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Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Modelos Geoestatísticos para a Caracterização da Qualidade do Solo Ana Horta

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Apresentação em tema: "Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Modelos Geoestatísticos para a Caracterização da Qualidade do Solo Ana Horta"— Transcrição da apresentação:

1 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Modelos Geoestatísticos para a Caracterização da Qualidade do Solo Ana Horta

2 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A 1. Modelos geoestatísticos aplicados ao ambiente 2. Desafios na caracterização da qualidade do solo 3. Aplicações desenvolvidas para a Margem Esquerda do Guadiana e Barrinha de Esmoriz 4. Integração dos resultados nos modelos de decisão 5. Perspectivas futuras

3 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A 1. Modelos geoestatísticos aplicados ao ambiente 2. Desafios na caracterização da qualidade do solo 3. Aplicações desenvolvidas para a Margem Esquerda do Guadiana e Barrinha de Esmoriz 4. Integração dos resultados nos modelos de decisão 5. Perspectivas futuras

4 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A … precisamos obter um modelo da realidade… Modelos Geoestatísticos GEOESTATÍSTICA Análise do padrão espacial Modelos de Estimação Simulação de Imagens...

5 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Caracterização do padrão espacial e espacio-temporal Grandezas que definem a quantidade e qualidade dos recursos naturais Grandezas que apresentam estrutura/continuidade no espaço e/ou no tempo Modelos Geoestatísticos

6 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A - Conhecimento dos fenómenos espaciais: amostras ou observações da grandeza - Caracterização da distribuição espacial da grandeza e avaliação da incerteza considerando: a variabilidade do fenómeno espacial qualidade e quantidade das amostras tipo de modelo conhecimento a priori da realidade Modelos Geoestatísticos

7 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Estimação – inferência espacial das características médias de um recurso natural Simulação – distribuição espacial de um recurso natural dada pela continuidade espacial e lei de distribuição (imagens equiprováveis da realidade) Modelos Geoestatísticos

8 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Estudo da desertificação Monitorização ambiental (ar, água, biomonitorização) Relação saúde ambiente Avaliação de impactes ambientais Avaliação da contaminação de solos Modelos Geoestatísticos

9 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A 1. Modelos geoestatísticos aplicados ao ambiente 2. Desafios na caracterização da qualidade do solo 3. Aplicações desenvolvidas para a Margem Esquerda do Guadiana e Barrinha de Esmoriz 4. Integração dos resultados nos modelos de decisão 5. Perspectivas futuras

10 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Motivação - Contributo para questões ambientais prementes para Portugal como a desertificação e a avaliação da contaminação do solo Projectos recentes: SADMO (financiamento Interreg) Bioaridrisk, CIDmeg, Barrinha (financiamento FCT)

11 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Motivação - Inovação das metodologias existentes de caracterização da qualidade do solo (optimização da amostragem, integração de diferentes suportes de informação; quantificação e gestão da incerteza) - Introduzir a quantificação e espacialização do fenómeno da degradação do solo para uma melhor gestão territorial

12 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Desafios - Qualidade e quantidade dos dados disponíveis - Amostragem em diferentes suportes

13 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Desafios - Definir qualidade do solo - Criar instrumentos de planeamento acessíveis num sistema de informação geográfica - Estabelecer critérios de monitorização espacio-temporal

14 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A 1. Modelos geoestatísticos aplicados ao ambiente 2. Desafios na caracterização da qualidade do solo 3. Aplicações desenvolvidas para a Margem Esquerda do Guadiana e Barrinha de Esmoriz 4. Integração dos resultados nos modelos de decisão 5. Perspectivas futuras

15 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Projecto CIDmeg Construção de um índice de susceptibilidade à desertificação para a Margem Esquerda do Guadiana Projecto BARRINHA Avaliação dos riscos ambientais associados à contaminação de solos

16 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Projecto CIDmeg Objectivos -Avaliação dos padrões espacio - temporais dos Indicadores de Desertificação (Clima, Solo e Vegetação) -Desenho e implementação de um modelo de integração para obter o Índice de Susceptibilidade à Desertificação para identificar áreas críticas

17 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Área de Estudo – Margem Esquerda do Guadiana Projecto CIDmeg

18 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Base de dados Projecto CIDmeg

19 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Solo como indicador de desertificação -Parâmetros indicadores da qualidade do solo: pH, matéria orgânica - Identificação de áreas susceptíveis à degradação da qualidade do solo (utilização de valores limite aplicados ao mapa da distribuição espacial do parâmetro) -Integração de dados obtidos para diferentes suportes (caracterização da distribuição espacial na camada superficial do solo do parâmetro)

20 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Objectivos -Novas metodologias para a avaliação da contaminação de solos: integração de modelos geoestatísticos e deterministas integração da incerteza dos modelos conceptuais na avaliação de risco e processo de decisão Projecto BARRINHA

21 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Área de Estudo – Barrinha de Esmoriz Projecto BARRINHA

22 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Projecto BARRINHA Base de dados

