Comparando valores de centralidade com diferentes inputs

Exercício desenvolvido no Software Morphometrics com eixos da cidade de Canguçu/RS. Nesse exercício foram comparados os valores de centralidade em cinco situações, todas com as seguintes características: dimensões topológicas dos eixos, centralidade de krafta, raio máximo, visualização por natural breaks, 8 classes e centralidade decrescente do vermelho para o azul.

A figura 01 apresenta os valores de centralidade considerando carregamentos e impedâncias iguais para todos os eixos e mostra que as centralidades máximas estão concentradas no sistema viário principal contemplando grande parte da área urbana; na figura 02 os equipamentos urbanos (escolas, postos de saúde), concentrados na área central da cidade, foram incluídos nos carregamentos e a diferença de centralidade entre o centro e a periferia aumentou; na figura 03 as densidades populacionais também foram consideradas e a centralidade desconcentrou-se novamente; a figura 04 inclui as impedâncias (características negativas, como a má pavimentação das vias) que concentram-se na periferia e aumentam o degrau de centralidade centro-periferia; por fim, a figura 05 simula a criação de dois pólos de atração na zona norte da cidade, gerando um deslocamento da centralidade nessa direção e mostrando a possibilidade de direcionar a expansão urbana através de pólos de atração.

    Figura 01: carregamentos e impedâncias iguais para todos os eixos.

    Figura 02: inclusão dos equipamentos urbanos nos carregamentos.

    Figura 03: inclusão dos equipamentos urbanos e das densidades nos carregamentos.

    Figura 04: inclusão dos equipamentos urbanos, das densidades e impedâncias nos carregamentos.

    Figura 05: inclusão dos equipamentos urbanos, das densidades e impedâncias nos carregamentos + criação de dois pólos de atração na zona norte.

Simulação de expansão urbana com preservação de recursos naturais

O trabalho a seguir foi feito no software City Cell, consiste na calibração do modelo para a cidade de Canguçu/RS no período de 1967 à 2013 e na elaboração de uma simulação de crescimento alternativa para o mesmo período, considerando a preservação do ambiente natural previamente mapeado (rios, lagos, fundos de vale, vegetação nativa), procurando entender como a cidade teria crescido se esses recursos tivessem sido preservados.

As figuras 01 e 02 mostram, respectivamente, o tipo de célula (cell type, em magenta) e a centralidade absoluta (absolute centrality, em azul - onde os tons mais escuros representam maior centralidade e os mais claros, menor) resultantes do processo de calibração do modelo para o período de 1967 à 2013 e os resultados aproximam-se bastante da realidade observada na cidade.

As imagens 03 e 04 mostram um cenário alternativo, procurando entender como a cidade teria crescido nesse período se os recursos naturais tivessem sido preservados. A figura 03 consiste no tipo de célula (cell type) e indica que a área urbanizada, definida na imagem pelas células, teria se conformado de modo mais difuso do que ocorreu sem a preservação desses recursos, caracterizando uma cidade menos compacta, marcada pela coexistência e alternância de áreas urbanizadas e preservadas. A figura 04 mostra a centralidade absoluta (absolute centrality) para a mesma simulação, indicando que a cidade menos compacta possui centralidades menos concentradas.

    Figura 01: Cell Type :: calibração 1967 - 2013

    Figura 02: Absolute Centrality :: calibração 1967 - 2013

    Figura 03: Cell Type :: simulação com preservação 1967 - 2013

    Figura 04: Absolute Centrality :: simulação com preservação 1967 - 2013

Experimento com Grafos: Intervindo na Malha Urbana

A apresentação a seguir é o resultado do exercício de Grafos a que me propus, que é: analisar através do uso dos softwares Mindwalker e Morphometrics a morfologia urbana de Canguçu e selecionar, com base na sintaxe espacial e nas medidas de centralidade de Krafta e acessibilidade, uma área espacialmente segregada, projetar uma intervenção na malha urbana e verificar se a mesma resultou em alteração na centralidade e acessibilidade do local.

O resultado do experimento mostra a capacidade da sintaxe espacial e das medidas urbanas utilizadas em proporcionar um leitura consistente da configuração urbana, indicando a formação de centros e de periferias, representando a segregação sócio-espacial, entre outras tantas interpretações possíveis. Também apresenta a capacidade das teorias aplicadas em fornecer medidas para análise de propostas de desenho urbano e outras intervenções no espaço público. 

