e cartas, bem como otimizaram seus usos; o sistema

GPS, equipamentos de monitoramento ambiental e computadores mais potentes vêm facilitando e

acrescentando mais qualidade e precisão aos estudos na área de Geociências.

Todavia, infelizmente ainda existe um paradoxo na questão do uso de microinformática e suas

ferramentas, por grande parte dos profissionais de Geociências, pois apesar do aumento significativo

de usuários de microinformática e geotecnologias, ainda não chegamos à popularização de alguns

métodos e ferramentas, como é o caso do Banco de Dados, que é infinitamente útil e necessário para o

apoio as pesquisas na área de Geociências. Por isso, é importante defender e trabalhar no sentido de

facilitar a disseminação de tais ferramentas, tentando assim melhorar as pesquisas na área. Facilitando

procedimentos que antes eram feitos à mão e demandavam muito trabalho e tempo, além de em

algumas ocasiões apresentar erros que poderiam ser evitados com o uso de computadores e suas

ferramentas.

Os benefícios gerados pela utilização de Banco de Dados, ao invés de outros tipos de

organização de dados são discutidos nesse trabalho, porém as características básicas de qualquer

Banco de Dados, como a possibilidade de centralizar todos os dados de um determinado

estudo/pesquisa, organizá-los, diminuir inconsistências e permitir atualizações e consultas rápidas a

todos os dados, bastaria para justificar a necessidade da implementação dessa solução.

A eficiente construção de sistemas de informação depende da criação de modelos conceituais

que sejam representativos da porção modelada da realidade. Se este problema é projetado para a

pesquisa ambiental, é considerável o acréscimo da complexidade nele envolvida. Torna-se necessário

considerar o ambiente como um sistema, isto é, uma entidade que tem expressão espacial, a ser

modelada segundo sua variabilidade taxonômica e a distribuição territorial das classes de fenômenos

nela identificados como relevantes (Xavier, 2001). Dessa forma, a utilização de Banco de Dados

apresenta-se mais uma vez como uma solução indispensável, pois facilita a manipulação e estruturação

de dados ambientais tão complexos.

Petrópolis tem uma localização estratégica, com fácil acesso ao município do Rio de Janeiro,

sendo servida por uma excelente malha viária. O município de Petrópolis possui 5 distritos: cidade de

Petrópolis, Cascatinha, Itaipava, Pedro do Rio e Posse. O município insere-se no complexo da Serra do

Mar (Mapa 1), apresentando uma topografia predominantemente crítica e com grande potencial de

degradação dos solos, chamado de relevo de grande energia. Encontra-se inserido na subdivisão da

região geomorfológica denominada Reversos da Serra do Mar. O relevo é montanhoso, com altas

declividades, altitude média de 845 m, área de 811 km², a paisagem é caracterizada por montanhas

escarpadas, exibindo imensos afloramentos gnáissicos (Mapa 2).

Em 2001 a população era de 281.506 habitantes (CIDE, 2001). Ao lado de belíssimas

propriedades, residências de classe média e sítios, proliferam comunidades extremamente pobres.

Pequenas e médias empresas se instalaram ao longo dos principais eixos viários e formaram zonas

comerciais sem planejamento adequado.

Mapa 1: Localização Regional do Município de Petrópolis (Imagem LandSat 5 TM – 2000)

Mapa 2: Município de Petrópolis (Imagem LandSat 7 TM+ - 2002)

O perfil demográfico do município de Petrópolis, apresenta crescimento absoluto

consideravelmente grande, como mostra o gráfico 1.

Perfil demográfico do Município de Petrópolis - RJ

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

1940 1950 1960 1970 1980 1991 1996 2000

Ano

Hab/

Km

2

Gráfico 1: Perfil Demográfico do Município de Petrópolis – RJ Fontes: IBGE, Censos Demográficos (dados brutos) e CIDE (dados derivados) - 2004

O crescimento demográfico relativo, referenciado aos outros municípios da região serrana do

estado do Rio de Janeiro (Tabela 1), foi muito grande, apresentando um desvio considerável (Gráfico

2). Esta informação permite traçar um paralelo, visto que torna claro um grande crescimento em um

curto espaço de tempo, gerando como na maioria das cidades brasileiras, uma expansão urbana rápida

e desordenada, corroborando para o aumento de impactos ambientais e servindo, assim, como uma

ótima área para estudo.

