UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA Instituto de Geociências e Ciências Exatas Campus de Rio Claro UTILIZAÇÃO DE GEOTECNOLOGIAS NA ANÁLISE DA TRANSFORMAÇÃO SÓCIO-ESPACIAL URBANA DA REGIÃO SERRANA FLUMINENSE: O ESTUDO DE CASO DO DISTRITO SEDE DE TERESÓPOLIS Danielle Pereira da Costa Orientador: Prof.Dra. Barbara-Christine Nentwig Silva Dissertação de Mestrado elaborada junto ao Curso de Pós-Graduação em Geografia - Área de Concentração em Análise da Informação Espacial, para obtenção do Título de Mestre em Geografia Rio Claro (SP) 2005 Costa, Danielle Pereira da. Utilização de geotecnologias na análise da transformação sócio-espacial urbana da região Serrana Fluminense: o estudo de caso do distrito sede de Teresópolis/Danielle Pereira da Costa..— Rio Claro:[s.n], 2005 185f.:il. Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual Paulista, Instituto de Geociências e Ciências Exatas Orientador: Barbara-Christine Nentwig Silva 1. Espaço urbano.2. Sensoriamento Remoto. 3.Sistema de Informações Geográficas. I Título Ficha catalográfica elaborada pela STATI – Biblioteca da UNESP – Campus de Rio Claro/SP Comissão Examinadora ____________________________________ Bárbara-Christine Nentwig Silva ____________________________________ Pompeu Figueiredo deCarvalho ____________________________________ Antonio Miguel Vieira Monteiro ____________________________________ - Danielle Pereira da Costa - Rio Claro, ______ de __________________________ de 2005. Resultado: _______________________________________________________________ _ D E D I C A T Ó R I A “Por amor às cidades” (Jacques Le Goff) A G R A D E C I M E N T O S Mesmo tendo a plena consciência de não conseguir expressar toda a gratidão que tenho por cada uma destas pessoas que participaram de uma das mais importantes fases da minha formação profissional, nesse espaço tentarei retribuir todo apoio, carinho e atenção por elas dedicadas. Agradeço aos meus pais, Benjamim e Sueli e a minha irmã Simone, por terem sempre me apoiado e incentivado incondicionalmente, primeiro, quando decidi seguir os caminhos geográficos e depois quando optei por expandi-los vindo para Rio Claro, mesmo sabendo que não seria nada fácil, viajar, trabalhar e estudar... Ao Marcelo Ribas, por todo carinho e companheirismo dedicados durante estes últimos meses de correria... À minha eterna orientadora Prof. Antonia Maria Martins Ferreira, por toda atenção, carinho e pelas incansáveis críticas e sugestões dispensadas ao longo da construção desta pesquisa, assim como, por permitir a utilização das informações geradas pelo Núcleo de Pesquisa em Gestão Territorial e Análise Ambiental e a infra-estrutura do Laboratório de Geoprocessamento, ambos da Faculdade de Geologia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. À minha orientadora oficial, Prof. Dra. Barbara-Christine Nentwig Silva por ter acreditado na minha capacidade, pela liberdade para escolher temas e caminhos, me apoiando nas decisões e indicando as melhores maneiras para alcançar resultados de qualidade. Aos meus amigos do GESTO/LABGIS, Viviane Vidal da Silva, José Augusto Spienza, Rodrigo Arsolino, que certamente são muito mais que colegas de trabalho, por todos os dias que passamos juntos nestes últimos anos e por me provarem ser possível o trabalho em equipe. Ao amigo geólogo Henrique Llacer Roig pelos ensinamentos no tratamento de imagens e pelas infinitas discussões sobre trabalhar em equipes integradas que em alguns momentos parecem nos fazer desintegrar... Aos bolsistas (às vezes cobaias das minhas experiências) Gisele Lopes Guerra, Daniele Esteves, Vinicius Storino, Adriana Rodrigues e Tatiana Calçada por terem tido muita paciência e terem me ajudado muito mais do que eu a eles quando fazia cobranças e exigências. Aos amigos da Pós-Graduação, especialmente o Thiago, o Lucas e a Patrícia pelo carinho e companheirismo nas minhas idas e vindas à Rio Claro. Aos funcionários da secretaria da pós-graduação da UNESP e a Coordenação do curso na pessoa da Prof. Dra. Iandara Costa por todo apoio e informações dispensadas sobre procedimentos, matrículas etc...etc...etc... Bom, por fim, fazendo das palavras de Shakespeare as minhas palavras vos digo: “ sou um mendigo e mais pobre ainda em agradecimentos. Mas muito obrigado, embora esse obrigado não valha um níquel furado...” S U M Á R I O ÍNDICE............................................................................................................................... vii LISTA DE TABELAS........................................................................................................ ix LISTA DE QUADROS....................................................................................................... x LISTA DE FIGURAS......................................................................................................... xi LISTA DE FOTOS............................................................................................................. xiv LISTA DE GRÁFICOS...................................................................................................... xv LISTA DE SIGLAS............................................................................................................ xvi RESUMO........................................................................................................................... xvii ABSTRACT....................................................................................................................... xviii APRESENTAÇÃO............................................................................................................. xix I – INTRODUÇÃO............................................................................................................ 21 II – ÁREA DE ESTUDO..................................................................................................... 27 III – REFERENCIAL TEÓRICO......................................................................................... 40 IV – METODOLOGIA DE PESQUISA............................................................................... 65 V – RESULTADOS E DISCUSSÕES................................................................................ 108 VI – CONSIDERAÇÕES FINAIS....................................................................................... 156 VII – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................................... 161 ANEXOS............................................................................................................................ 173 ÍNDICE Pág. I. INTRODUÇÃO 21 1.1 - HIPÓTESE DE TRABALHO 23 1.2 - JUSTIFICATIVA DO ESTUDO 24 1.3 – A ESCOLHA DA ÁREA DE ESTUDO 24 1.4 – OBJETIVOS 25 II. ÁREA DE ESTUDO 27 2.1 – O DISTRITO SEDE DE TERESÓPOLIS 29 2.2 – ASPECTOS FISIOGRÁFICOS DA PAISAGEM 33 2.3 –HISTÓRICO DE OCUPAÇÃO 37 III. REFERENCIAL TEÓRICO 40 3.1 – O ESPAÇO E A PAISAGEM URBANA ENQUANTO OBJETOS DE ANÁLISE 40 3.1.1 - A ação do capital na (re)construção de espaços urbanos 40 3.1.2 - Os condicionantes do suporte biofísico e os rebatimentos ecológicos da (re)construção urbana 42 3.2 – DINÂMICA URBANA POR MEIO DE GEOTECNOLOGIAS 46 3.2.1 - A aplicação do Sensoriamento Remoto na análise espacial urbana 53 3.2.1.1 – Alvos urbanos –principais características espectrais 57 3.2.1.2 – Desenhos urbanos - instrumentos para interpretação de imagens 59 3.2.2 - O SIG na análise espacial de dados censitários 62 IV. METODOLOGIA DA PESQUISA 65 4.1 – LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO E DE DADOS SECUNDÁRIOS 67 4.2 – INDICADORES PARA CLASSIFICAÇÃO DAS ÁREAS URBANAS POR SENSOREAMENTO REMOTO 70 4.3 – MÉTODOS E TÉCNICAS DE CLASSIFICAÇÃO DAS IMAGENS 80 4.4 – INDICADORES PARA CLASSIFICAÇÃO POR DADOS CENSITÁRIOS 87 4.5 - MÉTODOS E TÉCNICAS DE CLASSIFICAÇÃO POR DADOS CENSITÁRIOS 90 4.6 – ESTRUTURAÇÃO E REPRESENTAÇÃO DOS DADOS NO SIG 102 V. RESULTADOS E DISCUSSÕES 108 5.1 - O (RE)ARRANJO ESPACIAL URBANO DO DISTRITO SEDE DE TERESÓPOLIS (1972 A 2000) 5.1.1 – O desenho urbano do distrito 5.1.2 – A distribuição das classes de uso do solo 108 108 113 5.2 - O PERFIL SÓCIO-ECONÔMICO E ESTRUTURAL DA POPULAÇÃO NO PERIODO DE 1991 A 2000 5.2.1 – Indicadores demográficos e sócio-econômicos 5.2.2 – Indicadores de infra-estrutura 119 119 128 5.3 – AS TRANSFORMAÇÕES NA DINÂMICA SOCIO-ESPACIAL DO DISTRITO 132 5.4 – POTENCIALIDADES E LIMITAÇÕES DA APLICAÇÃO DE GEOTECNOLOGIAS EM ESTUDOS URBANOS 149 VI. CONSIDERAÇÕES FINAIS 156 VII. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 161 ANEXOS 173 LISTA DE TABELAS Tabela 1: População residente, por situação do domicílio, segundo os municípios da Região Serrana Fluminense, 2000 29 Tabela 2: População residente, por situação do domicílio, segundo os distritos de Teresópolis 2000 29 Tabela 3: Principais bacias hidrográficas do município de Teresópolis, 1998 35 Tabela 4: Totais absolutos e relativos do crescimento urbano no distrito sede de Teresópolis de 1972 a 2000 111 Tabela 5: Totais absolutos e relativos por classes de uso do solo em 1996 113 Tabela 6: Totais absolutos e relativos por classes de uso do solo em 2000 116 Tabela 7: Área (km2) convertida por classe de uso urbano no período 1996 a 2000 119 Tabela 8: Total de domicílios particulares permanentes e população residente em setores urbanos no distrito sede de Teresópolis nos anos de 1991, 1996, 2000 120 Tabela 9: Total de responsáveis por domicílios particulares permanentes segundo o grau de escolaridade – 1º distrito de Teresópolis – 1991 e 2000 124 Tabela 10: Áreas (km2) de conversão por classe de cobertura vegetal em uso do solo urbano no período 1976 a 2000 140 Tabela 11: Correlação de classes espectrais calculadas através da distância euclidiana 152 LISTA DE QUADROS Quadro 1: Principais características e aplicações das bandas do satélite SPOT 55 Quadro 2: Principais Características e aplicações das bandas TM do satélite LANDSAT 56 Quadro 3: Características dos Sistemas de Informações Geográficas utilizados 102 Quadro 4: Graus atribuídos aos fatores condicionantes considerados na construção do cenário tendencial de crescimento urbano do distrito sede de Teresópolis no período de 2000 a 2010 145 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Localização da área de estudo 28 Figura 2: Distribuição das bacias hidrográficas no município de Teresópolis 35 Figura 3: Relações dinâmicas entre os processos sociais e ecológicos 46 Figura 4: Conjunto de geotecnologias 48 Figura 5: Representação do mundo real por diferentes planos de informação 49 Figura 6: Principais tipos de dados e técnicas de entradas e saída 50 Figura 7: Tipologia do desenho urbano enquanto procedimento de detecção de regiões urbanas por sensoriamento remoto 60 Figura 8: Etapas de execução da pesquisa 65 Figura 9: Principais fontes e perfis dos levantamentos bibliográficos 67 Figura 10: Trecho das imagens SPOT(a) e LANDSAT(b) em composição colorida falsa cor RGB, 231 e RGB 543, onde a mancha urbana apresenta tonalidade rosada e lilás 72 Figura 11: Trecho das imagens SPOT(a) e LANDSAT (b) no detalhe diferença textural entre áreas urbanas e com cobertura vegetal, composição colorida falsa cor RGB 231 e RGB 543, respectivamente 73 Figura 12: Trecho da imagem SPOT em composição colorida falsa cor RGB 321, mapa de declividade e fotografia caracterizando o relevo de Teresópolis 74 Figura 13: Trecho do mapeamento (imagem SPOT em composição colorida falsa cor RGB 231) indicando área classificada como urbana consolidada e foto ilustrando tipologia das habitações desta classe 75 Figura 14: Trecho do mapeamento (imagem SPOT em composição colorida falsa cor RGB 321) indicando área classificada como urbana em processo de consolidação e foto ilustrando tipologia das habitações desta classe 75 Figura 15: Trecho do mapeamento (imagem SPOT em composição colorida falsa cor RGB 321) indicando área classificada como urbana em expansão organizada e foto ilustrando tipologia das habitações desta classe 76 Figura 16: Trecho do mapeamento (imagem SPOT em composição colorida falsa cor RGB 321) indicando área classificada como urbana em expansão desorganizada e foto ilustrando tipologia das habitações desta classe 77 Figura 17: Trecho do mapeamento (imagem SPOT em composição colorida falsa cor RGB 321) indicando área classificada de transição urbano-rural e foto ilustrando tipologia das habitações desta classe 78 Figura 18: Trecho do mapeamento (imagem SPOT em composição colorida falsa cor RGB 321) indicando áreas com vegetação e foto ilustrando a fisionomia da vegetação mapeada 78 Figura 19: Trechos dos mapeamentos (imagem SPOT em composição falsa cor RGB 321) indicando área classificada como corpos d’água e foto da Granja Comary 79 Figura 20: Processo de georreferenciamento de imagem LANDSAT a partir de base cartográfica previamente registrada 81 Figura 21 e 22: Imagem SPOT em composição colorida falsa cor RGB 321 (a) e imagem LANDSAT em composição colorida falsa cor RGB 543 (b) 83 Figura 23: Procedimentos para seleção de áreas de treinamento para determinação das classes de classificação de imagens 84 Figura 24: Exemplo de planilha de dados fornecida pelo IBGE com os dados referente ao Censo Demográfico por setor censitário (1991) 85 Figura 25: Mapa de setores censitários – município de Teresópolis, RJ, em detalhe a delimitação dos setores urbanos 98 Figura 26: Croqui dos setores censitários constantes no MME do município de Teresópolis– 1991 99 Figura 27: Estruturas Vetorial e Matricial 103 Figura 28: Área urbana do distrito sede de Teresópolis nos anos de 1972, 1996 e 2000 109 Figuras 29: Expansão urbana no distrito sede de Teresópolis no período de 1972 a 2000 112 Figura 30: Classes de uso do solo e cobertura vegetal – Distrito sede de Teresópolis 1996 e 2000 114 Figura 31: Total de população por setor censitário – 1º distrito de Teresópolis – 1991 e 2000 121 Figura 32: Densidade demográfica por setor censitário – 1º distrito de Teresópolis – 1991, 1996 e 2000 122 Figura 33: Pirâmide etária da população – 1º distrito de Teresópolis – 1991 e 2000 123 Figura 34: Total de responsáveis por setor censitário com renda até 2 salários mínimos – 1º distrito de Teresópolis – 1991 e 2000 127 Figura 35: Percentual de domicílios por setor censitário abastecidos pela rede geral de água (1991 e2000) 129 Figura 36: Percentual de domicílios por setor censitário abastecidos por poço ou nascente (1991 e2000) 130 Figura 37: Áreas urbanas em declividade acima de 27º - 1º distrito de Teresópolis – 2000 134 Figura 38: Uso e cobertura do solo – 1º distrito de Teresópolis – 1976 136 Figura 39: Uso e cobertura do solo – 1º distrito de Teresópolis – 1996 139 Figura 40: Distrito sede de Teresópolis – Transformações no uso do solo entre 1976 a 2000 143 Figura 41:Tendência de crescimento urbano ao longo das rodovias 146 Figura 42: Tendência de crescimento urbano nos fundos dos vales e em direção as nascentes dos rios 146 Figura 43: Trecho da carta de tendência de crescimento destacando o avanço da ocupação sobre áreas de remanescentes florestais 148 Figura 44: Trecho da carta imagem gerado a partir da classificação automática supervisionada 149 Figura 45: Trecho de imagem SPOT e carta imagem classificada com problemas de heterogeneidade espectral 150 Figura 46: Trecho da imagem recoberto com nuvens e sombra 151 Figura 47: Scatergrama de similaridade espectral de acordo com as classes mapeadas 151 LISTA DE FOTOS Foto 1: Vista parcial da área urbana consolidada – 1º Distrito – Teresópolis 30 Foto 2: Oleiricultura – Rio Bengalas 32 Foto 3: Trecho do rio Meudon – afluente do rio Paquequer 33 Foto 4: Relevo montanhoso com vegetação rupestre e de campos de altitude 34 Foto 5: Relevo montanhoso com cobertura vegetal de Mata Atlântica em diferentes estágios de sucessão secundária 34 Foto 6: Remanescente de Floresta Ombrófila Densa Sub Montana 36 Foto 7: Vista parcial do vilarejo no início do século XX vendo-se ao fundo o Dedo de Deus 38 Foto 8: Vista parcial da ocupação ao longo da BR-116 (padrão linear) e da expansão pelas encostas (formato em leque) 110 Foto 9: Vista parcial do 1º distrito na várzea do rio Paquequer 110 Foto 10: Vista parcial da área urbana consolidada – 1º distrito – Teresópolis 115 Foto 11: Padrão das habitações construídas em áreas classificadas como de expansão urbana organizada – bairro Granja Guarani, 2000 115 Foto 12: Exemplar de floresta e vegetação em estágio de sucessão avançado – 1º distrito – 2000 116 Foto 13: Padrão das habitações construídas em áreas classificadas como de expansão urbana desorganizada – bairro Vale da Revolta, 2000 118 Foto 14: Áreas urbanas acima de 27º de declividade 132 Foto 15: Cobertura florestal em estágio médio de sucessão ecológica secundária (E2) – 1º distrito de Teresópolis 137 Foto 16: Em 1º plano cobertura florestal em estágio inicial de sucessão ecológica secundária (E1) e ao fundo remanescentes de Floresta Ombrófila Densa Montana – 1º distrito de Teresópolis 138 Foto 17: Área de expansão urbana desorganizada – Vale da Revolta – 2002 142 Foto 18: Área de expansão urbana organizada – Carlos Guinle – 2002 142 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1: Crescimento populacional – Teresópolis – 1920 – 2000 39 Gráfico 2: Comportamento espectral dos alvos urbanos 58 Gráfico 3: Orientação geográfica do crescimento urbano (km2) 111 Gráfico 4: Distribuição das áreas por classes de uso do solo urbano – 1º distrito de Teresópolis – 1996 e 2000 117 Gráfico 5:Distribuição da população por gênero – distrito sede de Teresópolis – 1991, 1996 e 2000 123 Gráfico 6: Distribuição da população por grupos etários – 1991 e 2000 124 Gráfico 7:Total de responsáveis por domicílio segundo a faixa salarial – 1991 e 2000 125 Gráfico 8: Origem da água utilizada – 1º distrito de Teresópolis – 1991 128 Gráfico 9: Origem da água utilizada – 1º distrito de Teresópolis – 2000 128 Gráfico 10: Instalações sanitárias – 1º distrito de Teresópolis - 1991 131 Gráfico 11: Instalações sanitárias – 1º distrito de Teresópolis - 2000 131 Gráfico 12: Uso do solo e cobertura vegetal – 1º distrito de Teresópolis - 1976 135 Gráfico 13: Uso do solo e cobertura vegetal – 1º distrito de Teresópolis - 1996 138 Gráfico 14: Área de cobertura vegetal convertida em uso – 1976 a 1996 – 1º distrito de Teresópolis 141 Gráfico 15: Total de Área (km2) por Classes de Usos Urbanos que Ocuparam Áreas com Cobertura Vegetal 1976 a 1996 - 1º Distrito de Teresópolis 142 LISTA SIGLAS CIDE – Centro de Informação e Dados do Rio de Janeiro IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IPEA – Instituo de Pesquisas Econômicas Aplicadas UERJ – Universidade do Estado do Rio de Janeiro ZEE – Zoneamento Ecológico-econômico LANDSAT - Programa Espacial de Sensoriamento Remoto Aplicado a Análise de Recursos Naturais Terrestres NASA – National Space and Space Administration SPOT – Satellite Pour l'Observation de la Terre IKONOS – Programa Espacial de Sensoriamento Remoto de Alta Resolução RESUMO Palavras-chave: Geotecnologias; espaço urbano; indicadores sócio-espaciais. O trabalho teve por objetivo analisar aplicabilidade de geotecnologias no estudo das transformações do espaço urbano do 1º distrito de Teresópolis, localizado na região Serrana do estado do Rio de Janeiro. Através da interpretação de imagens de satélite, foi caracterizada a distribuição da população nesse espaço quanto ao seu grau de organização e adensamento e a integração dessas informações com dados demográficos por setor censitário permitiu diagnosticar as potencialidades e condições de vida das pessoas residentes, sendo identificados ainda, os rebatimentos ecológicos decorrentes dessas transformações. Após esse diagnóstico foram criados cenários tendenciais frente à manutenção de determinados indicadores sócio-espaciais e foi produzida uma análise crítica dos limites e potencialidades do processo de seleção de indicadores, da integração de fontes espaciais e alfanuméricas com vistas a contribuir para o melhor ordenamento do município de Teresópolis. APRESENTAÇÃO O presente estudo, etapa final do curso de mestrado em Geografia, na área de concentração em Análise da Informação Espacial, oferecido pelo Instituto de Geociências e Ciências Exatas (UNESP – Rio Claro) encontra-se organizado da seguinte forma: - No capítulo 1 é apresentada uma breve introdução ao tema, assim como as hipóteses teóricas que fundamentaram o estudo, as justificativas para sua realização e para a escolha da área e os objetivos gerais e específicos a serem alcançados; - o capítulo 2 apresenta a caracterização da área de estudo destacando os processos de apropriação deste território e os rebatimentos ecológicos destas práticas ao longo dos anos; - no capítulo 3 é feita a revisão bibliográfica dos eixos temáticos que nortearam as análises; enfocando o espaço urbano enquanto objeto de estudo, a aplicação de técnicas de Sensoriamento Remoto em estudos de áreas urbanas e o uso do Sistema de Informações Geográficas na espacialização e análise de dados censitários; - o capítulo 4 trata da metodologia de pesquisa aplicada, como, também, das etapas e métodos utilizados no processo de classificação das áreas urbanas tanto por imagens de satélite, quanto dados censitários; - no capítulo 5 são apresentados os resultados e discussões sobre a dinâmica urbana analisada, além de considerações acerca da aplicação de Geotecnologias no tratamento e manipulação integrada de informações obtidas por sensores orbitais e por dados estatísticos de bases secundárias. - já no capítulo 6 são sintetizadas as considerações finais sobre o tema abordado e sugestões para futuros trabalhos. - por fim, no capítulo 7 são listadas as referências bibliográficas que fundamentaram o estudo. I - INTRODUÇÃO Estudos acerca das transformações vinculadas à dinâmica urbana e seus rebatimentos espaciais se tornaram recorrentes no Brasil, nos últimos anos, sob diferentes formas de interpretação e escalas de análises. Essa recorrência reside na necessidade de aprofundar o conhecimento tanto das complexidades associadas aos fenômenos urbanos, quanto em relação aos desdobramentos por eles gerados. O detalhamento de estudos que avaliem as formas de uso e ocupação do espaço urbano e suas constantes alterações torna-se imprescindível ainda, pelo fato de ser nesta parcela do território que se concentra o maior número de pessoas, sendo este o lugar onde os investimentos de capital são maiores, seja em função das atividades aí desenvolvidas, seja devido ao próprio processo de produção do espaço16. Corrêa (1995, p.12), aponta outra característica inerente ao espaço urbano: o fato do mesmo ser “simultaneamente articulado e fragmentado”, ou seja, “cada uma das partes mantém relações espaciais com as demais, ainda que, de intensidade muito variável”. Para Lima (2002), essa fragmentação do espaço urbano além de carregar consigo a vontade de compreender as tensões enfrentadas e retratadas pelas narrativas urbanas e seus narradores, provoca uma constante tensão entre estes e o espaço narrado e algumas vezes, chegam mesmo a não compreender o que se passa ao seu lado, pois as transformações são de tal forma vertiginosas, velozes e brutais que mal