1 UTILIZAÇÃO DE ÍNDICES DE VARIAÇÃO TEXTURAL EM IMAGENS PANCROMÁTICAS HRV-SPOT NA CLASSIFICAÇÃO DO USO DO SOLO URBANO E ANÁLISE DA QUALIDADE DE VIDA URBANA NA CIDADE DE LIMEIRA-SP, BRASIL. FORESTI, Celina ** 1 & VERONA, Jane Delane** 2 RESUMO As imagens pancromáticas HRV-SPOT, com resolução espacial de 10m, constituem-se num produto adequado para o estudo da variabilidade espacial intra urbana. As informações texturais obtidas dessas imagens representam o espaço urbano na sua complexidade através de indicadores físicos. O produto final obtido a partir da análise da textura é uma representação de diferentes padrões do espaço urbano, através dos quais pode-se inferir sobre as características sócio-econômicas ali presentes. Neste trabalho, os objetivos referem-se à classificação da textura urbana da cidade de Limeira - SP, e avaliação das relações desses índices com as classes de uso do solo urbano e qualidade de vida urbana. INTRODUÇÃO A característica mundial neste final de milênio é a concentração urbana em nível cada vez mais acentuada, fenômeno especialmente verificado a partir de meados do século XIX. A medida que a urbanização adquire representação espacial é possível estudar e monitorar este fenômeno através da utilização da tecnologia de sensoriamento remoto. A grande importância da aplicação de sensoriamento remoto nesta temática, diz * Universidade Estadual Paulista - UNESP- Rio Claro-SP, Brasil. * 1 cforesti@life.ibrc.unesp.br * 2 jdverona@life.ibrc.unesp.br
respeito ao carater sinótico e repetitivo destes dados, permitindo o estudo de extensas áreas e seu dinamismo. As imagens orbitais podem ser analisadas de forma analógica ou digital. Na análise analógica são considerados aspectos como análise espectral, informações texturais e contextuais. O processamento digital usualmente trata da análise espectral. A textura pode ser definida pela maneira com a qual os tons de cinza são distribuídos numa determinada banda do espectro. Esta distribuição indica através da percepção visual e de maneira intuitiva, impressões de rugosidade ou suavidade granulação e irregularidade que se formam pelos arranjos de tonalidades ou repetição de padrões visuais (Ceccato, 1994). De acordo com Hamburger (1990), não existe uma definição precisa para a textura. Esta pode ser associada à distribuição espacial e estatística dos diferentes níveis de cinza em uma imagem não apresentando nenhuma abordagem formal. Neste trabalho pretende-se de forma analógica identificar as variaçãoe stexturais na imagens pancromática HRV-SPOT da cidade de Limeira- SP, e avaliar a correlação destas classes de textura com as classes de uso do solo urbano. ÁREA DE ESTUDO A cidade de Limeira, localizada na Região Administrativa de Campinas, 150 Km a noroeste da cidade de São Paulo, Brasil, foi a área de estudo escolhida para o desenvolvimento desse trabalho. Os eixos que se ligam à cidade são rodoviários (vias Anhanguera e Bandeirantes) e ferroviários. Segundo dados do IBGE, em 1980 havia no município 150.588 habitantes, sendo que 91,5 % se encontravam na área urbana e 8,5 % na área rural, atualmente sua população estimada é de 207.405 habitantes.(ibge, 1991).
A agricultura é voltada para o plantio da cana-de-açúcar e da laranja, porém, em sua economia, o que predomina é a indústria (açúcar, celulose, mecânica, metalúrgica, papel, suco de laranja), com 57% de pessoal ocupado. Uma pesquisa realizada por Firkowski (1992) define como se deu a industrialização na cidade de Limeira, separando seu processo em duas fases. A primeira é identificável até a década de 60, onde foi sustentado por forças locais (capitais, iniciativa empresarial, mão-de-obra especializada, agricultura) sendo reforçada por um período de incentivo da industrialização nacional, com o advento da indústria automobilística. A segunda fase, após 1970, integra Limeira ao processo de internacionalização da economia brasileira, possuindo características de ter tido uma evolução industrial bem sucedida além de sua excelente posição geográfica o que foram atrativos importantes ao capital externo. A FOLHA DE SÃO PAULO publicou um artigo sobre uma pesquisa levantada pelo Datafolha referente a qualidade de vida de 17 cidades do interior paulista, incluindo Limeira, e quatro cidades da Grande São Paulo. Os dados da pesquisa são mostrados na tabela 1. Tabela1: Pesquisa realizada pela Datafolha - Qualidade de Vida de Limeira ÍTENS DE QV Ótimo/Bom Regular Ruim/Péssimo Não Sabe Transporte 57 27 11 3 Moradia 63 28 9 - Atendimento Médico 36 25 35 4 Mercado de Trabalho 45 33 19 3 Qualidade de Ensino 29 38 29 3 Segurança 50 31 16 3 Custo de Vida 15 46 38 1 Fonte: Folha de São Paulo, Caderno C, 14 de novembro de 1993
