A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO DE 9 A 12 DE OUTUBRO
MAPEAMENTO DA TEMPERATURA DE SUPERFÍCIE, DA DENSIDADE DE CONSTRUÇÃO E PORTE DA VEGETAÇÃO NA CIDADE DE PRESIDENTE PRUDENTE (SP) MARIANA CRISTINA DA CUNHA SOUZA1
Resumo: Tendo em vista que a paisagem urbana decorre de diferentes usos e ocupações do solo no espaço da cidade, o objetivo deste trabalho foi mapear as temperaturas de superfície em Presidente Prudente-SP e relacioná-las aos padrões de densidade de construção e porte da vegetação, reconhecendo que a pluralidade paisagística intraurbana também se diferencie em relação às suas características térmicas. Com o auxílio do sensoriamento remoto e de técnicas de geoprocessamento foram elaboradas para a cidade a Carta de Temperatura de Superfície e a Carta de Densidade de Construção e Porte da Vegetação Arbórea. Foram diagnosticadas ilhas de calor superficiais em áreas com alta densidade de construções em bairros populares de baixo padrão construtivo e carentes de cobertura vegetal arbórea. Por outro lado, as ilhas de frescor estiveram relacionadas às áreas densamente vegetadas, particularmente nos fundos de vale e no entorno rural próximo.
Palavras-chave: Espaço Urbano; Paisagem; Sensoriamento Remoto.
Abstract: Considering that the urban landscape is due to different uses and land occupations in city space, the aim of this study was to map surface temperatures in Presidente Prudente-SP and relate them to the standards of building density and height of vegetation, recognizing that the intra-urban landscape plurality also differentiate with respect to their thermal characteristics. With the help of remote sensing and GIS techniques were developed for the city the City Surface Temperature Charter and the Charter of Building Density and Scale of the Arboreal vegetation. Surface heat islands were diagnosed in areas with high density of buildings in poor neighborhoods of low constructive and poor standard of arboreal vegetation. On the other hand, the freshness of islands were related to vegetated populated areas, particularly in valley bottoms and rural surroundings.
Key-words: Urban space; landscape; Remote Sensing.
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- Mestranda no Programa de Pós-Graduação em Geografia da FCT-UNESP, Campus de Presidente Prudente (SP). Bolsista CNPQ. E-mail:
[email protected]
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1 – Introdução Por estar condicionada em função de interesses capitalistas e dos grupos sociais dominantes, a produção do espaço urbano se torna reprodutora de desigualdades e diferenças socioambientais. O espaço urbano, enquanto uso diferencial e combinado da terra resulta do planejamento e ordenamento territorial distinto na escala local, que setoriza, hierarquiza e destina o solo para diferentes práticas, como as de comércio, da indústria, do lazer, dentre outras. É possível observar, portanto, uma pluralidade paisagística na cidade, cuja análise revela muitas das características e dos arranjos socioespaciais, ambientais e políticos constituintes da sociedade que se estuda (CORRÊA, 2000). A paisagem enquanto um recorte histórico e analítico apresenta rugosidades, ou seja, heranças decorrentes das interações estabelecidas entre os diferentes grupos sociais com o ambiente ao longo do tempo, todavia, elas também configuram o momento histórico atual. Deste modo, a paisagem é abordada como uma realidade inacabada, em constante transformação e em evolução (SANTOS, 1996; MONTEIRO, 2000). Nestes termos, acredita-se que a pluralidade paisagística urbana se diferencie pela produção desigual do espaço e, consequentemente, em relação aos valores de temperaturas superficiais dos elementos que a constituem. Estas diferenças existem pela própria natureza espectral dos alvos que se comportam de diferentes formas ao longo do espectro eletromagnético, mas que por outro lado, são influenciados pelo ambiente no qual estão inseridos. Na cidade, por exemplo, são comumente mencionadas as interferências provenientes das densidades e dos padrões construtivos dos prédios e residências, bem como da presença e/ou ausência de vegetação na área e entorno (WENG, 2009). Assim sendo, o objetivo deste trabalho é, com o auxílio da ferramenta do sensoriamento remoto e de técnicas de geoprocessamento, mapear as temperaturas de superfície em Presidente Prudente (SP) e relacioná-las aos padrões de densidade de construção e porte da vegetação, compreendendo, deste modo, as inter-relações entre estas variáveis geoambientais.