há tempo de acompanhá-las. Assim, ao compreender o espaço urbano como um espaço composto por uma multiplicidade de fatores, para que sejam tomadas ações de intervenção, nas 16 Roberto Lobato Corrêa (1995, p. 7) adota a seguinte definição para espaço urbano: “o espaço de uma grande cidade capitalista constitui-se, em um primeiro momento de sua apreensão, no conjunto de diferentes usos da terra justapostos entre si. Tais usos definem áreas, como o centro da cidade, local de concentração de atividades comerciais, de serviços e de gestão, áreas industriais, áreas residenciais distintas em termos de forma e conteúdo social, de lazer e, entre outras, aquelas de reserva para futura expansão. cidades, contemporaneamente, faz-se necessário uma leitura de todas as variáveis que interferem nesta realidade. Contudo, de maneira geral, os estudos realizados sobre o tema urbano tendem a abordar o processo sob o enfoque apenas da questão social e econômica17 sem uma análise da perspectiva espacial18, havendo raramente uma avaliação completa das mudanças na construção do espaço urbano. Concordando com esse raciocínio Oliveira et al (1978, p. 438) colocam, que no plano operacional, uma das dificuldades sentidas por quem tenta implementar projetos que integrem as análises espaciais por sensores remotos àquelas geradas por interpretações sócio-econômicas, diz respeito aos enfoques geralmente individualistas e desarticulados dados aos fenômenos urbanos. Os autores ressaltam que, estes estudos embora de interesse, carecem de uma maior preocupação com as relações entre estes fenômenos e as características físicas do espaço que ocorrem. Por outro lado, os urbanistas preocupam-se mais com a estruturação física do espaço em si, sem fazerem análises mais profundas dos fenômenos humanos e das suas interrelações com o meio físico. Desta maneira, monitorar a expansão e como se estrutura a ocupação urbana de uma determinada região pressupõe considerações quanto: ao grau de organização em que tal expansão está ocorrendo; as tendências desse crescimento; quais as características sócio-econômicas, as potencialidades e capacidade de sustentação dessas populações; qual a capacidade do suporte bio-físico, que ora atua como fator limitante, ora direcionador deste crescimento; e, quais impactos causam sobre o meio ambiente, tendo-se como 17Sobre o tema ver estudos RIBEIRO; AZEVEDO (Org.). A Crise da Moradia nas Grandes Cidades – da Questão da habitação à Reforma Urbana. Rio de Janeiro: Ed. da UFRJ, 1996. 18 Ver trabalhos de VIEIRA; CANDEIAS; HAMBURGER. Utilização de processamento digital de imagens na análise e monitoramento da expansão urbana. São Paulo: VI Simp. Brasileiro de Sensoriamento Remoto. Anais V.2 p.395-403,1990. premissas para tal, a proposta de um planejamento que considere na sua concretude um quadruplo fim, qual seja: - O social, providenciando melhores condições para viver, trabalhar e mesmo, como se diz hoje, usufruir os tempos livres; - o econômico, procurando as melhores e mais práticas soluções na concepção e realização das transformações necessárias, pelo menor custo; - o ecológico compreendido como a capacidade de sustentação do sítio urbano, sendo identificados os limites das grandes massas de espaço construído definidos, sobretudo, pelas barreiras físicas naturais ou artificiais; e, - o estético, associando, tanto quanto possível, os benefícios a critérios de harmonia e agradabilidade. Nesta perspectiva, a aplicação de Geotecnologias que envolvem a utilização de sensores remotos e sistemas de informações geográficas têm-se tornado de fundamental importância para a realização de análises acerca da dinâmica intra-urbana, haja visto, que estas auxiliam o processo de captura, manipulação e integração de dados visando produzir informações de maneira mais ágil, tentando minimizar assim, o distanciamento das análises e a ocorrência dos processos urbanos. 1.1 – HIPÓTESE DE TRABALHO As hipóteses que fundamentam este estudo consistem nas seguintes ponderações: • como a utilização de geotecnologias poderá contribuir no processo de compreensão do espaço urbano frente ao dinamismo que lhe é inerente; • com a reconstrução e análises de dados e informações que integrem as dimensões espacial e sócio-econômica será possível demonstrar a viabilidade da aplicação das Geotecnologias no auxílio ao poder municipal para implementar políticas públicas coordenadas; • como indicadores são capazes de dar conta da situação atual e de criar cenários futuros que demonstrem a concretude dos processos urbanos apoiando a tomada de decisão a curto, médio e longo prazos. 1.2 - JUSTIFICATIVA DO ESTUDO A realização deste estudo remete-se a necessidade de transcender as abordagens acadêmicas tradicionais produzidas nas análises sobre o urbano, como também, recuperar a visão espacial e integrada na produção de informações e subsídios aos tomadores de decisão no que tange a definição de políticas e ações que priorizem o planejamento urbano de cidades de médio porte. Procura-se, nesta perspectiva, demonstrar a efetiva aplicação de estudos científicos ao processo de planejamento e gestão municipais. 1.3 – A ESCOLHA DA ÁREA DE ESTUDO A escolha do município de Teresópolis, no estado do Rio de Janeiro, mais especificamente do distrito sede de Teresópolis, vincula-se a três aspectos: • O primeiro, refere-se às próprias transfigurações na dinâmica sócio- espacial urbana dos últimos anos, que se demonstra pelo reaquecimento do mercado imobiliário e pelo fato deste município ter apresentado, dentre os demais municípios do estado, o maior índice de favelização (IBGE, 1991); • o segundo, associa-se a maior disponibilidade de dados multidisciplinar em escala adequada aos objetivos do estudo sobre a área enfocada19; e, • o terceiro, que está associado ao interesse expressado pela prefeitura municipal de internalizar os resultados gerados tendo em vista estar em execução o plano diretor municipal. 1.4 – OBJETIVOS O presente trabalho visa alcançar os seguintes objetivos: • Objetivo geral: Demonstrar, a partir de uma abordagem integrada, duas dimensões da análise geográfica: a evolução do espaço urbano do município de Teresópolis e o perfil sócio-econômico da população residente neste espaço através do emprego de Sensoriamento Remoto e de modelagens estatísticas via Sistema de Informações Geográficas, que permitirão uma análise integrada dos fenômenos associados ao processo de transformação deste espaço nas últimas três décadas e, ainda, a criação, através de indicadores, da realidade espacial atual e de cenários futuros. • Objetivos específicos: - Análise temporal das transformações no arranjo espacial urbano do município de Teresópolis através da interpretação de imagens de satélites, identificando o grau de estruturação organizacional e a taxa de crescimento desta, através da comparação com a mancha urbana constante na folha 19 O acesso às informações para o desenvolvimento dos trabalhos foi facilitado devido ao fato desta pesquisa está inserida na linha de trabalho desenvolvida pelo Núcleo de Pesquisa em Gestão Territorial e Análise Ambiental da Faculdade de Geologia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro em parceria com a Prefeitura Municipal de Teresópolis que objetiva subsidiar o município no processo de planejamento e gerência do seu território. topográfica de 1972, elaborada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), com as ocorrentes nos anos de 1996 e 2000; - diagnosticar o perfil sócio-econômico da população residente nesta parcela do espaço através da aplicação de modelagens estatísticas para tratamento e espacialização dos dados oriundos das pesquisas censitárias realizadas nos anos de 1991, 1996 e 2000 em ambiente de sistema de informações geográficas; - definir indicadores sociais, econômicos, espaciais e ecológicos capazes de retratar a dinâmica atual do espaço estudado; - demonstrar o papel dos condicionantes do suporte bio-físico na construção, evolução e reprodução do espaço e avaliar os rebatimentos ecológicos decorrentes das transformações na dinâmica sócio-espacial urbana; - testar a aplicação de metodologias de Geotecnologias (Sensoriamento Remoto e Sistema de Informação Geográfica) na classificação de áreas urbanas; II - ÁREA DE ESTUDO Este item apresenta a caracterização da área de estudo quanto aos aspectos da paisagem, ao processo histórico de uso e ocupação do solo e a dinâmica populacional atual, sendo destacados os processos inerentes às distintas formas de apropriação desta parcela do território ao longo dos anos e os reflexos destas na composição do espaço geográfico. O município de Teresópolis criado em 1891 tem uma área de 849,6km2 e se encontra localizado na região Serrana do estado do Rio de Janeiro, com sua posição geográfica determinada pelas seguintes coordenadas: 22° 26’20" de latitude sul e 42° 58’42" de longitude oeste (figura 1). Tem como limites ao Norte os municípios de Sapucaia e Sumidouro, a Leste Nova Friburgo, a Oeste Petrópolis e São José do Vale do rio Preto e ao Sul Guapimirim (localizado na região Metropolitana) e Cachoeira de Macacu (situado na região das Baixadas Litorâneas), possui, segundo o Censo Demográfico (IBGE, 2000), uma população de 138.081 habitantes, que se distribui de forma irregular pelos três distritos que o compõe - Teresópolis (distrito sede), Vale do Paquequer (com sede em Cruzeiro) e Vale do Bonsucesso (com sede em Bonsucesso), sendo, conforme aponta a tabela 1, o 3º município mais populoso da região Serrana. Figura 1: Localização da Área de Estudo - 42º42’17” N -43º03’19” - 42º42’17” -22º42’38” -22º06’52” -22º06’52” 1º Distrito Teresópolis 3º Distrito Vale do Bonsucesso 2º Distrito Vale do Paquequer B R -1 16 RJ-130 Limite municipal Limite distrital Vias principais Área urbana BR - 495 São José do Vale do Rio Preto Petrópolis Guapimirim Cachoeira de Macacu Sumidouro Sapucaia Friburgo Tabela 1: População residente, por situação do domicílio, segundo os municípios da Região microrregião Serrana Fluminense - 2000 População Residente Municípios Total Urbana Rural Bom Jardim 22.651 11.317 11.334 Cantagalo 19.835 13.698 6.137 Carmo 15.289 11.056 4.233 Cordeiro 18.601 17.756 845 Duas Barras 10.334 6.023 4.311 Nova Friburgo 173.418 151.851 21.567 Petrópolis 286.537 270.671 15.866 Santa Maria Madalena 10.476 5.530 4.946 São Sebastião do Alto 8.402 3.677 4.725 São José do Vale do Rio Preto 19.278 9.007 10.271 Sapucaia 17.157 12.161 4.996 Sumidouro 14.176 2.334 11.842 Teresópolis 138.081 115.198 22.883 Trajano de Moraes 10.038 3.684 6.354 Total da Região Serrana 764.273 633.963 130.310 Fonte: IBGE.Censo Demográfico 2000. 