NIMS - Dissertações de Mestrado em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica (Geographic Information Systems and Science)
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- Impact of deforestation on ecosystem services of tropical forests in Zambézia province, Mozambique: GIS applied for SustainabilityPublication . Boma, Alex Tole Mário; Cabral, Pedro da Costa Brito; Sitoe, Almeida AlbertoAlthough forests play an important role in combating and mitigating the effects of climate change through their ecosystem service of carbon sequestration and storage, they are targets of deforestation. The objective of this study was to assess the impact of deforestation on the ecosystem services of carbon sequestration and storage in the tropical forests of Zambézia province, in central Mozambique. The study analyzed the spatial patterns of deforestation, developed a risk map, and estimated the economic value of the ecosystem service of carbon sequestration and storage. A methodological approach was employed that integrated GIS for spatial analysis using spatial statistics approaches in ArcGIS pro, predictive modeling in R based on the Random Forest algorithm, which produced a deforestation risk map that, when subjected to temporal validation, presented an overall accuracy of 59.8% and an AUC of 0.639. The results showed that deforestation has a strong spatial aggregation, with about 18.4% of the remaining forest at high risk. From the economic assessment, using InVEST, between 2016 and 2024, was estimated that an economic loss of USD 212.63 million associated with forest carbon.
- Modelagem preditiva do uso e cobertura do solo com modelo híbrido AC RNA: Simulação de cenários territoriais no Vale do Jamari, RondôniaPublication . Silva, Cleber Cristian Sebrian da; Painho, Marco Otávio TrindadeA intensificação da atividade agropecuária na Amazônia Legal tem impulsionado transformações profundas na paisagem, exigindo ferramentas precisas para o monitoramento e o planejamento territorial. Esta dissertação investiga a dinâmica de uso e cobertura do solo no Território Vale do Jamari, em Rondônia, uma região caracterizada por elevada pressão antrópica e rápida conversão florestal. O objetivo principal do estudo foi aplicar e avaliar um modelo híbrido que integra Autômatos Celulares (AC) e Redes Neurais Artificiais (RNA) para simular padrões espaciais de mudança e projetar cenários futuros. A metodologia utilizou séries históricas do projeto MapBiomas para o período de 2014 a 2018 como base para o treinamento de uma Rede Neural do tipo Perceptron Multicamadas (MLP), processada no ambiente do software QGIS através do plugin MOLUSCE. O modelo foi validado simulando o cenário de 2022 e comparando-o com os dados observados, demonstrando elevada concordância estatística e capacidade de capturar a não linearidade dos processos de desmatamento. Com base no modelo calibrado, foram construídos cenários prospectivos para os horizontes de 2030 e 2050, contrastando uma tendência de continuidade histórica (Business as Usual) com cenários de governança que simulam a proteção efetiva de Unidades de Conservação, Terras Indígenas e Áreas de Preservação Permanente. Os resultados indicam que a abordagem híbrida AC-RNA é eficaz para representar a complexidade territorial da região, oferecendo subsídios técnicos robustos e de baixo custo para a formulação de políticas públicas voltadas ao ordenamento territorial e à sustentabilidade ambiental na Amazônia.
- Viticultural Suitability under Climate Change in the Luxembourg Moselle Wine Region: A Geospatial Analysis ApproachPublication . Lopes, Paula Alexandra de Oliveira; Painho, Marco Otávio TrindadeViticulture is highly sensitive to environmental conditions such as climate, topography, and soil, making the assessment of present and future suitability increasingly important under climate change. This study applies a geospatial framework combining Geographic Information Systems (GIS) and multi-criteria decision analysis to assess viticultural suitability in the Luxembourg Moselle wine region. Suitability was modelled using a Weighted Linear Combination (WLC) approach integrating climatic, topographic, and edaphic variables. The climatic component was represented by the Huglin Index (HI), derived from an ensemble of five CMIP6 Global Climate Models for a baseline period (1970–2000) and a mid-century scenario (2041–2060, SSP2-4.5). Spatial patterns of change were evaluated using suitability maps, difference analysis, and transition matrices, complemented by sensitivity analysis and an assessment of environmental characteristics associated with suitability transitions. Results indicate a high degree of spatial stability, with approximately 93% of the study area maintaining the same suitability class under future conditions. Observed changes are limited and mainly occur in transitional zones, reflecting a moderate shift from higher to intermediate suitability classes rather than a large-scale spatial redistribution. Areas exhibiting suitability decrease are consistently associated with lower Huglin Index values, highlighting the dominant role of thermal conditions in driving suitability dynamics. Overall, the findings suggest that projected climate change is likely to result in gradual adjustments in suitability intensity rather than major spatial reconfiguration. The study also highlights the influence of methodological assumptions in GIS-based suitability modelling, emphasizing that results should be interpreted as relative and comparative rather than predictive.