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2 – Recorte Espacial Presidente Prudente (SP) é considerada uma cidade de porte médio e está localizada no extremo oeste do estado de São Paulo, conforme se observa na figura 1. Pelo seu desenvolvimento histórico, transformações ocorreram e fizeram com que o município passasse a apresentar alguns dos processos e características antes restritos às grandes áreas urbanizadas, como a crescente expansão territorial baseada nos interesses imobiliários; a manutenção de vazios urbanos, a fim de valorização
do
solo
em
períodos
posteriores;
práticas
de
diferenciação
socioambiental por parte do poder público e privado; problemas de habitação, de planejamento e mobilidade urbana; a ocorrência de alagamentos e a formação de um clima urbano. (SPOSITO, 1983; AMORIM, 1994).
Figura 1 – Localização de Presidente Prudente no Brasil e no Estado de São Paulo. Fonte de Base Cartográfica: IBGE (2010). Elaboração: Cunha Souza (2014).
Pela sua localização geográfica, a cidade encontra-se em uma área de transição climática entre os domínios das massas tropical e polar, sendo caracterizada também pelo efeito da continentalidade (MONTEIRO, 1976). Deste modo, o clima da região da qual faz parte apresenta grau elevado de amplitude térmica e, na escala local, as características do tempo são bastante sensíveis ao dinamismo atmosférico e às práticas de produção socioespacial (SANT’ANNA NETO; TOMMASELLI, 2009; AMORIM et. al., 2009).
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Neste sentido, o conhecimento sobre os comportamentos térmicos dos alvos urbanos em suas diferentes unidades paisagísticas, os padrões e densidades de construções e o porte da vegetação se torna importante, principalmente, do ponto de vista das intervenções urbanas atreladas ao planejamento e ao ordenamento territorial e socioambiental.
3 – Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento O sensoriamento remoto é uma ferramenta fundamental em estudos cujo objetivo se relaciona ao conhecimento da superfície terrestre, porque permite a obtenção de imagens e informações a respeito de um objeto (ou alvo) que esteja localizado sobre a superfície, sem que se tenha tido o contato físico com o mesmo e dentre todas as suas vantagens, esta é uma das principais, juntamente com a possibilidade de captar o espectro eletromagnético do infravermelho (o que não é possibilitado pela visão humana) (PIROLI, 2012). No sensoriamento remoto as informações são adquiridas através da radiação eletromagnética que é gerada pelas fontes naturais de energia, como o Sol, ou artificiais, como o radar. A radiação chega à superfície terrestre após passar pelo processo de filtragem seletiva e assim que toca o alvo, uma parte dela é absorvida e outra refletida ou emitida sendo captada pelos sensores (ROSA, 1992). Historicamente, atribui-se ao contexto da Primeira e Segunda Guerra Mundial o início do uso sistematizado desta ferramenta, sendo amplamente utilizada no planejamento das missões militares. Já no contexto brasileiro foi introduzida durante a década de 1960, com o projeto RADAMBRASIL, cujo objetivo era o de realizar um levantamento sobre os recursos naturais existentes no território nacional, especialmente na região Amazônica (ROSA, 1992). Hoje, as aplicações do sensoriamento remoto são inúmeras e no que se refere à ciência geográfica, tem sido utilizado em pesquisas sobre os sistemas atmosféricos; na visualização e previsão de fenômenos em diferentes escalas; na identificação de recursos naturais (Petróleo, por exemplo); no monitoramento de recursos hídricos, geomorfológicos e da vegetação; no planejamento das áreas
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urbanizadas; na comunicação; no conhecimento de regiões inóspitas como as desérticas e polares, enfim, para a observação terrestre em diferentes perspectivas. Porém, é importante ressaltar que a aplicabilidade do sensoriamento depende do
conhecimento
e
domínio
das
técnicas
de
geoprocessamento.
