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DIRECTIONAL ANALYSIS OF URBAN SPRAWL IN MEDIUM-SIZED CITIES: AN APLICATION OF FRACTAL DIMENSION/ ANALISE DIRECIONAL DA EXPANSAO URBANA DE CIDADES DE PORTE MEDIO: UMA APLICACAO DA DIMENSAO FRACTAL.

1. INTRODUCAO

O seculo XX foi marcado pela maior taxa de crescimento demografico na historia da humanidade. Entre os anos de 1950 e 2000, a populacao mundial aumentou de 2,6 para 7 bilhoes de pessoas. Esta elevacao demografica ocorreu paralela ao enorme crescimento da taxa de urbanizacao mundial. O seculo XXI mantem o continuo avanco da urbanizacao, tanto que resultou na maioria da populacao mundial vivendo em areas urbanas (RODRIGUES, 2009; ONU, 2011).

A concentracao populacional nas cidades reforca a preocupacao quanto ao crescimento das areas urbanas e, principalmente, quanto a morfologia deste crescimento, de modo disperso nas areas perifericas, o que tende a ocupar areas anteriormente destinadas a agricultura e, ao mesmo tempo, dificultar e elevar os custos de distribuicao de servicos basicos a populacao. Torrens e Alberti (2000) ressaltam que a ocupacao a partir da mancha urbana apresenta varios impactos negativos sobre a cidade, como nos transportes, ocupacao de areas ambientalmente frageis, baixa densidade de ocupacao, alem de esforcos desnecessarios quanto ao provimento de servicos e infraestrutura.

Cidades de porte medio tambem apresentam esta situacao de espalhamento da mancha urbana, uma vez que tem sido nelas evidenciadas as maiores taxas de crescimento urbano nas ultimas decadas. A descentralizacao urbana em direcao as areas perifericas, em muitos casos, e influenciada pela presenca de vias de circulacao, o que contribui para a maior complexidade da morfologia das cidades. A forma urbana e irregular e complexa, diferenciando-se ao longo do tempo e do espaco, de acordo com as influencias do meio em que esta inserida, sendo assim impossivel adequa-la a regularidade da geometria euclidiana--abordagem comumente utilizada nas analises da forma urbana. E neste contexto que surge a necessidade de novas formas ou ferramentas de analise que permitam maior aproximacao ao fenomeno em estudo, no caso para a compreensao das formas urbanas.

A geometria fractal, surge em parte, da incapacidade da geometria classica ou euclidiana em caracterizar ou medir muitas das formas naturais. Uma linha de costa nao e retilinea ou circular, nem uma paisagem pode ser representada por uma funcao analitica. De maneira semelhante, e dificil ou mesmo impossivel descrever flocos de neve, padroes urbanos ou a rede hidrografica, por meios tradicionais. A dimensao fractal pode, portanto, ser usada principalmente como um indice para medir a complexidade de curvas e superficies (DE COLA; LAM, 1993), constituindose no grau de complexidade (GOODCHILD; MARK, 1987) e fragmentacao (HEROLD, COUCLELIS; CLARKE, 2005) da forma ou objeto em analise.

Segundo Tannier e Pumain (2005), referencias aos fractais na literatura geografica sao relativamente recentes, tendo surgido a menos de 20 anos e, provavelmente, novos estudos surgirao, mais numerosos e sistematicos. A principal vantagem da geometria fractal e fornecer um modelo de referencia para descrever as formas espaciais criadas pela sociedade que seja mais adaptado que a geometria euclidiana.

A aproximacao das formas urbanas a geometria fractal permite maior similaridade entre o modelo em estudo e a forma real. A partir do uso da dimensao fractal (D), como metrica da paisagem, o crescimento urbano pode ser analisado sob o ponto de vista da fragmentacao e do preenchimento do espaco, ao longo do tempo.

Para entendermos a dimensao fractal e necessario que nos reportemos a geometria euclidiana, na qual o ponto tem dimensao zero (0); a linha, dimensao um (1); a area, dimensao dois (2); e o volume, dimensao tres (3). Na geometria fractal a dimensao possui valores fracionados, o que permite maior exatidao na determinacao da dimensao de objetos com formas irregulares (BATTY; LONGLEY, 1994; FRANKHAUSER, 1994).

