Avaliação da Expansão Urbana no Município de Belo Horizonte e Região Metropolitana utilizando imagens de satélite
Por Alberto Franco Lacerda¹ e Clara Santos²
¹Universidade Nova de Lisboa – Instituto Superior de Estatística e Gestão da Informação – ISEGI – aflacerda@hotmail.com
²Universidade Nova de Lisboa – Instituto Superior de Estatística e Gestão da Informação – ISEGI – cms_arc@hotmail.com
Resumo
As preocupações com o uso do solo são cada vez mais evidentes, quer pelos impactos ambientais que provocam, quer pelo crescimento desordenado que advém da expansão urbana. As grandes metrópoles têm registrado uma expansão urbana, não apenas no centro da metrópole, mas também nas cidades vizinhas. Razões como a especulação imobiliária e, o preço do solo no centro da metrópole, a construção de loteamentos de baixos custos na periferia, ou por contraste, condomínio fechados direcionados para classes mais ricas, potencializaram a expansão urbana para além do centro da metrópole. De forma a percebermos estas questões, decidiu-se analisar a expansão urbana da Região Metropolitana de Belo Horizonte, através da classificação supervisionada de duas imagens de satélite, de 1989 e 2007.
Palavras chave: Expansão Urbana, Classificação Supervisionada
Introdução
Ao longo do tempo, as preocupações associadas ao uso do solo, têm aumentado pelo que, cada vez surgem mais estudos relacionados com o uso do solo e a sua evolução do longo do tempo. A utilização intensiva do uso do solo leva a uma cada vez maior conscientização de que o solo é um recurso natural não renovável, sendo necessário utilizá-lo de forma sustentável, para que este recurso não se esgote (BECELATO, 2007).
Das preocupações emergentes que estão associadas ao uso do solo, está a ocupação do solo urbano nas grandes metrópoles, devido, sobretudo à elevada expansão urbana, que originam graves problemas ambientais.
A Região Metropolitana de Belo Horizonte (RMBH) tem também registrado uma expansão urbana, que se caracteriza por um aumento da densidade de malha urbana, não só na capital da região, mas, sobretudo junto a cidades que se localizam no seu entorno (SOUZA, 2006).
Com o intuito de fazer uma verificação do crescimento da malha urbana desses municípios, imagens de satélite de dois momentos distintos foram analisadas.
Pretende-se com este trabalho avaliar a expansão urbana na cidade de Belo Horizonte, e de alguns municípios adjacentes, no período compreendido entre os anos de 1989 e 2007, recorrendo a imagens de satélite e aos sistemas de informação geográficos.
A Área de Estudo
A área de estudo deste trabalho situa-se na porção central do estado de Minas Gerais e está compreendida entre a latitude de 19,9ºS e longitude de 43,9ºW. De acordo com estimativas de 2009 do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), a população de Belo Horizonte era de 2.452.617 habitantes, sendo a sexta cidade mais populosa do país. A Região Metropolitana é constituída por 34 municípios e possui uma população estimada em 5.397.438 habitantes.
Dos 34 municípios da RMBH, apenas 13 estão efetivamente conurbados, o que leva alguns especialistas a defenderem uma redução do número de cidades pertencentes à RMBH. Portanto, neste trabalho destacaremos apenas alguns municípios adjacentes.
Relativamente à sua geologia predominam as rochas arqueanas integrantes do Complexo Belo Horizonte e seqüências supracrustais do período paleoproterozoico. O domínio do Complexo Belo Horizonte integra unidade geomorfológica denominada Depressão de Belo Horizonte, que representa cerca de 70% do território da capital mineira com sua área de maior expressão ao norte da calha do Ribeirão Arrudas (IVAIR, 2005).
As serras de Belo Horizonte são ramificações da Cordilheira do Espinhaço e pertencem ao grupo da Serra do Itacolomi. O ponto culminante do município encontra-se na Serra do Curral, atingindo 1.538 metros de altitude. A sede da capital mineira encontra-se a 852,19 metros de altitude.
O clima de Belo Horizonte é classificado como tropical de altitude (tipo Cwa segundo Classificação climática de Köppen-Geiger), característica advinda de sua altitude média de 900 metros acima do nível do mar com verões úmidos e temperaturas elevadas, enquanto o inverno é caracterizado por baixas temperaturas e pouca precipitação.
A poligonal de estudo possui uma área de 8.087,72 Km² conforme ilustrado na figura 01.
Materiais e Métodos
Para a realização da avaliação da expansão urbana na cidade de Belo Horizonte foram selecionadas duas imagens referentes aos anos de 1989 e 2007. A extração da informação do uso e ocupação do solo foi realizada através da análise do comportamento espectral de ambas as imagens.
A imagem referente ao ano de 1989 é do Landsat 5, com resolução espacial de 30m utilizando o sensor TM (Thematic Mapper). A imagem referente ao ano de 2007 é retirada do Landsat 7, com resolução de 30m utilizando o sensor ETM+. Ambas as imagens foram adiquiridas pelo site da Global Land Cover Facility – Earth Science Data Interface e as características de cada uma das imagens são apresentadas na tabela 01.