23 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Avaliação da contaminação do solo e dos custos de remediação -Parâmetros indicadores de contaminação dos sedimentos: metais pesados, PCB e PAH - Caracterização da distribuição espacial dos poluentes (integração do modelo de escoamento nos canais da lagoa) - Identificação das áreas a descontaminar (integração da incerteza, utilização de funções de custo para diferentes técnicas de remediação e valores limite)

24 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Desenvolvimento de aplicações Caracterização da qualidade do solo: problemas e limitações Modelos existentes: problemas e limitações Novos modelos adaptados à realidade Novas ferramentas de gestão ambiental

25 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Modelos Geoestatísticos Simulação Sequencial Directa (SSD) (algoritmo de simulação estocástica) Distribuição espacial Co-Simulação Sequencial Directa (Co-SSD) (simulação conjunta de variáveis) Incerteza espacial

26 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Incerteza espacial Modelo de simulação: conjunto de imagens equiprováveis com a mesma variabilidade espacial dos valores experimentais Avaliação quantos valores no espaço excedem simultaneamente um valor limite e qual essa probabilidade quantificação da variabilidade

27 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A SSD com aplicação de Funções de Perda (transforma o valor simulado em susceptibilidade à degradação de acordo com valores limite) Inexistência de cartografia, à escala regional, local de qualidade dos solo Inexistência de cartografia de qualidade do solo Simulação Sequencial Directa (SSD) Distribuição espacialIncerteza espacial Projecto CIDmeg Cartografia de áreas críticas

28 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Áreas susceptíveis à degradação da qualidade do solo pH & Carbono orgânico total

29 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Co-SSD com Bi-distribuições (condiciona a simulação às classes de valores da variável secundária) Optimizar custos e abrangência espacial da campanha de amostragem de solos Maior flexibilidade na campanha inicial de amostragem Integração de dados medidos em suportes diferentes Co-Simulação Sequencial Directa (Co-SSD) Distribuição espacial Incerteza espacial Projecto CIDmeg

30 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Áreas susceptíveis à degradação da qualidade do solo

31 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A SSD com Anisotropias Locais (condiciona a simulação localmente à continuidade dada por um modelo conceptual de deposição do poluente) Inexistência de modelos híbridos (geoestatísticos e determinista) para caracterizar a dispersão da contaminação Inexistência de aplicações com simulação estocástica para obter a distribuição do poluente e a incerteza Simulação Sequencial Directa (SSD) Distribuição espacial consoante modelo conceptual Incerteza espacial Projecto BARRINHA

32 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Modelo determinista (MOHID) Direcções e continuidade locais Modelos de escoamento

33 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Distribuição espacial do poluente Imagem simulada Imagem média Incerteza espacial

34 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Reconhecimento visual com imagem de satélite Direcções e continuidade locais Modelos de escoamento

35 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Distribuição espacial do poluente Imagem simulada Imagem médiaIncerteza espacial

36 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A SSD com Anisotropias Locais com aplicação de Funções de Custo (custos associados a técnicas de remediação aplicados às imagens simuladas) Inexistência da avaliação da incerteza no espaço dos custos de remediação Simulação Sequencial Directa (SSD) Distribuição e Incerteza espaciais dos custos de remediação Projecto BARRINHA Inexistência a integração de outputs geoestatísticos nos processos de decisão em avaliação da contaminação

37 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Aplicação de funções de custo para técnicas de remediação diferentes e valores limite de contaminação Análise dos custos de remediação Imagem média Distribuição espacial do poluente Imagem média Custos de remediação Incerteza espacial Custos de remediação

38 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A SSD com Anisotropias Locais para obter modelos conceptuais (modelos da realidade para re amostragem de novos conjuntos de amostras) Inexistência da integração da incerteza na fase inicial da avaliação da contaminação Simulação Sequencial Directa (SSD) Avaliação da incerteza para valores limite do poluente Projecto BARRINHA Inexistência da integração da incerteza no modelo conceptual da realidade (estacionariedade do fenómeno)

39 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Avaliação da incerteza Conjunto de imagens simuladas da realidade para re-amostragem e update da incerteza

40 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A 1. Modelos geoestatísticos aplicados ao ambiente 2. Desafios na caracterização da qualidade do solo 3. Aplicações desenvolvidas para a Margem Esquerda do Guadiana e Barrinha de Esmoriz 4. Integração dos resultados nos modelos de decisão 5. Perspectivas futuras

41 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A Mais valias para o processo de decisão: - Cartografia direccionada à delimitação de áreas em risco, contemplando diferentes cenários - Definição de áreas a re-amostrar e/ou a monitorizar (optimização da amostragem) - Análise dos custos ambientais/económicos para as hipóteses de decisão (quantificação e espacialização dos custos)

42 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A 1. Modelos geoestatísticos aplicados ao ambiente 2. Desafios na caracterização da qualidade do solo 3. Aplicações desenvolvidas para a Margem Esquerda do Guadiana e Barrinha de Esmoriz 4. Integração dos resultados nos modelos de decisão 5. Perspectivas futuras

43 Lisboa, 24 Maio 2010 C E R E N A -Acompanhamento dos projectos na área da desertificação/degradação do solo para criação de bases de dados e monitorização -Acompanhamento da implementação da futura directiva solos em Portugal -Implementação das metodologias desenvolvidas em ferramentas de fácil acesso e utilização


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