Ao longo do processo de crescimento urbano a densidade de ocupacao e a aleatoriedade quanto a disposicao das estruturas influenciam a morfologia urbana. De acordo com Batty, Fotheringham e Longley (1993), a analise morfologica urbana concebe a cidade como ramificacoes de estruturas em que os espacos entre estas ramificacoes apresentam reduzida possibilidade de crescimento, acelerando ainda mais a ramificacao. O crescimento ao longo de vias de transporte deixa espacos nao ocupados, que tendem a diminuir a densidade de ocupacao, a medida que aumenta a distancia ate o centro das cidades.

As ramificacoes urbanas, segundo Marques e Ferreira (2008), formam uma estrutura com dendritos que crescem em um processo centrifugo, de acordo com a disponibilidade de vias de circulacao. Muitas vezes ocorrem limitacoes neste processo de crescimento, em consequencia das caracteristicas fisicas do espaco e pelo proprio perfil economico destas cidades. Berry (1964) argumenta que dentro da totalidade de ecossistemas mundiais, nos quais o homem e a parte dominante, ele cria para si, muitos ambientes. Estes ambientes nao sao estudados em sua totalidade pelos geografos, somente em seus aspectos espaciais. Nesta perspectiva, o estudo morfologico das cidades encontra sustentacao.

Pretende-se com este artigo a identificacao e caracterizacao da forma de cidades de porte medio, por meio da estimativa da dimensao fractal, considerando a densidade de preenchimento a partir do centro urbano, com base em uma serie temporal e divisao setorial das areas urbanas. Propoem-se ainda, verificar a relacao entre a dimensao fractal e as caracteristicas de cada sitio urbano, especificamente a topografia e as atividades de uso do solo praticadas nas areas proximas as bordas urbanas.

Para atingir estes objetivos foram selecionadas duas cidades de porte medio do estado de Sao Paulo, Brasil, com morfologias e caracteristicas fisico-geograficas de sitio urbano distintas, mas com populacoes totais residentes proximas: 376.828 e 425.795 habitantes (SEADE, 2005). As duas cidades corresponderam a Sao Jose do Rio Preto (SJRP) e a Jundiai. Esta ultima cidade, sera denominada neste trabalho de Jundiai-Varzea Paulista (JVP), pelo fato de constituir um aglomerado urbano ao estar conurbada com a cidade de Varzea Paulista. As areas de estudo estao localizadas no Planalto Ocidental e no Planalto Atlantico, respectivamente (IPT, 1981), conforme a Figura 1.

A proposta de utilizacao da estimativa da dimensao fractal como ferramenta de analise espacial alem de avaliar o seu desempenho na analise e caracterizacao do comportamento da morfologia urbana ao longo do tempo, podera auxiliar em acoes de planejamento urbano e territorial quanto ao monitoramento da forma urbana.

2. MATERIAIS E METODOS

2.1. Materiais

O intervalo de tempo que compoe a serie temporal analisada foi escolhido em funcao da disponibilidade de material cartografico e de sensoriamento remoto, que compreendessem caracteristicas de elaboracao semelhantes, e tambem, representassem o panorama historico de urbanizacao a partir do qual as duas cidades selecionadas se desenvolveram. Desta forma, o periodo em estudo compreendeu o intervalo de 1938 a 2005, representado por quatro datas especificas de analise: 1938, 1985, 1995 e 2005.

O material cartografico e de sensoriamento remoto utilizado para a identificacao da expansao urbana das duas cidades foram os seguintes: mapa analogico de 1938, elaborado pelo Instituto Geografico e Geologico, para a cidade de Sao Jose do Rio Preto e mapa da area urbana de Jundiai de 1940, cedido pela Prefeitura Municipal, ambos na escala aproximada de 1:30.000; imagens do satelite LANDSAT TM 5 para os anos de 1985, 1995 e 2005, correspondentes as orbitas/pontos 221/74 e 219/76, obtidas no catalogo de imagens do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

Para a analise dos aspectos fisicos da topografia das duas areas de estudo, foram utilizados os dados ASTER GDEM (2009), cenas: S21W050 para SJRP e S24W047 e S24W048 para o aglomerado JVP. A identificacao dos usos do solo no entorno urbano foi realizada em cenas do sensor HRC do satelite CBERS 2B, obtidas no catalogo do INPE para o ano de 2008, data mais proxima a 2005. Para SJRP, a cena correspondeu a orbita/ponto 158(E)123(4) de 11/04/2008; para JVP foi necessario o uso de quatro cenas, sendo elas: 154(A)/126(2) e 154(A)/126(3) de 19/05/2008 e 154(B)/126(2) e 154(B)/126(3) de 14/06/2008.

