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Projeto Piloto de Sistema de Informações Geográficas da Vila São Francisco das

Chagas – Belo Horizonte

Patrícia de Sá Machado 1

Graduada em Geografia pela UFMGEspecialista em Geoprocessamento pela UFMGGeógrafa da Secretaria Municipal de Habitação – SMHAB

Ana Clara Mourão Moura 2

Graduada em Arquitetura pela UFMGEspecialista em Planejamento Territorial e Urbano pela PUC/MGe Univ. de BolognaMestre em Geografia pela UFMGDoutoranda em Geoprocessamento na UFRJProfessora do Depto. de Cartografia do IGC – UFMG

PALAVRAS -CHAVE

GIS – Análise espacial – Planejamento urbano

RESUMO

A proposta do presente trabalho consiste na elaboração de umprojeto piloto de Sistema de Informações Geográficas – GIS, paraa Companhia Urbanizadora de Belo Horizonte – URBEL, comobjetivo de planejamento urbano. Para isso, é utilizada, comoexemplo, a Vila São Francisco das Chagas (Vila Peru), localizadana regional Noroeste do município. A escolha da vila se deve àdisponibilidade de dados essenciais para a elaboração do siste-ma, tais como levantamento topográfico, banco de dados e Pla-no Global Específico. Para a realização do projeto, são utilizadoso software MicroStation Geographics J e o banco de dadosMicrosoft Access 2.0, por serem os sistemas adotados pela em-presa. São analisados os passos de desenvolvimento do GIS, ava-liadas as fontes utilizadas e as vantagens do sistema. Finalmenteo sistema é realizado, explorando as suas potencialidades na ela-boração de análises espaciais e topológicas.

1 E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]

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1. INTRODUÇÃO

Um Sistema de Informações Geográficas – GIS (abreviatura originada dotermo em inglês Geographic Information Systems) constitui-se de instrumentos ede metodologias indispensáveis para se envolver muitas variáveis em investiga-ções, trazendo resultados favoráveis. A possibilidade do entendimento sistemáti-co do objeto de investigação, promovendo o inter-relacionamento de diversasvariáveis (naturais e/ou antrópicas) presentes na realidade investigada, é caracte-rística comum na utilização do GIS.

Diversos ramos do conhecimento, principalmente aqueles que tratam de fe-nômenos espacialmente representáveis, vêm recorrendo aos recursos degeoprocessamento para melhor compreensão dos fenômenos analisados.

Atualmente, o desenvolvimento tecnológico acelerado proporciona um volu-me quase infinito de informações sobre os mais diversos aspectos da vida dohomem. Em segundos, obtêm-se diferentes opiniões sobre um assunto, enormegama de fontes de pesquisa e informações das mais diversas origens. Entretanto,o extenso volume de informações sobre uma variável não é a única preocupaçãodaqueles que se propõem ao entendimento da realidade. Mais importante que aquantidade de dados relacionados a um objeto é a qualidade e a veracidadedeles. Por isso, entende-se que o GIS é um importante instrumento de manipula-ção das informações referentes às entidades geograficamente referenciadas, des-de que observada a veracidade da fonte. Dados de qualidade duvidosa podemrepresentar resultados com distorções da realidade.

É necessário esclarecer o significado de alguns termos aqui utilizados. Porsistemas, pode ser entendido um conjunto estruturado de objetos e atributos comlimites definidos, capaz de expressar a própria dinâmica e as relações de inserçãocom o restante da realidade. Por entidades, entende-se um conjunto de elemen-tos ou objetos tomados como unidades básicas para coleta de dados. Os dadosconsistem nos atributos que dão significado e unidade às entidades. Por informa-ção, entende-se obtenção ou ganho de conhecimento, por procedimentoslogicamente aceitáveis. Por geoprocessamento, entende-se o conjunto detecnologias que dão apoio à construção de GIS.

A proposta fundamental deste trabalho consiste na elaboração de um projetopiloto de GIS para a Companhia Urbanizadora de Belo Horizonte – URBEL,utilizando como exemplo a Vila São Francisco das Chagas, popularmente co-nhecida como “Vila Peru”, localizada na regional Noroeste do município. Para arealização do projeto, a área deveria apresentar levantamento topográfico atuali-zado, registros em banco de dados de ocorrências geográficas e Plano GlobalEspecífico – PGE. A escolha da Vila Peru é justificada por preencher todas essascondições julgadas essenciais. São analisados os passos de desenvolvimento doGIS, discutidas as fontes utilizadas, e as vantagens trazidas por este sistema.Além disso, a modelagem dos dados é explorada verificando as suaspotencialidades na elaboração de análises espaciais e topológicas.

