Análise espacial da forma urbana em Sistemas de Informação Geográfica

391 Pages·2012·5.57 MB·English

by  Estanqueiro, Rossana

A E F U S
NÁLISE SPACIAL DA ORMA RBANA EM ISTEMAS DE
I G
NFORMAÇÃO EOGRÁFICA

Rossana Estanqueiro Leal da Silva

Tese de Doutoramento em Geografia e Planeamento Territorial, área
de especialização em Detecção Remota e Sistemas de Informação
Geográfica

Março de 2011
Tese apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de
Doutor em Geografia e Planeamento Territorial, na área de especialização em Detecção
Remota e Sistemas de Informação Geográfica, realizada sob a orientação científica de
Professor Doutor José António Tenedório

Os trabalhos que culminaram na presente tese foram financiados pela Fundação para a
Ciência e a Tecnologia (FCT), através de uma bolsa individual de doutoramento
(SFRH/BD/27247/2006) e decorreram no e-GEO – Centro de Estudos de Geografia e
Planeamento Regional, da Faculdade de Ciências Sociais e Humanas da Universidade Nova
de Lisboa, no quadro do Grupo de Investigação Modelação Geográfica, Cidades e Ordenamento
do Território, e no âmbito da investigação desenvolvida no Projecto FURBS: Forma Urbana
Sustentável – Desenvolvimento Metodológico para Portugal financiado pela Fundação para a Ciência
e a Tecnologia (PTDC/GEO/69109/2006).

Esta Tese é composta por um Volume Principal e um Volume de Anexos.

i
DECLARAÇÕES

Declaro que esta Tese é o resultado da minha investigação pessoal e independente. O seu
conteúdo é original e todas as fontes consultadas estão devidamente mencionadas no texto,
nas notas e na bibliografia.

O candidato,

____________________

Lisboa, 15 de Novembro de 2011

Declaro que esta Tese se encontra em condições de ser apreciada pelo júri designado.

O orientador,

____________________

Lisboa, 15 de Novembro de 2011

ii
à minha Mãe
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AGRADECIMENTOS

