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XIV SIMGeo Simpósio de Geografia da UDESC
2º SEMINÁRIO NACIONAL DE PLANEJAMENTO E DESENVOLVIMENTO
ÁREA TEMÁTICA: INOVAÇÃO APLICADA AO PLANEJAMENTO:
SUB-ÁREA: GEOTECNOLOGIAS E CARTOGRAFIA
APLICAÇÕES DOS SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS
NO ESTUDO DA EXPANSÃO URBANA EM SANTA CRUZ DO SUL – RS
Jonis Bozzetti1
Rogério Leandro Lima da Silveira2
Resumo
Os sistemas de Informações Geográficas (SIGs) vêm auxiliando significativamente para
realizar análises espaciais urbanas e regionais. Frente ao acelerado processo de
urbanização que a cidade de Santa Cruz do Sul – RS vem experimentando nos últimos 30
anos, apresentamos neste trabalho a aplicação dessa ferramenta para compreender a
expansão urbana e a redução das áreas verdes, ocasionadas pelas ações antrópicas. Com o
uso dessa tecnologia é possível diagnosticar a direção do vetor de crescimento urbano e os
impactos ambientais resultantes das ações do homem com a natureza.
Palavras-chave: Sistemas de Informações Geográficas, expansão urbana, redução das
áreas verdes.
Abstract
Geographic Information Systems (GIS) are significantly helping to make urban and
regional spatial analysis. Front the accelerated process of urbanization that the city of Santa
Cruz do Sul - RS has been experiencing over the past 30 years, this work we present the
application of this tool to understand the urban expansion and the reduction of green areas,
caused by human actions. Using this technology it is possible to diagnose the vector
direction of urban growth and environmental impacts resulting from the actions of man
with nature.
Keywords: Geographic Information Systems, urban expansion, reduction of green areas.
1 Bolsista de Iniciação Científica PROBIC/FAPERGS. Graduando em Geografia (UNISC) e pós-graduando
(lato Sensu) em Gestão das Cidades e Planejamento Urbano (UCAM). <[email protected]>. 2 Professor e Pesquisador do Departamento de História e Geografia e do Programa de Pós-Graduação em
Desenvolvimento Regional da UNISC. Geógrafo, Mestre e Doutor em Geografia Humana. < [email protected]>.
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1 Introdução
O uso dos Sistemas de Informações Geográficas em análises urbanas vem
contribuindo significativamente para auxiliar a compreensão das transformações e
problemas na cidade. Tais aplicações possibilitam compreender particularidades que nem
sempre é possível perceber pelo meio analógico.
No âmbito do Grupo de Pesquisa e Estudos Urbanos e Regionais (GEPEUR)-
UNISC/UFRGS/CNPq, apresentamos um dos trabalhos produzidos dentro do projeto de
pesquisa “Valorização do Solo e Reestruturação urbana: estudo de novos produtos
imobiliários na região dos Vales – RS”. Trata-se da aplicação do SIG, como ferramenta
para auxiliar a compreender o processo de urbanização e a redução das áreas verdes em
Santa Cruz do Sul - cidade pólo da Região do Vale do Rio Pardo – RS.
Em um primeiro momento discutiremos brevemente os principais conceitos de
Geotecnologias, Geoprocessamento, Sistemas de Informações Geográficas e
Sensoriamento Remoto, seguido da aplicação da ferramenta no estudo de caso. Por fim,
apresentaremos os resultados dessas aplicações e seus limites/possibilidades do uso dessa
ferramenta.
2 Novas tecnologias aplicadas em estudos espaciais
As geotecnologias – tecnologias aplicadas às informações espaciais – vem crescendo
significativamente a partir de 1990. O avanço da técnica, ciência e informação possibilitou
a criação/utilização de várias metodologias na área de Cartografia Digital para auxiliar a
compreensão das transformações do espaço.
Diante disso, surge o Geoprocessamento, entendido como “a disciplina do
conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da
informação geográfica e que vem influenciando de maneira crescente as áreas de
Cartografia”. (CÂMARA et al, 2001, p. 2).
No Brasil, a introdução da técnica teve início a partir dos anos 80, partindo do
professor Jorge Xavier da Silva da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Desde então,
vários softwares foram desenvolvidos no país, como o SAGA (Sistema de Análise
Ambiental), MaxiCAD, SAGRE (Sistema Automatizado de Gerência da Rede Externa),
SITIM SIG e SPRING. (MOREIRA, 2011).