Patrícia de Sá Machado e Ana Clara Mourão Moura

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2. OBJETIVOS E METODOLOGIA

Objetiva-se elaborar um projeto piloto de Sistema de Informações Geográfi-cas para fins de Planejamento Urbano, em uma área definida como Zona deEspecial Interesse Social – ZEIS, a Vila São Francisco das Chagas.

Como metodologia, o primeiro passo foi identificar, nos recursos de Carto-grafia Digital e de GIS, aqueles mais relevantes para a URBEL, e exemplificá-losno projeto piloto da Vila São Francisco das Chagas. Outra etapa foi a seleção, nobanco de dados elaborado pela URBEL, das informações relevantes para o GIS.

2.1 Base de Dados

A base de dados é composta das seguintes informações:

• Planta da vila, gerada por levantamento topográfico, pelo setor deRegularização Fundiária – RF, da URBEL, no ano de 2000.

• Curvas de nível com eqüidistância de 1 metro, provenientes de resti-tuição aerofotogramétrica de 1989, da Empresa de Informática e In-formação do Município de Belo Horizonte – PRODABEL.

• Banco de dados com informações cadastrais da vila, levantadas pelaequipe de RF da URBEL em pesquisa censitária.

• Áreas de risco geradas com base no PGE da vila [Urbe00].

2.2 Softwares

São utilizados os seguintes softwares, por serem os adotados atualmente pelaURBEL e estarem atendendo, até o momento, às demandas da empresa:

• Microsoft Access 2.0: banco de dados.

• MicroStation Geographics J: software de GIS com arquitetura vetorial.

• MicroStation Descartes: georreferenciamento de imagens raster.

• GeopakSite: Modelo Digital de Terreno – MDT.

3. PREPARAÇÃO DA BASE CARTOGRÁFICA

Um Sistema de Informações Geográficas bem planejado permite acesso fácile rápido a informações geográficas, assim como análises de fenômenos, a fimde obter uma base de conhecimento sobre a realidade investigada. Devido àsfacilidades proporcionadas pelo GIS, os procedimentos e os problemas de suaelaboração são, por vezes, desconhecidos pela maioria dos usuários finais. Aelaboração de um GIS exige procedimentos específicos para o seu sucesso.

Projeto Piloto de Sistema de Informações Geográficas da Vila São Francisco das Chagas – Belo Horizonte

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3.1 Problemas na Preparação da Base Cartográfica e ProcedimentosAdotados

Quando se fala em cartografia digital, pressupõe-se um trabalho preciso econfiável. Porém, não é sempre o que se encontra. Um mapa digital pode sergerado por qualquer profissional que manipule um software de CAD (ComputerAided Desing), mesmo sem conhecer critérios mínimos de cartografia nemnoções de GIS. Diante dessa realidade, antes de iniciar um projeto, torna-seimperativo verificar todas as bases digitais disponíveis, principalmente as deorigem desconhecida. Esse é um dos principais problemas na elaboração deGIS, haja vista o tempo necessário para verificação e correção das bases.

A planta da vila, em formato digital, ilustra essa realidade, pois foi perce-bido, na análise do desenho, que faltaram procedimentos indispensáveis auma boa cartografia digital. A planta foi gerada pela equipe de RF da URBELem 2000, por levantamento topográfico eletrônico e tratada no softwareTopograph. Posteriormente a planta foi revista e alguns lotes foram redefinidos,pois não condiziam com os parâmetros estabelecidos pela equipe.

Para utilização no GIS, foram disponibilizados pela RF três arquivos con-tendo a planta da vila. Esses arquivos ainda estavam em revisão no setor deRF, não podendo, portanto, ser considerados completos nem definitivos.

No desenho original, foram encontrados níveis deslocados (semgeorreferenciamento) e escalados (fora do padrão de escala 1:1), tendo sidonecessário encontrar o fator de escala para corrigir o desenho (Figura 1). Osníveis deslocados foram posicionados de acordo com o sistema de projeçãoUniversal Transversa de Mercator – UTM.

Figura 1– Exemplos de nível deslocado presente na base


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A projeção UTM é a mais indicada para trabalhos em grandes escalas,pois a superfície é apresentada menos distorcida e é baseada no planocartesiano, o que possibilita medições mais rápidas. Na projeção UTM, oelipsóide terrestre é dividido em 60 fusos com 6º cada. Em cada fuso ouzona, a origem do sistema é o meridiano central (eixo Y) e o Equador(eixo X). O valor convencionado para a origem na abscissa é 500.000maumentando no sentido leste, e na ordenada é 10.000.000m diminuindono sentido sul, evitando-se valores negativos. Percebe-se, com isso, queos mesmos valores XY são encontrados em diferentes fusos, tornandonecessária a indicação do hemisfério e da zona UTM. A exemplo, os ma-pas do projeto da Vila Peru estão localizados na zona UTM 23, sendo aorigem o meridiano central de 45º, e está localizada no hemisfério sul. Aextensão máxima permitida para o uso da projeção UTM é equivalente aofuso de 6º, a partir daí as distorções são inviáveis.

