5.3 Ferramenta MASE
5.3.2 Detalhamento da Infraestrutura Computacional
Para o desenvolvimento do SMA híbrido foi utilizado o Java Agent Development Fra- mework (JADE), versão 4.0 (20/04/2010), (Seção 3.3.2. O JADE implementa os padrões da FIPA para definição de um SMA e foi desenvolvido pela TILAB. O JADE é um mid- dleware para desenvolvimento e execução de aplicações baseadas em agentes inteligentes,
Tabela 5.6: Classificação dos comportamentos implementados na ferramenta MASE con- forme estrutura JADE.
Tipo de Comportamento
OneShotBehaviour CyclicBehaviour Behaviour
AdicionarAgentes AutorizarAgentes LerImagens AdicionarAgentesemBloqueio Explorar ComecarSimulacao LidarComMensagens ConfigurarAgentesTransformadores LidarComRequisicaoMatlab ConfigurarCelulas Step ConfigurarGerentes EnviarRequisicaoParaServicoNoDF IniciarAgenteJanela RegistrarseNoDF
desenvolvido na linguagem Java4. Fornece serviços de páginas brancas e amarelas, e pro-
tocolos de comunicação e interação de agentes, além de ferramentas para a mobilidade de agentes entre plataformas distribuídas.
A escolha pela utilização do JADE como plataforma de SMA tem como consequência a necessidade de utilização da linguagem Java para o desenvolvimento do projeto. Para o desenvolvimento do protótipo, utilizou-se a plataforma de desenvolvimento Eclipse5
(versão Helios Service Release 2 ), ferramenta aplamente difundida para o desenvolvimento de aplicações Java. A preparação do ambiente, inicialização e execução dos agentes requer a instalação do middleware JADE, disponível no site da plataforma6. Conforme descrito
na literatura básica do JADE (Bellifemine et al., 2007), para a inicialização dos agentes na plataforma, é necessário que o projeto seja compilado e sua estrutura de arquivos binários seja copiada para o diretório raiz do JADE. As bibliotecas utilizadas (arquivos .jar) também devem estar aí localizadas.
Para todo o processamento de imagens foi utilizado a ferramenta Simulink7do software
Matlab8, versão 7.10.0.499 (R2010a), exportado pela biblioteca matlabcontrol, a qual provê
uma interface e permite que agentes JADE interajam com sistemas desenvolvidos no Matlab.
Embora a ferramenta JADE possibilite a programação distribuída, a implementação do protótipo e a execução das simulações foram realizadas de maneira local. Para a exe- cução dos testes da ferramenta proposta, foram utilizadas as dependências do Laboratório de Imagens, Sinais e Áudio (LISA) do Departamento de Ciência da Computação da Uni- versidade de Brasília, com utilização de três máquinas para tratamento das imagens na simulação:
• Máquina A - Processador Intel core 2 Duo de 1.86 GHz, memória RAM de 2GB, sistema operacional de 32 bits;
• Máquina B - Processador Intel core i5 de 2.27 GHz, memória RAM de 4GB, sistema operacional de 64 bits; 4 http://www.java.com 5 http://www.eclipse.org/ 6 http://jade.tilab.com 7 http://www.mathworks.com/products/simulink/index.html. 8 http://www.mathworks.com/products/matlab/.
• Máquina C - Processador Intel core 2 Duo de 2,20 GHz, memória RAM de 2GB, sistema operacional de 32 bits.
Todas a arquitetura computacional implementa o modelo conceitual definido. Para atestar o funcionamento da ferramenta, um estudo de caso para uma área do bioma Cerrado foi simulado, conforme descriçao no Capítulo 6.
Capítulo 6
Estudo de Caso e Resultados
A ferramanta MASE foi desenvolvida como um instrumento de investigação da dinâmica de fenômenos espaciais sob a intervenção de agentes humanos. Seu modelo pode ser aplicado para cobertura ou uso da terra em determinada porção do espaço. O modelo não é um modelo genérico de mudança, portanto ainda não foram analisadas as possíveis aplicações além da tradicional alteração da cobertura da terra ou de transição de uso da terra, como, por exemplo, para avaliação de fragmentação, desenho de corredores ou replicação de processos de difusão. Para ilustrar o potencial de aplicação da ferramenta foi realizado o estudo de caso da dinâmica do uso da terra no Distrito Federal (DF), com foco nas alterações advindas da agricultura e da pecuária.
Serão apresentados a área em análise e os parâmetros específicos adotados para confi- guração da ferramenta e modelo. O foco da descrição será apenas nos insumos fornecidos à ferramenta MASE, uma vez que a metodologia para a escolha dos parâmetros, o funci- onamento e regras do modelo, bem como os detalhes de implementação foram descritos nas Seções 5.1, 5.2 e 5.3, respectivamente.
