NIMS - Dissertações de Mestrado em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica (Geographic Information Systems and Science)
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- LLM-GEOASSISTANT: Desenvolvimento de um Plugin para QGIS com Integração de Modelos de Linguagem de Grande Escala: Análise Geoespacial Assistida por Inteligência ArtificialPublication . Silva, Tiago José Moraes da; Painho, Marco Otávio Trindade; Martins, Hugo Filipe PintoEste trabalho apresenta o desenvolvimento do plugin LLM-GeoAssistant para o QGIS, a fim de reduzir a carga cognitiva dos usuários e a fricção operacional associadas à análise geoespacial por meio da integração de modelos de linguagem de grande escala (LLMs) diretamente no ambiente de trabalho do Sistema de Informação Geográfica. A proposta busca preencher a lacuna existente entre ferramentas de geoprocessamento e assistentes inteligentes capazes de operar sobre dados contextuais do projeto ativo, permitindo que usuários de diferentes níveis de proficiência interajam com um modelo de inteligência artificial em linguagem natural, recebendo respostas contextualizadas com os dados reais de suas camadas, código PyQGIS pronto para execução assistida e orientações sobre o uso das ferramentas nativas do QGIS, sem necessidade de alternar entre ambientes. A arquitetura, desenvolvida em Python utilizando a biblioteca PyQGIS, incorpora geração automática de contexto geoespacial a cada requisição e suporte a oito provedores de LLM, incluindo modelos locais sem transmissão de dados pela internet. A execução de código ocorre no namespace real do QGIS por meio de sys.modules, uma solução que resolve um problema de isolamento de singletons, pouco documentado na literatura. O sistema inclui ainda um mecanismo de autocorreção com realimentação de erros, incluindo falhas que não geram exceções explícitas, histórico persistente de conversação com janela deslizante e um sistema de métricas de qualidade das execuções, suportado por uma arquitetura modular com decisões de engenharia sistematicamente documentadas. Os resultados dos cenários de teste padronizados, conduzidos com a camada World Map e dois provedores gratuitos (Google Gemini e Groq/Llama 3.3), indicam taxas de sucesso de execução de código superiores a 80% na primeira tentativa para operações de baixa e média complexidade, com o mecanismo de autocorreção contribuindo para melhorias nos cenários mais avançados. Este trabalho contribui para o ecossistema open source do QGIS ao integrar, em uma única ferramenta, contextualização do projeto geoespacial ativo, execução assistida de código com resiliência a erros, suporte a modelos locais com garantia de privacidade e um protocolo de avaliação comparativa entre provedores, passível de replicação sem custos.
- The Lisbons Within Lisbon: Participatory GIS for Identifying Urban Landscape Perception PatternsPublication . Corrêa, Raphael da Silva; Tang, Vicente de AzevedoUrban transformations are often measured through indicators such as housing prices, land use change, tourism pressure or demographic variation. These measures are essential, but they do not fully capture how people recognise, interpret and spatially experience change in the city. This thesis addresses that gap by developing and testing a participatory WebGIS methodology for collecting, structuring and analysing spatialised urban perceptions in Lisbon. The research asks how different social groups perceive Lisbon’s urban landscape, and where these perceptions converge or diverge across the city. The thesis brings together urban cognition, Public Participation GIS, Volunteered Geographic Information, platial information and social indicators research. To operationalise this framework, a custom WebGIS platform was developed to collect participant profiles and mapped perceptions across three themes: local identity, cultural decharacterisation and perceived cost. Participants could select features or draw free polygons, allowing the system to register both recognisable urban references and diffuse vernacular spatialities. The final analytical dataset consists of 100 valid participants and their participant-theme-geometry records. The spatial workflow connects the participatory interface to reproducible GIS analysis. Participant-generated geometries were transformed into complementary centroidbased and area-based measures on a hexagonal grid. Centroid-based outputs capture recurrence and spatial anchoring, while area-based outputs capture territorial extent and broader perceptual fields. These measures were analysed through KDE surfaces, Getis-Ord Gi* hotspots, Local Moran’s I clusters and outliers, and exploratory group comparisons. This design makes it possible to move from individual mapped inscriptions to interpretable collective geographies without severing the link between perception, theme, geometry and participant context. The results indicate that identity, cultural decharacterisation and perceived cost form overlapping but analytically distinct perceptual geographies. Historical and central Lisbon recur across the three themes, but the spatial patterns suggest different interpretative roles: identity is more closely associated with symbolic centralities and heritage references; cultural decharacterisation appears more spatially selective; and perceived cost tends to produce broader territorial patterns. Exploratory group comparisons further suggest that perception is socially mediated, although all contrasts are interpreted cautiously within the limits of a non-probabilistic sample. This research demonstrates how a transparent participatory WebGIS can bridge lived urban experience and spatial analysis. Its contribution lies in articulating theoretical framing, platform development, spatial database modelling and empirical GIS analysis into a reproducible protocol for treating urban perception as analysable spatial evidence.