A escolha destas imagens é devido aos sensores que estes satélites contêm, uma vez que os sensores TM e ETM+ proporcionam uma resolução mais fina, melhor discriminação espacial entre os objetos vistos pelo sensor, maior fidelidade geométrica e melhor precisão radiométrica em relação ao sensor MSS (NOVO, 2008).
Para prosseguir com a fase de processamento, e para configurar as assinaturas das feições identificadas nas imagens, usou-se a nomenclatura referente ao programa CORINE Land Cover de 2000 (CLC’00).
Pre-Processamento
A fase de pré-processamento envolve a organização dos dados, possíveis correções e reduções de distorções existentes, assim como o estabelecimento da referência espacial das imagens.
Uma vez que as imagens já se encontram ortorretificadas, e, portanto, devidamente georreferenciadas, não se procedeu à utilização de métodos de pré-processamento mais robustos como correção radiométrica ou geométrica.
Análise
Para o desenvolvimento do presente trabalho, utilizaram-se os procedimentos, que são apresentados na figura 02, e posteriormente explicados individualmente.
Foi realizada a composição da imagem de acordo com as bandas de interesse. Após a realização de diversas composições, optou-se pela composição colorida RGB 432, pois forneceria uma melhor diferenciação entre os tipos de uso do solo, nomeadamente a área urbana e as áreas de vegetação.
Para esta composição a banda do infravermelho próximo é atribuída à cor vermelha, a banda do vermelho é atribuída à cor verde do espectro visível e a banda do verde é atribuída à cor azul, conforme figura 03. Contudo, poder-se-ia verificar a diminuição da área vegetada, em vermelho, em relação às áreas urbanas, em ciano.
Uma vez realizada a composição da imagem, foi necessário estipular qual nomenclatura das assinaturas a serem utilizadas. Desta forma, criaram-se as assinaturas das feições a serem analisadas conforme o programa CORINE Land Cover (CLC’ 00).
Foram identificadas as seguintes classes:
1.Territórios artificializados:
a.1110 – Tecido urbano contínuo
b.1310 – Minas a céu aberto
2.Área com ocupação Agrícola
a.2310 – Pastagens
3.Superfícies com Água
a.5120 – Planos de água, lagos
4.Florestas e Meios Semi-Naturais
a.31 – Florestas
Além destas classificações acima também foram individualizados os afloramentos de rocha. A justificativa para esta decisão deveu-se a que esta poderia também indicar algum padrão de alteração. Desta forma, foram determinadas seis assinaturas para a classificação das imagens, conforme a tabela 02.
A etapa seguinte foi gerar as assinaturas para o processamento das imagens. Foram obtidas 54 amostras para a área de estudo, sendo 5 para afloramento de rocha, 14 para água, 13 para áreas urbanas, 9 para florestas, 6 para pastagens e 7 para solo exposto/mineração. As feições estavam muito bem delimitadas e individualizadas, pois não foram necessárias muitas amostras.
Após a aquisição das amostras para assinaturas, foi feita a classificação da imagem. O método de classificação escolhido foi o de Classificação Supervisionada. Essa técnica consiste na extração de amostras de pixel (Valor ND) para ajudar o software a interpretar a imagem de forma automática.
Dando continuidade ao processo de classificação as imagens foram melhoradas por um filtro. O método de Filtro Majoritário proporciona uma “limpeza” de pixels que possivelmente tenham sido classificados de forma errada, aparecendo como pontos dentro das classes determinadas. São ruídos que devem ser tratados para que qualquer outra operação pós-classificação possa ocorrer sem prejudicar a análise dos dados.
A figura 04 ilustra o resultado da aplicação do filtro majoritário após a classificação supervisionada.
É possível verificar na figura 04 o aumento mais expressivo da mancha urbana na região oeste. Há também um número significativo no aumento de minas abertas na região sul para a exploração de minério de ferro a região do quadrilátero ferrífero.
Entretanto, embora as áreas de mineração a céu aberto sejam classificadas como território artificializado, neste trabalho elas foram agregadas, juntamente com afloramentos de rocha e corpos de água às áreas naturais e semi-naturais
O intuito deste artigo é ilustrar o aumento da mancha urbana do município de Belo Horizonte e região metropolitana, portanto, ambas as imagens foram reclassificadas em três entidades conforme ilustrado na tabela 03.
Resultados
O processo de extração de informação de imagens de satélite possibilitou a compreensão do uso e ocupação do solo para o município de Belo Horizonte e parte da região metropolitana para os anos de 1989 e 2007.
Segundo Souza e Brito (2006), o comando do crescimento demográfico da Região Metropolitana de Belo Horizonte (RMBH) não se encontra, atualmente, na Capital e sim em alguns municípios do restante da região metropolitana
Conforme ilustrado na figura 04, a imagem referente ao ano de 2007 indica um crescimento do município de Belo Horizonte e região metropolitana, as quais estão representadas em vermelho, e que sofreram um grande avanço da área urbana e modificação do uso e ocupação do solo, principalmente na porção oeste da região.
