ECOLOGIA DA PAISAGEM E PLANEJAMENTO AMBIENTAL

GEOPROCESSAMENTO E FOTOGRAFIAS AÉREAS APLICADAS NO ESTUDO DA VEGETAÇÃO E DO DESENVOLVIMENTO URBANO

Núcleos urbanos com baixa densidade demográfica enfrentam grandes problemas em promover uma qualidade de vida adequada à suas populações, particularmente, em decorrência do nível de investimento per capita. Entretanto, nos centros urbanos onde cada metro de arruamento ou de rede de abastecimento de água ou esgoto atende a uma maior densidade demográfica, a qualidade ambiental e de vida também está relacionada a inúmeros outros fatores, tais como: problemas de inundação, poluição do solo, da água e do ar, além impactos psicofisiológicos decorrentes da poluição sonora, do estresse provocado pelo trânsito e pelo aumento da violência (ACIOLY & DAVIDSON, 1998). O processo de urbanização nos grandes centros urbanos determina a ocorrência de modificações climáticas relacionadas a radiação solar visível, infravermelha e ultravioleta, a umidade relativa, ventos, nebulosidade, precipitação, favorecendo a ocorrência de ilhas de calor, neblina, dômus de poeira e inversão térmica (WOLMAN, 1965; LOWRY, 1967; COOK, 1971; FORMAN & GODRON, 1986; CAVALHEIRO, 1991; NEWMAN (1999); HENKE-OLIVEIRA, et al., no prelo). Tem sido considerado que estas modificações climáticas são tamponadas pelos diferentes tipos de componentes vegetacionais presentes nos ecossistemas urbanos, de modo geral classificados em: 1) árvores de rua, 2) gramados e parques, 3) florestas urbanas, 4) terras cultivadas, 5) áreas alagáveis, 6) córregos e 7) lagos/mar (BOLUND & HUNHAMMAR, 1999). Estes diferentes componentes vegetacionais proporcionam serviços locais e diretos em termos de filtração do ar, regulação micro climática, redução do ruído, drenagem da água pluvial, tratamento de efluentes, recreação e valores culturais. Embora estes "bens e serviços", em sua maioria, não representam valores para uso de consumo, residências em bairros bastante arborizados e próximos às áreas de recreação, tendem a apresentar um maior valor de mercado (KIELBASO, 1994; TYRVÄINEN, 1997; TYRVÄINEN & VÄÄNÄNEN, 1998).

Estudos em áreas urbanas utilizando técnicas de Sensoriamento Remoto e Sistemas de Informações Geográficas têm sido basicamente direcionados às atividades de cadastramento imobiliário e ao desenho de redes, atribuindo uma importância secundária à organização do componente vegetacional urbano, em suas várias categorias e em toda sua complexidade. Desta maneira, referencial metodológico para o estudo destes componentes prestadores de serviços no ambiente urbano ainda é bastante incipiente.

O objetivo geral deste trabalho é o desenvolvimento e aplicação de técnicas de geoprocessamento e sensoriamento remoto que possibilitem a análise quantitativa dos componentes vegetacionais urbanos, em temos das relações espaciais, temáticas e temporais dos mesmos, na perspectiva de contribuir com o planejamento urbano da cidade de Luiz Antônio, bem como em prognosticar os riscos ambientais e sociais decorrentes da estratégia atual de crescimento urbano, com possíveis implicações sobre a qualidade ambiental e de vida da população local. Buscou-se ainda gerar subsídios ao adensamento e crescimento urbano adequados, a médio e longo prazo, subsidiando a definição de uma política de desenvolvimento baseada em diretrizes sólidas.

A área de estudo compreende o núcleo urbano da cidade de Luiz Antônio e áreas de chácaras peri-urbanas, entre as coordenadas 21^o 33' 45" e 21^o 32' 39" de latitude Sul, e 47^o 43' 0" e 47^o 04' 2" de longitude Oeste; localizada sobre latossolo vermelho escuro e latossolo roxo, nas proximidades das cabeceiras da microbacia do Ribeirão da Onça, ocupando 12.820 ha (21,5%) da área total do município (PIRES, 1995). A cidade de Luiz Antônio (SP), tem uma população urbana de 6.261 habitantes, de acordo com a projeção do IBGE para o ano de 1996. Entre os censos de 1980 e 1991 a taxa média anual de crescimento populacional urbano era de 10,52% e, na última década a cidade teve sua população urbana duplicada, enquanto que a população rural reduziu de 65% para menos de 10%. A principal peculiaridade, não somente da cidade, mas do município como um todo, é abrigar uma Unidade de Conservação (Estação Ecológica de Jataí), com uma área de 4.532 há, contemplando amostras de vegetação de cerrado e ecossistemas aquáticos.