O
geoprocessamento é entendido como o processamento informatizado de dados georreferenciados. Por sua vez, este processamento é viabilizado pelos Sistemas de Informações Geográficas (SIGs). Os SIGs compreendem o conjunto de tecnologias cuja finalidade é coletar e tratar informações espaciais, ou seja, os dados temáticos sobre a área que se estuda (MIRANDOLA, 2004). Portanto, o conjunto de ferramentas e tecnologias supracitado se torna indispensável em estudos como este apresentado, porque permite obter, processar, integrar, armazenar e modelar informações e dados de diferentes naturezas e sobre uma mesma área de pesquisa, facilitando ações de planejamento e ordenamento territorial, ambiental e urbano (MIRANDOLA, 2004; ROSA, 1992).
4 – Procedimentos Metodológicos Para a estruturação deste trabalho, realizou-se, primeiramente, uma revisão bibliográfica e documental cuja finalidade foi o detalhamento da temática desenvolvida, assim como a identificação de metodologias aplicáveis ao estudo, conforme os objetivos propostos. A partir disto, foram selecionados e tomados como referência para o trabalho autores, teorias e pesquisas já realizadas sobre temas como a produção social do espaço urbano e as diferentes paisagens que o caracterizam, o mapeamento de superfície relacionado às características térmicas e aos padrões de uso do solo em Presidente Prudente, aspectos históricos do município, dentre outros. No que tange à metodologia, observou-se que a ferramenta do sensoriamento remoto em associação com técnicas de geoprocessamento e os SIGs, seriam as mais apropriadas para a realização do trabalho e para a elaboração dos produtos cartográficos, descritos nos subitens 4.1 e 4.2.
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Por fim, afirma-se que os procedimentos empregados foram condizentes na realização do trabalho, permitindo análises coerentes e, sobretudo, representativas da realidade estudada.
4.1 – Carta de Temperatura de Superfície Na superfície terrestre cada alvo emite uma quantidade específica de energia em diferentes comprimentos de onda que variam de 0,4 a 2,6 μm (micrômetros). No caso da temperatura, este fluxo de radiância é emitido em comprimentos de onda longos, 3 – 14 μm, sendo registrado pelos detectores de infravermelho. Este processo ocorre quando a radiação é absorvida pelo alvo e convertida em energia radiante, ou seja, calor que é teledetectado pelos sensores dos satélites e transformados em valores de píxel da imagem (JENSEN, 2009). Na elaboração da carta de temperatura de superfície para Presidente Prudente (SP) trabalhou-se com a cena do canal infravermelho termal (banda 10), resolução espacial de 100 metros (porém, tratada e disponibilizada com resolução de 30 metros), órbita ponto 222/75 do satélite americano Landsat-8, o mais recente de sua série. A data de obtenção da imagem pelo satélite foi em 11 de outubro de 2014, às 10h22min. O tratamento da cena para a obtenção da carta de temperatura de superfície foi realizado no Software Idrisi, versão Selva 17.0. Primeiramente, houve a conversão dos níveis de cinza (NC) para informações de radiância, através da equação (1): Lλ = ML * QCAL + AL (1) Onde, na equação (1) tem-se que: - Lλ é a radiância espectral em sensor de abertura em Watts, - ML é o fator multiplicativo de redimensionamento da banda 10 = 3.3420E-04, - AL é o fator de redimensionamento aditivo especifico da banda 10 = 0.10000, - QCAL é o valor quantizado calibrado pelo pixel em DN = Imagem banda 10. Após a conversão dos NC em radiância foi aplicada a equação (2) para a conversão dos valores em temperaturas Kelvin:
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T = K2/ 1n (K1/ Lλ + 1) (2) Onde, na equação (2) tem-se que: - T é a temperatura efetiva no satélite em Kelvin (K), - K1 é a constante de calibração 1 = 774.89 (K), - K2 é a constante de calibração 2 = 1.321.08 (K), - Lλ é a radiância espectral em Watts/ (m2 sr μm). Por fim, converteu-se a grade de graus Kelvin em graus Celsius, subtraindose dos valores de temperatura o valor de 273,15.