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As ferramentas utilizadas para realizar o geoprocessamento são denominadas
Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Seus componentes utilizados para a execução
das atividades são compostos por cinco funções específicas interligadas, conforme
esquema de Câmara, representado na figura 1.
FIGURA 1: - Estrutura Geral de Sistemas de Informação Geográfica
Fonte: Câmara et al, 2001, p. 2.
O Sistema de Informação Geográfica permite trabalhar com diferentes dados
espaciais integrados e georreferenciados. Suas principais vantagens presidem no fato
fornecer mecanismos de análise e manipulação de dados, recuperar informações de
maneira ágil, interagir com outros usuários, entre outras.
Várias áreas do conhecimento passaram a utilizar essas tecnologias em estudos
ambientais, transportes, infraestruturas, agricultura, florestas, etc. Na gestão e
planejamento urbano, a ferramenta vem contribuindo significativamente, auxiliando na
elaboração de políticas públicas e no processo de tomada de decisão.
Para isso, é importante a coleta de dados para o processamento de dados geográficos
no SIG. Eis que o Sensoriamento Remoto surge como importante técnica para a aquisição
de informações, conforme escreve Evlyn M.L. de Moraes Novo (2010):
Sensoriamento Remoto como sendo a utilização conjunto de sensores,
equipamentos para processamento de dados, equipamentos de transmissão de
dados colocados a bordo de aeronaves, espaçonaves, ou outras plataformas, com
o objetivo de estudar eventos, fenômenos e processos que ocorrem na superfície
do planeta Terra a partir do registro e da análise das interações entre a radiação
eletromagnética e as substâncias que o compõem em suas mais diversas
manifestações. (NOVO, 2010, p.28).
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Desse modo, diante de determinadas metodologias tornou-se possível compreender
particularidades do território com informações captadas por sensores remotos.
Na Geografia, a principal aplicação da tecnologia vem concentrando-se no monitoramento
dos processos geomorfológicos, preocupando-se em estudar as ações antrópicas sobre os
sistema e formas de relevo. Em estudos urbanos e rurais a utilização do Sensoriamento
Remoto tem proporcionado monitorar o uso e ocupação do solo, identificando tipos de
produção agrícola, cobertura do solo, expansão urbana, etc.
O avanço do Sensoriamento parte dos anos 90, em virtude do crescimento do setor
das telecomunicações e telemática. Algumas mudanças significativas ocorreram desde
então, principalmente na aquisição de dados diante da maior capacidade dos sensores em
transmitir e armazenar as informações. Dentre estas características, destacam-se a
resolução espacial (relação entre tamanho do pixel e superfície terrestre), resolução
espectral (medidas das faixas espectrais) resolução radiométrica (distinção de vários níveis
de energia).
Assim, os sensores de alta resolução permitem identificar a superfície terrestre de
forma mais detalhada que os demais. Estes tipos de satélites fornecem a capacidade de
distinguir elementos intraurbanos, como bairros, ruas, praças, residências, entre outros.
A escolha de determinado sensor está diretamente ligada ao custo do produto e às
necessidades das informações, visto que as imagens de satélites estão disponíveis
gratuitamente e comercialmente. No Brasil, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
(INPE), disponibiliza aos usuários dessa tecnologia diversas imagens gratuitas, como as do
sistema Landsat, às quais vem contribuindo em estudos de recursos naturais para uma
ampla comunidade de usuários.
Lançado em órbita em 1973 pela NASA (National Aeronautics and Space
Administration), o programa Landsat constitui-se em uma série de oito satélites, dos quais
sete tiveram sucesso em alcançar a órbita terrestre, com exceção do sexto lançamento. A
primeira missão remonta aos satélites 1, 2 e 3, cujas resoluções espaciais encontram-se em
torno de 80 metros. Posteriormente foram lançados os sistemas 4 e 5, compostos por dois
sensores: o MSS (Multispectral Scanner Subystem) com resolução espacial de 82 metros, e
o sensor TM (Thematic Mapper), com 30 metros de resolução. Por fim, foram lançados os
sistemas 6, 7 e, mais recentemente, em 2013, o oitavo sistema da série Landsat.