As vias de circulacao e a rede hidrografica que compoem a base cartografica das areas de estudo foram obtidas a partir de mapas do Departamento de Estradas e Rodagem do estado de Sao Paulo (DER) em escala 1:250.000. Todas as etapas de processamento digital das imagens e obtencao dos resultados foi desenvolvida nos softwares Idrisi Taiga e ArcGIS 9.3.

2.2. Processamento digital e identificacao da expansao urbana

Os materiais cartograficos e de sensoriamento remoto foram registrados a partir da imagem LADNSAT TM 5 de 2005, mantendo-se um erro padrao inferior a um pixel, conforme a resolucao espacial de 30m, adotada para a pesquisa. Apos o registro, as imagens foram recortadas com base na extensao territorial de cada municipio e definidas as composicoes coloridas para a identificacao da expansao urbana nas quatro datas de analise. As composicoes coloridas consideradas adequadas para esta etapa foram: RGB 357; RGB 347 e RGB 741.

Em seguida, as manchas urbanas para os anos de 1938, 1985, 1995 e 2005 foram vetorizadas em tela, em escala fixa 1:50.000, sendo identificada, nas duas cidades, somente a area urbana consolidada ou efetivamente urbanizada nestas datas.

2.3. Caracterizacao dos aspectos fisicos e antropicos

A partir do modelo digital de elevacao (MDE) dos dois municipios, com base nos dados GDEM, foram elaboradas as representacoes cartograficas para as caracteristicas topograficas de cada area. Para esta etapa a legenda foi estruturada de forma a permitir a comparacao das caracteristicas de relevo presentes nas duas areas de estudo.

A caracterizacao do uso e ocupacao presentes na borda urbana das cidades foi realizada por meio da interpretacao e vetorizacao em tela das imagens HRC do satelite CBERS 2B. Uma zona buffer de 1km foi tracada a partir da area urbanizada no ano de 2005, em cada cidade. O uso do solo foi mapeado somente nesta faixa. Esta delimitacao relacionou-se com o objetivo da pesquisa, quanto a analise da relacao entre D e o uso do solo na borda urbana o que pode influenciar no grau de fragmentacao. Foram pre-definidas e identificadas cinco classes de uso para esta etapa: vegetacao arborea, cultivo, areas industriais, areas urbanizadas, vegetacao rasteira. No aglomerado JVP foi identificada tambem a classe agua, em consequencia de um reservatorio em sua borda urbana.

O uso e ocupacao do entorno de cada area urbana foi mapeado com base nesta chave de interpretacao. Nesta etapa, as informacoes espaciais disponibilizadas pelo Google Earth constituiram-se tambem em suporte na interpretacao e vetorizacao das classes de uso.

2.4. Estimativa da dimensao fractal para as formas urbanas

A dimensao fractal (D) foi calculada segundo o metodo da densidade de ocupacao ou de preenchimento urbano, utilizado por Frankhauser (1994; 1998), Batty e Longley (1994), Longley e Mesev (2002) e Marques e Ferreira (2006; 2008). Este metodo considera a diminuicao da densidade de preenchimento urbano com o afastamento do centro urbano. Para o calculo da estimativa da dimensao fractal pelo metodo proposto, inicialmente os arquivos vetoriais referentes as areas urbanizadas em cada data foram transformados em arquivos matriciais, com resolucao espacial de 30m. Em seguida, procedeu-se ao posicionamento do centro medio de cada cidade, definidos segundo os mapas de 1938 e 1940, por serem estes mais proximos das datas de fundacao ou inicio da formacao urbana.

A partir dos centros medios urbanos foram interpoladas superficies de isodistancias, reclassificadas em circulos concentricos, com intervalos de 500m. Estes circulos foram sobrepostos as manchas urbanas de cada data, e estimados os valores de area ocupada em cada circulo de distancia, ate o centro medio urbano.