2.1 – O DISTRITO SEDE DE TERESÓPOLIS O distrito sede do município de Teresópolis tem sua área distribuída nos alto e médio cursos das bacias do rio Paquequer e rio das Bengalas e possui características diferenciadas, em termos ecológicos e, especialmente, em relação às formas de ocupação e uso do solo. Neste distrito estão concentrados 82,5% do contingente populacional do município, sendo que destes, 96,3% são consideradas populações urbanas (tabela 2) (foto 1). Tabela 2: População residente, por situação do domicílio, segundo os distritos de Teresópolis - 2000 População Residente Distritos Total Urbana Rural Teresópolis 113.850 109.696 4.154 Vale do Paquequer 10.300 1.504 8.796 Vale do Bonsucesso 13.931 3.998 9.933 Fonte: IBGE.Censo Demográfico 2000. Foto 1: Vista parcial da área urbana consolidada – 1º Distrito – Teresópolis Fonte: Ferreira et al, 1998. No 1º distrito (Teresópolis), a concentração urbana tem produzido profundas alterações na paisagem, decorrentes das transformações na forma de ocupação e uso do solo urbano da cidade, do processo de especulação imobiliária e valorização das áreas centrais, vendo-se a configuração de um novo arranjo espacial. Segundo Costa (1999, p.35), o boom imobiliário dos últimos anos, não é um fenômeno restrito a Teresópolis, ocorrendo também em outras cidades da Região Serrana, como Petrópolis e Nova Friburgo, onde os registros de novos imóveis têm aumentado de forma expressiva nos últimos cinco anos. Esse boom imobiliário se justifica, pela procura por melhores condições de vida e está diretamente associada à tentativa de fuga dos problemas presentes no cotidiano das grandes cidades. A falta de segurança, a saturação dos sistemas de infra-estrutura como: transportes, abastecimento de água, instalação sanitária, energia elétrica, a questão ambiental, entre outros, são as principais causas responsáveis pelo aquecimento do mercado imobiliário nas cidades serranas do Rio de Janeiro. A falta de segurança dos grandes centros é um ponto de destaque nesse processo de crescimento do mercado imobiliário nos municípios serranos. A ocorrência freqüente de assaltos, seqüestros e outros tipos de violência que aflige as grandes cidades e que parece não ter solução, é o principal fator apontado por esse contingente populacional, de classe média à alta, contribuindo para uma significante transformação do perfil habitacional da cidade de Teresópolis, que possuía até pouco tempo atrás o papel de cidade de veraneio e turística. Por conseqüência, esse fenômeno de crescimento, mesmo sendo impulsionado por populações de classe média e alta, vem gerando novas preocupações, principalmente, no que diz respeito à ocupação desordenada solo. A mobilidade desse contigente populacional de classe média a alta, tem sido acompanhado pela vinda para essas cidades de uma população de baixa renda, que passa a ocupar áreas próximas aos condomínios visando uma maior proximidade do possível mercado informal de trabalho. Como explicita a manchete publicada na reportagem do jornal O Globo de abril de 1996: “Favelas sobem a serra e desvalorizam até as casas de veraneio em Teresópolis – o município, segundo o IBGE, já tem a maior população favelada de todo Estado”. (O GLOBO,15 abril de 1996, p.9). Essa população de baixa renda ao ocupar terrenos que, em grande parte, pertencem ao Governo Federal (como as áreas do INSS e da Rede Ferroviária Federal), ao Estado, a Prefeitura e a particulares, acaba por aumentar o contingente de população dita favelada residente na cidade. Contudo, como foi exposto pelo próprio jornal, um ano mais tarde, estaria se constituindo um quadro paradoxal, já que a existência e possibilidade de crescimento das áreas faveladas seriam responsáveis por diminuir a procura por moradia no município por parte da classe média e alta, o que não ocorreu. Quanto à população residente nas áreas do distrito classificadas como rural, que corresponde a 3,6% do total de habitantes, em maior parte estão envolvidas em atividades agropecuárias como a pecuária extensiva e atividades de cultivo, representada principalmente pela produção de hortaliças que se desenvolvem sempre ao longo das bacias de drenagem nas baixas encostas ou terraços. Essas atividades de cultivo mesmo perdendo em área para a pecuária possuem valor econômico de maior expressão (FERREIRA et al, 1998, p. 39) (foto 2). Foto 2: Olericultura – Rio Bengalas Fonte: Ferreira et al, 1998. Outro fato importante, associado à dinâmica rural deste distrito, refere-se ao avanço dos hotéis-fazenda e dos haras que simbolizam uma redução das atividades pecuárias e uma gradual mudança do perfil econômico vinculado ao setor, que são resultado direto da divisão das propriedades rurais. De maneira geral, a infra-estrutura é bastante precária, em todo o município, quando se trata dos efluentes e de rejeitos domésticos e industriais que são lançados, sem tratamento, nas bacias de drenagem contribuintes e no próprio rio Paquequer que corta o eixo urbano principal do primeiro distrito (COSTA, 1999, p.37) (foto 3). Foto 3: Trecho do rio Meudon afluente do rio Paquequer Fonte: Ferreira et al, 1998. 2.2 – ASPECTOS FISIOGRÁFICOS DA PAISAGEM Fisiograficamente os alto e médio cursos do rio Paquequer e do rio Bengalas são caracterizados por um relevo montanhoso (foto 4), inserido da região das escarpas e reverso da Serra do Mar (Batólito Serra dos Órgãos) e apresentando extensas áreas recobertas por vegetações que abrigam espécies endêmicas e raras do ecossistema da Mata Atlântica (foto 5). Foto 4: Relevo montanhoso com vegetação rupestre e de campo de altitude Fonte: Ferreira et al, 1998. Foto 5: Relevo montanhoso com cobertura vegetal de Mata Atlântica em diferentes estágios de sucessão secundária Fonte: Ferreira et al - 1998. As unidades geológicas são basicamente constituídas de gnaísses, em grande parte de origem ígnea (que variam de granitos a dioritos). Os solos são muito profundos (espessura acima de 2 m), provenientes de decomposição da rocha local ou de material transportado, com textura média ou argilosa; com predominância de Cambissolos e Latossolos Vermelho-Amarelos nos interflúvios. Nas várzeas, predominam os Gleissolos e os solos aluviais, que estão sujeitos aos processos de degradação típicos de ambientes fluviais (FERREIRA et al.,1998, p.33). Em termos hidrográficos, a Bacia do rio Paquequer é a maior em área do município com 269,08km2 e a do rio Bengalas ocupa a 3ª posição com 190,41 km2, (tabela 3) e apresentam alta densidade de drenagem (figura 2). Tabela 3: Principais bacias hidrográficas do município de Teresópolis, 1998. Bacias Hidrográficas Área (km2) Paquequer 269,08 Frades 190,41 Bengalas 135,28 Fonte: Ferreira et al, 1999, p 29. Figura 2: Distribuição das bacias hidrográficas do município de Teresópolis Fonte: Ferreira et al, 1998. Segundo Oliveira (1999, p. 43), o clima da região é ameno, tropical de altitude com temperatura anual média de 17ºC, as chuvas são concentradas nos Bacia do rio Paquequer Bacia do rio dos Frades Bacia do rio Bengalas -22º06’52” - 42º42’17” -22º06’52” -22º42’38” N - 43º03’19” - 42º42’17” meses de primavera e verão, com a estação seca nos meses de inverno. A umidade relativa atinge a média anual de 84%. Segundo Rocha (1999, p.52), a cobertura vegetal do município faz parte da Região da Mata Atlântica, apresentando áreas com vegetação primitiva das formações Ombrófila Densa e Estacional Semidecidual e áreas onde se verifica regeneração desta cobertura vegetal em diferentes estágios da sucessão ecológica secundária, com o predomínio em área, de cobertura vegetal em estágio de regeneração inicial (foto 6). Foto 6: Remanescente de Floresta Ombrófila Densa Sub Montana Fonte: Ferreira et al, 1998. Os demais tipos de cobertura vegetal que recobrem a bacia são representados pelas formações pioneiras aluvial, vegetação rupestre e campos de altitude. Atualmente, a conservação destes remanescentes vem sendo ameaçada devido à pressão exercida pelo crescimento e a ocupação irregular, mesmo estando em parte protegidos por diferentes categorias de manejo, como o Parque Nacional da Serra dos Órgãos e a Área de Proteção Ambiental do Jacarandá. Esses remanescentes da Mata Atlântica integrados à morfologia de relevos rochosos de feições impar e associados às características climáticas serrana têm sido considerados, pela sociedade local, como o fator primordial na valorização do espaço geográfico do município, desembocando em uma crescente expansão de condomínios de médio a alto luxo e consequentemente em uma especulação imobiliária progressiva. 2.3 – HISTÓRICO DE OCUPAÇÃO Os primeiros registros de ocupação na região referem-se à utilização da área por aborígenes que se organizavam em pequenas tribos. Posteriormente, as transformações na paisagem começaram a se dinamizar com a fixação de quilombolas oriundos de Minas Gerais, que buscavam segurança nas serras de difícil acesso e relevo acidentado. Porém, somente com a vinda da corte para o Rio de Janeiro, iniciou-se um processo mais organizado de ocupação local (TERESOPOLIS ON LINE, 2003). No século XIX, atraídos pelo clima ameno da serra, alguns cidadãos ingleses, entre eles George March, estabeleceram algumas fazendas na área, sendo uma das mais importantes, a fazenda dos Órgãos (ou March). Posteriormente, essa fazenda passa a se chamar de Santo Antonio ou Sant’ Ana do Paquequer e acabou por gerar o primeiro povoado de maior importância ao longo do caminho que ligava a Corte à província das Gerais, sendo iniciada assim, de forma efetiva, a agricultura, a pecuária e o veraneio na região. No ano de 1855 foi criada a Freguesia de Santo Antonio do Paquequer, na época com aproximadamente 2 mil habitantes e que achava-se subordinada ao município de Magé. Em 1890 o povoado troca de nome e passa chamar-se de Teresópolis, em homenagem a Teresa Cristina, esposa de D. Pedro II. Neste ano também foi fundada a Companhia da Estrada de Ferro de Teresópolis que ao construir a estrada de ferro que ligava Piedade, na Baia de Guanabara, ao planalto Teresopolitano, foi responsável por dinamizar o fluxo de pessoas e mercadorias na região. Finalmente em 1891, a freguesia emancipa-se de Magé e torna-se município. Este fato inaugura um novo ciclo de crescimento da região (GOLLARTE; FRAGOSO, 1966). Nas primeiras décadas do século XX, são implantadas as primeiras estradas de rodagem, como a Teresópolis-Itaipava (1939), aumentando consideravelmente o fluxo de veranistas e turistas, assim como, a ocupação por parte de imigrantes (especialmente, suíços) estimulados pela possibilidade de desenvolvimento de atividades agropecuárias, que se instalam em extensas porções do território. Estas atividades se constituíram durante muitos anos como a base da economia local (ROCHA, 1999, p.51) (foto 7). Foto 7: Vista parcial do vilarejo no início do século XX vendo-se ao fundo o Pico Dedo de Deus Fonte: Teresópolis on line, 2003. É válido ressaltar, que já na década de 1920, a cidade de Teresópolis contava com 7.200 habitantes, o que representava aproximadamente 40% do total municipal, diferentemente da maioria da população brasileira que vivia no campo. Nos últimos 50 anos houve um crescimento populacional acelerado (gráfico 1), reflexo direto da facilidade de acesso, por rodovia, com o Rio de Janeiro que foi inaugurada em 1959, do processo de migração campo-cidade e do primeiro boom imobiliário que iria definir, até fins da década de 1980, o perfil veranista e turístico da cidade. A população que em 1950 era de 34.396 habitantes passa para 52.318 pessoas em 1960, o que representou um crescimento da ordem de 52,1%. A taxa de crescimento manteve-se elevada durante os anos 70 e 80, atingindo uma média de crescimento superior a 35% a cada dez anos, sofrendo uma desaceleração somente após 1990, onde o crescimento de 1991 a 2000 ficou em 14,4%, taxa bastante inferior àquelas relativas aos períodos anteriores. Gráfico 1: Crescimento Populacional de Teresópolis 1920 a 2000 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1991 20000 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 Anos H ab ita nt es Fonte: Ferreira et al, 1998; IBGE. Censo Demográfico, 2000. Estudos sobre as formas de ocupação e uso do solo (FERREIRA et al, 1998), realizado para o período de 1950 a 1990 demonstram que, nos três períodos analisados predominam em área as atividades agropecuárias, porém em termos econômicos estas, hoje, não se constituem em principais fontes de arrecadação e geração de empregos, cabendo esta colocação ao setor terciário que envolve atividades de comércio e serviços enquanto no setor primário destaca-se a produção de olericolas. III - REFERENCIAL TEÓRICO Neste item é apresentada a base conceitual que orientou o desenvolvimento dos estudos. Não foi pretensão esgotar o assunto e sim postular idéias sobre o tema, fundamentando-se em obras existentes. 