Após o derramamento de óleo ocorrido em janeiro 2000 na Baia de Guanabara/Rio de Janeiro-Brasil, a Petrobras desenvolveu um projeto de pesquisa para caracterização ambiental e socioeconômica da Baía de Guanabara. Este trabalho teve como objetivo integrar dados e aumentar o potencial de conhecimento e uso das informações do projeto buscando técnicas não convencionais em estudos ambientais. Foram avaliados dados de parâmetros físico-químicos e biológicos da água coletados quinzenalmente durante o período de 2 anos (2005 e 2007), em 10 estações amostrais distribuídas na baía. Avaliou-se uma organização para os dados em modelo de base de dados espacial (geodatabase) e realizou-se uma investigação espaço-temporal a partir de técnicas exploratórias e análises de classificação supervisionada (árvore de decisão) e não supervisionada (fuzzy) considerando critérios multivariados esses entendimentos possibilitaram a geração de uma novo zoneamento para a avaliação da qualidade da água da baia. Explorou-se ainda o potencial de contribuição de ferramentas de geoprocessamento como interface de acesso à base de dados e nos processos de análise, integração e apresentação espacial das informações.