Os valores de area urbana ocupada e a area ocupada total de cada circulo concentrico foram utilizados como referencia para o calculo da densidade de ocupacao, que faz parte da estimativa de D. O calculo da densidade de ocupacao urbana foi realizado a partir da seguinte relacao:

[rho] (R) = N (R)/A (r) (1)

onde [rho](R) e a densidade de preenchimento da area urbana a uma distancia R em relacao ao centro urbano; N(R) e a area urbana ocupada em R; A(r) refere-se a area total ocupada em R. Os valores de area, densidade de ocupacao e distancias a partir do centro da cidade foram empregados no calculo da D, com base na relacao:

D (R) = 2 + log [rho] (R)/log R (2)

onde D(R) e a dimensao fractal de cada faixa R medida a partir do centro urbano. Os valores de D variam entre 1 e 2; D=2 quando o preenchimento urbano e total na referida faixa R; 1<D<2, o preenchimento e incompleto, apresentando diferentes graus de fragmentacao. Os valores de D podem variar com a distancia em relacao ao centro; o que representa a maior ou menor fragmentacao em direcao as areas perifericas das manchas urbanas.

Para a melhor compreensao do detalhamento da fragmentacao urbana propos-se a analise setorial de D, com base na metodologia utilizada por Marques e Ferreira (2008) no estudo da regiao metropolitana de Sao Paulo. Os circulos concentricos com intervalos de 500m, representando o distanciamento em relacao ao centro urbano, foram subdivididos em oito setores direcionais de 45[degrees], mantendose as distancias intervalares de 500m, a partir do centro urbano: ENE; ESE; NNE; NNO; ONO; OSO; SSE; SSO.

A interseccao entre cada um destes setores direcionais de 45[degrees] com as areas urbanas para cada uma das datas de analise forneceu os valores de area urbana ocupada em cada setor, ao longo da serie temporal. Em seguida, foram calculados os valores de D de acordo com o afastamento do centro urbano, em cada setor direcional, nas quatro datas de analise.

2.5. Analise espacial

Considerando-se que D representa o padrao espaco-tempo da evolucao da fragmentacao urbana, a analise setorial de sua variacao temporal pode ser estimada por meio dos minimos quadrados entre as datas, a partir da seguinte relacao:

D([theta], t) = [summation][([D.sub.t] - [D.sub.t-1]).sup.2]

onde D([theta], t) corresponde aos valores de D, em cada setor direcional, nas datas 1938, 1985, 1995 e 2005.

A morfologia de cada sitio urbano foi analisada de maneira quantitativa e qualitativa, por setor direcional, no periodo 1938-2005. Nesta analise foram considerados tres fatores espaciais: a) as caracteristicas topograficas do sitio urbano; b) o uso do solo na area de entorno da cidade; e c) a dimensao fractal (D) da area urbanizada total e dos setores direcionais.

3. RESULTADOS E DISCUSSAO

A formacao e morfologia das cidades do interior do estado de Sao Paulo foram influenciadas pelo desenho das vias ferreas (SERRA, 1987). O processo de formacao das duas areas de estudo confirma esta relacao entre cidade e ferrovia. Enquanto SJRP, municipio autonomo desde 1894, transformou-se em polo comercial e regional, concentrando a producao de mercadorias devido a sua posicao como terminal de linha ferrea; Jundiai, emancipado em 1865, tornou-se grande centro produtor de cafe em decorrencia de sua posicao estrategica como entroncamento ferroviario e a chegada de imigrantes, que substituiram a mao-deobra escrava no seculo XIX. Atualmente, SJRP constitui-se em polo de desenvolvimento regional e Jundiai atraiu muitas industrias tornando-se um grande parque industrial (SEADE, 2011).

A identificacao das areas urbanas nas quatro datas da serie temporal revelou que, embora as suas areas sejam semelhantes, as formas urbanas sao bastante distintas, fato que pode ser verificado nas Figuras 2 e 3. Enquanto a forma urbana de SJRP tende a circularidade, JVP apresenta maior tendencia ao alongamento na direcao SE-NO.

As representacoes cartograficas da expansao urbana das cidades revelam tambem os possiveis eixos de crescimento, em geral, acompanhando as vias de circulacao (Figura 2). Esta caracteristica e mais intensa no aglomerado JVP, por influencia das rodovias Anhanguera (SP 330) e Bandeirantes (SP 348), que seccionam esta area urbana e conectam o interior paulista a regiao metropolitana de Sao Paulo. A propria localizacao do aglomerado JVP nas proximidades da regiao metropolitana de Sao Paulo contribuiu para a atual configuracao de sua mancha urbana.