3.1–O ESPAÇO E A PAISAGEM URBANA ENQUANTO OBJETOS DE ANÁLISE 3.1.1 – A ação do capital na (re)construção de espaços urbanos A heterogeneidade, principal característica urbana, é também a responsável pela difusão de análises por parte de estudiosos e planejadores, acerca dos modos de produção e reprodução desta parcela do território20. Desta forma, é fundamental conceber, num primeiro momento, que as transformações ocorridas neste espaço são reflexo direto da sua apropriação pelo capital, que gera formas, desenhos e rebatimentos ecológicos passíveis de serem identificados por diferentes ferramentas de análise. Corrêa (1995, p.7) ao definir o espaço urbano de uma cidade como sendo um conjunto de diferentes usos da terra justapostos entre si, atenta para o jogo de interesses estabelecidos pelos diversos agentes sociais modeladores do espaço21, sugerindo portanto, um processo simultâneo de articulação e fragmentação deste espaço que, para Lefebvre (1999, apud Silva 2001, p.5), há muito deixou de ser a cidade centralizadora. Isto é, que em um único ponto se permitia à convivência entre as diferentes camadas da população, para se tornar uma cidade poli (multi) nucleada, o que amplia ainda mais a fragmentação e a articulação do espaço urbano. 20 Considera-se o espaço urbano como uma parcela de um território por este se inserir e ser reflexo de um contexto social, político e econômico mais amplo (exemplo o município) e, ainda, por constituir-se em território dado ao concreto jogo de interesses estabelecido entre diferentes agentes sociais que o (re) modelam. 21 Neste estudo entende-se por agentes modeladores do espaço urbano os detentores dos meios de produção, os proprietários fundiários, os promotores imobiliários, o Estado e os grupos sociais excluídos. O jogo de interesses estabelecido por agentes sociais é complexo e promove um constante processo de reorganização espacial que se faz via incorporação de novas áreas, densificação do uso do solo, renovação urbana e deterioração de certas áreas (CORRÊA, op. cit, p. 11). Essa reorganização, diretamente subordinada à lógica do capital e que serve de espaço privilegiado para sua reprodução, faz da cidade, segundo Sposito (1997, p.64), O lugar onde se reúnem as melhores condições para o desenvolvimento do capitalismo. O seu caráter de concentração e densidade viabiliza a realização com maior rapidez do ciclo de capital, por isso, ocupa o papel de comando na divisão social do trabalho. Desta forma, Lefebvre (1999, p.46) afirma que o espaço urbano é contradição concreta e que o estudo de sua lógica e de suas propriedades formais conduz à análise dialética de suas contradições, haja visto, que o espaço urbano não é apenas produto da sociedade, mas, também, condição e meio de realização de toda dinâmica social. Neste raciocínio, Castells (1999, p.435) conclui que as formas, a função, os sentidos sociais e os processos espaciais são construídos pela dinâmica de toda estrutura social, ocorrendo inclusão de tendências contraditórias derivadas de conflitos e estratégias entre atores sociais que representam interesses e valores opostos. Já Santos (1994, p.97) atenta que a análise da organização interna da cidade revela, dentre outras questões, problemas estruturais, cuja reflexão sistêmica permite verificar como se causam todos os fatores mutuamente. Contribuindo para este pensamento Carlos (1987, p.49) dispõe que para dimensionar a produção espacial, é necessário ir além da aparência, ou seja, é estar discutindo o urbano enquanto processo. Sendo preciso entender a diversidade dos usos do solo e que desde a localização das funcionalidades, a disposição dos comércios, serviços, áreas residenciais há expressamente uma inter-relação entre os diferentes tipos de usos do solo. Assim, as paisagens urbanas tendem a mostrar por suas formas uma das dimensões da produção espacial, sendo vislumbrada a existência numa paisagem de elementos que guardam toda uma evolução de um processo sócio-espacial e que a torna a expressão da “ordem” e do “caos”, visto que, suas formas permitem ocultar e revelar relações entre os elementos, fixos e fluxos que a compõe (CARLOS, op cit). Há que se ressaltar que, assim como o espaço urbano, a paisagem não é só produto de sua história, ela reproduz história; uma história diretamente associada ao modo capitalista de produção dependente implementado no Brasil, onde convivem o novo e o velho que se tornam visíveis na tipologia das construções, no traçado e largura das vias e nas demais características de uso do solo de uma determinada região. Sendo, portanto, sob essa aparência estática, perceptível o desvendar de um dinamismo inerente à construção social e histórica da paisagem urbana, fruto do trabalho humano, expondo antagonismos e as contradições reflexo do processo de produção do espaço. Tal situação permite admitir ainda, a partir da suas definições conceituais, que o espaço e as paisagens urbanas como instrumentos de pesquisa, devem ser analisados quanto a forma-conteúdo, ou seja, como sociedade territorializada, com elementos produzidos socialmente, ou que adquirem uma existência social e concreta que se exprimem nas formas que viabilizam o espaço, a partir do sentido que as relações lhe atribuem (JUNIOR, 1998, p.31), não apenas através de interpretações isoladas que ao priorizarem estudos somente das formas, ou dos conteúdos acabam por segmentar a compreensão deste espaço como um todo. 3.1.2 – Os condicionantes do suporte biofísico e os rebatimentos ecológicos da (re)construção urbana Como decorrência da ação do capital a situação das cidades brasileiras atualmente reflete dois fenômenos que merecem ser destacados quando se discute ambiente urbano: a rápida industrialização, experimentada a partir da 2ª Guerra Mundial e a urbanização que se seguiu, que deixaram de lado, no curso de seus processos de desenvolvimento uma série de regras de proteção ao meio ambiente e ao cidadão, tendo apostado na premissa que o crescer, o urbanizar, por si só criaria cidades como sinônimo de desenvolvimento e qualidade de vida. Desde 1950, a construção das cidades brasileiras, no geral, vem acentuando cenários contrastantes, visto que, a maneira como se deram as suas criações acabou por atropelar a organização e gestão destes territórios resultando no surgimento de cidades sem infra-estrutura básica e disponibilidade de serviços urbanos capazes de comportar o crescimento de demandas provocado pelo contingente populacional que reside nesses aglomerados. Um aspecto importante neste processo de construção e crescimento de cidades refere-se à necessidade de compreender a ocupação do espaço urbano através do exame do seu sítio. Para Dollfus (1975 apud OLIVEIRA et al, 1978, p.77), “o sítio é o assento de uma cidade, é a localização exata do espaço construído, em suas relações com a topografia local”, e que em determinados casos, esta topografia assume papel de condicionante limitador ou orientador do processo de ocupação do espaço, como ocorre nos municípios serranos, onde o relevo acidentado e os vales encaixados atuam sobremaneira em qualquer processo de expansão da cidade conforme sugere o trecho a seguir: Por estar em um vale encaixado da Serra do Mar, possui um sítio bastante acidentado, sendo alguns de seus bairros denominados pela função geográfica desempenhada, como Alto, Várzea, etc. A exiguidade do sítio urbano faz com que as construções de favelados, veranistas e residentes subam as encostas íngremes da Serra dos Órgãos em busca de novos espaços[...](LIMA; SOARES. 1981). Como conseqüência direta do desprezo a estes condicionantes têm-se evidenciado, ao longo dos anos, sucessivas perdas humanas e materiais, as quais erroneamente tem sido atribuída a denominação de “catástrofes naturais”, que nada mais são do que o resultado do descaso em se considerar os condicionantes bío-físicos que compõem a paisagem, conforme demonstram as reportagens a seguir: Temporal causa 32 mortes, 130 feridos e 332 desabrigados em Teresópolis[...] Os bairros como Lama Fria, Meudon, Vidigueiras, Imbuí e Perpétuo foram os mais castigados... Somente na Lama Fria morreram 17 pessoas, membros de duas famílias inteiras, que moravam em dois barracos. Suas casas foram soterradas pela encosta argilosa que se desfez em lama sob a chuva persistente... os desabamentos de encostas sobre barracos provocaram, no Meudon, as mortes de Iosana da Silva, de 3 anos, de sua irmã Creuza da Silva, de 13 anos, e de Laura Ribeiro, de 6 anos.(O GLOBO, 29-jan- 1977, p. 1-5). A geóloga Ana Margarida, especializada em problemas de encostas, avaliou ontem como sendo de “extrema gravidade” a situação da Vila Muqui, no centro de Teresópolis, onde já chega a 25 o número de casas abandonadas pelos moradores, a pedido da Defesa Civil local. Ela acredita que a possibilidade de deslizamentos no local decorre dos vários taludes na encosta[...] (Jornal do Brasil, 11-mar-1985, p.12). Teresópolis foi o município mais atingido na chuva que caiu anteontem à tarde. Duas pessoas morreram e várias casas formam atingidas. Houve 18 quedas de barreiras, e duas casas interditadas por risco de deslizamentos de terra[...] (Jornal do Brasil, 31-dez-1995, p.3). Chuva mata 12 pessoas em Teresópolis. Deslizamento de terra atinge casas construídas irregularmente nas encostas. A área mais castigada da região Serrana foi o morro do Perpétuo. Seis pessoas morreram, cinco ficaram feridas e outras 142 estão desabrigadas. (Jornal O Globo, 23- dez-2002, p.1). Independentemente da escala, cidades de pequeno, médio e grande porte sofrem ainda, guardadas as devidas proporções, com a concentração de problemas ambientais de ordens difusas, tais como a poluição do ar, sonora e da água; a destruição dos recursos naturais pela ocupação desordenada de encostas e várzeas inundáveis e a decorrente perda de biodiversidade, que na maioria das vezes sequer é considerada, e que está diretamente associada a extinção desses recursos; a falta de saneamento básico que expõe diariamente um elevado número de pessoas a doenças de veiculação hídrica; a coleta e disposição final de resíduos sólidos insatisfatória, dentre outros, que parecem ser irreversíveis e que contribuem sobremaneira para reduzir a qualidade de vida dessas populações. Em sua maioria, os problemas ambientais urbanos por transcenderem a meros ajustes as limitações dos meios físico e biológico, exigem considerações sob diferentes prismas, devendo avaliar e utilizar como referência os aspectos culturais, econômicos e históricos que envolvem o crescimento das cidades, sendo, portanto complexa, porém não impossível suas resoluções. Haja visto, inúmeros exemplos aplicados em diferentes regiões do mundo, como o caso da despoluição do rio Tâmisa nas décadas de 1950 e 60 em Londres, na Inglaterra e mesmo do próprio Brasil, a experiência com o rio Tiete, no processo de recuperação áreas degradadas e no estabelecimento e ampliação de leis de preservação e conservação de ambientes vulneráveis, às custas especialmente da melhoria das condições vida da população e de políticas de planejamento que em alguns casos pareciam contradizer ditames prioritários ao processo de expansão do sistema capitalista. A cidade de Detroit, por exemplo, nos Estados Unidos, que sofria nas décadas de 1920 e 30 com diferentes tipos de poluição e hoje é símbolo de uma cidade sustentável e referência mundial no controle ambiental. Desta maneira, tratando-se de um sistema aberto22 (ULTRAMARI, 2003), as cidades com suas características intrínsecas mesmo sugerindo estar longe de ser um sistema sustentável, tem este quadro agravado, na maioria das vezes, pelo fato de surgirem sem quaisquer políticas de planejamento que venham a 22 Para Ultramari (2003) as cidades por definição constituem–se em sistemas abertos por possuírem uma dependência profunda e complexa de fatores externos. minimizar rebatimentos inerentes a sua própria implementação, independentemente do suporte bio-físico no qual venha se estabelecer. 