4.2 – Carta de Densidade de Construção e Porte da Vegetação Arbórea A carta de densidade de construção e porte da vegetação foi elaborada pela possibilidade de se conhecer as diferenças e os padrões de densidade construtiva na cidade, assim como os tipos de porte de vegetação que caracterizam a paisagem na escala intraurbana. A carta foi elaborada no Software ArcGis, versão 10.1. As classes foram geradas por meio da classificação supervisionada e escolhidas a partir da interpretação visual da imagem composta/fusionada da DigitalGlobe/ArcGIS online. Esta forma de classificação pode ser considerada um tanto quando subjetiva porque depende da interpretação pessoal da autora sobre os padrões observados na imagem de satélite. Todavia, pela imagem selecionada possuir uma resolução espacial de 0,5 metros, acredita-se que possibilitou uma visualização bastante aproximada da realidade urbana. Ressalta-se, novamente, que a escolha da imagem composta/fusionada da DigitalGlobe/ArcGIS online obedeceu ao fato de que não se tem acesso a imagens de satélite de alta resolução do município, fato que permitiria a aplicação de outras técnicas de geoprocessamento, como a classificação automática. Foram elaboradas onze classes temáticas de análises, são elas (a) Baixa densidade de construção – baixa presença de vegetação arbórea, (b) Baixa densidade de construção – média presença de vegetação arbórea, (c) Baixa
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densidade de construção – alta presença de vegetação arbórea, (d) Média densidade de construção – baixa presença de vegetação arbórea, (e) Média densidade de construção – média presença de vegetação arbórea, (f) Média densidade de construção – alta presença de vegetação arbórea, (g) Alta densidade de construção – baixa presença de vegetação arbórea, (h) Alta densidade de construção – média presença de vegetação arbórea, (i) Alta densidade de construção – alta presença de vegetação arbórea, (j) Fragmentos de vegetação arbórea densa e (k) área não construída.
5 – Resultados e Discussão A carta de densidade de construção e porte da vegetação (Figura 2) foi gerada com um total de doze classes temáticas que possibilitaram o conhecimento e detalhamento das paisagens intraurbanas e algumas de suas características, prioritariamente, às relacionadas aos padrões construtivos e à vegetação urbana.
Figura 2 – Carta de Densidade de Construção e Porte da Vegetação Arbórea em Presidente Prudente (SP). Fonte de Base Cartográfica: IBGE (2010). Elaboração: Cunha Souza (2015).
Para Presidente Prudente (SP) o padrão considerado representativo da feição intraurbana foi alta densidade de construção atrelada à média presença de
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vegetação arbórea. Esta classe, tematizada na cor cinza mais clara, se destaca notadamente quando se observa a figura 2. Nesta abordagem, as classes temáticas avaliadas como ideais em termos de qualidade ambiental urbana, por exemplo, que seriam a baixa e média densidade de construção associada à alta presença de vegetação arbórea, foram pouco identificadas
no
município.
Quando
localizadas,
estiveram
concentradas
pontualmente em bairros antigos e/ou na porção central da malha urbana, onde se verifica a implantação de loteamentos de alto padrão construtivo, de bairros considerados nobres e próximos a áreas comerciais e de interesse imobiliário, como o Shopping Center, bares e restaurantes. Sobre a carta de temperatura de superfície (Figura 3) destaca-se que pela baixa resolução espacial da banda termal do satélite Landsat-8, pode ter ocorrido generalizações dos valores dos píxeis pelos sensores e, sendo assim, na escala local o nível de detalhamento se tornou limitado. Porém, como não existem imagens de satélites de alta resolução que operem nesta frequência de onda do espectro eletromagnético, acredita-se que a utilização do satélite mencionado foi eficiente no conhecimento do comportamento termal da superfície na cidade, evidenciando onde ocorreram possíveis ilhas de calor e ilhas de frescor superficiais.
Figura 3 – Carta de Temperatura de Superfície de Presidente Prudente (SP) – Outubro de 2014. Fonte da Imagem de Satélite – Landsat-8 (USGS). Geoprocessamento: Cunha Souza (2015).
