Para a utilização dos modelos citados anteriormente, torna-se necessário o uso de ferramentas como SIG (Sistemas de Informação Geográfica) pelas funcionalidades que estas têm e que os tornam em elemento importante na modelagem de processos hidrosedimentológicos em bacias hidrográficas.
Um sistema de informação geográfica (SIG), também conhecido como sistema de informação geoespacial é qualquer sistema para gerenciamento de dados de captura, armazenamento, análise de dados e atributos associados espacialmente referenciados à Terra.
A função de um Sistema de Informação Geográfica é melhorar nossa capacidade de tomada de decisões. Um sistema de informação é a cadeia de operações que conduz desde o planejamento de observação e coleta de dados até seu armazenamento e análise, e depois a utilização das informações obtidas em qualquer processo decisório (FAOb, 1993).
Os sistemas de informação geográfica emergiram como poderosas ferramentas para manipular e analisar grandes volumes de dados, estatísticos, espaciais e temporais, que são necessárias para gerar de maneira flexível, versátil e integrada, produtos de informação, sejam mapas ou relatórios, para a tomada de decisões sobre a
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gestáo e o uso da terra, dentre outras aplicações.
O desenvolvimento de bancos de dados espaciais, juntamente com sistemas de informação geográfica (SIG) e os avanços na modelagem hidrológica distribuída tem sido um tremendo progresso na análise detalhada da distribuição espacial dos recursos hídricos e sistemas de água desde o início de 1990.
O rápido desenvolvimento da tecnologia da informação durante a última década criou uma oportunidade única para o desenvolvimento de tais ferramentas na forma de sistemas de informação de recurso terra, com múltiplos propósitos, que podem ser usados para geração rápida e eficiente de vários tipos de informações, de acordo com as necessidades dos diferentes usuários. Estes sistemas contêm bases de dados, modelos, sistemas, de suporte à decisão e interfaces de usuário para facilitar a sua operação (FAO, 1997).
Além disso, as ferramentas SIGs podem ser usadas para muitas finalidades, tais como a realização de análise de sensibilidade sobre os modelos, anipulando as variáveis de entrada, e o estudo de uma bacia a diferentes escalas / resoluções e seus efeitos sobre a precisão do modelo de previsão.
Neste contexto, o SIG é um elemento importante de integração, cujo valor deriva da sua capacidade para a funcionalidade dinâmica baseada nas seguintes características principais:
1. capacidade de computação física para manipular os dados, incluindo a sobreposição, integração e segregação;
2. capacidade de analisar os dados e formulação de hipóteses para testar suposições, definindo as relações potenciais e desenvolvimento de teorias;
3. capacidade de relacionar posições bidimensionais e tridimensionais da superfície da terra, atmosfera e litosfera / hidrosfera / ecosfera, bem como processos quatro-dimensionais dinâmicos (espaço/tempo), representando operações funcionais de sistemas de avaliação, planejamento, e controle dos recursos naturais.
A integração entre SIG e modelos não impede que os dois componentes sejam desenvolvidos separadamente. Assim, os vários mapas gerados pelo SIG podem ser usados para transferir aos modelos os dados básicos que eles precisam, e retornar os
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resultados de volta para o SIG. Em outras palavras, os SIG criam as bases de dados para os modelos e vice-versa, e os resultados dos modelos transferidos para o SIG para sua posterior representação gráfica.
A integração do SIG com os modelos hidrológicos e a sua aplicação em estudos de bacias hidrográficas permite a realização de um grande número de operações, como o projeto, calibração, simulação e comparação entre os modelos, com uma grande vantagem que é a velocidade de processo dessas operações. O uso do SIG permite, portanto, subdividir a bacia hidrográfica em subáreas homogêneas, que através dos resultados georreferenciados contribuem com o avanço quantitativo na caracterização dos parâmetros hidrológicos e no apoio à decisão no contexto da decisão da gestão eficiente da ocupação do solo e dos recursos hídricos (MELO et al., 2008).
Os Sistemas de Informação Geográfica desempenham um papel fundamental neste contexto, não só na integração de informações, mas também na capacidade de processamento espacial, pois posibilitam a extração automatizada dos parâmetros a serem incluídos na modelagem, ao mesmo tempo em que permitem a recuperação das saídas dos modelos e representação em ambiente SIG.
O Modelo Numérico de Terreno (MNT), que é definido como uma matriz (raster) de números que representam a distribuição geográfica de elevações (MOORE et al., 1991), é um dos principais componentes de toda a integração, pois dele derivam vários produtos que são de fundamental importância para todo o processo, tais como: declividade, exposição das vertentes, direção do escoamento, fluxo acumulado, delimitação da bacia e sub-bacias e definição da rede de drenagem.
A integração SIG-modelo, pode ser realizada de diferentes formas, desde uma muito simples em que o SIG é usado para preparar a entrada do modelo e analisar seus resultados, a uma completamente desenvolvida em que o SIG incorpora o modelo em si mesmo em suas rotinas, por vezes, com uma interface de usuário, e freqüentemente incluindo expert systems e uma base de conhecimento.
Os SIG e os modelos podem ser totalmente integrados ou ligados através de dados e interface.
Segundo SAMANO (2011), a integração de modelos em SIG pode ter diferentes níveis de ligação:
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- Mínimo, em que a única interação é para importar e exportar formatos de dados para o intercâmbio.
- Parcial, em que há um elevado grau de interoperabilidade e as possibilidades de partilha formatos de dados.
- Total, onde os modelos numéricos são incorporados à funcionalidade dos SIG ou vice-versa.