A pesquisa revelou a colocação da cidade de Limeira entre as demais cidades do interior, como sendo a sexta melhor nota (média de 7,6) atribuída pelos moradores com relação a satisfação da qualidade de vida. METODOLOGIA Foram utilizados neste trabalho um produto fotográfico em papel: imagem HRV- SPOT pancromática de 28 de agosto de 1995, escala 1:50.000; carta do Plano Diretor de uso do solo urbano: escala 1: 22.700 (1991) e fotografias panorâmicas da área de estudo. A metodologia utilizada neste trabalho constou basicamente de dois passos: (a) fotoanálise das classes de textura da imagem HRV-SPOT pancromática e (b) relação entre as classes de textura e uso do solo urbano. Os procedimentos utilizados na sua obtenção das classes de textura urbana foram baseados na análise visual dos padrões de textura fotográfica homogênea, na tonalidade dos níveis de cinza, no arranjo espacial, dados de forma, tamanho e sombra dos alvos urbanos, conforme Ceccato (1994), e com o auxílio de fotos aéreas panorâmicas e trabalho de campo. Com este mapa em mãos foi possível ter uma idéia da distribuição da vegetação, uma vez que a textura se diferencia pela interação entre os elementos de uma área, como por exemplo, as proporções entre os materiais utilizados na construção das cidades, solo exposto e a vegetação. As fotografias aéreas panorâmicas da cidade, foram úteis no reconhecimento geral da área, reduzindo assim o tempo nos trabalhos de campo. Com auxílio de uma folha vegetal sobre a imagem em papel, os polígonos das diferentes classes de textura foram delimitados e logo após foram digitalizados por meio do software Autocad. Esta imagem se mostrou muito eficiente para extração e descrição das classes de textura.
A partir da análise do padrão textural da imagem SPOT, realizou-se por meio de fotografias aéreas panorâmicas e de um mapa do plano diretor referente ao uso do solo urbano, na escala de 1:22.700, a descrição das classes de textura encontradas e sua relação com o mapa de uso do solo urbano. RESULTADOS e DISCUSSÕES A tabela 2 apresenta a descrição das classes de textura extraídas a partir da imagem SPOT pancromática da cidade de Limeira. Foi possível através de fotografias panorâmicas da cidade, explicar as oito classes de textura encontradas na imagem SPOT pancromática da cidade de Limeira, cuja descrição qualitativa pode ser vista na tabela 3.
TABELA 2: Descrição das classes de textura extraídas a partir da imagem HRV- SPOT da cidade de Limeira CLASSES DE TEXTURA Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Classe 5 Classe 6 Classe 7 Classe 8 DESCRIÇÃO DAS CLASSES DE TEXTURA A textura é lisa. Há predominância do branco, que às vezes é interrompido por pontos cinza claro. A mescla entre cinza claro, médio e branco é forte, obtendo-se uma textura granulada (alta rugosidade). Nenhum tipo de estrutura e não organização espacial. A distribuição dos tons de cinza claro e branco é semelhante, havendo pouco contraste, formando uma textura lisa, mas com percepções de algumas linhas de arruamento. Há forte mescla entre cinza escuro (maior proporção), cinza médio e branco (em proporções menores). Observam-se formas retangulares e uma textura rugosa. A mescla entre os tons de cinza escuro, médio, claro e branco é grande e bem distribuída, notando-se facilmente o sistema de arruamento e até formas retangulares. A textura é rugosa. Cinza claro com pouco contraste entre cinza médio e branco, sendo a textura pouco lisa. O sistema de arruamento é do tipo tabuleiro, facilmente visualizado na imagem. Cinza escuro, com pouco contraste pois há predominância de tons escuros e médios, obtendo-se uma textura com pouca rugosidade. A textura é lisa e apresenta muita área exposta com linhas de corte de novos loteamentos (formas retangulares e amplas) Tabela 3: Classes de textura e suas características, para a cidade de Limeira.