Uma das grandes vantagens da Cartografia Digital é a possibilidadede mapas em tamanho real (o elemento no software apresenta as mesmasdimensões da realidade) e posicionados de acordo com algum sistema deprojeção cartográfico. Respeitado isso, a incorporação de novos elemen-tos ao mapa será mais precisa e fácil de realizar. Percebe-se assim que ogeorreferenciamento dos mapas digitais consiste uma premissa que nãopode ser ignorada. Um mapa digital é um mapa em tamanho real (escala1:1), porém algumas observações devem ser feitas. A quantidade de in-formação e o nível de generalização de um mapa estão em função daescala utilizada. Em grandes escalas, mais detalhamentos e menos gene-ralizações são permitidos, oferecendo maior aproximação com a realida-de. Em escalas menores, ocorre o contrário. Percebe-se que a confiabilidadedas medidas geradas por mapas digitais está em função da escala dosmapas de origem. Projetos que incorporam mapas originais com diferen-tes escalas apresentam mapas finais com precisão cartográfica indefinida.

O desenho da vila não estava completo em todos os arquivos, o quetornou necessária a criação de um outro que reunisse todas as entidadesgráficas. No arquivo já completo, pode ser iniciada a seleção de elemen-tos relevantes ao GIS e o processo de limpeza topológica, ou seja, ascorreções geométricas que evitam linhas duplicadas, conexões não fe-chadas devidamente, entre outras. Verificou-se que limites entre algumasentidades não estavam perfeitamente sobrepostos, como em algumasedificações com lotes. (Figuras 2 e 3)


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Figura 2 – Exemplo de limites não-coincidentesentre lotes e edificações

Figura 3 – Exemplo de limites não-coincidentesentre lotes e edificações


O ajuste de erros geométricos nas bases em CAD é fundamental, poisdeve-se considerar que bases gráficas funcionam também como apoio à re-gularização de propriedade e, estando erradas, corroboram injustiças na iden-tificação de limites de lotes.

Para complementar as informações do GIS, foi utilizado um mapa de seto-res de risco, elaborado pelo PGE da vila. O PGE é uma metodologia de estu-

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do para vilas e favelas, criado pela URBEL e executado por empresas licita-das, sendo composto por três etapas: Levantamento de dados, Diagnóstico eProposta de intervenções. O mapa elaborado pelo PGE foi realizado comsoftware e metodologia inadequados, sem georreferenciamento e com gran-de redundância de elementos gráficos. Mapas assim têm caráter de croqui,apenas para compor relatórios, não apresentando a confiabilidade necessáriapara servirem de base cartográfica.

Deve ser ressaltado que a planta da vila apresenta precisão cartográficaconfiável, pois foi gerada por levantamento topográfico, ao contrário do mapade risco, que utilizou como fonte uma restituição aerofotogramétrica. Os doismapas não estavam dotados de relações topológicas, e o mapa de risco pos-sui maior erro gráfico por ter sido elaborado em software não-específico paramapeamento. Contudo, no mapa de risco, a precisão topográfica não é fun-damental, pois a sua utilização é na elaboração de cartas temáticas para apoioa tomadas de decisão, ao contrário da planta da vila, que apóia a regulariza-ção de propriedade.

Um mapa elaborado com preocupação apenas estética, voltado para oresultado impresso, terá muitas restrições de uso em GIS. Para uso em GIS,os mapas devem ser topologicamente limpos, permitindo relações deposicionamento das entidades gráficas, tais como relações de conexão (liga-do a), adjacência (ao lado de) e continência (contém/contido). Assim, quan-do os mapas são associados a banco de dados, questões como onde, pertode, em qual sentido e direção podem ser solucionadas.

De acordo com Davis e Fonseca [DaFo99a]:

“O computador não consegue encontrar seu caminho em um mapanão-topológico. Um mapa feito em CAD pode parecer bom paraquem apenas olha, mas é a princípio um emaranhado de linhassem sentido para o computador. Para determinar um caminho óti-mo, ou qualquer caminho, o computador deve ter todos os tre-chos e conexões armazenados no seu banco de dados.”

O processo de limpeza topológica, devido aos problemas encontrados nabase, exigiu muita cautela, não sendo utilizados, muitas vezes, os recursosautomáticos do software MicroStation Geographics, para evitar que mudan-ças não previstas fossem realizadas no desenho.

A partir da realidade encontrada, verifica-se a necessidade de uma rotinacapaz de abarcar todas as etapas de elaboração de um GIS, para garantirmaior integridade dos dados e agilidade na execução de projetos degeoprocessamento. O procedimento justifica-se pelo grande tempo


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despendido na verificação e na correção das bases gráficas, por serem dequalidade duvidosa.