Bom

Jard

imCa

ntag

alo

Carm

oCo

rdeiro

Duas

Bar

ras

Mac

uco

Nova

Frib

urgo

Petró

polis

Sant

a Mar

ia M

adalen

a

São Jo

sé d

o Va

le d

o Ri

o Pr

eto

São

Seba

stião

do A

ltoSu

mid

ouro

Tere

sópo

lis

Traj

ano de

Mor

ais

1940

1960 1980

1996 0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

Hab

/Km

2

An

os

Gráfico 2: Perfil Demográfico dos municípios da Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro Fontes: IBGE, Censos Demográficos (dados brutos) e CIDE (dados derivados)-2004

METODOLOGIA

A abordagem metodológica sugerida neste trabalho é uma tentativa de se avaliar os aspectos

físicos, ou geoecológicos, juntamente com os aspectos sócio-econômicos para fins de planejamento

ambiental, adotando simplificadamente, os passos mostrados no fluxograma a seguir (Figura 1):

Figura 1: Fluxograma das Fases do Trabalho

Por permitirem representar a territorialidade e a inspeção de possíveis relacionamentos entre as

entidades ambientais envolvidas, muitas representações digitais do ambiente são extremamente úteis.

São exemplos os cartogramas digitais oriundos da cartografia automatizada, os mapeamentos

temáticos gerados a partir de dados tele-detectados e os Bancos de Dados portadores de campos que

indicam a localização das entidades neles arroladas. Estas representações podem ser integradas em

uma estrutura mais ampla que as contenha e permita a investigação exaustiva de relações entre as

entidades representadas. Esta montagem, que deve se paulatina e ordenada, pode ser desdobrada em

dois passos, sendo o passo inicial a construção de modelos conceituais que representem a realidade

ambiental. Estes modelos conceituais devem possuir alto potencial de apoio às diagnoses de situações

ambientais. Devem ser construídos para facilitar a transição para o passo seguinte, que é a modelagem

digital final, a qual permitirá o tratamento dos dados por geoprocessamento e representa uma visão

integrada da realidade ambiental. Em conseqüência, os modelos conceituais devem ser criados: a) sem

perda de poder diagnóstico causada por simplificações excessivas: b) sem que neles permaneçam

representadas complexidades ambientais impeditivas da modelagem digital posterior (Xavier, 2001)

O primeiro passo, em todo o processo, é identificar as variáveis e indicadores que serão

considerados para a geração do diagnóstico sócio-econômico e do diagnóstico físico da área estudada.

Estes diagnósticos auxiliam no conhecimento da área como um todo, para isso foi realizado um

levantamento bibliográfico bem amplo, onde foram considerados textos de ciências geográficas,

biológicas, geológicas e sociológicas. Os textos serviram para nortear e embasar o conhecimento

teórico sobre avaliação de impactos ambientais, além disso, foram utilizados termos de referência para

licenciamento ambiental gerados pelos órgãos públicos responsáveis pela fiscalização e licenciamento

ambiental, como IBAMA (na esfera federal), e INEA (na esfera Estadual – Rio de Janeiro).

Por se tratar de um projeto no qual foi feito um Banco de Dados para auxiliar no diagnóstico

ambiental, a metodologia proposta levou em consideração dois principais objetivos:

1- levantamento de todas as ocorrências de impactos ambientais;

2- controle de campo dos eventos mais recentes. Desta forma, podem ser elaborados mapas de

freqüência e concentração desses impactos.

