Proposta metodológica para delimitação de regiões de entorno

VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física
II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física
Universidade de Coimbra, Maio de 2010
Proposta metodológica para delimitação de regiões de entorno
imediato (REI) de áreas urbanas a partir de técnicas de análise espacial e
geoprocessamento
Marcos César Ferreira; Gracieli Trentin; Eliana Corrêa Aguirre de Mattos
Universidade Estadual de Campinas
UNICAMP, Campinas – SP, Brasil.
[email protected]; [email protected]; [email protected]
RESUMO
A Região de Entorno Imediato (REI) - ou área situada em faixa intermediária entre a mancha
urbana e o espaço rural - é tema cada vez mais freqüente em discussões sobre o planejamento
municipal. Apesar de possuir identidade, função e dinâmica próprias, esta faixa de transição
não possui ainda delimitação espacial clara e precisa.
O objetivo desta pesquisa é propor uma metodologia para a delimitação da REI por meio de
técnicas de sensoriamento remoto e de sistemas de informação geográfica (SIG), processadas
segundo métodos de análise espacial. Escolheu-se como área-teste para o desenvolvimento do
método o município de Piracicaba - 366.920 habitantes - localizado no estado de São Paulo,
Brasil. Foram utilizadas imagens de alta resolução disponíveis no site do Google Earth, sobre as
quais foram interpretados, por meio de técnicas visuais, os usos da terra situados na faixa
transicional entre a área predominantemente urbana e a área predominantemente rural.
Por meio do posicionamento do centro médio ponderado da mancha urbana foram
traçadas faixas concêntricas espaçadas regularmente em 1000 metros, até que todos os tipos
de uso da terra fossem incluídos. Foram calculadas as freqüências de pontos relativos aos usos
da terra, em intervalos angulares de 45 graus, dentro de cada faixa concêntrica afastada do
centro médio ponderado urbano.
A partir destas freqüências foram estimadas funções de decaimento com a distância a
partir do centro ponderado, para cada intervalo angular. Em seguida, foi sobreposta uma
grade UTM ao mapa dos pontos relativos aos usos identificados na imagem e construída uma
superfície representada por isolinhas e modelada em lógica fuzzy. A partir desta superfície foi
proposto o traçado da REI do município de Piracicaba.
A aplicação desta metodologia permitiu a espacialização ou a cartografia do traçado de
linhas transitórias que permitiram identificar a extensão da REI e o seu contato com as áreas
predominantemente rurais. O comportamento anisotrópico da superfície da REI pode ser
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Tema 2 - Expansão e democratização das novas tecnologias em Geografia Física:
aplicações emergentes
explicado pela distribuição espacial das redes de circulação (rodovias), aptidão agrícola de
solos localizados nas proximidades da mancha urbana e pelo traçado do rio Piracicaba.
Palavras-chave: análise espacial; região de entorno imediato (REI); planejamento municipal
1. Introdução
A Região de Entorno Imediato (REI) é a denominação dada por Sparovek, Leonelli &
Barretto (2004) para a faixa intermediária localizada entre a mancha urbana e o espaço
rural que, mesmo contendo elementos de um e de outro, possui identidade, função e
dinâmica próprias. Por este motivo, é um tema freqüente nas discussões sobre
planejamento dos municípios, uma vez que comporta atividades e usos concorrentes
tipicamente rurais e tipicamente urbanos, influenciando diretamente na estrutura
fundiária, produtiva e social locais.
Veiga (2004) discute a necessidade de superação da dicotomia urbano-rural, a qual
opõe, em seus extremos, a hipótese de completa urbanização, lançada pelo filósofo e
sociólogo Henri Lefebvre (1970), à hipótese de um renascimento rural, contraposta
pelo geógrafo e sociólogo Bernard Kayser (1972). Para o autor, existe de fato um novo
padrão de desenvolvimento rural, o qual emerge das evidências disponíveis sobre as
tendências atuais de distribuição espacial das pressões antrópicas e aponta para o
surgimento de novas formas de urbanização e de valorização de ecossistemas menos
artificializados.
O contexto da REI abrange ainda a discussão sobre a insuficiência da aplicação dos
limites administrativos – legislações de uso e ocupação do solo – na delimitação do
perímetro urbano e rural dos municípios, em especial daqueles que detém
complexidade nos processos socioeconômicos e socioespaciais, como no caso do
estado de São Paulo. Uma das principais características verificadas nestes processos
são as progressivas formações de aglomerações urbanas e regiões metropolitanas na
rede urbana paulista (Caiado & Santos, 2003).
Neste contexto, o objetivo desta pesquisa foi propor uma metodologia para
delimitação da REI por meio de processamentos vinculados a métodos de análise
espacial, utilizando-se técnicas de sensoriamento remoto e de sistemas de informação
geográfica (SIG).