A dinamica morfologica das manchas urbanas destas cidades tambem se reflete na evolucao de suas caracteristicas populacionais ao longo do periodo (Figura 3). Ambas as cidades apontaram um grande crescimento populacional entre 1940 e 1985, periodo que caracterizou importantes transformacoes economicas no cenario nacional e principalmente no estado de Sao Paulo (ver SINGER, 1977; SEADE, 1992; FURTADO, 1999).

Na Figura 3 pode ser verificado o continuo crescimento populacional observado no periodo recente, mas de modo mais lento. Estas cidades apresentaram elevadas taxas de urbanizacao, conforme dados da SEADE em 2010 --JVP (96,66%) e SJRP (93,91%). De acordo com a UN-HABITAT (2008), este crescimento mais lento da populacao urbana e uma tendencia verificada em escala mundial.

O comportamento evolutivo das cidades nos setores direcionais de 45o, sobrepostos as manchas urbanas (Figura 2), mostra o maior equilibrio na distribuicao espacial da mancha urbana em SJRP, em face de suas caracteristicas morfologicas (Figura 4). Ja em JVP alguns setores direcionais se destacam quanto a concentracao de areas ocupadas, como, por exemplo, os setores ONO, ESE e SSE.

Esta distribuicao desigual de areas urbanizadas nos setores direcionais e resultado, principalmente, da influencia do sistema viario e, tambem, dos aspectos fisico-geograficos que caracterizam cada sitio urbano. Este fato pode ser verificado a partir das representacoes topograficas das areas de estudo (Figura 5).

Em SJRP predominam baixas altitudes, de ate 600m, caracterizando relevo plano de baixa amplitude, levemente ondulado; em JVP ocorre maior amplitude altimetrica, entre 660 ate 1.280m. Analisando-se os fatores topograficos nota-se que a expansao de SJRP nao encontrou grandes impedancias topograficas para seu crescimento; em JVP, as maiores impedancias topograficas, situadas nos setores SSO e OSO, principalmente, representaram limitacoes a expansao urbana no mesmo periodo. Estas areas de maior altitude, em JVP, correspondem a Serra do Japi, que abriga remanescentes da Mata Atlantica, constituindo-se em uma Area de Preservacao Ambiental (APA), conforme Mattos e Ferreira (2007).

A forma urbana e influenciada significativamente pela sua localizacao, fatores fisico-geograficos (relevo, hidrografia) o que contribui para a existencia de vazios urbanos, areas verdes, limites, contornos, cotas das construcoes, percursos, desenhos dos caminhos entre outros. O avanco tecnologico permitiu a modificacao da forma, embora o tracado geral das cidades ja esteja definido a partir de sua ocupacao inicial (SERRA, 1987).

Alem dos aspectos de topografia, o uso e ocupacao do solo nas proximidades das bordas urbanas podem ter alguma relacao com a morfologia urbana, influenciando no grau de fragmentacao urbana. A quantificacao do uso e ocupacao do solo por categoria e apresentada na Figura 6 e nas Tabelas 1 e 2.

Conforme a Figura 6, as areas de vegetacao rasteira ou areas ainda nao urbanizadas sao predominantes (pouco superior a 30%) na faixa de 1km para as duas cidades. As diferencas de uso da borda entre as cidades aparecem relacionadas as areas de cultivo, mais representativas em SJRP, o que caracteriza um perfil agricola (11,91% de areas de cultivo contra 3,22% em JVP). Observa-se em JVP o predominio de areas de vegetacao arborea (matas e silvicultura)--de 15,68% enquanto esta classe representa 3,40% em SJRP. A menor diferenca de usos ocorre para as areas urbanizadas que correspondem aos fragmentos urbanos dispersos ao longo de sua borda. No entanto, estes fragmentos dispersos ainda representam maior numero em JVP.

Embora nao seja possivel se comparar a area ocupada pela faixa de 1km, a partir dos setores direcionais, uma vez que as manchas urbanas sao irregulares fato que confere diferencas para esta faixa, em cada setor, e coerente se estabelecer algumas consideracoes quanto aos usos da borda entre os setores, de acordo com as informacoes das Tabelas 1 e 2.

Em SJRP pode-se verificar que o uso do solo na borda e mais diversificado entre os setores, a excecao da area de uso industrial. Contudo, e evidente em ambas as cidades a maior concentracao de areas urbanizadas associadas com areas de vegetacao rasteira ou ainda nao urbanizadas, que correspondem aos setores com maior fragmentacao de borda (ONO em JVP e SSE e ESE em SJRP). Isto indica a baixa densidade de ocupacao na borda, uma das caracteristicas do processo de dispersao urbana ou urban sprawl (EWING, 1994, TORRENS; ALBERTI, 2000) e ainda pode estar relacionado com a propria especulacao imobiliaria.