O conceito de diagnóstico ambiental necessita ser posicionado em relação ao termo situação

ambiental. O diagnóstico é o produto da análise efetuada sobre uma ou várias situações ambientais,

refletindo o conjunto de condições positivas e negativas prevalecentes em um ambiente. É, portanto,

composto a partir da análise de situações ambientais; conseqüentemente, sendo uma síntese, não deve

ser confundido com suas partes componentes. É com base em um diagnóstico bem construído que

podem ser feitas prognoses, base para a proposição das partições territoriais que constituem os

afamados e, às vezes, mal concebidos, zoneamentos ambientais, para os quais é primordial a

consideração das características geomorfológicas do ambiente (Xavier, 2001). Para isso, ainda na

primeira fase, foi elaborada uma “Planilha Teste”, que tem como objetivo avaliar a utilidade das

variáveis escolhidas para figurarem no futuro Banco de Dados. Nessa fase foi feito um Brainstorm

com os professores, alunos de Pós-Graduação e bolsistas envolvidos no projeto, com o intuito de

adequar e agregar mais idéias à “Planilha Teste”.

Com a “Planilha Teste” pronta, deu-se início a segunda fase do projeto, que era testar a

utilidade e aplicabilidade das variáveis escolhidas para figurarem na planilha em um trabalho de

campo. Usou-se como base de teste um trabalho solicitado pelo Ministério Público Estadual do Rio de

Janeiro, que precisava determinar a causa de um movimento de massa em um lugar chamado Morro do

Gulf, no município de Petrópolis. Tal trabalho não tinha como objetivo principal diagnosticar impactos

ambientais, entretanto a “Planilha Teste” mostrou-se de grande utilidade para tal objetivo, visto que a

principal causa do movimento de massa foi a soma de diversos fatores que impactaram aquele

ambiente e catalisaram tal fato. Além disso, essa planilha (ficha de vistoria) foi usada para o

diagnóstico de 24 comunidades no município de Petrópolis.

O trabalho de campo serviu para testar a planilha e fazer os últimos ajustes para iniciar a

elaboração do Banco de Dados.

A implantação do Banco de Dados se fez necessária em função da complexidade ambiental

requerer um grande número de dados e informações para que as análises e modelos propostos sejam

consistentes e pertinentes. Ele permite uma estrutura adequada de armazenamento, sendo compacto,

diminuindo a quantidade de arquivos de papéis volumosos; fornece respostas em um curto espaço de

tempo, uma vez que a capacidade de recuperação e modificação de dados de um computador é muito

mais rápida que de um ser humano trabalhando com papel. Aperfeiçoa o fluxo de trabalho, exigindo

menos trabalho braçal, liberando o tempo para o trabalho intelectual, além de permitir um fluxo

corrente de dados e informações corretas, estruturadas e atualizadas.

Para garantir algumas das funcionalidades supracitadas, aumentar o grau de confiabilidade e

diminuir a possibilidade de certos tipos de erros, comuns em base de dados que não utilizam sistemas

de Banco de Dados, como por exemplo, bases mantidas em planilhas eletrônicas, documentos de texto

ou até mesmo em papel; o Banco de Dados possui uma característica importantíssima, chamada de

restrição de integridade. Esta característica serve para estabelecer um padrão (formato) de valores para

os dados inseridos, de modo a garantir certa integridade e facilitar o armazenamento.

O software escolhido para desenvolver o Banco de Dados foi o Microsoft Office Access, pois o

mesmo é tecnicamente simples de usar, muito utilizado e relativamente fácil de se obter, visto que é

parte integrante da suíte Microsoft Office, muito difundida e utilizada em todo o mundo. Além disso,

permite interface com outros softwares utilizados em projetos de avaliação de impacto ambiental,

como o ARCGIS, que possui como Banco de Dados nativo o formato “.mdb” (extensão do Microsoft

Office Access), o que facilita a ligação entre os Bancos de Dados, aumentando sua utilidade, quando

somado à possibilidade de utilizar ferramentas de Geoprocessamento nas análises.