Fotografias aéreas ortogonais da cidade de Luiz Antônio, no formato 35 mm, em escala 1:8.000, foram analisadas quanto as feições reconhecidas no solo, com base nos princípios de foto-interpretação, envolvendo os aspectos de cor/tonalidade, forma, tamanho, associação, sombra, padrão, textura dos elementos e profundidade estereoscópica (HENKE-OLIVEIRA et al., 1996).

As fotografias aéreas (14) foram "escaneadas" e decompostas nas cores primárias (azul, verde e vermelho), representando distintas bandas espectrais, resultando num total de 42 imagens pancromáticas (escala de cinza). Cada uma das bandas espectrais foi submetida à reamostragem utilizando a Base Cartográfica (UTM-23 Sul) do IGC (Instituto de Geografia e Cartografia), em escala 1:10.000. O procedimento possibilitou obter o posicionamento, escala e tamanho dos elementos estruturais registrados nas fotografias. Esta etapa, bem como as subsequentes foram conduzidas através do SIG-IDRISI for Windows, versão 2.

As aberrações radiométricas nas fotografias são originárias de vários fatores. O processo de correção radiométrica das fotografias visa obter um padrão comum de brilho e contraste das fotografias, por bandas espectrais, de forma que as fotografias justapostas possam apresentar respostas radiométricas similares. As imagens pancromáticas foram corrigidas por dois métodos em duas etapas. Na correção radiométrica por comparação das reflectâncias, cada imagem foi comparada com uma imagem pancromática de referência, nas áreas de sobreposição entre ambas. A correção implica em redistribuir os valores de reflectância de uma fotografia, de acordo com as distintas bandas espectrais, de forma a gerar uma nova imagem, com média e desvio padrão similares à imagem de referência. A transformação é dada pela fórmula:

Onde :

= Reflectância CORRIGIDA para a banda i, no pixel j

= Reflectância NÃO CORRIGIDA na banda i, no pixel j

= Média dos valores de reflectância NÃO CORRIGIDA, na banda i

= Média dos valores de reflectância, REFERÊNCIA na banda i

= Desvio Padrão dos valores de reflectância NÃO CORRIGIDA, na banda i

= Desvio Padrão dos valores de reflectância REFERÊNCIA, na banda i

Esta transformação eliminou as distorções decorrentes do processo de revelação dos negativos e ampliação fotográfica e do dispositivo digitalizador (scanner). No entanto, não corrigiu as distorções decorrentes do sombreamento diferenciado dos elementos e do eixo de projeção da fotografia, que são função da diferença de posicionamento da aeronave e do sol no momento da tomada das fotografias; estas distorções foram tratadas em etapa posterior. Os mosaicos das bandas espectrais foram montados por uma série de 14 sobreposições (cover verlay) para cada uma das 3 bandas, onde as camadas superiores foram representadas pelas fotografias com melhor ajustamento geográfico e melhor compensação radiométrica. Os mosaicos para as três bandas espectrais passaram então pela segunda etapa, correção radiométrica manual, com base na fotointerpretação anterior e nas distorções mais visíveis.

Diferentes áreas de treinamento foram definidas de acordo com as classes de uso do solo de interesse, constituindo polígonos digitalizados em tela, representando: áreas de vegetação arbórea/arbustiva iluminada pelo sol; escurecidas pela sombra; áreas de vegetação herbácea densa e esparsa; solo exposto de diferentes texturas e cores, além de várias categorias de áreas edificadas e impermeáveis, como asfalto, telhados e superfícies diversas. Também foram digitalizadas em tela, sobre o fotomosaico, as áreas verdes públicas da cidade de Luiz Antônio, que embora não tenham sido tratadas como áreas de treinamento, serviram para a consulta ao banco de dados em etapas posteriores.

A etapa seguinte constituiu a criação de assinaturas espectrais, geradas sobre as bandas espectrais azul, verde e vermelha, para cada classe de uso do solo identificada. A etapa final da montagem do banco de dados georeferenciado foi a classificação supervisionada, com base no método da Máxima Verosimilhança (EASTMAN, 1997). A partir de então, as atividades foram voltadas às operações de sobreposição temática (overlay), reclassificação e à consulta ao banco de dados.