A partir de uma delimitação espacial para estas áreas de entorno entende-se a
possibilidade de incremento na qualidade das políticas municipais relativas à infraestrutura, ao meio ambiente, à produção e aos equipamentos sociais (saúde,
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educação, lazer, segurança) que poderão ser implementadas e venham de fato ao
encontro da realidade da REI e de suas especificidades.
Para tanto foi selecionado como área-teste o município de Piracicaba, localizado no
estado de São Paulo, Brasil (Figura 1). O município possui população de 366.920
habitantes, segundo dados da Fundação SEADE para 2007, sendo que 97,2% deste
total residem na área urbana (356.799 habitantes) e 2,8% na área rural (10.121
habitantes). Da sua extensão territorial de 1.368,40 km2 (IBGE, 2000), 1.189,28 km2 ou
86,9% são ocupados pela área rural e 179,12 km2 (13,1%) pela área urbana (IPPLAP,
2009).
Figura 1 – Localização do município de Piracicaba no estado de São Paulo, Brasil.
Fonte: IBGE (2007).
Piracicaba é considerada uma cidade-pólo de uma região de quase três milhões de
habitantes. Inserida na bacia hidrográfica do rio Piracicaba abrange uma área de
12.400 km2, congrega 50 municípios paulistas e 8% da população do estado de São
Paulo (Barretto, Sparovek & Giannotti, 2006). A base econômica do município
encontra-se alicerçada na indústria e na agroindústria da cana-de-açúcar, cultura que
teve sua expansão a partir da década de 1970 propiciada por incentivos
governamentais e características físicas adequadas de declividade e aptidão agrícola.
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aplicações emergentes
2. Proposta metodológica para delimitação da Região de Entorno
Imediato – REI
2.1 - Identificação dos tipos de ocupação
Para o desenvolvimento desta pesquisa foram inicialmente delimitados os tipos de
uso e ocupação em toda a área de entorno à mancha urbanizada até o limite do
município, com o uso de imagens de alta resolução e de ferramentas disponibilizadas
pelo Google Earth. Por meio da interpretação destas imagens utilizando-se técnicas
visuais, foram digitalizados todos os pontos correspondentes aos diferentes tipos de
usos do solo e também o polígono da mancha urbana. A chave de classificação
adotada para a interpretação da imagem encontra-se na Tabela 1.
Tabela 1 – Caracterização dos tipos de uso e ocupação do solo identificados na região de
entorno à mancha urbanizada de Piracicaba-SP.
Tipos de ocupação
Usos predominantemente
rurais
Usos predominantemente
urbanos
Usos agrícolas
Usos não-agrícolas
Descrição
Atividades agrícolas, pastoris e de
silvicultura
Condomínios de chácaras, pesqueiros,
clubes
Loteamentos, indústrias e galpões
industriais, estação de tratamento de
água e de esgoto, aeroporto,
penitenciária
O arquivo correspondente aos pontos digitalizados sobre a imagem foi salvo na
extensão KML. Em seguida, o arquivo KML foi convertido em arquivo shapefile (.SHP) e
exportados para o SIG Idrisi (Eastman, 2003) onde foi desenvolvimento as etapas
seqüenciais desta proposta.
2.2 Densidade de ocupação em função da distância do centro médio ponderado
da mancha urbana
A identificação dos usos caracterizados como predominantemente urbanos ou
predominantemente rurais no entorno imediato do município de Piracicaba constituiu
a base para a obtenção da densidade de ocupação. Assim, de forma semelhante ao
procedimento desenvolvido por Mattos (2006), calculou-se o centro médio ponderado
da mancha urbana, a partir do qual foram definidas e traçadas faixas concêntricas com
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espaçamento regular de 1000 metros, de forma a agregar todos os usos identificados
de acordo com as representações A e B da Figura 2.
A
B
C
D
Figura 2 – Etapas metodológicas para obtenção da densidade de ocupação em PiracicabaSP. (A) representação do centro médio ponderado da mancha urbana; (B) representação das
isodistâncias a partir do centro médio ponderado; (C) representação dos intervalos angulares
de 45 graus ou eixos direcionais; (D) representação da matriz de tabulação cruzada entre eixos
direcionais e os usos identificados na área de estudo.
Para se obter maior detalhamento espacial da densidade de ocupação, foram
realizadas análises direcionais do uso no entorno imediato. Para isto, uma superfície
de isodistâncias foi traçada a partir do centro médio urbano e subdividida em
intervalos angulares de 45 graus (Figura 2C). Para cada um destes intervalos ou eixos
direcionais foram traçadas funções de decaimento com a distância para os usos
identificados.
