Modelagem dos padrões da expansão urbana da Região Metropolitana de São Paulo baseada em Autômatos Celulares

José Augusto Rodrigues Massabki, Anna Silvia Palcheco Peixoto, Ilza Machado Kaiser, Gustavo Garcia Manzato

Resumo


O objetivo deste trabalho foi modelar os padrões da expansão urbana da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) por meio da modelagem espacial, baseando-se em autômatos celulares (CA, do inglês: Cellular Automata). Para tanto foram utilizados dados do perímetro urbano referentes aos períodos de 1881, 1905, 1929, 1949, 1974 e 2005 para a construção de quatro modelos de expansão urbana. Esses modelos levam em consideração a combinação de variáveis as quais representam o estado inicial da célula (urbana ou não urbana), o número de células vizinhas classificadas como urbanas e o número de células vizinhas classificadas como não urbanas. Um modelo em particular, cuja configuração considera a combinação do estado inicial da célula com o número de células vizinhas classificadas como urbanas, apresentou o melhor desempenho (isto é, 94% de acertos). Na sequência, uma previsão de ocupação do território para 2030 foi avaliada por esse modelo, destacando-se tanto padrões de expansão urbana orientados por infraestruturas, como processos de ocupação urbana em áreas impróprias. Em síntese, esse estudo demonstrou que a metodologia empregada pode servir como ferramenta nos processos de planejamento urbano.


Palavras-chave


Expansão urbana. Modelagem espacial. Autômatos celulares.

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Referências


Ajauskas, R., Manzato, G. G. & Rodrigues da Silva, A.

N. (2012). The definition of functional urban regions:

Validation of a set of spatial models with recent census

data and analysis of an additional model specification.

In Proceedings of CAMUSS – International Symposium on

Cellular Automata Modeling for Urban Spatial Systems

(91–104). Porto, Portugal.

Almeida, C. M., Monteiro, A. M. V. & Câmara, G. (2005).

Modelos de Simulação e Prognósticos de Mudanças de

Uso do Solo Urbano: Instrumento para o Subsídio de

Ações e Políticas Públicas Urbanas. In Anais do XI Encontro

Nacional da Associação Nacional de Pós-Graduação e

Pesquisa em Planejamento Urbano e Regional – ANPUR,

Salvador.

Angel, S., Parent, J., Civco, D. L. & Blei, A. M. (2010).

Atlas of Urban Expansion, Lincoln Institute of Land

Policy, Cambridge, MA. Recuperado em 16 de fevereiro

de 2016, de http://www.lincolninst.edu/subcenters/

atlas-urban-expansion/

Batty, M. & Xie, Y. (1994). From cells to cities. Environment

and Planning B: Planning and Design, 21, 31–48.

Batty, M., Couclelis, H., & Eichen, M. (1997). Urban systems

as cellular automata. Environment and Planning B:

Planning and Design, 24, 159–164.

Batty, M. (2007). Cities and complexity: understanding cities

with cellular automata, agent-based models, and fractals.

Cambridge: The MIT press.

Brasil (2012, 25 de maio). Lei n. 12.651, de 25 de maio de

Dispõe sobre a proteção da vegetação nativa; altera

as Leis n. 6.938, de 31 de agosto de 1981, 9.393, de 19

de dezembro de 1996, e 11.428, de 22 de dezembro de

; revoga as Leis n. 4.771, de 15 de setembro de 1965,

e 7.754, de 14 de abril de 1989, e a Medida Provisória

n. 2.166-67, de 24 de agosto de 2001; e dá outras providências.

Recuperado em 25 de janeiro de 2017, de http://

www.planalto.gov.br/ccivil_03/_Ato2011-2014/2012/

Lei/L12651.htm

Caneparo, S. C., & Ricobom, A. E. (2014). A cartografia

prospectiva e a geração de mapas preditivos do uso e cobertura

da terra – estudo de caso: perímetro urbano de

Paranaguá – Paraná – Brasil. Revista Ra’e Ga, 31, 227-259.

Cecchini, A. (1996). Urban modelling by means of cellular

automata: generalised urban automata with the help

on-line (AUGH) model. Environment and Planning B:

Planning and Design, 23, 721–732.

Chaudhuri, G. & Clarke, K. C. (2013). The SLEUTH Land

Use Change Model: A Review. The International Journal of

Environmental Resources Research, 1(1), 88-104.

Clarke, K. C., Hoppen, S., & Gaydos, L. (1997). A self-modifying

cellular automaton model of historical urbanization

in the San Francisco Bay area. Environment and Planning

B: Planning and Design, 24, 247–261.

Deep, S. & Saklani, A. (2014). Urban Sprawl Modeling

using cellular automata. The Egyptian Journal of Remote

Sensing and Space Sciences, 17, 179–187.

De la Barra, T. (1989). Integrated land use and transport

modelling. Decision chains and hierarchies. (Vol. 12).