As variáveis escolhidas foram padronizadas e normatizadas, permitindo a modelagem

conceitual e a construção do Banco de Dados. Foram elaboradas tabelas relacionais, um formulário

para entrada de dados e um padrão de relatório. O Banco foi implementado para uso nos projetos do

laboratório, seguido de um treinamento para os usuários, para que os mesmos pudessem carregá-lo

com dados e informações pertinentes à área de estudo.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

O Banco de Dados tem como escopo principal, ser uma base que contenha variáveis básicas

para auxiliar na elaboração de diagnósticos ambientais, servindo assim como suporte metodológico e

logístico para pesquisadores de diversas áreas, que tenham como fim algum tipo de diagnóstico

ambiental. Em relação a esse objetivo o resultado foi satisfatório.

Os objetivos específicos, relacionados à área de estudo que são: identificação e levantamento

dos impactos ambientais provocados pela expansão urbana, avaliação das características geológicas,

pedológicas e geomorfológicas, relacionamento dos impactos ambientais ao tipo de uso e ocupação do

solo e divulgação dos resultados finais ao poder público e à sociedade civil, foram alcançados com

êxito, visto que a facilidade de organização, estruturação e levantamento dos dados inseridos no Banco

de Dados permitem uma visão holística da área de estudo e facilitam comparações ou análises numa

única tela de computador. Além disso, os dados do Banco podem ser utilizados em softwares de

geoprocessamento, para elaboração de mapas, análises espaciais e geoestatística, podendo ter como

outro objetivo a divulgação, via internet, dos mapas e informações geradas.

Além disso, alguns resultados foram lógicos, mas vale a pena lembrar; antes existiam inúmeros

arquivos e dados não consolidados, informações dúbias ou divergentes, falhas em dados que utilizam

faixas temporais, como dados de chuva. Não existiam padrões para nomenclatura e inserção de dados,

fazendo com que os dados tivessem que ser explicados inúmeras vezes pelas pessoas que os criaram.

Existia uma fragmentação de arquivos, algumas informações eram arquivadas em planilhas eletrônicas

ou documentos de texto e figuravam em mais de um computador com o mesmo nome, gerando

dúvidas quanto a que arquivo utilizar ou confiar. Como pesquisas em universidades duram muitos

anos, existia o problema da falta de continuidade de pessoas no Laboratório, gerando problemas de

comunicação entre outros.

A implantação do Banco de Dados eliminou, ou dirimiu, todos esses problemas como pode ser

visto na comparação explicitada na Tabela 1; uma vez que o Banco estabeleceu regras para a entrada

de dados; é disponibilizado como um único arquivo, que fica no servidor do Laboratório; possui toda

uma documentação chamada Metadados, que explica o que é cada variável e qual critério é utilizado

para o preenchimento do campo; pode ser movimentado e “Backupeado” com maior facilidade;

tornando-se uma base perene e confiável.

Abaixo é apresentada uma tabela com uma visão simplificada do que era o armazenamento e

manipulação dos dados antes do banco de Dados e como se dá agora.

ANTES

DEPOIS

Arquivos de várias extensões e

espalhados por vários computadores;

Arquivos criados com vários tipos de

critério para um mesmo tipo de dado;

Problemas de comunicação em relação

aos dados;

Problemas para atualizar diversos

arquivos;

Desordem e espaço desperdiçado nos

computadores;

Problemas com Backup.

Um único arquivo;

Critérios bem definidos para a entrada

e criação de dados;

Metadados como solução ao problema

de comunicação;

Atualização em um único arquivo,

mais fácil e com auditoria de

qualidade;

Ordem e espaço poupado nos

computadores;

Fácil Backup.

Tabela 1: Comparação do uso do Banco de Dados

CONCLUSÕES

O processo de elaboração do Banco de Dados exigiu uma revisão bibliográfica extensa e também

uma adequação de metodologias tanto no planejamento de laboratório, quanto nas saídas a campo.