A caracterizacao das cidades quanto a area, populacao, aspectos fisicos e de uso e ocupacao da borda urbana, sao elementos importantes. No entanto, relacoes ainda mais consistentes podem ser obtidas com a analise do grau de fragmentacao da forma urbana, estimado pela dimensao fractal (D).

A analise da forma urbana com base apenas na extensao em area ocupada, nao e suficiente para compreender a morfologia das cidades, uma vez que esta medida nao e representativa do desenho assumido por elas ao longo do tempo. Embora SJRP e JVP tenham apresentado semelhancas em area ocupada, suas diferencas morfologicas podem ser confirmadas nas respectivas assinaturas fractais no tempo, a partir das quatro datas de analise (Figura 7).

As assinaturas fractais indicam o maior preenchimento urbano na parte central das duas cidades (menores distancias do centro urbano). Alem disso, este preenchimento tende a se intensificar ao longo do tempo. Por exemplo, a uma distancia de ate 5km do centro urbano, SJRP tem dimensao fractal elevada (valores de D proximos a 2,0); a cidade de JVP apresenta valores de D menores, sobretudo apos a distancia de 3km do centro. Estas rupturas podem ser observadas nos graficos da Figura 7.

A diminuicao de D com o afastamento do centro urbano que se deve ao aumento da fragmentacao em direcao as bordas, e mais acentuada em JVP. Alem disto, os valores de D desta cidade sao menores que os calculados para SJRP, apontando, portanto, maior fragmentacao de toda a sua mancha urbana ao longo do periodo.

De forma semelhante, Marques e Ferreira (2006) tambem verificaram o maior preenchimento urbano temporal da regiao metropolitana de Sao Paulo, utilizando a mesma metodologia. De acordo com Batty e Longley (1994), a maior densidade de ocupacao nas areas centrais e sua diminuicao em direcao as areas perifericas tem importancia no crescimento das cidades, pois as areas perifericas tendem a homogeneizar sua densidade de ocupacao antes de se espalhar para novas areas. Para Torrens e Alberti (2000), metodologias com base em fractais sao boas ferramentas para caracterizar a habilidade de preenchimento das cidades e oferecem meios que permitem medir a extensao de fenomenos como a expansao urbana em niveis entre dimensoes.

As assinaturas fractais estimadas a partir dos setores direcionais oferecem mais informacoes sobre a fragmentacao das formas urbanas, pois permitem identificar vetores de maior preenchimento urbano ou maior irregularidade da forma urbana, bem como, relacionar a fragmentacao urbana a elementos que exercam influencia em tais configuracoes morfologicas. As assinaturas fractais setoriais, das duas areas urbanas, em cada data de analise, sao apresentadas nas Figuras 8 e 9.

Enquanto as assinaturas fractais dos setores direcionais de SJRP apresentam maior regularidade ao longo do tempo, com valores de D elevados na porcao central e decrescentes em direcao as bordas, os setores de JVP mostram maiores oscilacoes, com maior fragmentacao em direcao a borda, sobretudo nos setores ESE, NNE e OSO. A partir das assinaturas setoriais e possivel se notar a existencia de maiores influencias, ou ate de impedancias espaciais ao crescimento urbano de JVP.

Associando-se as assinaturas fractais as caracteristicas de relevo e ao uso do solo da borda para as duas cidades, verifica-se a maior participacao das caracteristicas fisicas na configuracao de JVP, uma vez que nos setores SSO, SSE e ESE (maiores altitudes), a mancha urbana e mais compacta, ou seja, o preenchimento urbano e mais homogeneo em vista dos maiores valores de D ate mesmo na borda urbana (Figura 10). Isto ocorre tambem no setor OSO, embora sua caracterizacao seja influenciada pela linha de limite dos setores direcionais (posicao fixa de 45o). A maior compactacao urbana nestes setores decorre dos limites mais rigidos impostos pela Serra do Japi.