A Figura 1 mostra algumas imagens pancromáticas derivadas do geoprocessamento. O foto mosaico (Figura 1A), originalmente colorido e com resolução de 0,5 metros, apresenta todo o núcleo urbano de Luiz Antônio, bem como as região de chácaras, na porção leste (região peri-urbana). Na região sudoeste há uma grande área de pastagem, incluída neste estudo em função da existência de um córrego desprovido de vegetação ciliar e totalmente canalizado no seu trecho à jusante e urbano, circunstâncias estas que determinam elevado risco de inundações. Na porção sudeste há um loteamento (Parque Alto do Mirante) em fase de implantação, representando a maior inclinação do terreno de toda a área de estudo, com sérios problemas de erosão do solo. A cidade apresenta uma grande heterogeneidade espacial com relação aos usos do solo identificados (Figura 1B), tornando evidente a dimensão do processo erosivo (áreas claras) no loteamento Parque Alto do Mirante (sudeste) e a grande quantidade de vegetação herbácea e áreas de solo exposto, provavelmente submetidas às técnicas de mecanização, na área peri-urbana. A existência de lotes e quadras ocupadas por vegetação herbácea no núcleo urbano são indicadores da baixa densidade habitacional e construtiva em alguns setores. Ainda no núcleo urbano, especialmente na área residencial, pode ser notado a baixa concentração de vegetação arbórea/arbustiva (regiões escuras), representada principalmente por dois fragmentos florestais na região periurbana. A vegetação de ruas, por ser descontínua na malha urbana e por ser formada por espécies com baixo diâmetro de copa, contribui muito pouco para a cobertura vegetal arbórea na cidade em relação à vegetação dos fundos de quintal e fachadas (Figura 1C).

A Tabela I mostra a distribuição das superfícies para as diferentes classes de uso do solo. Os 5% de vegetação arbórea/arbustiva no núcleo urbano e peri-urbano, descrevem uma cidade pouco arborizada. No entanto, dependendo da forma de apresentação destes dados tal propriedade pode ser mascarada. Por exemplo, considerando-se apenas a população urbana de 6.261 habitantes (IBGE, para o ano de 1996), a razão cobertura vegetal arbórea/população da cidade de Luiz Antônio assumiria valores entre 9,42 m²/habitante (considerando-se apenas a vegetação arbórea da área urbanizada) e 28,4 m²/habitante (adicionado-se a vegetação das áreas peri-urbanas). Estes valores servem como balizamento e comparação com outras cidades que utilizam de metodologia equivalente, como é o caso de Curitiba (PR), com 50,55 m²/habitante (MILANO, 1992). Contudo este indicador não deve ser confundido com o IAV (Índice de Áreas Verdes) e o IAL (Índice de Áreas Livres), os quais consideram apenas as áreas verdes públicas, desde que são usados como indicadores da oferta de áreas de lazer dependentes da densidade populacional (CAVALHEIRO, 1996; OLIVEIRA, 1996; HENKE-OLIVEIRA et al., no prelo). A cidade de Luiz Antônio conta com um total de 11.827 m² de praças efetivamente implantadas, conferindo um IAV de 1,89 m²/hab., representando um déficit nos espaços públicos de lazer.

As Figuras 1, C e D representam distintos padrões do traçado urbano, o primeiro com parcelas quadradas (aproximadamente 70 x 70 metros), com uma quantidade expressiva de vegetação arbórea/arbustiva no interior das quadras em relação ao segundo padrão, com quadras tipicamente alongadas (aproximadamente 130 x 40 metros), com o componente vegetacional particular restrito a pequenas áreas de vegetação herbácea e a arborização de ruas praticamente ausente.

Figura 1: Imagens derivadas do geoprocessamento. A: fotomosaico da área urbanizada e chácaras peri-urbanas de Luiz Antônio. B) Carta de uso do solo derivada da classificação supervisionada; C e D: detalhes da carta de uso do solo para duas regiões urbanas.

Tabela I: Distribuição das classes de uso do solo em Luiz Antônio

Área urbanizada e chácaras da área peri-urbana

Área urbanizada

Distribuição percentual das classes de uso do solo

Veg. Arbórea/arbustiva

17.8 (ha)

5.9 (ha)

Vegetação herbácea

138.6 (ha)

28.7 (ha)

Telhados vermelhos/solo

139.8 (ha)

52.2 (ha)

Áreas edificadas diversas

18.6 (ha)

15.9 (ha)

Asfalto/superfícies cinzas

66.9 (ha)

37.2 (ha)

Sombra

3.6 (ha)

1.4 (ha)

TOTAL

385.3 (ha)

141.4 (ha)

A vegetação urbana, pública e particular, está condicionada às políticas públicas e aos empreendimentos privados do passado e do presente. O sistema legal federal (Lei 6.766/79-BR) e estadual (Lei 4.056/84-SP¹) ao especificar o tamanho mínimo dos lotes residenciais (125 m²) traça um desenho alongado para os mesmos. O formato alongado dos lotes é o principal fator que determina o formato igualmente alongado das quadras (Figura 1D). Para evitar os lotes de fundo de quadra, criam-se lotes que vão desde a fachada até o centro das quadras, sendo o mesmo desenho aplicado à outra face da quadra. Freqüentemente os lotes apresentam 25 metros de fundo, determinando portanto uma quadra com 50 metros de largura.