O meu primeiro agradecimento, e em especial, dirijo-o ao Professor José António
Tenedório, orientador científico desta tese, enfatizando a sua excelência e rigor de
orientação, apoiado sempre em críticas construtivas e no intercâmbio de ideias e saberes.
Realço, ainda, o respeito que tem pela liberdade de investigação que me proporcionou, a
generosidade e honestidade científica que sempre manifestou, a confiança, o estímulo, o
incentivo e a disponibilidade patenteadas, mesmo nos momentos mais difíceis.
Não posso deixar de agradecer ao e-GEO Centro de Estudos de Geografia e
Planeamento Regional da Faculdade de Ciências Sociais e Humanas da Universidade Nova
de Lisboa, dirigido pela Professora Maria de Nazaré Roca, do qual faço parte como
investigadora desde 2003. Em particular, ao Grupo de Investigação Modelação Geográfica,
Cidades e Ordenamento do Território, dirijo um especial agradecimento ao Professor Carlos
Pereira da Silva que, enquanto coordenador deste Grupo, possibilitou as condições técnicas
e financeiras necessárias à boa execução dos trabalhos de investigação desta tese.
Financeiramente agradeço, ainda, à Fundação para a Ciência e a Tecnologia sem o qual esta
investigação não teria sido possível.
À Dra. Ana Santos pelo imprescindível apoio na aquisição e estruturação de
informação estatística, nomeadamente pelo acompanhamento protocolar de cedência de
informação por parte do Instituto Nacional de Estatística para utilização exclusiva de dados
no quadro deste trabalho de investigação.
À Professora Joana Simões, pela dedicação e empenho no apoio ao
desenvolvimento exploratório de algoritmia de suporte ao cálculo de índices de forma e na
implementação em open source do package “Shape Indexes”. A distância Lisboa-Londres a que
frequentemente nos encontravamos encurtou-se com os ensinamentos e a assistência
técnica e científica online de imprescindível valor. A capacidade de resolução de problemas
na hora e a generosidade na transmissão de saberes e na discussão de problemas ao longo
da tese, contribuíram para apurar o interesse sobre o mundo da programação e a frequência
na utilização de programas disponibilizados em plataformas open source. À Joana, amiga e
colega, pela confiança e encorajamento que soube sempre transmitir ao longo dos trabalhos
da tese e por me fazer acreditar que com muito trabalho, força de vontade e capacidade de
arriscar é possível desbravar novos caminhos.
iv
Ao Professor Jorge Ribeiro, pelos seus ensinamentos e apoio no trabalho de análise
de dados e pela sua permanente disponibilidade para ajudar.
À Professora Cristina Henriques, pelo suporte na discussão crítica de resultados,
pelo encorajamento e disponibilidade manifestada ao longo da tese.
Ao Professor Nuno Soares, pelo apoio na “leitura” crítica da informação produzida,
pelas preciosas sugestões ao longo da tese e pelo encorajamento nos momentos mais
difíceis.
À Professora Dulce Pimentel, pelo apoio e encorajamento, pela atenção e
disponibilidade sempre presente e pela partilha continuada de ideias.
Ao Dr. Luís Espírito Santo Marques, companheiro e amigo desde o tempo da
licenciatura, pela atenção e disponibilidade em ajudar, pelo aturado trabalho de apoio à
criação das 123 fichas das AMU de cidades e pela partilha de conhecimentos técnicos de
inestimável valor.
Aos membros da equipa do Projecto FURBS, coordenado pela Professora Eduarda
Marques da Costa (IGOT) em parceria com o e-GEO (cuja equipa na FCSH é coordenada
pelo Professor José António Tenedório), pela partilha e discussão de ideias que permitiram
despistar dúvidas inerentes à temática sobre a forma urbana sustentável.
Ao Dr. Jorge Rocha e ao Professor Paulo Morgado, colegas e amigos, pela partilha
de informação e de preciosos conhecimentos técnicos.
Ao Professor Nuno Neves pela atenção e disponibilidade em ajudar, pela partilha e
discussão de ideias.
Ao João Mourato, pelo incansável apoio e generosidade, pela constante partilha e
discussão de ideias, pelos comentários construtivos e ajuda na revisão de texto.
À colega e amiga Professora Patrícia Abrantes, pela generosidade e incentivo que
sempre manifestou, pelo suporte à revisão de texto e discussão de ideias, pela partilha de
angústias e alegrias que nos têm acompanhado desde os tempos de licenciatura.
Aos meus colegas do e-GEO, Bruno Neves, Sérgio Freire, Teresa Santos, Sara
Encarnação, Nuno Gomes, Sérgio Serafim, António Rodrigues, Carla Rebelo e Isabel
Marcos, pelo apoio em diferentes fases dos trabalhos de investigação desta tese.
v
A todos os amigos, e em especial às minhas queridas amigas “de sempre”, pelo
carinho, força e pela compreensão dos momentos de silêncio… pelo apoio inequívoco,
sempre próximo.
A toda a minha família, pelo apoio incondicional, o carinho e a compreensão das
ausências durante todo este processo. Em particular, a minha gratidão especial à minha avó
e ao meu tio.
À minha querida mãe, simplesmente por tudo, não há palavras que se aproximem
da expressão do mais elevado e profundo agradecimento.
A todos os que contribuíram para a concretização deste trabalho e que não
mencionei, mas que nem por isso foram esquecidos, um grande obrigada!

vi
RESUMO

ANÁLISE ESPACIAL DA FORMA URBANA EM SISTEMAS DE
INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA

ROSSANA ESTANQUEIRO LEAL DA SILVA

PALAVRAS-CHAVE: Forma Urbana, Operacionalização, Área Morfológica Urbana,
Análise Espacial, Shape Analysis, Índices de Forma, Forma Geométrica