Em SJRP, a topografia de menor amplitude altimetrica nao impediu o crescimento urbano. A fragmentacao de borda apresenta maior homogeneidade entre os setores (Figura 10), embora seja visivel a influencia relativa das vias de circulacao, nos setores ESE e SSE. A maior fragmentacao urbana de JVP pode estar associada aos usos do entorno urbano, onde ha a maior concentracao de condominios e chacaras (uso correspondente a areas urbanizadas, nos setores NNO, NNE, ONO e ENE); que apresentam maior variacao nos valores de D. Isto pode estar relacionado tambem com a proximidade das regioes metropolitanas de Sao Paulo e de Campinas.

De modo geral, e possivel se afirmar que os usos do solo na borda urbana nao representam impedimentos significativos para a expansao urbana. Nas duas cidades predominam areas com vegetacao rasteira ou ainda nao urbanizadas, as quais correspondem a areas desocupadas e que tendem a ser urbanizadas. Porem, as areas com vegetacao arborea podem representar maior resistencia, em vista da legislacao ambiental que define sua preservacao e, principalmente, a importancia que representam para a qualidade de vida urbana.

A variabilidade da fragmentacao urbana, indicada pelos valores de D, para os setores (Figura 11), foi calculada a partir do metodo dos minimos quadrados, para os valores medios de D e para o ultimo circulo, ou seja, os valores de D da ultima distancia atingida pela mancha urbana em cada setor direcional.

A maior variacao no periodo, tanto para os valores medios como para os valores do ultimo circulo, ocorreu para JVP, sobretudo nos setores OSO, NNO e ESE (Figura 9). Esta maior variacao nao esta relacionada ao aumento de area ocupada nos referidos setores (Figura 4), mas sim, com a forma de preenchimento urbano (principalmente no setor ESE) e com a fragmentacao de borda.

Em SJRP, os setores com maior variabilidade corresponderam a totalidade leste da mancha urbana (ENE, ESE, NNE e SSE), o que pode estar relacionado com a presenca dos vales dos rios que cortam a cidade e conferem maior complexidade a forma urbana nesta porcao territorial.

4. CONSIDERACOES FINAIS

As duas cidades de porte medio estudadas, embora possuam populacao e areas urbanizadas similares, apresentaram formas urbanas bem distintas. A analise setorial realizada com base no metodo da dimensao fractal pelo preenchimento urbano permitiu caracterizar as formas com maior detalhamento. Os valores de D para as cidades mostraram que em ambas ha o maior preenchimento nas areas centrais e o aumento da fragmentacao com o afastamento do centro urbano. A fragmentacao da forma urbana se mostrou maior no aglomerado JVP, em virtude do alongamento de sua forma, da variabilidade altimetrica e da influencia do sistema viario.

A forma urbana com tendencia a circularidade observada em SJRP apresentou maiores valores de D, com menor variabilidade, considerando-se o afastamento a partir do centro urbano. Este comportamento relacionou-se tambem a quase inexistencia de impedancias espaciais no crescimento urbano desta cidade.

A analise do preenchimento urbano das duas cidades, situadas em diferentes compartimentos geomorfologicos, mostrou que os aspectos fisico-geograficos ainda exercem influencia na morfologia urbana, embora novas intervencoes espaciais sejam possiveis, a partir dos avancos tecnologicos atuais. O uso e a ocupacao das proximidades da borda caracterizam o processo de dispersao urbana, a medida que concentram areas ainda nao ocupadas, que podem constituir especulacao imobiliaria. A ocorrencia de maior concentracao de areas nao urbanizadas nas bordas confirma a baixa densidade de ocupacao, periferica a mancha urbana principal.

Ao contrario de uma cidade fragmentada e dispersa, uma cidade mais compacta permitiria a reducao de distancias em deslocamentos, estimularia pedestres e ciclistas, aumentaria a qualidade e distribuicao de sistemas coletivos de transporte, os quais representam maior eficiencia no consumo de energia e menor emissao de poluentes (RIBEIRO; SILVEIRA, 2012).

A intensidade da fragmentacao urbana, sobretudo nas areas perifericas as manchas urbanas, pode resultar em maiores dificuldades de acesso e distribuicao dos servicos a comunidade. Em vista dos resultados obtidos, sugere-se a utilizacao, para futuros trabalhos, de imagens com maior resolucao espacial, que permitam maior detalhamento da forma urbana, considerando os vazios urbanos.

A dimensao fractal utilizada na serie temporal das duas areas urbanas revelou-se de grande utilidade neste estudo, uma vez que permitiu monitorar a evolucao das formas urbanas quanto ao seu preenchimento e possibilitou relacionar o comportamento setorial das formas urbanas as caracteristicas fisico-geograficas e antropicas de ambos os sitios urbanos.