Modelagem urbana de Canguçu - Mindwalk e Morphometrics

Como segundo trabalho do aluno Alisson Vieira Santos na disciplina Oficina de Modelagem Urbana, foi desenvolvido um modelo com a utilização de grafos através de trechos do município de Canguçu. Os softwares desenvolvidos para esse estudo foram o Mindwalk e o Morphometrics.
Através do Mindwalk foi possível medir no experimento proposto a conectividade,  a integração global, a integração local com raio 3 e a profundidade a partir de um determinado trecho, conforme demonstram as imagens abaixo:

Com a utilização do software Morphometrics foi possível observar a medida de centralidade e a acessibilidade utilizando cálculos de propriedade de vértices por métodos topológico e geométrico e com visualização através de natural breaks e intervalos iguais.
Com o input de dados de densidade populacional, sistema viário e uso do solo foi possível simular as situações distintas descritas a seguir:

Fig.1- sem carregamentos;
Fig.2- com input de uso do solo;
Fig.3- com input de uso do solo + densidade populacional;  
Fig.4- com input de uso do solo + densidade populacional + impedância do sistema viário.
Fig.5- com input de uso do solo + densidade populacional + impedância do sistema viário e cálculo por método topológico e com input de uso do solo + densidade populacional + impedância do sistema viário e cálculo por método geométrico.

Abaixo podemos observar os resultados obtidos através do experimento:

Modelagem e simulação urbana no software City Cell

Com o objetivo de criar um modelo de evolução urbana na cidade de Canguçu através do software City Cell, foram desenvolvidos dois experimentos durante o semestre na disciplina de Oficina de Modelagem Urbana sob a orientação do Professor Mauricio Polidori.
O primeiro experimento resultou na elaboração de um modelo a partir de dados do ano de 1967 a 2013. Os dados foram obtidos através de mapas, imagens, entrevistas e levantamento no próprio município e através da internet.
O segundo experimento, sugerido pelo aluno Alisson Vieira Santos, foi simular um incentivo de desenvolvimento urbano em uma área junto a BR-392 que não apresenta ocupação e observar como o modelo se comporta.

O exercício em uma primeira análise demonstrou que o modelo reagiu sensivelmente ao longo do processo conforme demonstra a medida de centralidade de raio 2 na imagem abaixo:

Mais dados dos experimentos podem ser vistos em:
http://trama.in/16127/2108950/works/urban-cellular-automata-cangucu

Antes do trabalho, uma referência!

A pesquisa que mencionei em aula, dos profs. Julio Vargas (UFRGS), Renato Saboya (UFSC) e Vinicius Netto (UFF) pode ser conferida no site do XV ENANPUR, mas também está nos blogs deles. O Saboya pilota o urbanidades.arq.br, enquanto o JC e Vinícius contribuem no urbanismo.arq.br.

Nesse último, apareceu uma notícia sobre a publicação do trabalho deles na revista URBE, da PUC-PR.

Mais info foi publicada recentemente no Portal Vitruvius, dentro da revista ArqTexto, neste mês passado de dezembro de 2013 na edição 164. Nessa vez, é uma sequência do trabalho de pesquisa com alunos de graduação em Arq e Urb da UFSC, alguns são bolsistas PET.

Exemplo de resultado com grafos

Um dos resultados pode ser obtido através da medida de centralidade espacial, com grandezas decrescentes do vermelho para o azul (espaços mais e menos centrais, respectivamente).

Exemplo de resultado com AC

Este é um resultado possível para o crescimento urbano de Canguçu, RS, considerando a área efetivamente urbanizada e uma taxa de acréscimo de cerca de 2%aa. A animação mostra a conversão de território não urbanizado em urbanizado para o horizonte de 40 anos, considerando fatores urbanos e naturais integradamente.

OFM 2013-2014

Organizei em 2013-2014 a disciplina denominada "Oficina de Modelagem Urbana" (OFM) em 2 blocos: um dedicado à modelagem com autômatos celulares e outro com grafos. Utilizamos modelos e softwares desenvolvidos aqui na FAUrb UFPel: primeiro o CityCell e depois o MorphoMetrics.

Escolhemos a área urbana de Canguçu, no RS, como lugar para fazer experimentos, os quais serão mostrados neste BLOG pelos alunos, em síntese. A cidade foi escolhida pelo tamanho adequado, proximidade de Pelotas, características espaciais e naturais e interesse da Prefeitura Municipal.

Duas bases estruturaram os trabalhos, como está abaixo. Para os autômatos celulares foram utilizadas células de 200m e para os grafos foram desenhadas linhas os sobre os espaços públicos das ruas.

Base celular de 200m.

 Base de eixos.

Oficina de Modelagem Urbana em Canguçu

No semestre 2013/2 a Oficina de Modelagem Urbana está trabalhando na cidade de Canguçu/RS. As fotos a seguir são da primeira visita da turma à cidade, em outubro de 2013.

mais imagens na página do laburb no google+