As principais aplicações de dados destes sensores são na área de recursos naturais,
com possibilidades de identificar, por exemplo, solo exposto, expansão urbana, tipos de
cultivos, vegetação, corpos d’água. No entanto, para estudos que necessitam de
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informações envolvendo áreas pequenas, como as intraurbanas, por exemplo, estas
imagens não são recomendadas, por dificultar a distinção entre arruamento, telhado de
casas, infraestrutura dos bairros, e demais elementos que são possíveis de serem
identificados com imagens de alta resolução espacial.
Diante disso, o processamento Digital de Imagens (PDI) surge como técnica para
agilizar os trabalhos manuais de interpretações visuais de imagens de satélites, a partir de
um software de SIG específico para a atividade. Dessa forma, o tratamento de imagens é
manipulado por técnicas computacionais, tendo como finalidade identificar/extrair
informações do mundo real das imagens. (MASCARENHAS e VELASCO, 1998 apud
MOREIRA, 2011).
3 O SIG aplicado no estudo da expansão urbana em Santa Cruz do Sul- RS
Localizada na região do Vale do Rio Pardo - RS, a cidade de Santa Cruz do Sul
configura-se como polo regional e importante papel na rede urbana gaúcha e nacional,
concentrando, conjuntamente com Venâncio Aires e Vera Cruz, o principal complexo
agroindustrial de tabaco do mundo. Destaca-se também na economia regional, as
atividades especializadas ligadas ao setor da saúde e da educação, às quais são
intensificadas pelos fluxos de pessoas de municípios vizinhos.
O processo de urbanização nos últimos 20 anos apresentou-se de forma intensa,
desigual e contraditória, revelando novas dinâmicas no espaço urbano santa-cruzense. A
expansão da população e perímetro urbano resultou da explosão dos meios de produção da
indústria local do tabaco, aquecendo a economia regional e despertando o interesse e
investimento da construção civil na reprodução da cidade.
Nesse contexto, agentes sociais passaram a ter papel principal nas transformações
urbanas, refletindo na valorização desigual do solo, acentuando a segregação espacial entre
os bairros. As estratégias dos atores nesse processo, voltaram-se para a construção de
loteamentos condomínios fechados, caracterizados como espaços delimitados por muros ou
grades, com acesso restrito e controlado. Esta dinâmica é encontrada em cidades médias
brasileiras, como o estudo em cidades paulistas (SPOSITO, 2006).
De 1995 até 2012, foram construídos 20 desses empreendimentos em Santa Cruz do
Sul, a maioria sendo de alto-padrão aquisitivo, destinados à população solvável. A
localização espacial encontra-se situado majoritariamente ao entorno da área de
preservação ambiental (Cinturão Verde), com restrições de usos do solo pelo poder público
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municipal. Essa nova forma de moradia se justifica em oferecer aos moradores o convívio
com a natureza, com segurança e excelente infraestrutura local, proporcionando melhor
qualidade de vida.
Para auxiliar a compreensão dessas transformações, utilizamos os Sistemas de
Informações Geográficas, de modo a auxiliar na análise da expansão urbana, bem como a
redução das áreas verdes diante desse processo de urbanização. O trabalho foi organizado
em duas etapas: a primeira correspondendo à coleta de dados primários e secundários, e a
segunda o processamento das informações no SIG. No fluxograma abaixo, observamos a
fonte e o período dos dados coletados.
Figura 2: Fluxograma das bases cartográficas coletadas para Santa Cruz do Sul – RS.
Fonte: Elaboração do autor, 2014.
A carta topográfica (1975) e os mapas da prefeitura (1996 e 2012) foram importados
para o software AutoCAD map, sob a projeção UTM (Unidade Transversa de Mercator) -
zona 22 sul, datum WGS-84. Na sequência, foram vetorizados os loteamentos dos anos em
estudo, permitindo fazer o cruzamento dos dados e elaboração final do mapa temático. Na
figura 3, observamos o produto final.
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Figura 3: Expansão urbana de 1975 a 2012 em Santa Cruz do Sul – RS.
Fonte: Elaboração do autor, 2013
A atividade agroindustrial do tabaco na região passou a manter importantes relações
de produção em escala global, principalmente pela implantação das modernas redes
técnicas, a partir da década de 70. Consequentemente ocorreu um intenso processo de
urbanização, marcado pela migração de pessoas de municípios vizinhos e aumento da
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população urbana, passando, muitas vezes, a trabalhar como safristas na periferia da
cidade. (SILVEIRA, 2003).
