INTRODUÇÃO À MODELAGEM DINÂMICA ESPACIAL - DPI - Inpe

SIMPÓSIO SIMPÓSIO BRASILEIRO BRASILEIRO DE DE SENSORIAMENTO
SENSORIAMENTO
REMOTO REMOTO 2003
2003
TUTORIAL
TUTORIAL
INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO À À MODELAGEM MODELAGEM DINÂMICA
DINÂMICA
ESPACIAL ESPACIAL
ESPACIAL
organizado organizado por por Gilberto Gilberto Câmara Câmara e e Antônio Antônio Miguel Miguel Vieira Vieira
Vieira
Monteiro Monteiro (INPE)
(INPE)

APRESENTAÇÃO
Historicamente, a tecnologia de Geoprocessamento enfatizou a representação de
fenômenos espaciais no computador de forma estática. Isto se deve ao fato de que
a principal abstração utilizada em Sistemas de Informação Geográfica (GIS) é o
mapa. No entanto, um significativo conjunto de fenômenos espaciais, tais como
escoamento de água da chuva, planejamento urbano e mudanças de uso do solo,
são inerentemente dinâmicos e as representações estáticas comumente utilizadas
em GIS não os capturam de forma adequada. Deste modo, um dos grandes
desafios da Ciência da Informação Espacial é o desenvolvimento de técnicas e
abstrações que sejam capazes de representar adequadamente fenômenos espaçotemporais.
O objetivo dos modelos dinâmicos espaciais é realizar a simulação
numérica de processos do mundo real em que o estado de uma localização na
superfície terrestre muda em resposta a variações em suas forças direcionadas.
Este tutorial preparado para o Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto,
realizado em Belo Horizonte em 2003, tem dois objetivos: (a) apresentar uma
visão geral do estado-da-arte em modelos dinâmicos espaciais; (b) apresentar
resultados de experimentos desenvolvidos em teses de Doutoramento dos
programas de Sensoriamento Remoto e Computação Aplicada do INPE.
O primeiro capítulo (“Modelagem Dinâmica Espacial: Conceitos e Exemplos”)
apresenta uma visão geral dos principais conceitos na área e exemplos de
aplicações desenvolvidas para modelos hidrológicos e modelos de mudança de
uso do solo. O segundo capítulo (“Modelagem Hidrológica: Conceitos Básicos”)
discute com maior detalhe os conceitos utilizados em modelos hidrológicos
distribuídos. O terceiro capítulo (“Modelos Celulares de Dinâmicas Espaço-
Temporais Urbanas”) documenta o resultado do uso de um modelo dinâmico
desenvolvido pela equipe da UFMG (Dinâmica) para um estudo de caso de
mudanças de uso de solo urbano na cidade de Bauru. O quarto capítulo
(“Modelagem de mudanças de uso e cobertura do solo na Amazônia: Questões
Gerais”) inclui uma discussão conceitual sobre os processos de dinâmica de

ocupação do território amazônico, condição essencial para o desenvolvimento de
modelos dinâmicos espaciais realistas. Além deste material, que foi apresentado
no tutorial do SBSR, o CD-ROM preparado pela organização do simpósio contém
ainda referências bibliográficas úteis para todos os que desejarem saber mais
sobre o assunto.
Os organizadores deste tutorial gostariam de agradecer à equipe da Divisão de
Processamento de Imagens do INPE e, em especial, aos alunos de pós-graduação
Ana Paula Dutra de Aguiar, Bianca Pedrosa, Camilo Rennó, Cláudia Almeida,
Maria Isabel Escada, e Tiago Carneiro, e aos colegas Ricardo Cartaxo Modesto de
Souza, Lúbia Vinhas, e Karine Reis Ferreira. Agradecemos também o apoio da
equipe da UFMG envolvida no desenvolvimento do software DINAMICA
(Britaldo Soares, Gustavo Cerqueira, e Cássio Pennachin).
São José dos Campos, Abril de 2003.
Gilberto Câmara
Antônio Miguel Vieira Monteiro

SOBRE OS AUTORES
Ana Paula Dutra de Aguiar é estatística, mestre em Sensoriamento Remoto pelo
INPE, e atualmente é pesquisadora da Divisão de Processamento de Imagens do
INPE, cursando Doutorado em Sensoriamento Remoto.
Antônio Miguel Vieira Monteiro é engenheiro elétrico, doutor em Engenharia
Espacial (Universidade de Sussex, Reino Unido) e atualmente é pesquisador
sênior e chefe da Divisão de Processamento de Imagens do INPE.
Bianca Maria Pedrosa é Cientista da Computação, Mestre em Sistemas
Avançados de Computação (UFSCar) e atualmente é professora da Faculdade de
Ciência e tecnologia da Informação da UNIMEP- Piracicaba, e está atualmente
cursando Doutorado em Computação Aplicada no INPE.
Britaldo Soares Filho é geólogo, doutor em Geoprocessamento (USP) e
atualmente é professor do Departamento de Cartografia da UFMG, foi um dos
desenvolvedores do sistema DINAMICA.
Camilo Rennó é agrônomo, doutor em Sensoriamento Remoto pelo INPE, e
atualmente é pesquisador da Divisão de Processamento de Imagens do INPE.
Cássio Pennachin é engenheiro e trabalha na Intelligenesis do Brasil, foi um dos
desenvolvedores do sistema DINAMICA.
Cláudia Maria de Almeida é arquiteta, mestre em Planejamento Urbano,
atualmente cursando Doutorado em Sensoriamento Remoto no INPE.
Gilberto Câmara é engenheiro eletrônico, doutor em Computação Aplicada pelo
INPE, e atualmente é pesquisador senior e coordenador-geral de Observação da
Terra do INPE.
Gustavo Cerqueira é professor do Departamento de Cartografia da UFMG e foi
um dos desenvolvedores do sistema DINAMICA.

João Vianei Soares é agrônomo, doutor em Agronomia, e atualmente é
pesquisador sênior e chefe da Divisão de Sensoriamento Remoto do INPE.
Michael Batty é pesquisador do Centre for Advanced Spatial Analysis,
University College London.