- Análise Espacial e Multitemporal às Áreas Ardidas em Viseu Dão-LafõesPublication . Reis, Gonçalo Miguel David Duque dos; Costa, Hugo Alexandre Gomes daOs incêndios florestais constituem um dos fenómenos mais recorrentes e impactantes em Portugal, refletindo desafios estruturais na gestão e no ordenamento do território. Esta dissertação analisa o incêndio ocorrido entre 16 e 21 de setembro de 2024 na região de Viseu Dão-Lafões, enquadrando-o numa perspetiva histórica, marcada pelo aumento da frequência e intensidade de grandes incêndios em Portugal. O principal objetivo é caracterizar e quantificar o impacto deste incêndio segundo as classes de uso e ocupação do solo definidas na COS 2023, recorrendo a duas abordagens complementares: uma análise pré-fogo (1990–2023) e uma análise pós-fogo (2024). O período pré-fogo incluiu operações espaciais em ambiente SIG destinadas a determinar a frequência e o tempo decorrido desde a última passagem de fogo relativamente à área ardida em 2024, integrando estes resultados com a informação temática da COS 2023. A fase pós-fogo baseou-se em técnicas de Deteção Remota, utilizando imagens Sentinel-2A para calcular os índices NBR e dNBR, fundamentais para avaliar a severidade do incêndio. O cruzamento entre dados espaciais e temáticos permitiu produzir estatística detalhada e cartografia de suporte à caracterização da área ardida. Os resultados indicam que 30% da área afetada em 2024 não registava passagem de incêndios desde 1990, destacando-se a predominância de matos e pinheiro-bravo como classes mais vulneráveis. A severidade foi maioritariamente baixa a moderada, embora um terço da área tenha registado impactos elevados, verificando-se a destruição extensa da biomassa. A análise evidencia que a estrutura e a continuidade do combustível influenciaram significativamente a intensidade do incêndio. As principais conclusões apontam para que o incêndio de 2024 seja o resultado de processos acumulados de biomassa combustível ao longo do tempo, evidenciando uma dinâmica contínua de perturbação e regeneração do território.
- Aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica no estudo da suscetibilidade a cheias: O caso de estudo de SantarémPublication . Pinto, Sílvia Correia; Tang, Vicente de AzevedoO concelho de Santarém regista episódios recorrentes de cheias, com impactos significativos sobre a população, bens materiais e território. Este estudo tem como objetivo aplicar Sistemas de Informação Geográfica na elaboração de um modelo de suscetibilidade a cheias, permitindo identificar áreas com maior e menor predisposição para a ocorrência deste fenómeno.Os dados espaciais utilizados representam fatores naturais e humanos, incluindo a distância a rios e estradas, altitude, declive, precipitação, geologia, uso do solo, índice de potência de fluxo, índice topográfico de humidade e índice de vegetação por diferença normalizada. Estes dados são reclassificados, normalizados e ponderados através do método de análise hierárquica para determinar a importância relativa de cada fator. O modelo revela que as áreas mais suscetíveis se concentram junto aos principais cursos de água e em zonas de relevo mais plano, enquanto regiões afastadas dos rios, com maiores altitudes, declives acentuados ou solos mais permeáveis apresentam menor suscetibilidade. A análise por freguesias evidencia diferenças locais, destacando Alcanhões e a União de Freguesias da cidade de Santarém como áreas mais suscetíveis, em contraste com Abrã e Arneiro das Milhariças. A validação com dados históricos confirma a correspondência entre eventos registados e áreas de elevada e muito elevada suscetibilidade, demonstrando a fiabilidade do modelo. O estudo evidencia a importância dos SIG na gestão de risco de cheias e no planeamento territorial, fornecendo uma base sólida para futuras análises e intervenções.