Observa-se na Figura 3 a nítida expansão dos loteamentos para o sul, ao entorno do
distrito industrial, e ao norte da cidade, próximos a Universidade de Santa Cruz do Sul, no
período de 1975 à 1996. Nos últimos anos, o crescimento ocorreu, principalmente, a leste
da cidade, ao entorno do Cinturão Verde (área de proteção ambiental com restrições de
usos do solo). O aquecimento do mercado imobiliário e construção civil nessa área é
marcado pela produção de loteamentos e condomínios fechados de alto padrão, destinados
à população de maior poder aquisitivo. (SILVEIRA e CAMPOS, 2014).
Nesse processo intenso de urbanização, ocorreu a redução das áreas verdes na
cidade, com a criação de novos loteamentos. Para compreender empiricamente essa
situação, utilizamos imagens de satélites e técnicas de geoprocessamento para analisar esse
processo.
Primeiramente foram coletadas do Instituto de Pesquisa Espacial (INPE) imagens de
satélites multitemporal Landsat 5, com resolução espacial de 30 metros, de 1984 e 2011, da
área que abrangia Santa Cruz do Sul. Com o módulo INPIMA do software SPRING,
recortamos a área principal da cidade, que queríamos analisar, seguido pela composição
colorida das bandas 3,4 e 5, conforme figura abaixo.
Figura 4: Imagens de satélite Landsat 5 de 1984 e 2011- Santa Cruz do Sul – RS.
Fonte: INPE, 2014.
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A associação das bandas com o comportamento espectral dos alvos, permite
identificar na cor rósea a alta reflectância dos solos na banda 3, vegetação em verde na
banda 4 e água na cor escura na banda 5. Visualmente é possível perceber a redução das
áreas verdes frente à expansão urbana na direção norte, leste e sudoeste da cidade.
Para tanto, empregamos a técnica de classificação supervisionada de imagens no
SPRING, consistida pela classificação do uso do solo, através da seleção de amostras de
pixels pelo corte de três classes temáticas estabelecidas: áreas verdes, áreas úmidas e áreas
urbanas e solo exposto.
Após o Processamento Digital de Imagens (PDI), foi possível quantificar a redução
das áreas verdes nesse período de estudo e os impactos da urbanização acelerada nesse
processo. Na sequência os dados foram importados para o AutoCAD map e elaborado o
mapa temático final com as demais informações, conforme figura 5.
Figura 5: Redução das áreas verdes na cidade entre 1984 e 2011 em Santa Cruz do Sul –
RS.
Fonte: Elaboração do autor, a partir do INPE, 2014.
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De 1984 até 2011, a cidade de Santa Cruz do Sul urbanizou-se intensamente através
das ações antrópicas, acompanhado pela redução das áreas verdes. Nesse período, dentro
desse recorte territorial mapeado, identificamos que mais de 15 km² de áreas verdes foram
desmatadas. Em 2000, foi inaugurado o Lago Dourado, reservatório que abastece o
município, localizado às margens do Rio Pardinho entre a RS-409 e a BR-471.
Ao norte da cidade, aonde hoje se encontra o bairro Linha Santa Cruz, percebemos a
transformação do que antes era área verde e de cultivo para a construção de loteamentos.
Mesma situação encontra-se na direção sul, com a criação de moradias, destinadas em
grande parte desses bairros para a classe operária. Na direção do cinturão verde, o mesmo
processo vem ocorrendo, área pela qual apresenta a maioria dos loteamentos e
condomínios fechados.
4 Considerações finais
As geotecnologias contribuem para compreender particularidades do território,
através do processamento e elaboração de dados empíricos. O uso dessas ferramentas
expande as possibilidades de entender, refletir e agir sobre o espaço, auxiliando nos
processos de tomadas de decisões em variados estudos.
Neste trabalho, a aplicação dos Sistemas de Informações Geográficas permitiu
identificar o vetor de crescimento urbano recente da cidade de Santa Cruz do Sul. Com os
dados do Sensoriamento Remoto e posteriormente o processamento digital de imagens,
verificou-se grande porcentual de redução das áreas verdes nesse processo intenso de
urbanização.
As novas tecnologias aplicadas em estudos espaciais revelam dinâmicas que
ajudam posteriormente a refletir nas transformações territoriais. O desenvolvimento de
técnicas para essa finalidade, permite verificar empiricamente informações importantes
para subsidiar as análises em vários estudos.
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