3.2 – A DINÂMICA URBANA POR MEIO DE GEOTECNOLOGIAS Admitindo-se o espaço urbano como um sistema aberto23, dada as inter- relações dos processos sociais e ecológicos (figura 3) nele ocorrido, urge a necessidade de incorporar ramos do conhecimento científico que envolva a capacidade de manejo da informação numa perspectiva sistêmica, capaz de articular estilos e formas de pensamento frente ao desafio preditivo. Isso significa, entender não apenas as características quali e quantitativas dos objetos com os quais interagimos, mas principalmente, representar e reconstruir, as relações que eles geram para a construção do que se denomina território. Figura 3: Relações dinâmicas entre os processos sociais e ecológicos Elaborado por: Costa, 2004. Segundo Coelho (2001, p.26), a localização geográfica, a distância e os processos bio-físico-químicos possuem influências diretas sobre as formas de ocupação e de organização do espaço sobre o qual os grupos se co- habitam. O processo político-econômico, com base na racionalidade 23 De acordo com Koestler (1995) e Capra (1986), um sistema se traduz por um conjunto de elementos que agrega um conjunto de relações aplicadas a estes elementos. Colaborando com este pensamento, Argento (2001) define que esse conjunto estruturado de elementos e/ou atributos (fluxo/processo) apresenta limites, partes componentes e funções externas e internas. Processos bio- físico-químicos Processos socioculturais Processos político-econômicos Estrutura Social e espaço-temporal determinada pela acumulação do capital dispõe sobre a produção do espaço, a valoração da terra urbana e a apropriação de excedentes econômicos. O processo sociocultural, por sua vez, está associado ao sistema de valores social, político e cultural. Sendo assim, segundo Ferreira et al (1998, p.21), é imprescindível que se associe à visão tradicional cartesiana (reducionista) do espaço geográfico a abordagem integrativa (holística). Esta abordagem integrativa é balizada pelo paradigma do Holísmo, o qual considera cada elemento do sistema como um evento que reflete e contém todas as dimensões do sistema, visto ser este um sistema sinergético e dinâmico. Desta forma, todos os intervenientes nos processos de gestão e decisão territorial, nos seus múltiplos aspectos (humanos, físicos e biológicos), sentem cada vez mais dificuldades ao tentar conjugar a multiplicidade de perspectivas necessárias para uma abordagem territorial coerente e integrada. Essa conjugação é, no entanto, um passo imprescindível para a coordenação das diferentes ações, no sentido de serem minimizados os efeitos negativos de intervenções isoladas ou da falta de percepção de planejamento futuro. A maior dificuldade centra-se nas questões relacionadas com a informação de apoio à decisão; na sua aquisição, na compatibilização e integração, na análise e modelação, na representação, na visualização e na posterior interpretação (JULIÃO, 2001, p.10). Com a difusão do uso de Geotecnologias no estudo das transfigurações do espaço urbano, nos últimos anos, essas dificuldades vem sendo minimizadas, fato que está associado especialmente, a três fatores: a redução dos custos na obtenção de equipamentos, a maior disponibilidade de softwares com interfaces mais amigáveis com o usuário temático24 e realização de cursos, seminários e workshops que promovem uma melhor capacitação dos pesquisadores na aplicação desta ciência em diferentes campos de pesquisa. 24 Entende-se neste estudo como usuário temático o pesquisador formado em diferentes áreas de conhecimento, não necessariamente em ciências da computação ou informática. Tal fato permite, assim, uma abordagem mais adequada para os problemas de planificação e gestão do território, sendo a recuperação do “pensar espacialmente”, concebido não como um dogma idealizado por pesquisadores, mas que surge da necessidade de integração de informações frente a problemas concretos e complexos inerentes às diferentes instâncias de organização social. Neste estudo, as Geotecnologias são consideradas como um ramo do conhecimento científico em face da capacidade destas em estudar a superfície da Terra sob diversas formas de interpretação e escalas de análises, através da conjugação de referenciais teóricos a um vasto ferramental técnico (figura 4). Cabe esclarecer que para alguns autores as Geotecnologias são entendidas como Geoprocessamento, visto que os mesmos conjuntos de tecnologias estão relacionados na sua composição (PEREIRA, 2001, p.103). Figura 4: Conjunto de Geotecnologias Elaborado por: Costa, 2004. Assim, o desenvolvimento e a crescente divulgação da cartografia digital ampliou as possibilidades destas tecnologias no acesso, armazenamento e manuseio de objetos geográficos e nas suas formas de representação, sendo uma destas possibilidades traduzida nos Sistemas de Informação Geográfica (SIGs). PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS SENSORIAMENTO REMOTO SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS GEOESTATÍSTICA GEOTECNOLOGIAS Segundo Burrough (1986), os Sistemas de Informações Geográficas se constituem em “ferramentas computacionais de extrema utilidade para recolher, armazenar, organizar e selecionar, transformar e representar informações de natureza espacial do mundo real”, sendo considerados, portanto, segundo Pereira (2001, p.100), como verdadeiros modelos de sistemas do “mundo real” (figura 5). Ainda segundo este autor, o SIG não é entendido como um sistema computacional, mas como um sistema que tem elementos computacionais e que, neste modo de ver o SIG (lato sensu), se refere ao conjunto de software, hardware, base de dados e organização e num sentido restrito (strictu sensu), trata-se de um conjunto de dados gráficos e não-gráficos georreferenciados (figura 6). Figura 5: Representação do mundo real por diferentes planos de informação Fonte: Adaptado de Ramos, 2002. Figura 6: Principais tipos de dados e técnicas de entrada e saída Ampliando este conceito, Cowen (1988), sugere que o uso dos SIGs subsidie as decisões que envolvam a integração de dados georreferenciados, num ambiente orientado para resolução de problemas. Para Brito ( 2001), não deve ser esquecido o seguinte fato: Apesar de suas potencialidades, o funcionamento destes Sistemas depende muito do contexto organizacional em que estão inseridos, ou seja, do grupo de pessoas que os gere e utiliza, dos meios e equipamentos envolvidos na sua implementação e manutenção e dos objetivos subjacentes à sua utilização. (GONÇALVES, 1992 apud BRITO, 2001). Colaborando com esta proposição, Silva, (1999), dispõe que os sistemas de informação de geográficas para revolucionar o processo de análise da informação, dependem da racionalidade da construção de um banco de dados, somente possível de alcançar com o auxílio de técnicas computacionais sofisticadas e de profissional especializado, requerendo para tanto, que máquina e profissional se aproximem a tal ponto que a fusão hardware- software-humanware passe a ser iminente. Estes sistemas, segundo Câmara et al (2001), possuem diversos componentes que incluem métodos de visualização, métodos exploratórios para investigar algum padrão nos dados e métodos que auxiliem na escolha de um modelo estatístico para realizar os processos de análise exploratória e de confirmação (especialmente, por modelagens geoestatísticas) no processo de análise espacial de dados. Outro aspecto relevante e inerente a aplicação de SIGs refere-se a geração de cenários. Para Souza (1999), o desafio de imaginar o futuro reafirma a necessidade de se obter uma visão integrada entre espaço e tempo sociais, sendo os cenários construídos na perspectiva de indicar que algo pode ocorrer e que por conseqüência são: Simulações bastante flexíveis onde fatores e alguns cursos são enfatizados. Imperfeitos porque necessariamente temerários e simplificadores, bons cenários não são nem absurdos nem simplistas, constituindo-se em uma técnica científica de fundamental relevância para apoiar decisões estratégicas. (SOUZA, 1999 apud VASCONCELOS; SILVA, 1999). Segundo STRATER (1988 apud SOUZA 1999) cenários podem ser categorizados em três tipos: - Tendenciais – se representam apenas uma antivisão do porvir enquanto desdobramento esperável quadro atual; - Alternativos – se se opera com vários quadros de situações possíveis a partir de diferentes interferências junto ao quadro atual; e, - Normativos (contraste) – se se faz intervir, explicitamente, na dimensão do desejável, refletindo-se acerca das medidas e instrumentos necessários entre os cenários alternativos resultantes do esforço de simulação qualitativa e os cenários desejados. Nessa direção, na criação de cenários devem ser consideradas duas escalas de análise, a escala geográfica e a escala temporal, sendo na primeira definidos os âmbitos espaciais onde surgem ou se operam fatores e processos e na segunda se mensuram as durações dos processos. Vê-se assim, que construir cenários é algo nada trivial, que envolve a digestão de muito material empírico e exige a consideração simultânea de diversas escalas de análises. Quanto ao o sensoriamento remoto e o processamento digital de imagens fundamentando-se no fato de que estes incorporam ciência25 (FERREIRA, 2001, p.14), eles representam um duplo sentido: como meio de obtenção de informação – com conhecimento agregado; e como input e output dos processos de análise espacial, tendo-se, portanto, uma vasta aplicabilidade na identificação de potencialidades e fragilidades dos diferentes territórios e que permite dar suporte à tomada de decisão no contexto do ordenamento e planejamento urbano e regional. Para Novo (1989, p.17), os meios operacionais do sensoriamento remoto se constituem de métodos e técnicas que utilizam, conjuntamente, modernos sensores, equipamentos para processamento de dados, equipamentos de transmissão de dados, aeronaves etc, que objetivam estudar o ambiente terrestre através do registro e da análise das interações entre a radiação eletromagnética e as substâncias componentes da superfície terrestre em suas mais diversas manifestações. 25 Para Ferreira (2001) a Detecção Remota (ou Sensoriamento Remoto, como vem sendo tratado neste estudo), incorpora ciência a montante e a jusante – antes de incorporar a tecnologia e a técnica. Esta afirmação pauta-se, por exemplo, no processo de extração de informação temática a partir de imagens de satélite que utiliza lógica algorítmica para extrair informação. Que se constrói não por aplicação da técnica e sim, por invenção, no quadro do conhecimento interdisciplinar através do reconhecimento automático de formas, de análise de textura, de morfologia matemática, de análise fractal, de redes neuronais, entre outras. Estes registros, por sua vez, constróem imagens de diferentes resoluções espaciais e espectrais e radiométricas26, geradas por sensores ópticos, de radar, fotográficos e digitais orbitais e não orbitais27, que utilizadas no âmbito de projetos de Sistemas de Informações Geográficas funcionam como atributos das entidades espaciais, servindo para dar suporte à contextualização e aquisição de informações vetoriais, e ainda, como parte integrante do processo de análise, quer como importante elemento de entrada de dados, quer como o próprio resultado do processamento. 