Para o estudo de caso, os resultados esperados são os mapas de cobertura e uso da terra em projeções futuras e as taxas de mudança ocorrida no período. Após isso, os experimentos de simulação são descritos e os resultados são apresentados e discutidos. Para a validação dos resultados obtidos, dois são os parâmentros adotados: (i) Quantidade de mudança - comparação das taxas de mudança entre a projeção simulada e a imagem real;e (2) Alocação de mudança - comparação dos locais onde ocorreram as transformações no uso da terra na simulação são compatíveis com os dados obtidos pelas imagens de satélite.
6.1
Estudo de Caso para o Distrito Federal
A área definida para a aplicação do modelo e teste da ferramenta foi o Distrito Federal, Unidade Federativa que tem 100% do seu território em região de Cerrado, conforme ilustrado na Figura 2.12 e Tabela2.1. A escolha pelo Cerrado justifica-se por atualmente ser o bioma mais pressionado pela a intensificação do uso da terra, por ser considerado um hotspot de biodiversidade, por ter esforço de conservação ínfimo, quando comparado a outros biomas (principalmente com a Amazônia) e pelo o desconhecimento da população e dos tomadores de decisão quanto à sua importância. A fundamentação da escolha do Cerrado foi apresentada em detalhes na Seção 2.3.
Figura 6.1: Unidades de Conservação do DF e entorno.
A seleção do DF, dentre as demais UFs que abrigam o bioma Cerrado, dá-se por fa- tores diversos. Com área de 5.787,784Km2 1, estima-se que 68,11% da vegetação nativa
já foi desmatada até 2008 (Ibama, 2009). Esta informação contrasta com o fato de que aproximadamente cerca de 90%2 da área total do DF é protegida por alguma categoria de
unidades de conservação ou áreas protegidas (pertencentes ou não ao Sistema Nacional SNUC), de proteção integral e uso sustentável (Figura 6.1). Além desses fatores, a faci- lidade de obtenção de informação facilitou o processo de seleção da escolha. Entretanto, a possibilidade de investigar as consequências do Plano Diretor de Planejamento Territo- rial do DF, o PDOT, muito discutido e envolvido em polêmicas sobre as destinações da terra, supostamente influenciadas por interesses políticos e econômicos, emergiu como o candidato inicial para explorar as capacidades da ferramenta.
Foram utilizadas as imagens do Satélite LANDSAT ETM+, classificadas pelo Projeto de Monitoramento do Desmatamento dos Biomas Brasileiros por satélite (MMA/Ibama) e o Mapa de Cobertura Vegetal dos Biomas Brasileiros (MMA), escala 1:250.000, reso- lução de 30m, ano base 2002. A disponibilidade de um conjunto classificado de imagens da cobertura da terra do DF, para dois momentos de tempo distintos, 2002 e 2008, apresentou-se como oportunidade para testar as funcionalidades básicas da ferramenta e os conceitos subjacentes ao modelo. Embora existam imagens de satélites mais atuais, o esforço de classificação das imagens não justifica sua utilização no estudo de caso nesse primeiro momento, sendo que o objetivo é validar a definição do modelo e o protótipo implementado. É possível encontrar classificações mais recentes, entretanto, a opção pe-
1
IBGE. Perfil do Distrito Federal. Disponível em:http://www.ibge.gov.br/estadosat/
2
ZEE DF. Secretaria de desenvolvimento urbano e meio ambiente do DF. Disponível em:www.zee-df.com.br
(a) 2002 (b) 2008
Figura 6.2: Imagens com a classificação da cobertura da terra no DF. Fonte: Ibama. los dados oficiais do governo brasileiro e por dois conjuntos de imagens classificados sob mesma metodologia imperaram na decisão.
A visão das imagens classificadas para os dois anos é apresentada na Figura 6.2. São três as classes contidas na imagem: área de vegetação natural ou vegetação remanescente (RGB 0-100-0), área de uso antrópico (RGB 255-255-0) e corpos d’água (RGB 0-0-100), conforme segue:
• Área de Vegetação Natural - áreas que mantém a cobertura de vegetação ou o Cerrado em sua constituição natural. São englobadas aqui as áreas de conservação ambiental, como as UCPI.
• Área de Uso Antrópico - áreas que já sofreram processo de desmatamento. A al- teração da cobertura da terra original pode se dar por cultivo agrícola, pastagens, área com influência urbana ou área degradada pela mineração.
• Corpo d’água - acumulação perene de água, como lagos e ou reservatórios, de águas naturais ou artificiais.
A imagem classificada do ano de 2002 é a entrada para a ferramenta MASE. Ela irá indicar o cenário inicial para a atuação dos agentes. A imagem de 2008 não será utilizada na simulação, apenas na validação dos resultados.