Esta tese apresenta uma investigação de base teórico-conceptual orientada para a
operacionalização em SIG do conceito de forma urbana. Neste contexto de estudo da
forma urbana, inferiu-se sobre o potencial contributo da aplicação de métricas espaciais na
definição quantitativa de conceitos espaciais maioritariamente difundidos em, e associados
a, discursos analítico-descritivos. Promove-se, assim, com esta abordagem, um tratamento
quantitativo da forma urbana baseado em shape analysis. Consequentemente, é explorada a
pertinência de noções como grau de compacidade e, por inerência, o seu antónimo
dispersão, circularidade, alongamento, linearidade segundo eixos e de (ir)regularidade de
perímetros. Estas noções correspondem a propriedades ou características geométricas de
forma que resultam da combinação do cálculo de diferentes parâmetros geométricos com
graus de complexidade variados.
Ao nível operativo, a inexistência de um software em ambiente SIG que disponibilizasse o
conjunto de métricas sob a forma de shape indexes, indispensável à abordagem desenvolvida,
implicou a implementação e programação computacional em open source do package “Shape
Indexes”. A componente aplicacional desta investigação traduziu-se numa metodologia de
extracção de áreas morfológicas urbanas, a partir da qual se estabeleceu um referente
espacial mínimo de análise da forma urbana – o polígono morfológico de cidade. A delimitação
destes polígonos possibilitou, por sua vez, a extracção de informação relativa às propriedades
geométricas de forma, através do recurso à exploração de algoritmia e da programação de
dezanove índices de forma, utlizados posteriormente na criação das tipologias de Áreas
Morfológicas Urbanas das cidades portuguesas do Continente.

vii
ABSTRACT

SPATIAL ANALYSIS OF URBAN SHAPE IN GEOGRAPHIC INFORMATION
SYSTEMS

ROSSANA ESTANQUEIRO LEAL DA SILVA

KEYWORDS: Urban form, Operationalization, Urban Morphological Area, Spatial
Analysis, Shape Analysis, Shape Indexes, Geometric Form
This thesis presents a conceptual and theoretical basis research oriented towards GIS
operationalization of the urban form concept. In this context, we inferred about the
potential contribution of spatial metrics application in quantitative definition of spatial
concepts mostly associated with the analytical-descriptive speeches. Hence, this approach
promotes the quantitative treatment of urban form based on shape analysis. Consequently,
we explore the relevance of notions such as degree of compactness and, consequently, its
antonym, dispersion, circularity, elongation, linearity by axis and (ir) regularity of
perimeters. These notions correspond to shape’s geometric properties or characteristics
that result from the combination of calculus with different geometric parameters with
varying degrees of complexity.
At the operational level, we observed the inexistance of GIS software that allows the
computing of the set of metrics in the form of shape indexes. Hence, the developed approach
in this thesis entailed the computational programming and implementation in open source of
the package “Shape Indexes”. The application of this research component resulted in a
methodology of urban morphological areas extraction from which a minimum spatial
analysis of urban form was defined – the morphological polygon of city. The delimitation of
these polygons enabled, in turn, the extraction of information on the geometric properties of
the shape, supported by the algorithms investigation and the nineteen shape indexes
programming. These were later used to create the typologies of the Urban Morphological
Areas of the Cities in Mainland Portugal.

viii
ÍNDICE
INTRODUÇÃO 1
1. PROBLEMÁTICA 6
PRIMEIRA PARTE. FORMA URBANA: DISCURSOS, DIMENSÕES E CONCEITOS 14
CAPÍTULO I. FORMA URBANA: PARA UMA FORMALIZAÇÃO CONCEPTUAL 15
1. DISCURSOS SOBRE A FORMA URBANA 16
1.1. Discursos “clássicos” recorrentes sobre a forma urbana 17
1.2. Discursos emergentes sobre a forma urbana 28
2. DIMENSÕES DO ESTUDO DA FORMA URBANA 36
2.1. Dimensão física e espacial 39
2.2. Dimensão funcional 41
2.3. Dimensão relacional 42
2.4. Dimensão histórica 44
2.5. Dimensão social 45
2.6. Dimensão geográfica 46
3. SISTEMA DE CONCEITOS SOBRE O ESTUDO DA FORMA URBANA 48
3.1. Forma urbana 48
3.1.1. Da noção de forma ao termo forma urbana 49
3.1.2. Forma urbana no contexto da distinção clássica com outros termos 52
3.1.3. Forma urbana: contributos para a sua formalização conceptual 54
3.1.4. Forma urbana e escala 65
3.1.5. Forma urbana e “temporalidade” 67
3.2. O conceito de forma urbana no contexto da tese 68
CAPÍTULO II. DISCUSSÃO SOBRE FORMA URBANA E SUSTENTABILIDADE
URBANA 73
ix