- Integração de riscos climáticos futuros em análise locacional de ativos: aplicação em usinas fotovoltaicas no Ceará, BrasilPublication . Souza, Carlos Lacerda de; Costa, Ana Cristina Marinho daAs mudanças climáticas ampliam os riscos físicos de empreendimentos de grande porte, enquanto o licenciamento ambiental brasileiro passa a incorporar exigências climáticas. É neste contexto que esta dissertação desenvolve uma metodologia integrada de apoio à decisão para a identificação de áreas prioritárias à instalação de empreendimentos de grande porte, combinando análise de adequabilidade locacional multicritério com avaliação prospectiva de riscos físicos associados a perigos climáticos, e traduzida em perdas econômicas esperadas. A metodologia é aplicada a um estudo de caso no Ceará para identificar áreas prioritárias para usinas fotovoltaicas centralizadas. A análise locacional integrou 21 variáveis ambientais, sociais, logísticas e técnicas numa grade de 300 m, utilizando funções de pertinência fuzzy agregadas pela Média Geométrica com ponderação IQRBOW. As áreas no percentil 99 do Índice de Adequabilidade e com mais de 450 hectares foram identificadas como Áreas Candidatas (AOIs), totalizando 16 polígonos submetidos à análise de risco climático. A validade do modelo foi evidenciada pela convergência com projetos reais: 65% das usinas fotovoltaicas em operação ou planejamento no Ceará estão em regiões de adequabilidade Alta ou Muito Alta. A avaliação de risco climático para as 16 AOIs estruturou-se na abordagem perigo-exposiçãovulnerabilidade do IPCC, em dois cenários de emissões e três horizontes temporais. Para o estresse térmico, variáveis do dataset CLIMBra foram transformadas em temperatura operacional do módulo, convertidas em perda de eficiência e integradas em perdas econômicas pela plataforma CLIMADA. Para a inundação, séries anuais do modelo CaMa-Flood foram traduzidas em dano físico por curva profundidade-dano e em perda econômica pelo custo de reposição do ativo. Para o incêndio, o modelo de Risco de Fogo do INPE foi adaptado para projeções até 2070, com dano estrutural baseado em registros históricos de focos na Caatinga e perdas econômicas calculadas sobre o CAPEX da usina. Os três perigos revelaram naturezas distintas: o estresse térmico constitui um risco sistêmico regional, com perdas econômicas projetadas entre 1,5% e 2,6% da receita anual; a inundação é determinada por condicionantes geomorfológicos, com apenas três AOIs apresentando risco econômico significativo; e o incêndio é dominado pelo histórico local de focos, com pouca sensibilidade à variação entre cenários climáticos futuros. A integração pelo ELECTRE III produziu ordenação consistente nos seis contextos climáticos, com cinco áreas ocupando sistematicamente as melhores posições. O framework é replicável noutros territórios e tipologias de empreendimento, respondendo à crescente demanda por metodologias que integrem análise locacional e risco climático.
- A resiliência dos aglomerados populacionais a fogos rurais: Uma análise multicritério aplicada ao concelho de Torres NovasPublication . Pecegueiro, Irene José Esteves de Oliveira de Vargas; Painho, Marco Otávio TrindadeO conceito de resiliência no âmbito da gestão do risco é definido como a capacidade que um sistema tem de responder, adaptar-se e recuperar do impacto de um fenómeno extremo. Apesar de esta ser uma componente essencial numa abordagem integrada da gestão do risco e das políticas de gestão integrada de fogos rurais, é visível a falta de alinhamento entre a maioria dos instrumentos legais e a avaliação da resiliência urbana. O presente trabalho de projeto tem como objetivo avaliar a resiliência de seis aglomerados populacionais do concelho de Torres Novas a fogos rurais, através da identificação, hierarquização e valoração dos indicadores que mais contribuem para essa resiliência, e recorrendo à aplicação de um método multicritério capaz de representar as especificidades das várias comunidades e do concelho. Não existindo um método multicritério universal que determine o que torna um aglomerado populacional resiliente, foi utilizado o Analytical Hierarchy Process (AHP) dada a sua reconhecida aplicabilidade nesta temática. Os indicadores em análise tiveram por base a revisão de literatura assim como contributos de seis especialistas e stakeholders, através da aplicação do método Delphi. No global, os resultados obtidos demonstram a capacidade de a metodologia avaliar a resiliência dos aglomerados populacionais a incêndios rurais, representar as especificidades de cada território e ser replicável a outros territórios, revelando-se um contributo importante no aprofundamento do conhecimento da resiliência em Torres Novas e na identificação dos aglomerados prioritários para a promoção dessa mesma resiliência. Demonstram ainda a importância da implementação de programas comunitários no aumento da resiliência dos aglomerados populacionais a incêndios rurais.
- 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.