Orientador: Marcos César Ferreira

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências

Resumo: A maioria das metodologias convencionais empregadas em estudos urbanos não considera o grau de irregularidade dos perímetros e a complexidade morfológica das cidades, pois tendem a aproximar a forma urbana a geometria euclidiana. Entretanto, o fenômeno urbano pode ser também estudado, em sua...

Resumo: A maioria das metodologias convencionais empregadas em estudos urbanos não considera o grau de irregularidade dos perímetros e a complexidade morfológica das cidades, pois tendem a aproximar a forma urbana a geometria euclidiana. Entretanto, o fenômeno urbano pode ser também estudado, em sua forma real, a partir da geometria fractal. Neste caso, o grau de fragmentação e preenchimento urbano pode ser estimado a partir da dimensão fractal, contribuindo para analises da dinâmica espacial e temporal das formas urbanas. O objetivo desta pesquisa foi analisar a dinâmica de expansão urbana de um conjunto de cidades medias, com base na dimensão fractal e, posteriormente, identificar possíveis padrões de crescimento associados à fragmentação urbana. Foram escolhidas 14 cidades com população entre 100.000 e 500.000 habitantes, representando uma amostra do universo de cidades médias do estado de São Paulo. De acordo com a proposta de analise espaço-tempo em escala regional e a disponibilidade de material cartográfico, foram definidas quatro datas de analise da dinâmica espacial da forma urbana destas cidades: 1938, 1985, 1995 e 2005. Inicialmente, a expansão urbana das cidades foi mapeada e relacionada ao processo de urbanização paulista, destacando-se a influencia da rede viária na configuração urbana. Em seguida, a dimensão fractal foi estimada por meio de três métodos: Peri metro (PRE), perimetroarea (PAR) e densidade de ocupação (DOC). A análise dos resultados revelou grande dinâmica espacial e temporal nestas cidades, sobretudo entre 1938 e 1985 - fase de maior intensidade no processo de urbanização. Além disso, a rede viária mostrou ser determinante no direcionamento e definição dos principais eixos de expansão urbana. Estas características se refletiram nos valores de D calculados, os quais caracterizaram as cidades quanto à irregularidade, a complexidade e a fragmentação urbana. A variação temporal da dimensão fractal (D) demonstrou estar relacionado ao índice de forma, o que possibilitou a associação das formas urbanas a formatos alongados ou circulares. Com base nos valores de D para o método DOC - cuja variação foi maior no período - foram delimitados grupos de cidades para cada data de analise e para a dinâmica de todo o período (1938-2005). A partir deste agrupamento, foram definidos padrões de fragmentação urbana: formas fragmentadas; formas fragmentadas por imposições físicas e ambientais; e formas com maior regularidade. A caracterização dos grupos de cidades, com base na população, área, perímetro e fatores físico-geográficos dos sítios urbanos, possibilitaram observar diferenças quanto à fragmentação e preenchimento das formas ao longo do tempo. O comportamento espacial e temporal de cada padrão sugere a continuidade no crescimento urbano, com maior influencia do período recente, o que demonstra a existência de autocorrelação temporal no processo de fragmentação. Por fim, a dimensão fractal, utilizada como categoria de analise espacial, comprovou sua eficiência como método de monitoramento e mapeamento dinâmico de formas irregulares e complexas, como são as formas urbanas

Abstract: Most of the conventional methodologies employed in urban studies do not consider the level of perimeter irregularity and the morphological complexity of cities, because they tend to approximate the urban form to the Euclidean geometry. However, the urban phenomenon can also be studied in...

Abstract: Most of the conventional methodologies employed in urban studies do not consider the level of perimeter irregularity and the morphological complexity of cities, because they tend to approximate the urban form to the Euclidean geometry. However, the urban phenomenon can also be studied in its real form, based on the fractal geometry. In this case, the urban grade fill and fragmentation can be estimated by fractal dimension (D), contributing to the analysis of the spatial and temporal dynamics of urban forms. The aim of this work was to analyze the urban sprawl dynamic of a set medium-sized cities, based on fractal dimension to identify possible grow patterns associated to urban fragmentation. We chose 14 cities with population between 100.000 and 500.000 inhabitants, which represents a sample of the total medium-sized cities in Sao Paulo state. According to the proposed space-time analysis at a regional scale and the availability of cartographic material, four dates were defined to analyze the spatial dynamic of urban forms: 1938, 1985, 1995 and 2005. Firstly, the urban sprawl was mapped and related to the Sao Paulo urbanization process, highlighting the influence of the road network on the urban configuration. Afterwards, the fractal dimension was estimated by three methods: perimeter-resolution (PRE), perimeterarea (PAR) and occupation density (DOC). The analysis of the results showed great spatial and temporal dynamic in these cities, mainly between 1938 and 1985 - a phase of greater intensity in the urbanization process. Furthermore, the road network was determinant in the direction and definition of the main axes of urban sprawl. These characteristics were reflected in the estimated D values, which characterized the cities as regards irregularity, complexity and urban fragmentation. The temporal changes in the fractal dimension were related to shape index, which enabled the association of urban forms to elongated or circular formats. Based on the D values for the DOC method - which presented greater variation in the period - groups of cities to each date of analysis and for the dynamic of the entire period (1938-2005) were delimited. From this grouping, the following urban fragmentation patterns were defined: fragmented forms; fragmented forms by environment and physical constraints; and forms with more regularity. The characterization of groups of cities was based on population, area, perimeter and physical-geographical factors of urban sites. This allowed to observe differences concerning the fill and fragmentation of forms a long time. The spatial and temporal behavior of each pattern suggests continuity in the urban growth, with a great influence from the most recent period, which demonstrates the existence of temporal autocorrelation in the fragmentation process. In conclusion, the fractal dimension used as a category for spatial analysis proved its efficiency as a dynamic mapping and monitoring method for complex and irregular forms, those observed in urban environments