Com uma área de 331 Km², o município de Belo Horizonte, quando comparada às imagens, apresenta um aumento de 35% em sua área urbana. O aumento pode não parecer tão expressivo quando comparado ao crescimento da região metropolitana que praticamente dobra. Estas áreas estão representadas na figura 05.
As áreas em vermelho mostram as regiões que foram urbanizadas ao longo de 13 anos.
Os motivos que originaram esta expansão urbana descentralizada são provenientes de diversos fatores. Um exemplo é a especulação do setor imobiliário, que devido ao elevado preço do solo urbano em Belo Horizonte, origina a saída das pessoas desse meio, em busca de locais em que o preço do solo seja mais reduzido, de forma a estar de acordo com os seus rendimentos.
Esses empreendimentos imobiliários direcionadas às classes mais ricas, os quais são locais com mais segurança e melhor qualidade de vida, são, em grande parte, fechados, com entrada restrita, incluídos em áreas residenciais e separadas das cidades.
A construção desses condomínios e loteamentos fechados surge em áreas afastadas das metrópoles, devido à grande quantidade de terrenos, pertencentes às empresas de mineração, à menor poluição, à vegetação envolvente, entre outros. Este tipo de construção começou a surgir, sobretudo após os anos 90, o que acaba por justificar a expansão urbana que podemos ver na imagem anterior.
Outro fator que também incentiva à descentralização é a ação do setor minerário, que devido a sua expansão possibilitou o crescimento das cidades da região metropolitana.
Conforme visto na figura 04, o aumento do número de minas para a exploração de minério de ferro também é responsável pelo desenvolvimento de pequenas cidades na RMBH, uma vez que oferece empregos e aquece o setor econômico da região.
O setor automobilístico também contribuiu em muito para o crescimento da dos municípios da região oeste de Belo Horizonte devido a implantação de fábricas, além de outras empresas que são fornecedores de peças e serviços.
A tabela 04 ilustra a porcentagem do crescimento do município de Belo Horizonte e da região metropolitana ao longo de 13 anos.
Conclusão
Este artigo apresentou uma analise da expansão da mancha urbana do município de Belo Horizonte e de algumas cidades da região metropolitana.
A expansão das áreas urbanas sob as áreas naturais é facilmente visível ao longo de 13 anos e representa uma resposta ao crescimento do setor imobiliário na região dentre outros como mineração.
Contudo, percebe-se que a ferramenta de detecção remota possibilita uma análise muito eficiente para estudos de uso e ocupação do solo, mostrando que a metodologia adotada neste trabalho demonstrou bons resultados, possibilitando a comprovação da evolução e crescimento da mancha urbana do município de Belo Horizonte e região metropolitana, diminuindo, desta forma, as áreas verdes.
Esta ferramenta produz sem dúvida resultados visíveis, de fácil compreensão, constituindo um grande apoio à tomada de decisão dos responsáveis pelo ordenamento do território, como por exemplo, para a elaboração de instrumentos de gestão territorial.
Muitos trabalhos de sensoriamento remoto estão sendo empregados em estudos de uso e ocupação do solo como ferramentas de gestão em prefeituras. Isso implica em uma abordagem mais completa na geração de planos diretores mais estruturados.
Em última análise, pode-se dizer que a utilização de imagens de satélite para a visualização e gestão de mudanças no uso e ocupação do solo torna-se indispensável ao estudo das modificações do espaço.
Além de registrar a dinâmica do espaço metropolitano ao longo do tempo, é uma forte evidência de como as imagens de satélite e as ferramentas de sensoriamento remoto podem contribuir para uma análise mais precisa e mais completa do uso e ocupação do território.
Referências
BECELATO, Valter; FERREIRA, Francisco. CABRAL, José B. P.; FIGUEIREDO, Olívia. A. R.; NETO, Sílvio. L. R. Monitoramento do uso e ocupação do solo em Área de influência do município de Fazenda Rio Grande – Região Metropolitana de Curitiba – PR. R. RA’E GA, Curitiba, nº14, p. 217-227, Editora UFPR. 2007.
CAETANO, Mário. Materiais da Disciplina de Detecção Remota, ISEGI-UNL, Portugal, Lisboa. 2010.
IVAIR Gomes (IGC-UFMG). Sistemas naturais em áreas urbanas: Estudo da regional Barreiro, Belo Horizonte (MG). 2005.
NOVO, E. M. L. de M – Sensoriamento Remoto – Princípios e Aplicações. São Paulo: Blucher, 2008.
SOUZA, Renata, G. V.; BRITO, Fausto, R. A. A Expansão Urbana da Região Metropolitana de Belo Horizonte e suas implicações para a redistribuição espacial da população: a migração dos ricos. Disponível em: http://www.abep.nepo.unicamp.br/encontro2006/docspdf/ABEP2006_408.pdf 2006.
http://www.landcover.org/index.shtml. Página visitada em 10 de abril de 2010.