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Foi observado também que as temperaturas superficiais variaram entre 25º e 41º C e o intervalo de píxeis que mais ocorreu esteve entre 33 e 38º C na grade de temperatura, conforme denota a legenda da figura 3. Fazendo uma correlação à figura 2 e ao ordenamento territorial urbano na cidade, pode-se afirmar que foram diagnosticadas ilhas de calor superficiais nas áreas com alta densidade de construções, como as regiões do centro antigo e nos bairros populares de baixo padrão construtivo, carentes de cobertura vegetal arbórea. Alguns bairros de baixo padrão construtivo dizem respeito aos loteamentos de ocupação mais recente na histórica do município, datando da década de 1990, principalmente. Podem ser citados, neste caso, os loteamentos Ana Jacinta, implantado a oeste da malha urbana (Ponto A) e CECAP, localizado a noroeste (Ponto B). Também bairros como o Humberto Salvador ao norte (Ponto C) e Jardim Brasília a sudeste (Ponto D). Em relação às ilhas de frescor superficiais, estas se localizaram em áreas densamente vegetadas, particularmente nos fundos de vale e também no entorno rural próximo, onde é possível encontrar fragmentos de vegetação arbórea densa, tal como a Mata do Furquim, a nordeste (Ponto E). A noroeste registrou-se o menor valor de píxel, ou seja, de temperatura de superfície, que diz respeito ao Balneário Municipal (Ponto F). Todavia, este registro se relaciona às características físicas da água, que tem baixa reflectância na região do infravermelho termal. De modo geral, no mês registrado pelo satélite a temperatura de superfície da cidade comportou-se de forma aquecida. Esta condição reflete, possivelmente, os aspectos físicos dos alvos que armazenam menor ou maior quantidade de calor dependendo das condições ambientais. Porém, a partir da correlação com a carta de densidade de construção e porte da vegetação, notou-se que as ilhas de calor superficiais coincidiram com um padrão de classificação temático como densamente construído e de baixa presença de vegetação arbórea. Portanto, na escala local, as condições de temperaturas superficiais diagnosticadas
permitiram
considerar
que
os
padrões
construtivos
e
a
presença/ausência da componente arbórea exerceram influências no modo como um alvo se comportou sobre a superfície terrestre, em relação às suas características térmicas.
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6 – Considerações As discussões realizadas neste artigo decorrem de análises preliminares dos dados e informações obtidos com o desenvolvimento da pesquisa de mestrado intitulada “Diagnóstico da Qualidade Ambiental nas Áreas Verdes Públicas em Presidente Prudente (SP)”. Os resultados apresentados no presente trabalho mostram que as temperaturas de superfície identificadas na escala intraurbana da cidade, estiveram relacionadas aos diferentes padrões construtivos dos prédios e residências e ao porte da vegetação arbórea presente na superfície terrestre. A Carta de Temperatura de Superfície e a Carta de Densidade de Construção e Porte da Vegetação Arbórea demonstraram que nas superfícies mais aquecidas, o padrão construtivo predominante foi alta densidade de construção e baixa presença de vegetação arbórea. Nestas áreas, as temperaturas superficiais identificadas foram superiores a 37ºC. Em contrapartida, nas áreas com superfícies menos aquecidas destacou-se o padrão de baixa densidade construtiva e alta presença de vegetação arbórea. As temperaturas mais amenas também foram observadas no entorno rural próximo e nos cursos d’água, como no balneário municipal. Nestes casos, registraram-se valores térmicos de superfície abaixo dos 30ºC. Sendo assim, considera-se que a pluralidade paisagística em Presidente Prudente (SP), decorrente dos diferentes usos e apropriações do solo urbano, teve influência no comportamento térmico dos alvos localizados em sua superfície terrestre. Ressalta-se que este conhecimento foi viabilizado pelo sensoriamento remoto e pelas técnicas de geoprocessamento, que se constituíram em procedimentos metodológicos primordiais para compreender as diferenças térmicas encontradas na cidade. Por fim, acredita-se que as discussões desenvolvidas contribuem no debate sobre o planejamento territorial urbano, uma vez que evidenciaram áreas cujas características as tornam mais propícias a ocorrência das ilhas de calor ou ilhas de frescor superficiais.
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