5. REFERENCIAS

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Gracieli Trentin

Professora da Universidade Federal do Rio Grande (FURG)

Instituto de Oceanografia Sao Lourenco do Sul, RS

e-mail: gracitrentin@gmail.com

Marcos Cesar Ferreira

Professor da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

Instituto de Geociencias Campinas, SP

e-mail: macferre@ige.unicamp.br

Recebido em: 27/06/2014

Aceito em: 15/10/2014

Caption: Figura 1: Localizacao das areas de estudo no estado de Sao Paulo considerando a divisao geomorfologica proposta pelo IPT (1981).

Caption: Figura 2: Representacoes da expansao urbana no periodo entre 1938 e 2005, com a sobreposicao das principais vias de circulacao e dos setores direcionais propostos em cada cidade.

Caption: FIGURA 3: Evolucao da populacao total e urbana e do tamanho da area urbanizada de SJRP e JVP, entre 1940 e 2010.

Caption: Figura 4: Distribuicao da proporcao de areas urbanizadas por setor direcional e por ano, para as cidades de SJRP e JVP.

Caption: Figura 5. Representacoes da topografia das areas de estudo a partir do modelo digital de elevacao.

Caption: Figura 7: Assinaturas fractais das areas urbanas para as quatro datas de analise.

Caption: Figura 8: Assinaturas fractais setoriais para Sao Jose do Rio Preto no periodo 1938-2005.

Caption: Figura 9: Assinaturas fractais setoriais para Jundiai-Varzea Paulista no periodo 1938-2005.

Caption: Figura 10: Distribuicao dos valores da dimensao fractal (D) da borda urbana, segundo setores direcionais urbanos de Sao Jose do Rio Preto e Jundiai-Varzea Paulista, em 2005.

Caption: Figura 11: Variacao temporal dos valores de D para cada setor direcional nas duas cidades (1938-2005).
Tabela 1: Distribuicao do percentual de uso do solo por categoria
na faixa de 1km no entorno de Sao Jose do Rio Preto.

          Areas          Areas          Cultivos (%)   Vegetacao
          Urbanizadas    industriais                   rasteira (%)
          (%)            (%)

ENE       10,32          0              20,48          9,37
ESE       18,26          0              18,18          18,60
NNE       10,00          0              4,38           13,96
NNO       5,34           0              5,54           13,90
ONO       4,94           0              10,01          10,49
OSO       6,16           90,70          4,15           9,01
SSE       30,46          9,30           32,22          14,14
SSO       14,52          0              5,04           10,53
Total     100            100            100            100

          Vegetacao
          arborea (%)

ENE       12,30
ESE       6,69
NNE       21,08
NNO       11,74
ONO       19,52
OSO       9,50
SSE       10,01
SSO       9,16
Total     100

Tabela 2: Distribuicao do percentual de uso do solo por categoria na
faixa de 1km no entorno de Jundiai-Varzea Paulista.

        Areas          Areas          Cultivos (%)   Vegetacao
        Urbanizadas    industriais                   rasteira (%)
        (%)            (%)

ENE     14,34          0              11,25          6,53
ESE     18,47          5,18           0              7,40
NNE     6,76           0              6,30           8,72
NNO     12,40          0              13,18          11,09
ONO     22,84          88,02          67,63          42,45
OSO     8,23           4,89           1,64           11,36
SSE     15,20          1,91           0              8,15
SSO     1,76           0              0              4,30
Total   100            100            100            100

        Vegetacao
        arborea (%)

ENE     13,70
ESE     10,88
NNE     10,16
NNO     10,73
ONO     17,97
OSO     10,72
SSE     14,81
SSO     11,03
Total   100

Figura 6: Distribuicao do uso e ocupacao do solo, em uma faixa de 1km
no entorno das cidades.

                     Sao Jose do Rio Preto   Jundiai-Varzea Paulista

vegetacao rasteira   30,82                   30,72
cultivos             11,91                   3,22
areas urbanizadas    9,22                    12,33
vegetacao arborea    3,40                    15,68
areas industriais    0,07                    1,58
agua                 0,0                     0,47

Note: Table made from bar graph.
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Author:Trentin, Gracieli; Ferreira, Marcos Cesar
Publication:Ra'e Ga
Date:Apr 1, 2015
Words:6053
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