- Aplicação do EUDR: Deteção da Desflorestação em Áreas de Produção de BovinosPublication . Martins, Sara Henriques; Painho, Marco Otávio TrindadeEste projeto visa desenvolver uma metodologia para a deteção da desflorestação em áreas de produção de bovinos, em conformidade com o Regulamento relativo aos produtos não associados à desflorestação (EUDR). A metodologia proposta combina (i) a utilização de produtos pré-existentes obtidos através da deteção remota; e (ii) a interpretação e classificação de imagens do satélite Sentinel-2 para monotorização e deteção de alterações na cobertura florestal, em função da recolha de dados conduzida em ambos os casos. Complementarmente, são identificados os pontos de ligação e sinergias possíveis de estabelecer entre os resultados obtidos nos Sistemas de Informação Geográfica e o Sistema de Informação da empresa no setor agroalimentar a que se aplica o presente caso, com o objetivo de automatizar processos e responder às exigências da diretiva. Globalmente, os resultados obtidos através da análise da desflorestação respondem positivamente perante o contexto regulamentar, permitindo uma análise exploratória eficiente do risco de desflorestação, embora com limitações associadas à resolução dos dados e necessidade de validação complementar. Evidencia-se assim com este projeto a procura por soluções tecnologicamente integradas com vista à prevenção da desflorestação e mensuração das áreas florestais, e à otimização da gestão da produção agropecuária considerando o novo contexto regulamentar.
- Os SIG aplicados ao inventário do arvoredo urbano: o caso do concelho das Caldas da RainhaPublication . Santos, Nuno Miguel Oliveira dos; Cabral, Pedro da Costa BritoAs árvores no espaço urbano contribuem significativamente para a resiliência ambiental das cidades, fornecendo serviços de ecossistema essenciais e benefícios para a mitigação das alterações climáticas. O presente estudo, através de um inventário total do arvoredo em espaço urbano, com recurso a sistemas de informação geográfica e recolha manual de dados de cada árvore, procurou quantificar o número de árvores existentes, a análise da diversidade de espécies arbóreas, a identificação das espécies mais abundantes e o estudo da sua distribuição espacial no concelho. Foi igualmente analisada a utilização de dados LIDAR para a obtenção de parâmetros dendrométricos. Os resultados obtidos permitiram constatar a existência de 257 espécies diferentes, evidenciando a elevada riqueza específica das áreas urbanas. Em termos de distribuição espacial, os jardins e parques contribuem com 49,7% do arvoredo existente, enquanto os arruamentos representam 17,9% do total inventariado. Relativamente à aplicação de dados LIDAR para a obtenção de parâmetros dendrométricos, os resultados foram inconclusivos, sendo necessários mais estudos para validar a utilização eficaz desta tecnologia. A informação obtida, estruturada numa base de dados e integrada em sistemas de informação geográfica, permite uma visão abrangente da estrutura e distribuição do arvoredo nas várias freguesias de Caldas da Rainha. Este conhecimento constitui uma ferramenta fundamental para o planeamento, tomada de decisão e gestão sustentável dos espaços verdes urbanos.
- O Contributo das Tecnologias de Informação Geográfica na Análise da Vulnerabilidade Sísmica: Estudo-Caso da Cidade de LisboaPublication . Cordeiro, Carolina Marques; Painho, Marco Otávio TrindadeNas últimas décadas, a cidade de Lisboa tem-se revelado particularmente vulnerável ao risco sísmico, fruto da sua elevada densidade populacional, ocupação intensa do solo e a memória histórica do Terramoto de 1755. Neste contexto, a presente dissertação tem como objetivo demonstrar o contributo das Tecnologias de Informação Geográfica (TIG) — nomeadamente dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e a Deteção Remota (DR) — para a análise e gestão do risco sísmico. Recorrendo ao Processo Analítico Hierárquico (AHP), é desenvolvido um modelo de vulnerabilidade sísmica que integra variáveis físicas e humanas, aplicável ao concelho de Lisboa. A análise espacial, suportada por dados oficiais abertos, inclui informação sobre população, edificado, características do solo, acessibilidade a serviços de emergência e suscetibilidade a tsunamis. Os resultados permitem identificar padrões espaciais de vulnerabilidade, com destaque para zonas históricas e ribeirinhas, apontando a necessidade de estratégias de mitigação e planeamento mais ajustadas às especificidades do território.