Cambridge, New York: Cambridge University Press.

Guan, D., Li, H., Inohae, T., Su, E., Nagaie, T., & Hokao, K.

(2011). Modeling urban land use change by the integration

of cellular automaton and Markov model. Ecological

Modelling, 222, 3761-3772.

Kourtit, K. & Nijkamp, P. (2013). In praise of megacities

in a global world. Regional Science Policy and Practice, 5,

–182.

Kourtit, K., Nijkamp, P. & Partridge, M. D. (2015).

Challenges of the New Urban World. Applied Spatial

Analysis and Policy, 8(3), 199–215.

Lagarias, A. (2012). Urban sprawl simulation linking

macro-scale processes to micro-dynamics through cellular

automata, an application in Thessaloniki. Applied

Geography 34, 146-160.

Manzato, G. G., & Rodrigues da Silva, A. N. (2010). Spatial-

Temporal Combination of Variables for Monitoring

Changes in Metropolitan Areas. Applied Spatial Analysis

and Policy, 3, 25–44.

Osman, T., Divigalpitiya, P., & Arima, T. (2015). Modeling

urban growth scenarios in Cairo Metropolitan Region

Proceedings of CUPUM, Cambridge, MA, EUA,

-218.

Putman, S. H. (2007). Integrated Urban Models: Policy

Analysis of Transportation and Land Use (RLE: The City).

Vol. 1. Abingdon: Routledge.

Ramos, R. A. R. & Rodrigues da Silva, A. N. (2007). A spatial

analysis approach for the definition of metropolitan

regions – the case of Portugal, Environment and Planning

B: Planning and Design, 34(1), 171-185.

Rodrigues da Silva, A. N., Ramos, R. A. R., Souza, L. C. L.,

Rodrigues, D. S. & Mendes, J. F. G. (2004). SIG: Uma plataforma

para introdução de técnicas emergentes no planejamento

urbano, regional e de transportes. São Carlos:

Edição dos autores.

Rodríguez-Pose, A. & Ketterer, T. D. (2012). Do local amenities

affect the appeal of regions in Europe for migrants?

Journal of Regional Science, 52, 535–561.

Santos, V. S., Lima, R. S. & Rodrigues da Silva, A. N. (2005).

Modelagem da dinâmica populacional intra-urbana com

Cellular Automata e avaliação multicritério. In A. N.

Rodrigues da Silva; L. C. L. Souza & J. F. G. Mendes (Eds.)

Planejamento Urbano, Regional, Integrado e Sustentável.

Desenvolvimentos recentes no Brasil e em Portugal, São

Carlos: Edição dos autores.

Shahraki, S. Z., Sauri, D., Serra, P., Modugno, S., Seifolddini,

F. & Pourahmad, A. (2011). Urban sprawl pattern

and land-use change detection in Yazd. Iran, Habitat

International, 35, 521-528.

Silva, E. A. (2002). Cenários da Expansão Urbana na Área

Metropolitana de Lisboa. Revista de Estudos Regionais,

(5), 23-41.

Sloot, P. M. A., Chopard, B. & Hoekstra, A. G. (2004).

Cellular automata: 6th International Conference on

Cellular Automata for Research and Industry. Berlin:

Heidelberg: Springer-Verlag.

Teza, C. T. V. & Baptista, G. M. M. (2005). Identificação

do fenômeno ilhas urbanas de calor por meio de dados

ASTER on demand 08 – Kinetic Temperature (III): metrópoles

brasileiras. In Anais do XII Simpósio Brasileiro

de Sensoriamento Remoto (p. 3911-3918), INPE, Goiânia,

Brasil.

United Nations – UN. (2015). Department of Economic and

Social Affairs, Population Division. World Urbanization

Prospects: The 2014 Revision, (ST/ESA/SER.A/366).

White, R. & Engelen, G. (1993a). Cellular automata and

fractal urban form: a cellular modelling approach to the

evolution of urban land-use patterns. Environment and

Planning A, 25, 1175–1199.

White, R. & Engelen, G. (1993b). Cellular dynamics and

GIS: modelling spatial complexity. Geographical Systems,

, 237–253.

Wilson, A. G. (1998). Land-use/transport interaction models:

Past and future. Journal of transport economics and

policy, 32(1), 3-26.

Wolfram, S. (1986). Theory and Applications of Cellular

Automata. Vol. 1. Singapore: World scientific.

Wolfram, S. (1994). Cellular automata and complexity:

collected papers. Vol. 1. Reading, MA: Addison-Wesley.

Xiao, J., Shen, Y., Ge, J., Tateishi, R., Tang, C., Liang, Y. &

Huang, Z. (2006). Evaluating urban expansion and land

use change in Shijiazhuang, China, by using GIS and remote

sensing. Landscape and Urban Planning, 75, 69–80.


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