CLASSES CARACTERÍSTICAS Solo exposto, estacionamentos, áreas com telhados de materiais 1 bastante reflexivos (branco), ausência total de vegetação. Diferença na reflexividade dos materiais dos telhados (amplos), concreto, resultando a mescla de tons de cinza claro e branco, 2 algumas pequenas áreas de solo exposto. Arruamento assimétrico e desorganização espacial. Maior densidade de construção que na textura anterior, porém os materiais dos telhados são mais semelhantes (predomínio de 3 residências). Há presença de árvores em torno do sistema viário, sendo nítida a sua visualização e jardins na frente das casas. Baixa densidade de construção com alta densidade de vegetação. Área 4 de chácaras e bairros muito arborizados. Área central com telhados, apesar de amplos (indústrias), com baixa reflectância por serem antigos, apresentando cinza escuro na imagem. 5 Alguns pontos pretos representam as sombras dos edifícios como também alguns jardins. Zona com alta densidade de construção. Área com maior organização espacial dada pelas avenidas simétricas e arborizadas permitindo a visualização nítida dos lotes em retângulo. 6 Alguns pontos brancos desta textura são explicados por igrejas, clubes, piscinas e alguns de telhados. Áreas com alta densidade de vegetação (gramínia, arbustos e árvores) 7 encontrada em bosques e na mata ciliar. Foto 8. Área de loteamento recém formado, notando-se ruas em branco (de 8 terra) e gramado (áreas mais escuras) ou solo exposto (em branco) formando retângulos. A textura 2 apresenta telhados de diferentes tamanhos e resposta espectral, predominando os amplos altamente reflexivos. Nota-se também loteamentos recentemente construídos, resultando na alta reflectância dos materiais (concreto, asfalto), além da ausência de vegetação. Percebe-se também muitas áreas de solo
exposto e algumas com grama, onde ocorre a mescla de tons de cinza e branco. (industrial mais comercial). Na textura 5 percebeu-se que os telhados de algumas indústrias e casas da região central, por serem mais antigos, apresentam uma menor reflectância que os telhados de construções mais recentes, o que explica a textura da área, que, apesar de densamente construída, mostrar-se escura na imagem. Além disso, o tipo de material usado na construção influencia muito na resposta. As classes de uso do solo urbano e suas características se encontram na tabela 4. A relação entre a textura e o uso do solo urbano são mostradas na tabela 5. TABELA 4: Uso do solo urbano e suas características: TIPO DE USO 1.) Residencial: 1.1.) Unifamiliar: a. alta densidade de ocupação horizontal b.média densidade de ocupação horizontal c. baixa densidade de ocupação horizontal CARACTERÍSTICAS - ocorrência de áreas arborizadas - presença de jardins e quintais - presença de estruturas relativamente pequenas - ausência de grandes estruturas 1.2.) Multifamiliar c.baixa densidade de ocupação horizontal - presença de edifícios localizados fora do centro comercial 2.) Comercial e Serviços - presença de alta densidade de edificações - presença de jardins 3.) Institucional - presença de vegetação natural e jardins - presença de áreas de grande dimensão - presença de prédios e construções - presença de áreas recreativas 4.) Loteamento - sistema de arruamento definido - presença de vegetação rala
5.) Área desocupada - ausência de ocupação humana - presença de vegetação natural 6.) Industrial - presença de chaminés e amplos telhados - presença de grandes áreas de estacionamento - presença de área pavimentada 7.) Uso agropecuário - presença de granjas, sítios e fazendas - presença de áreas cultivadas - presença de vegetação natural Tabela 5: Relação entre textura e uso do solo urbano TEXTURA USO DO SOLO URBANO 1 uso 4 e solo exposto. uso 1.1, 1.2, 2 e 6. Esta textura apresenta um misto de residências de 2 baixo padrão, tanto multi como unifamiliares, com muita diferença entre os tamanhos e tipos dos materiais dos telhados, além da desorganização espacial. Presença de solo exposto. uso 1.1. Zona residencial densamente construída, porém com casas 3 maiores, presença de jardins e árvores frontais. As ruas não são tão simétricas quanto o padrão 6 de textura. uso 7. Além deste uso, pode-se dizer também que se refere ao uso 1.1, 4 sendo uma zona com casas muito bem espaçadas, grandes, e com muita vegetação aos redores. uso 1.1, 1.2, 2 e 6. Esta textura possui um misto de casas e 5 apartamentos antigos da zona central, com edifícios de serviços e comércio, além de algumas indústrias, praças e jardins. uso 1.1, 3 e 6. Zona residencial unifamiliar, com maior organização 6 espacial que na textura 3, presença de clubes, igrejas (em branco na imagem) e a indústria que se encontra ao lado do clube apresenta telhado em escuro na imagem. 7 uso 7, porém com ausência de ocupação humana para este caso. 8 uso 4, sistema de arruamento definido e presença de vegetação rala
Verificou-se que a textura 1, além de possuir solo exposto, possui nos loteamentos recém construídos uma alta reflectância dada pelo tipo de material utilizado (zona mais pobre) e pela ausência de vegetação para abertura dos lotes resultando a predominância do branco nesta área da imagem. As fotos utilizadas na interpretação das classes de textura e relação com uso do solo, foram as mesmas utilizadas no ítem anterior referente à explicação das classes de textura. A localização destas fotos foi feita com auxílio do mapa de uso do solo urbano e por meio da imagem SPOT-pan e sua divisão em classes de textura. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CECCATO, V.A. Proposta metodológica para avaliação da qualidade de vida urbana a Partir de Dados de Sensoriamento Remoto, Sistema de Informações Geográficas e Banco de Dados Georrelacional, Dissertação de Mestrado em Sensoriamento Remoto, INPE, São José dos Campos - SP, fevereiro, 1994. (INPE- 5552-TDI/536). FIRKOWSKI, O. L. C. de F. A industrialização recente do município de Limeira em face do contexto industrial paulista. Geografia, Rio Claro 17(1): 23-37. 1992. HAMBURGER, D.S. Estudo do comportamento espectral de alvos urbanos para discriminação de áreas residenciais. Anais VI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. Manaus, AM. 1990.