Como é próprio das formas geométricas alongadas, a relação perímetro/área dos lotes e quadras tende a ser mais elevada neste padrão de loteamento. Uma forma de analisar esta relação é através do Índice de Borda². Enquanto uma quadra regular (Figura 1C) apresenta um IB em torno de 1,13, as quadras da Figura 1D apresentam valor de 1,33, implicando numa elevação próxima a 18% nos investimentos em redes urbanas, tais como cercas e muros, arborização de ruas, posteamento elétrico e dos sistemas de comunicação, água, esgoto e galerias pluviais, guias, asfalto e calçamento para pedestres.

O núcleo urbano da cidade de Luiz Antônio, com 141,4 há, sustentaria atualmente uma densidade populacional entre 44,3 hab/ha (considerando-se apenas a área urbanizada) e 16,2 hab/ha (incluindo-se a área peri-urbana). Entretanto, nos loteamentos similares ao representado na Figura 1D, são esperadas densidades próximas a 175 hab./há, desde que mantida a mesma relação de 4,1 habitantes/moradia (compilado a partir do Censo IBGE/1991), e se atendidas as exigências urbanísticas da Lei 6.766/79-BR³. Provavelmente, a maior contradição entre o sistema legal e este modelo de urbanização está configurado na necessidade da reserva de grande percentual da área do loteamento para o sistema de áreas públicas; aproximadamente 24% da área total para o sistema viário (ruas e calçadas com largura total de 10m) e 18% de áreas de lazer (considerando-se um valor referencial de 10m² de área verde pública por habitante). Estes valores somam 42% de áreas públicas, não considerando a demanda por equipamentos institucionais (escolas, unidades de atendimento médico, creches, etc.). Nas áreas desenvolvidas nestes moldes, o adensamento populacional característico implica também na necessidade do adensamento dos serviços públicos (vagas em escola por hectare, por exemplo), visando manter padrões mínimos de qualidade de vida (OLIVEIRA, 1996). Esta condição reflete apenas um dos muitos casos em que a simples aplicação da legislação federal e estadual vigente não supre as demandas sociais no processo de urbanização.

De forma a assegurar o atendimento às necessidades de espaço de moradia per capita (m² de residência/habitante), o adensamento populacional implica também no adensamento construtivo (m² de área útil construída/hectare). Desta maneira, nos projetos habitacionais não verticalizados de maior densidade populacional, os espaços são geralmente edificados ou impermeabilizados, restando pouca ou nenhum vegetação ou espaço livre de fundo de quintal.

Nas áreas habitacionais mais vegetadas e com moderadas densidades habitacionais, construtivas e populacionais (Figura 1C), a arborização existente contribui com uma série de serviços relacionados a fatores climáticos, hidrológicos, acústicos, biológicos, cênicos e psicológicos, dentre outros. Conferem também importância na paisagem urbana e no gradiente urbano-rural (McDONNEL & PICKETT, 1990), ao determinarem uma maior porosidade, heterogeneidade e conectividade da paisagem, podendo adicionalmente influenciar a dinâmica da comunidade vegetal e de diferentes grupos da fauna.

Os instrumentos legais de defesa da vegetação urbana devem incluir o zoneamento e a definição das normas urbanísticas e construtivas eficazes, a política de educação ambiental e o emprego de incentivos fiscais. As reduções fiscais e a transferência de potencial construtivo entre zonas distintas, principalmente quando considerda a bacia hidrográfica, são instrumentos particularmente importantes nas políticas de desenvolvimento urbano. No entanto, a aplicação desta política sem a definição de normas rígidas e racionais para os novos loteamentos populares de baixa renda, corre o risco de proporcionar um instrumento de segmentação social, pois consistirá num mecanismo não disponível aos moradores de loteamentos voltados à população de baixa renda, adensados e desprovidos de vegetação.

A política de desenvolvimento urbano para a cidade de Luiz Antônio, na perspectiva da adoção de um modelo socialmente justo, harmônico e racional, necessita de instrumentos legais sólidos e alicerçados no conhecimento da dinâmica populacional, da importância da manutenção das áreas verdes públicas e particulares e da arborização de ruas e das áreas ribeirinhas e de relevante interesse ambiental, além dos fatores físicos, biológicos e sociais não abordados neste estudo. Aspectos diretamente relacionados à densificação urbana, tais como segurança pública e das edificações, privacidade e bem-estar da população, bem como a eficiência dos serviços públicos e a dinâmica do mercado imobiliário, devem ser incorporados na política urbana e municipal, como forma de coibir privilégios de alguns segmentos sociais sobre os demais, orientando o desenvolvimento segundo o modelo que efetivamente garanta qualidade ambiental e de vida aos cidadãos.

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