A adequação as regras e metodologias intrínsecas ao Banco de Dados tornaram a obtenção de

dados mais objetiva e clara, evitando inconsistências provenientes de interpretações pessoais

divergentes e ou pontos de vista diferentes. A organização dos dados ofereceu uma maior facilidade

para consulta e atualização dos mesmos, bem como a sua disseminação a outras pessoas interessadas.

Além disso, o Banco de Dados permite a interface com softwares de GIS, que oferecem

ferramentas para análises espaciais integradas e geração de novas informações derivadas dessas

análises. Sendo possível também a publicação dos dados via “WEB”, com uma maior agilidade e

comodidade.

O Banco de Dados foi utilizado no município de Petrópolis, subsidiando as pesquisas do

Laboratório de Geomorfologia Ambiental e Degradação dos Solos – LAGESOLOS: diagnóstico da

erosão dos solos no Brasil, diagnóstico de danos ambientais e prognósticos de movimentos de massa

em Petrópolis. O primeiro teste das variáveis, padrões e utilidade do Banco de Dados foi muito

proveitoso, tanto do ponto de vista prático como do ponto de vista técnico. Os resultados alcançados

foram maiores do que os esperados, afirmando a importância da adoção dessa ferramenta nas

pesquisas realizadas.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Bastos, A.C.S e Freitas, A.C. (2002). Agentes e Processo de Interferência, Degradação e Dano

Ambiental. In: S. B. Cunha e A. J. T. Guerra (Ed.). Avaliação e Perícia Ambiental. Rio de Janeiro:

Bertrand Brasil, 2002. p.17 - 18.

CHRISTOFOLETTI, A. Geomorfologia. São Paulo: Edgard Blücher. 1980. 188 p.

______. Modelagem de sistemas ambientais. São Paulo: Edgard Blücher. 1999. 236 p.

CIDE (2001). Centro de Informações de Dados do Rio de Janeiro. Anuário Estatístico do Estado do

Rio de Janeiro.

GONÇALVES, L.F.H. e GUERRA, A. J. T. (2001). “Movimentos de massa na cidade de

Petrópolis (Rio de Janeiro)”. In: GUERRA, A. J. T. e CUNHA, S.B. (orgs) Impactos Ambientais

Urbanos no Brasil, Bertrand Brasil, pp. 189-252.

GUERRA, A.. J. T. e FAVIS-MORTLOCK, D. (2002). “Movimentos de massa em Petrópolis Rio

de Janeiro/Brasil.” In: Desastres naturales em América Latina. José Lugo Hubp e Moshe Inbar

(Compiladores), Fondo de cultura econômica, México, Primeira edicíon, pp. 447-460.

GUERRA, Antonio Jose Teixeira; CUNHA, Sandra Baptista da (2003). A Questão Ambiental -

Diferentes Abordagens.BERTRAND BRASIL

GUERRA, Antonio Jose Teixeira; CUNHA, Sandra Baptista da (2002) . Avaliação e Perícia

Ambiental .BERTRAND BRASIL

GUERRA, Antonio Jose Teixeira (2003) . Geomorfologia e Meio Ambiente - 4ª Edição BERTRAND

BRASIL

HEUSER, C. A. Projeto de Banco de Dados. Porto Alegre: Sagra Luzzato, 1998. (Série livros

didáticos, n.4)

PIRES, F. Um ambiente computacional para modelagem de aplicações geográficas. Campinas:

Unicamp, Instituto de Computação, 1997. Tese de Doutorado.

XAVIER DA SILVA, J. (2001) Geoprocessamento para Análise Ambiental. Rio de Janeiro, 1a

edição, 228p.

XAVIER DA SILVA, J., ALMEIDA, J.F.B. e CARVALHO, L. M. (2002) Geomorfologia e

Geoprocessamento. In: Geomorfologia – Exercícios, Técnicas e Aplicações. Orgs. Cunha, S.B. e

Guerra, A.J.T. Ed. Bertrand Brasil, Rio de Janeiro, 2a edição.