Após foram geradas matrizes de tabulação cruzada entre o mapa pontual de uso do
solo e o mapa das faixas angulares, conforme mostra a Figura 2D. Os produtos
resultantes subsidiaram a elaboração de tabelas e gráficos que representaram a
densidade de ocupação em cada eixo direcional, por quilômetro medido a partir do
centro médio ponderado da mancha urbana.
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A Figura 3 apresenta a espacialização das funções de decaimento da densidade de
ocupação do solo em cada eixo direcional de 45 graus. A análise dos gráficos das
funções permitiu identificar três padrões espaciais para a densidade de ocupação da
REI. A maior densidade de ocupação pode ser verificada nos eixos W-SW, S-SW e WNW, sendo que, nos dois primeiros, a densidade de ocupação atinge maior valor em
torno dos 7 km medidos a partir do centro médio ponderado da área urbana. Já o eixo
W-NW apresenta maior densidade a cerca de 3 km da mancha urbana e sua densidade
decresce até os 18 km de distância.
Nestas porções a REI apresenta uma clara descaracterização de sua estrutura
fundiária, marcada pela fragmentação das propriedades, pelo aparecimento de grande
quantidade de usos não-agrícolas, pela diversificação das propriedades rurais, forte
priorização de finalidades de lazer e recreação, forte pressão sobre remanescentes
florestais e especulação imobiliária crescente.
Um segundo padrão de densidade de ocupação é verificado para os eixos N-NW, NNE e E-NE. Nestes eixos os valores da densidade apresentam-se graficamente
homogêneos e decrescem abruptamente. Este fato pode estar relacionado à
proximidade ao limite municipal - uma vez que a área urbana se concentra na porção
leste do município - e também, com a aptidão agrícola do solo para a lavoura
canavieira nesta região, conforme constatado por Barretto, Sparovek & Giannotti
(2006).
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Figura 3 – Espectros de densidade de ocupação do solo por Km2 (d) em função da distância
ao centro urbano (Km). Curva traçada a partir do limite do perímetro urbano (p). A mancha
vermelha se refere à área urbana de Piracicaba-–SP e a mancha cinza-escura ao mesmo
município
Por fim, o terceiro padrão espacial de densidade de ocupação se encontra nos eixos
E-SE e S-SE, ambos apresentando pontos de maior densidade mais afastados da borda
urbana. Este comportamento pode ser explicado pela existência do distrito de Tupi, o
qual polariza usos no seu entorno em virtude de sua abrangência espacial e por
desempenhar papel de pequeno centro urbano deslocado da mancha urbana principal.
Entre os eixos N-NW e W-NW pode ser evidenciado um vetor de expansão, pois a
área urbana avança em consonância com as vias de acesso presentes, SP-306(a) e SP304(a), e o traçado do rio Piracicaba (Tabela 2, Figura 3).
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aplicações emergentes
Tabela 2 - Relação entre acesso a municípios limítrofes, presença de distritos ou bairros e
principais vias de acesso, aos padrões espaciais dos eixos direcionais de expansão urbana de
Piracicaba – SP.
Eixos
direcionais
S-SE
Município de
principal acesso
Presença de distritos
ou bairros
Vias de acesso
Águas de São
Pedro
Distrito de Ártemis
Charqueada
Bairros de Santana e
Santa Olímpia
SP-304 (b) Rodovia Luiz de
Queiroz
SP-135 Piracicaba-Tupi
SP-308 (b) Rodovia do
Açúcar
SP-127 (b) Rodovia
Cornélio Pires
SP-147 (a) Rodovia Samuel
de Castro Neves
SP-304 (a) Rodovia Geraldo
de Barros
SP-308 (a) Rodovia
Hermínio Petrim
N-NE
Rio Claro, Santa
Gertrudes,
Cordeirópolis
Distrito de Tanquinho
ou Guamium
SP-127 (a) Rodovia Fausto
Santomauro
E-NE
Limeira
E-SE
S-SW
W-SW
W-NW
N-NW
Rio das Pedras
Santa Bárbara
d’Oeste e
Americana
Distrito de Tupi
Saltinho
Botucatu
SP-147 (b) Rodovia
Deputado Laércio Corte
Com estes resultados, verifica-se a relação direta da densidade de ocupação com a
distribuição espacial das redes de circulação (Tabela 2); com a aptidão agrícola de solos
localizados nas proximidades da mancha urbana, determinando o uso agrícola e não
agrícola verificado; com a localização espacial dos distritos e bairros e com o traçado
do rio Piracicaba.
