Plano de Disciplina — Geotecnologias e SIG

Plano completo da disciplina de Geotecnologias e SIG.

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PLANO DE DISCIPLINA

EMENTA: Fundamentos do geoprocessamento e análise espacial: conceitos, estruturas de dados, análise de incerteza e acurácia em classificação. Geotecnologias aplicadas à gestão de recursos hídricos e períodos de seca: evapotranspiração, índices de seca, sensoriamento remoto hidrológico. Sistemas de Informação Geográfica (SIG) na exploração de recursos minerais: análise multicriterial, geoprocessamento e tomada de decisão. Intemperismo, erosão e formação de solos: processos pedogenéticos, classificação e mapeamento digital de solos. Degradação do solo, desertificação e mudanças climáticas: indicadores espaciais, monitoramento e modelagem. Recursos hídricos e gestão por bacia hidrográfica: delimitação, análise morfométrica, política nacional de recursos hídricos. Monitoramento hidrológico e geotecnologias: redes de observação, sensores remotos, séries temporais. Geoprocessamento aplicado ao monitoramento de impactos ambientais da mineração: análise espacial, licenciamento e auditoria ambiental. Sensoriamento remoto aplicado a mudanças de uso e cobertura vegetal: detecção de mudanças, métricas de paisagem, classificação supervisionada. Inteligência artificial e qualidade da pesquisa científica em meio ambiente: aprendizado de máquina, validação espacial, reprodutibilidade e princípios FAIR.

OBJETIVO: Capacitar o(a) discente a aplicar geotecnologias (SIG, sensoriamento remoto, modelagem espacial e inteligência artificial) na análise, monitoramento e gestão de recursos naturais, com ênfase em rigor metodológico, validação de resultados e suporte à tomada de decisão em questões ambientais e territoriais.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Dominar os fundamentos teóricos e práticos do geoprocessamento, incluindo estruturas de dados vetoriais e matriciais.

Avaliar a incerteza e acurácia em produtos de classificação (matriz de confusão, Kappa, validação espacial).

Aplicar geotecnologias ao monitoramento de recursos hídricos, seca e evapotranspiração.

Utilizar análise multicriterial (AHP, Fuzzy) em SIG para exploração de recursos minerais e tomada de decisão.

Analisar processos de intemperismo, erosão, formação e degradação de solos com suporte de geotecnologias.

Delimitar e caracterizar bacias hidrográficas com análise morfométrica e política de recursos hídricos.

Aplicar sensoriamento remoto na detecção de mudanças de uso e cobertura vegetal e no monitoramento de impactos da mineração.

Utilizar métodos de aprendizado de máquina com validação espacialmente robusta, alinhados aos princípios FAIR e de ciência aberta.

HABILIDADES E COMPETÊNCIAS: Ao final da disciplina, o(a) discente deverá dominar os fundamentos teóricos e práticos do geoprocessamento, compreender as potencialidades e limitações das geotecnologias aplicadas a problemas ambientais reais, realizar análises espaciais consistentes em plataformas livres (QGIS, Google Earth Engine), avaliar criticamente a qualidade e incerteza de produtos cartográficos, integrar múltiplas fontes de dados espaciais (satelitais, censitários, hidrológicos, pedológicos), aplicar métodos de aprendizado de máquina com validação espacialmente robusta, e elaborar produtos técnicos (mapas, relatórios, scripts reprodutíveis) orientados ao planejamento, licenciamento, monitoramento ambiental e políticas públicas de gestão territorial e de recursos naturais.

METODOLOGIA: A disciplina será desenvolvida ao longo de 11 encontros semanais. As atividades combinarão exposição dialogada dos fundamentos teóricos com sessões práticas em ambiente computacional (QGIS, Google Earth Engine e R).

Cada encontro articulará uma dimensão conceitual (fundamentos, pressupostos e critérios de análise) com uma dimensão aplicada (exercícios com dados reais, produção de mapas e relatórios). Os materiais de apoio (scripts, datasets, tutoriais e artigos) serão disponibilizados em formato digital.

A disciplina enfatiza o rigor metodológico na produção de evidências geoespaciais, a reprodutibilidade dos procedimentos e a interpretação crítica dos resultados.

FORMAS DE AVALIAÇÃO: O processo avaliativo contemplará instrumentos teóricos e práticos:

Cada avaliação terá valor máximo de 10,0 pontos e a média final será calculada pela média aritmética simples.

PROGRAMA DO COMPONENTE CURRICULAR

O componente curricular será desenvolvido em 11 encontros. O programa articula fundamentos de geoprocessamento e sensoriamento remoto com aplicações em recursos hídricos, solos, mineração e inteligência artificial, culminando em análise integrada de problemas ambientais.

  1. Avaliação de Incerteza em Classificação (aula 01)

    • Matriz de confusão, coeficiente Kappa e validação espacial.