- Análise Espacio-Temporal das Alterações de Uso e Cobertura da Terra na Cidade de Pemba, Província de Cabo Delgado (Anos 2001 e 2021)Publication . Momade, Arlene Atija de Fátima Cebola Lucas; Cabral, Pedro da Costa BritoAs informações referentes ao uso e cobertura da terra constituem uma base essencial para a compreensão das dinâmicas espaciais e territoriais, e desempenham um papel estratégico em processos de tomada de decisão nos âmbitos social, económico, político e ambiental. Essas informações são fundamentais pois auxiliam os programas e políticas públicas voltadas à gestão socioambiental, contribuindo para a mitigação dos impactos associados ao desenvolvimento económico, sobretudo nas áreas urbanas. Nos últimos anos, soluções baseadas na plataforma Google Earth Engine (GEE) têm se destacado por oferecerem grandes possibilidades de aplicação prática na análise de alterações de uso e cobertura do solo, especialmente em estudos de larga escala e em períodos temporais distintos. Constitui objetivo do trabalho analisar as alterações no uso e cobertura da terra na cidade de Pemba, com recurso a imagens de satélite dos sensores Landsat 7 (2001) e Landsat 8 (2021), processadas na plataforma Google Earth Engine. Recorreu-se a classificação supervisionada, com recurso ao algorítmo Random Forest, para mapear e quantificar as principais mudanças ocorridas ao longo do período. Os resultados indicam um crescimento significativo de 46,98% para a área urbanizada, refletindo a expansão das zonas construídas e o aumento da pressão urbana. Em contrapartida, registou-se uma redução acentuada da cobertura vegetal (- 43,05%) e a completa eliminação das áreas cultivadas (- 100%), indicando um possível abandono de práticas agrícolas e perda de espaços verdes. O mangal teve um acréscimo de 14,39%, possivelmente associado a processos de regeneração natural ou a medidas de conservação. As áreas com presença de água aumentaram 7,58%, enquanto o solo sem vegetação apresentou ligeira diminuição (- 2,82%) e as áreas inundáveis mantiveram-se praticamente estáveis (+0,41%). Esses resultados evidenciam uma tendência de urbanização crescente e redução das coberturas naturais, com implicações relevantes para o planeamento territorial e a sustentabilidade ambiental. O GEE demostrou potencial para múltiplas aplicações analíticas das alterações no uso e cobertura do solo, como subsídio para a gestão sustentável de áreas urbanas.
- Análise Estatística Espaciotemporal da atividade da pesca do polvo no Algarve baseada na Regressão Geograficamente PonderadaPublication . Oliveira, Beatriz Manuel Evangelista Paiva de; Costa, Ana Cristina Marinho daA pesca do Polvo-Comum no Algarve é uma das maiores formas de fornecimento desta espécie para consumo alimentar não só em Portugal, como também noutros países. É então fundamental garantir que se estão a deixar indivíduos suficientes no mar para que a espécie consiga continuar a reproduzir-se e a cumprir o seu papel no meio marinho, garantindo a sua sustentabilidade. O presente trabalho foca-se em elaborar uma análise estatística em dois períodos diferentes (épocas de maior e menor reprodução), efetuando dois modelos de regressão geograficamente ponderada multiescala (MGWR) para estudar a influência de diversos fatores na captura do polvo e, por consequência na sua reprodução e desenvolvimento por forma a garantir a sustentabilidade desta espécie. É então definida como variável dependente o esforço de pesca por unidade de captura e possíveis variáveis independentes a batimetria, a salinidade, as distâncias a terra e às lotas, as temperaturas de superfície e de fundo, a concentração de clorofila e de phytoplanctum e a produção de biomassa. A salinidade é o fator mais influente na época de maior reprodução, seguido da temperatura de superfície, da batimetria e da distância a terra em algumas localizações. Durante o período de menor reprodução, o fator mais influente é a distância às lotas, seguido pela salinidade, temperatura de fundo e batimetria. Contudo, fatores como a multicolinaridade global das variáveis e a autocorrelação dos resíduos dos modelos demonstram alguma limitação nos mesmos.