3.2.1 – A aplicação do Sensoriamento Remoto na análise espacial urbana A carência de informações sobre a dinâmica de crescimento urbano vem-se constituindo em uma das causas da situação crítica das cidades médias, visto que as prefeituras não estão conseguindo acompanhar as ocupações promovidas pelo mercado imobiliário, mesmo por vezes tendo ciência das suas incompatibilidades com o ambiente urbano, acabam por se defrontar com problemas estruturais que poderiam ser minimizados, se o processo de tomada de decisão estivesse pautado em conjunto mais amplo de informações, especialmente espaciais. Segundo Lombardo (1994, p. 161), a utilização de produtos de sensoriamento remoto em estudos urbanos pode ser feita sob duas escalas de análise principais: estudos inter-urbanos, em que a análise é voltada ao conhecimento sobre o sistema urbano geral e em sua relação com os espaços municipal e 26 Segundo Crósta (1999, p. 25), a resolução espacial de uma imagem é definida pela capacidade do sensor em “enxergar” objetos na superfície terrestre; quanto menor o objeto, maior a resolução espacial. A resolução espectral é inerente às imagens multiespectriais e é definido pelo número de bandas espectrais de um sistema sensor e pela largura do intervalo de comprimento de onda coberto por cada banda, ou seja, quanto maior o número de bandas e menor a largura do intervalo, maior é a resolução espectral de um sensor. Já a resolução radiométrica é dada pelo número de níveis digitais (DN), usados para expressar os dados coletados pelo sensor. Quanto maior os níveis de cinza, maior é a resolução radiométrica. 27 Sensores orbitais adquirem imagens da superfície terrestre através de satélites lançados ao espaço que giram durante períodos programados na órbita da Terra, já as imagens não orbitais são geradas por sensores a bordo de plataformas (ex. aviões). regional mais amplos, e estudos intra-urbanos, em que a análise é direcionada a estrutura interna das cidades. Dentre as diversas aplicações, o emprego do Sensoriamento Remoto nesses estudos é realizado com a finalidade de analisar as tendências de expansão da mancha urbana, diagnosticar impactos ambientais decorrentes ou não deste crescimento, mapear a cobertura vegetal e os tipos de uso do solo. Nos estudos inter e intra-urbanos, de acordo com os objetivos a serem alcançados, é comum o uso de imagens geradas por sensores aéreos (fotografias aéreas, em escala grande – 1:1000 – para estudos intra-urbanos), e por sensores orbitais (especialmente, LANDSAT, SPOT e IKONOS - para os inter-regionais). Nesta pesquisa, dada a necessidade de realizar um acompanhamento temporal das mudanças ocorridas na mancha urbana de Teresópolis na escala regional (1º distrito) e devido aos custos onerosos referentes aquisição de fotografias aéreas para diferentes períodos, foram priorizadas as imagens produzidas por sensores orbitais (SPOT e LANDSAT). As imagens produzidas pelo sensor SPOT 3 - HRV – PAN/XS28 possuem resoluções espaciais diferenciadas em função dos modos operantes. O modo Pancromático possui uma resolução espacial de 10m, correspondendo a uma larga faixa espectral de 0,5μm a 0,73μm e o modo multiespectral, correspondendo a três faixas estreitas (0,50 a 0,59μm; 0,61 a 0,68μm e 0,79 a 0,89μm) com uma resolução espacial de 20m (LOMBARDO, p.173). O SPOT permite assim, uma restituição numa escala de até 1:20 000. É válido ressaltar, que cada banda do espectro possui características diferentes e consequentemente, aplicações potenciais específicas conforme demonstra o quadro 1. 28 O SPOT 3 se constitui em um Sistema para Observação da Terra (Systeme Pour l”Observation de la Terre) e foi estabelecido pela França (Centre Nacional dÉtudes Spatiales) em parceria com a Suécia e a Bélgica e encontra-se em operação desde 1990. O sensor HRV – “High Resolution Visible” pode operar tanto no modo multiespectral (XS), como no pancromático (PAN). Quadro 1: Principais características e aplicações das bandas do satélite SPOT BANDA INTERVALO ESPECTRAL μm CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES POR BANDAS P (0,50 μm a 0,73μm) Esse modo espectral produz imagens com uma única banda espectral que é sempre restituída em preto e branco. Privilegia a fineza geométrica da imagem e permite discriminar detalhes finos, do ponto do pixel (ponto elementar da imagem) que é de 10 x 10 ou 100m2. É utilizado para topografia e outras aplicações de cartografia básica, para levantamentos de uso da terra e estudo da estrutura urbana. XS 1 (0,50 a 0,59μm) Apresenta sensibilidade à presença de sedimentos em suspensão, possibilitando sua análise em Termos de quantidade e qualidade. Boa penetração em corpos de água e reflectância da vegetação. XS 2 (0,61 a 0,68μm) A vegetação verde, densa e uniforme, apresenta grande absorção, ficando escura, permitindo bom contrastes entre as áreas ocupadas com vegetação e aquelas sem vegetação (solo exposto, estradas e áreas urbanas). Permite a análise da variação litológica em regiões com pouca cobertura vegetal. É a banda mais usada para delimitar a mancha urbana, incluindo a identificação de novos loteamentos. Identifica áreas agrícolas. XS 3 (0,79 a 0,89μm) Delineamento de corpos d’água, facilitando o mapeamento da rede de drenagem. A vegetação verde, densa e uniforme, reflete muita energia nesta banda. Apresenta sensibilidade à rugosidade da copa das árvores, à morfologia do terreno, facilitando o mapeamento das feições geológicas e estruturais. Permite identificação de áreas agrícolas. Fonte: Adaptado de ROCHA, 2000, p.133. Os produtos gerados pelo sensor “Thematic Mapper” (TM) do satélite LANDSAT 729 possuem diversas aplicações. Este satélite opera em 7 bandas 29 O programa LANDSAT 7 desenvolvido nos Estados Unidos pela NASA (National Aeronautics and Space Administratian). espectrais e suas imagens possuem uma resolução espacial de 30m. Embora com menor resolução espacial, devido abranger uma faixa mais larga do espectro eletromagnético este sensor possui também vastas aplicabilidades nos estudos urbanos (quadro 2). Quadro 2: Principais características e aplicações das bandas TM do satélite LANDSAT BANDA INTERVALO ESPECTRAL (μm) CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES POR BANDAS 1 (0,45 – 0,52) Apresenta grande penetração em corpos d’água, com elevada transparência, permitindo estudos batimétricos. Sofre absorção pela clorofila e pigmentos fotossintéticos. Sensibilidade a plumas de fumaça oriundas de queimadas ou atividade industrial. 2 (0,52 – 0,60) Apresenta grande sensibilidade à presença de sedimentos em suspensão, possibilitando sua análise em termos de quantidade e qualidade. Boa penetração em corpos d’água. 3 3 (0,63 – 0,69) A vegetação verde, densa e uniforme, apresenta grande absorção, ficando escura, permitindo bom contraste entre as áreas ocupadas com vegetação (ex. solo exposto, estradas e áreas urbanas). Permite o mapeamento da drenagem através da visualização da mata de galeria e entalhe dos cursos dos rios em regiões com pouca cobertura vegetal. É a banda mais utilizada para delimitar a mancha urbana, incluindo identificação de novos loteamentos. Permite a identificação de áreas agrícolas. 4 (0,76 – 0,90) Facilita o mapeamento dos corpos d’água, pois os mesmo absorvem muita energia nesta banda e ficam escuros. Apresenta sensibilidade as variações estruturais da cobertura vegetal, as diferenças geomorfológicas, geológicas e pedológicas. 5 (1,55 – 175) Aplicada para observar estresse na vegetação, causado pelo desequilíbrio hídrico. 6 (10,4 – 12,5) Apresenta sensibilidade aos fenômenos relativos aos contrastes térmicos, servindo para detectar propriedades termais de rochas, solos, vegetação e água. 7 (2,08 – 2,35) Sensibilidade à morfologia do terreno, permitindo obter informações sobre Geomorfologia, Solos e Geologia. Fonte: Adaptado de www.gsfc.nasa.gov, 2003. http://www.gsfc.nasa.gov/ Ferreira, (2001, p.5), conclui, portanto, que estes meios operacionais vieram se juntar à observação do real e ao trabalho de laboratório, partindo este, cada vez mais das imagens como transposições da realidade. Os dados espectrais e a mínima unidade de análise, o pixel, traduzem os atributos dos territórios de forma mais fidedigna e atual do que as contagens estatísticas feitas na base dos espaços menos desagregados e mais abstratos. Assim, sem desconsiderar a complexidade do espaço urbano e o compreendendo enquanto forma-conteúdo, nos últimos anos, a difusão do emprego do Sensoriamento Remoto no processo de extração de informações obtidas por sensores orbitais tem possibilitado aos mais variados setores reduzir a distância entre a ocorrência dos fenômenos urbanos e a compreensão de como esses se efetuam, o que, segundo Foresti (1995), contribui para uma maior eficiência na ação dos órgãos públicos. 3.2.1.1 – Alvos urbanos – principais características espectrais A complexidade das feições encontradas no ambiente são uma das maiores dificuldades na execução de estudos intra-urbanos por sensoriamento remoto, visto que, os espaços urbanos concentram em pequenas áreas uma extrema heterogeneidade, ocorrendo mudanças consideráveis inter e intra pixel. Além da diversidade, os alvos urbanos, devido as suas características físico- químicas tendem a ter seu grau de reflectância modificado conforme a variação do comprimento de onda do espectro eletromagnético, determinando sua assinatura ou comportamento espectral. Esse comportamento espectral também pode sofrer interferência da atmosfera e da relação geométrica entre a energia incidente e do ângulo de visada do sensor (JENSEN apud MARQUES, 2001, p.24). Os principais alvos encontrados em ambiente urbano são: concreto, asfalto, solo de composição areno-argilosa, telha, água e vegetação. Segundo Marques (2001, p.24), o comportamento espectral desses alvos ocorre da seguinte forma (gráfico 2): - A vegetação absorve radiação da faixa do visível e possui alta reflectância na faixa do infravermelho próximo; - o concreto possui média reflectância nas faixas do visível e do infravermelho; - o asfalto possui baixa reflectância nas faixas do visível e do infravermelho próximo; - a telha e o solo areno-argiloso possuem comportamento semelhante, isto é, apresenta absorção na faixa do visível e média reflectância no infravermelho próximo. Gráfico 2: Comportamento Espectral dos Alvos Urbanos Fonte: Adaptado de Forster (1985) e Jensen (1986). Cabe ressaltar, segundo Forster (1985), que muitas dessas coberturas são de tamanho menor que o elemento de resolução de uma imagem, sendo, portanto, a radiação de um pixel de áreas dessa natureza derivada da resposta espectral média ou cumulativa dos alvos que o compõem. O resultado deste valor é uma resposta aditiva, que não é representativa de nenhum tipo de cobertura, mas sim da área como um todo. Desta maneira, para obter uma melhor classificação das feições urbanas, o comportamento dos alvos urbanos deve ser associado a outros elementos de interpretação da imagem, como forma, textura, tamanho e padrão. 