    • Mapas de probabilidade e incerteza no Google Earth Engine.

  2. Fundamentos do Geoprocessamento (aula 02)

    • Ontologias espaciais; modelos vetorial e matricial; SRC.

    • Álgebra de mapas, operações espaciais e geoestatística.

  3. Geotecnologias e Recursos Hídricos (aula 03)

    • Monitoramento de reservatórios e aquíferos; índices de seca.

    • Evapotranspiração (SEBAL); sensoriamento remoto hidrológico; governança hídrica.

  4. SIG na Exploração Mineral (aula 04)

    • Sistemas mineralizantes; geofísica e sensoriamento hiperespectral.

    • Análise multicriterial: Fuzzy-AHP e pesos de evidência para tomada de decisão.

  5. Intemperismo, Erosão e Solos (aula 05)

    • Equação de Jenny; séries de Goldich; processos pedogenéticos.

    • RUSLE; classificação SiBCS; mapeamento digital de solos.

  6. Degradação, Desertificação e Clima (aula 06)

    • LDN/ODS 15.3; retroalimentação USLE-clima; salinização.

    • Mecanismo de Charney; indicadores espaciais; restauração.

  7. Recursos Hídricos e Bacia Hidrográfica (aula 07)

    • Delimitação de bacias; morfometria e balanço hídrico.

    • Lei 9.433/1997; outorga, cobrança e nexo água-energia-alimento.

  8. Monitoramento Hidrológico (aula 08)

    • Telemetria IoT; curvas-chave; altimetria radar.

    • GPM/SMAP; SEBAL/METRIC; DEMs e modelos hidrológicos.

  9. Geoprocessamento na Mineração (aula 09)

    • DInSAR; NDVI e balanço volumétrico LiDAR.

    • Gestão de risco, compliance ambiental e licenciamento.

  10. Sensoriamento Remoto e Cobertura Vegetal (aula 10)

    • NDVI/EVI; classificadores RF/SVM/U-Net; BFAST.

    • PRODES/MapBiomas; validação de Olofsson; métricas de paisagem.

  11. IA e Qualidade da Pesquisa Ambiental (aula 11)

    • Modelagem híbrida; SHAP/LIME; explicabilidade.

    • Princípios FAIR; Green AI; ética e reprodutibilidade na pesquisa.

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO

Quadro 1 — Conteúdo programático por aula de Geotecnologias e SIG.

SEMANA AULA ASSUNTOS PREVISTOS
1ª 01 Avaliação de incerteza e acurácia em classificação: matriz de confusão, Kappa, validação espacial.
2ª 02 Fundamentos do geoprocessamento e análise espacial: estruturas de dados, operações espaciais.
3ª 03 Geotecnologias aplicadas a recursos hídricos: evapotranspiração, índices de seca, SR hidrológico.
4ª 04 SIG aplicado à exploração de recursos minerais: análise multicriterial, AHP, tomada de decisão.
5ª 05 Intemperismo, erosão e formação de solos: processos pedogenéticos, classificação SiBCS.
6ª 06 Degradação do solo, desertificação e mudanças climáticas: indicadores, monitoramento, modelagem.
7ª 07 Recursos hídricos e gestão por bacia hidrográfica: delimitação, morfometria, Política Nacional.
8ª 08 Monitoramento hidrológico e geotecnologias: redes de observação, sensores remotos, séries temporais.
9ª 09 Geoprocessamento aplicado a impactos da mineração: análise espacial, licenciamento, auditoria.
10ª 10 Sensoriamento remoto e mudanças de cobertura vegetal: detecção de mudanças, métricas de paisagem.
11ª 11 Inteligência artificial e qualidade da pesquisa ambiental: ML, validação espacial, princípios FAIR.

Observação: Disciplina ofertada no curso de Geografia da UNIVASF. Conteúdo alinhado aos temas do concurso público de Geociências.

SIGNIFICADO DO COMPONENTE CURRICULAR PARA FORMAÇÃO PROFISSIONAL

O componente curricular Geotecnologias e SIG é estruturante para a formação de profissionais de Geografia e áreas afins, por fornecer competências em análise espacial, sensoriamento remoto e modelagem ambiental indispensáveis ao diagnóstico, monitoramento e gestão do território. O domínio de geotecnologias é exigência crescente em licenciamentos, auditorias ambientais, planejamento urbano e regional, gestão de recursos hídricos e minerais, monitoramento de desmatamento e avaliação de impactos.

A ênfase em plataformas livres (QGIS, Google Earth Engine), inteligência artificial aplicada e princípios de ciência aberta (FAIR, reprodutibilidade) prepara o(a) egresso(a) para atuar em órgãos públicos, empresas de consultoria, institutos de pesquisa e organizações ambientais, com rigor técnico e alinhamento às melhores práticas da comunidade geoespacial.

REFERÊNCIAS

Básica

Complementar