A configuração espacial contígua dos três padrões de densidade de ocupação,
conforme Figura 3 e Tabela 2, remete à identificação dos possíveis vetores de
expansão urbana da cidade de Piracicaba. Acompanhando estes vetores, a área urbana
consolidada indica crescimento ao longo das vias de circulação, sobretudo nos eixos a
sul e a oeste do município.
Barretto, Sparovek & Giannotti (2006) ressaltam que nas regiões oeste e centrooeste do município são encontradas áreas com menor densidade de ocupação, solos
menos férteis, com restrição ao cultivo da cana-de-açúcar e preferência às pastagens,
favorecendo o surgimento de problemas nas áreas de preservação permanente ao
longo dos corpos de água, de erosões e de manutenção de estradas.
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2.3 Delimitação da superfície da Região de Entorno Imediato
Após a obtenção da densidade de ocupação segundo faixas direcionais na REI do
município de Piracicaba, passou-se ao desenvolvimento da etapa de delimitação de
sua abrangência espacial. Uma grade UTM de 2 km por 2 km foi sobreposta às
informações pontuais de usos predominantemente urbanos e predominantemente
rurais identificados (Seção 2.1)
A sobreposição permitiu a extração da quantidade de tipos de usos por quadrícula
da grade. A nova grade contendo a quantidade de pontos de uso do solo por
quadrícula foi interpolada pelo algoritmo do IQD (inverso do quadrado da distância).
Como produto desta interpolação foi gerado a superfície probabilística da Região de
Entorno Imediato para o município de Piracicaba, cujas isolinhas representam a
quantidade de tipos de usos do solo por quadrícula de 4 km2 (Figura 4).
Figura 4: Superfície da Região de Entorno Imediato (REI) de Piracicaba – SP.
A superfície apresentada na Figura 4 destaca as áreas de maior densidade de
ocupação da REI. Verifica-se claramente sua distribuição anisotrópica e variação
quanto à densidade de ocupação, ratificando os resultados anteriores e sua relação
com os eixos direcionais de expansão urbana.
O resultado obtido comprova a inexistência de uma relação direta entre a extensão
e forma da REI e da forma da mancha urbana, uma vez que a superfície obtida se
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mostra irregular configurando a ‘linha imaginária’ atribuída à Sparovek, Leonelli &
Barretto (2004).
Considerando-se que a expansão urbana ocorre sobre as áreas já transformadas e
integrantes da REI (Barretto, Sparovek & Giannotti, 2006), as ações implementadas
neste espaço e a dinâmica dos processos de transformação serão decisivos para a
tipologia urbana que será ali construída. Portanto, a REI consolida-se como área
prioritária no planejamento à medida que sua descaracterização fundiária e a inserção
crescente de usos não-agrícolas confirmam suas especificidades e importância no
zoneamento agrícola e urbano local.
3. Conclusões
A densidade na ocupação do solo na REI relativa a usos predominantemente
urbanos e predominantemente rurais permitiu a identificação de padrões espaciais de
sua ocupação. Tais padrões indicam a irregularidade no contorno desta região e sua
relação direta com a distribuição espacial das vias de circulação, com a aptidão agrícola
de solos nas proximidades da mancha urbana. Este fato foi confirmado pela superfície
probabilística anisotrópica gerada que indicou a variabilidade na extensão e na
densidade de ocupação na REI.
A metodologia para delimitação da REI, especificamente para o município de
Piracicaba, mostrou-se adequada para a identificação e a cartografia do traçado das
linhas transitórias que delimitam esta região de entorno, confirmando o caráter
transitório da ocupação espacial existente. A utilização de técnicas de sensoriamento
remoto e de SIG foram determinantes na operacionalização desta proposta
metodológica, uma vez que aplicadas na análise espacial permitem contornos mais
objetivos e consistentes com a multiplicidade da realidade geográfica.
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Referências Bibliográficas
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Instituto de Pesquisas e Estudos Florestais, Piracicaba-SP.
Caiado, A.S.C & Santos, S.M.M. 2003, Fim da dicotomia rural-urbano? Um olhar sobre
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Disponível em http://www.ibge.gov.br/cidadesat/ topwindow.html.
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Mattos, E.C.A. 2006, Dinâmica espaço-tempo do uso e ocupação das terras na região
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serra do Japi, Tese (Mestrado), Instituto de Geociências, Universidade Estadual de
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Sparovek, G., Leonelli, G.C.V. & Barretto, A.G.O.P. 2004, ‘A linha imaginária’ in O
Município e as áreas rurais, eds. Santoro, P. & Pinheiro, E., São Paulo, Instituto Pólis,
Caderno Pólis n. 08, pp.14-24.
Veiga, J.E. 2004, Destinos da ruralidade no processo de globalização, Estudos
Avançados 18 (51).
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