3.2.1.2 – Desenhos urbanos – instrumentos para interpretação de imagens A concepção das formas do desenho urbano e de seus modelos clássicos de crescimento30 (figura 7) tem auxiliado sobremaneira duas vertentes da aplicação geográfica: a primeira, que se refere ao próprio processo de classificação de imagens orbitais, especialmente em se tratando da utilização de métodos de interpretação visual ou supervisionada, onde o conhecimento do fotointerprete sobre outras questões inerentes às características de resolução da imagem é essencial; e, a segunda, que diz respeito ao fato de poderem ser antecipados movimentos futuros de uma cidade a partir do delineamento do desenho urbano, permitindo propostas de intervenção através de programas públicos ou privados (BULLOCK apud MARQUES, 2001, p.16), isto é, subsidiando o planejamento. 30 Os modelos clássicos de crescimento e desenhos urbanos foram elaborados por diversos estudiosos da Escola de Ecologia Humana de Chicago, a citar como exemplo PARK. Figura 7:Tipologia do desenho urbano enquanto procedimento de detecção de regiões urbanas por sensoriamento remoto CONCÊNTRICO / NUCLEAR SETORIAL (PARK;BURGESS, 1925) (HARRIS; ULLMAN, 1945) (HOYT, 1939) RETANGULAR LEQUE (HOYT, 1939) LINEAR (REES, 1972) Fonte: Adaptado de Chorley, 1967 e Capel et al, 1991. Há que se esclarecer, contudo, que modelos são postulados em função das características específicas de uma determinada região e que devem ponderar adaptações quando aplicados em outras áreas, especialmente, tratando-se da temática urbana que devido ao próprio processo de formação traz inerente as noções de diversidade e contradição. 2 1 4 3 2 1 4 5 4 2 3 3 3 2 3 9 8 7 4 1 3 5 6 Para Del Rio (1990), existem algumas temáticas interdisciplinares essenciais nas categorias de análise do desenho urbano: - Identificação das qualidades físico-espaciais; - técnicas e instrumentos de controle do desenvolvimento do meio ambiente construído; - desenvolvimento de técnicas operacionais do ambiente urbano; - interpretação de valores e necessidades comportamentais individuais e de grupo; - resolução de problemas interdisciplinares; e, - desenvolvimento de meios de implementação. Sendo assim, a análise do desenho urbano serve de instrumento para planejar espaço urbano devido a seis características: • As escalas espacial e temporal, onde a primeira trata do espaço entre os edifícios, o bairro, locais das atividades do cotidiano e, a segunda revela processos de transformação e evolução, ou seja, o meio ambiente como processo; • a interação homem-meio, campo onde usuários e grupos sociais são identificáveis, as análises destas realizações e transformações; • a noção de cliente múltiplo, onde ocorrem negociações e conciliação de interesses, e o profissional é visto como animador ou catalisador; • de multiprofissional, capaz de compreender as capacidades e os limites de outras profissões e de coordenar suas ações em relação à dimensão físico-espacial do urbano e suas funções, e; • de monitoração/orientação, que se refere à capacidade de controle do desenvolvimento urbano em dirigir o processo de transformação de uma área ou da cidade. Desta maneira, admite-se que a forma urbana é uma criação do coletivo que integra com as qualidades físico-biológicas, e que se encontra em constante metamorfose sendo necessário, em qualquer caso, investigar as determinações do desenho urbano, tanto sociais como físicas. Quanto à textura urbana, Dollfus (1975 apud OLIVEIRA et al., 1978, p.443) coloca que em função da sua homogeneidade, que é entendida por: “uma conseqüência da repetição de um certo número de formas, de um jogo de combinações que se reproduzem de maneira semelhante, mas não perfeitamente idêntica, numa certa superfície” deve-se utilizar este parâmetro no auxílio à interpretação de imagens de sensoriamento remoto. Retoma-se, portanto, a idéia de cidade como um complexo sistema que contém elementos interrelacionados e que o principal objetivo das pesquisas urbanas seria descobrir esses elementos, e também determinar as relações causais entre eles. Visto que, somente a partir destas relações é possível explicar a forma pela qual uma determinada área urbana responderá as mudanças, além de poder predizer os prováveis efeitos da aplicação de diferentes tipos e planejamento na ocupação de um determinado espaço urbano (MARQUES, 2001, p.18). 3.2.1 – Os Sistemas de Informação Geográfica na análise espacial de dados censitários O grau de complexidade característico da organização social urbana, segundo Castells (1983, p. 99), exige a realização de estudos sobre os domínios particulares da realidade do interior desta forma específica, visto que, não se trata apenas de uma simples constatação de uma forma espacial. Nesta perspectiva, a utilização de geotecnologias tem permitido, especialmente nas últimas décadas, avanços no que tange a manipulação e integração de dados sócio-econômicos oriundos de pesquisas censitárias, que por sua vez, fornecem um amplo conhecimento das populações de uma determinada área. Retomando a idéia de que os SIGs permitem reunir uma grande quantidade de dados convencionais de expressão espacial, estruturando-os adequadamente, de modo a otimizar o tratamento integrado de seus três componentes: posição, topologia e atributos (HISSAKI; RODRIGUES, 1996, p.3), na execução de análises e aplicações gráficas complexas ligadas as questões urbanas, diversas experiências podem ser citadas, como é o caso: • Dos estudos realizados por Ceccato (1994), Foresti; Ceccato (1995) e Lombardo (1994) que utilizaram SIG no desenvolvimento de metodologias para avaliação da qualidade de vida urbanas; • das pesquisas desenvolvidas por Ferrari (1997), Marques (1998; 2001), Del Rio (1990), Costa, D.P. (1998), Ferreira et al (1996, 1999), Costa S.M.F. (1989; 1996) e Anjos (1991) que aplicaram Sensoriamento remoto e utilizaram modelagens estatísticas dos SIGs para realizar estudos sobre a estrutura urbana e evolução da mancha urbana de cidades de médio e grande porte; • dos trabalhos que associam geoprocessamento e urbanismo executados por Pereira; Silva, (1999; 2001) de grande contribuição para aplicações e desenvolvimento de bases cartográficas digitais; e, • das pesquisas que aplicam Geotecnologias em estudos de impactos ambientais decorrentes das expansões urbanas desenvolvidos por Goes (1990) e Xavier (1988) e aqueles que classificam e avaliam as diferentes formas de uso e ocupação do solo realizados por Jensen (1986), Forster (1985), entre tantos outros nas áreas de saúde, cadastramento urbano, tributação e de monitoramento ambiental. Há que se destacar, contudo, conforme alertam Câmara et al (2001, cap. 5, p.11), que “para a realização de pesquisas com dados sócio-econômicos a situação torna-se mais complexa” e “que a simples apresentação de dados sócio-econômicos como mapas temáticos é insuficiente para caracterizar o fenômeno estudado”. Sendo, portanto, a escolha das unidades de coleta e análise cruciais para o uso de dados sócio-econômicos por Geotecnologias. Para Câmara et al (2001, p.11) esta complexidade advém em grande medida, por se tratarem de dados associados a levantamentos populacionais, como censos e estatísticas de saúde, e que originalmente se referem a indivíduos localizados em pontos específicos do espaço, que por razões de confiabilidade e do tratamento estatístico são agregados em unidades de análise delimitadas por polígonos fechados como, por exemplo, os setores censitários, municípios etc., supondo-se que a região é intrinsecamente homogênea, o que é uma falsa premissa, visto que estas unidades são definidas por critérios operacionais (setores censitários) ou políticos (municípios), não havendo qualquer garantia que a distribuição das variáveis sócio-econômicas seja homogênea dentro desta unidade. Outros aspectos relevantes devem ser considerados como: as grandes disparidades de países como Brasil, onde em uma mesma área de coleta habitam grupos sociais distintos (favelas e áreas nobres), cujo indicador calculado (renda ou escolaridade) pode representar uma média entre populações diferentes; o fato de alguns estudos não respeitarem a mesma periodicidade, comprometendo a análises temporais e ainda, a redivisão de unidades de coleta em função dos seus critérios operacionais, prejudicando comparações futuras. Desse modo, mesmo admitindo as dificuldades ainda existentes é notória a grande vantagem dos SIGs sobre as outras técnicas tradicionais de manipulação e integração de dados, pois possuem facilidade de manuseio e velocidade de operação de dados físico-territoriais (CECCATO, 1994 apud MARQUES, 2001, p.32). IV - METODOLOGIA DE PESQUISA A metodologia de pesquisa adotada neste estudo parte do pressuposto que os fenômenos urbanos e regionais merecem ser tratados em uma abordagem capaz de integrar diferentes ferramentas de análise, visando, portanto, através das etapas realizadas superar o modo limitado e parcial que, quase sempre, está imbuído nas pesquisas urbanas tradicionais. Nesse encaminhamento, de modo geral, ao realizar um processo de análise de uma cidade priorizando o planejamento, deve-se utilizar diferentes fontes de dados espaciais e alfanuméricas que permitam gerar avaliações sobre as transformações ocorridas nesta parcela do espaço ao longo do tempo. Assim, no plano operacional, esta pesquisa se dividiu em três etapas de execução, de acordo com o fluxograma (figura 8). Figura 8: Etapas de execução da pesquisa Elaborado por: Costa, 2004. Levantamento bibliográfico e da base de dados ETAPA CONSTRUTIVA Aquisição de imagens aéreas e dados demográficos por setor censitário (inclusive malhas dos setores) Elaboração da fundamentação teórica Seleção de indicadores e aplicação de métodos e técnicas de análise Estruturação do SIG ETAPA AVALIATIVA Análise das transformações na dinâmica urbana Considerações sobre o método de análise ETAPA BASE Definição de objetivos gerais e específicos Definição da hipótese de trabalho Trabalho de Campo Cenários Futuros Seleção da Área de Estudo e escala de trabalho A estruturação da etapa base, que teve seus componentes apresentados no primeiro capítulo, foi primordial para o desenvolvimento das etapas posteriores, especialmente, no que diz respeito à seleção da área de estudo, visto que, em função desta escolha foram definidos a escala de trabalho, os dados e os materiais e métodos a serem aplicados para atingir os objetivos propostos e consequentemente, tornar aceita ou não a hipótese de trabalho. Quanto à seleção da área de estudo, que corresponde ao 1º distrito de Teresópolis (distrito sede municipal), convém explicitar dois pontos: o primeiro, que se refere ao fato de ter-se optado por considerar todo o 1º distrito e não somente seu perímetro urbano, isto porque, o perímetro, por ser definido por lei municipal que data da década de 1970, tem seus limites ultrapassados e em conflito com o gerado pelos setores censitários urbanos definidos pelo IBGE; e, o segundo, se referencia na necessidade de avaliar os rebatimentos da dinâmica urbana no seu entorno direto, formado pelas demais áreas e setores classificados como não-urbanos inseridos no 1º distrito. A escala sistemática adotada para o estudo foi a de 1:50 000, tendo em vista a abrangência territorial da área estudada (inter-regional), a base cartográfica utilizada como base de referência e a representação gráfica da informação mapeada. Cabe esclarecer, quanto este último aspecto, que dada as características de resolução espacial dos sensores orbitais utilizados (SPOT e LANDSAT) na classificação intra-urbana foi possível atingir num nível de detalhamento maior, na ordem de 1:30 000. Já a etapa construtiva se constitui no “corpo” da pesquis