3.2 Erros mais Comuns e Critérios Básicos para Criação de BasesCartográficas

As vantagens do GIS são facilmente percebidas, contudo, o fascínio geradopor esses sistemas não deve ofuscar a necessidade de questionamentos sobre aqualidade do trabalho. A confiabilidade da saída das informações está direta-mente relacionada à entrada dos dados, por isso, eles devem ser criteriosamenteselecionados para garantir a qualidade do GIS. Um usuário de GIS deve conhe-cer possíveis fontes de erros incorporados ao projeto e estabelecer o erro máxi-mo admissível, uma vez que cada projeto requer seu próprio grau de precisão.

Rosa e Brito [RoBr96] consideram a divisão de erros em três grupos: erroscomuns, erros resultantes de variações naturais ou de medidas originais e errosde processamento.

• Erros comuns – São os mais fáceis de solucionar e estão relaciona-dos ao controle feito pelo usuário. Consistem basicamente na idadeda fonte dos dados (informações desatualizadas), na disformidadede informações sobre a área investigada (quando não há quantidadee qualidade de informações para toda a área) e nas escalas não-apro-priadas.

• Erros resultantes de variações naturais ou de medidas originais –Correspondem à acurácia das informações, em termos posicionais,conteúdo e variação de dados. Em termo posicional, refere-se à exa-tidão no posicionamento dos elementos mapeados submetidos aacréscimos de erro na digitalização de originais e também na exati-dão de formas e áreas de determinados fenômenos geográficos. Aacurácia de conteúdo refere-se aos atributos de dados, à especificaçãode unidades e de valores. A variação de erros nos dados pode ocor-rer desde a coleta em campo até a entrada e a manipulação nossoftwares.

• Erros de processamento – Consistem nos mais difíceis de detectar,por estarem associados às falhas do software ao manipular a infor-mação espacial. A identificação deste tipo de erro requer maior en-tendimento da estrutura do software, assim como das técnicas demanipulação das informações espaciais.

Para a formação de bases cartográficas confiáveis, devem ser definidos crité-rios cartográficos mínimos e procedimentos metodológicos, para possibilitar a(re)produção das atividades, a verificação das bases e a identificação de erros.Deve ser definida uma normalização para reduzir os erros gerados pela crescentevariedade de produtos provenientes de diversas fontes e possibilitar trocas de


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informações mais eficientes, além de garantir a qualidade dos produtos. Algunscritérios básicos para entrada e saída dos dados podem ser assim listados:

3.2.1 Cuidados na Entrada dos Dados

• Considerar a área de abrangência da realidade enfocada, na definiçãoda unidade de trabalho. Em grandes áreas, trabalha-se com quilôme-tros e em áreas menores, trabalha-se com metros ou centímetros.

• Definir a resolução do mapa com critérios cartográficos. De acordocom o Padrão de Exatidão Cartográfica – PEC, um mapa pode apre-sentar até 0.2mm de erro gráfico (de posicionamento), valorconvencionado como o limite da acuidade visual humana. Assim, emum mapa original com escala 1:10.000, o erro máximo admissívelserá de 2 metros. No processo de transformação dos mapas analógicosem digitais, seja por digitalização (tipo heads-down) ou por vetorização(tipo heads-up), erros são agregados aos de origem. Um mapa digitalterá, no máximo, a precisão do mapa que lhe deu origem; ainda assim,somente se o operador for experiente e os equipamentos forem dequalidade. Percebe-se que, na definição da resolução de trabalho nosoftware, deve ser considerada a escala do mapa original. Se na ori-gem já existe erro em metros, não haverá precisão de centímetros.

• Colocar os mapas em escala real, um para um, sendo qualquer medidaobtida no software a mesma da realidade. O detalhamento de um mapadigital está em função da escala do mapa de origem.

• Posicionar os mapas de acordo com algum sistema de projeçãocartográfica, para que a posição de qualquer ponto da superfície daterra possa ser estabelecida por um par de coordenadas. Nos trabalhosem escalas maiores (maior aproximação), a projeção UTM é a maisutilizada, por apresentar menores distorções da superfície. Em carto-grafia digital esta projeção traz grandes vantagens, uma vez que sebaseia no plano cartesiano, igualmente à área de trabalho dos softwaresde CAD. Assim, são facilmente realizadas medições precisas de dis-tâncias e de áreas.

• Referenciar em um mesmo Datum os mapas utilizados no projeto, paranão ocorrer incompatibilidades no posicionamento. Um Datum Hori-zontal consiste em um sistema de referência padrão de posições geo-gráficas (latitude e longitude ou coordenadas cartesianas) adotado poruma unidade territorial (região, país, etc.). Um mesmo ponto do terre-no terá diferentes valores de coordenadas quando referenciado a dife-rente Datum.

• Separar por níveis as entidades geográficas e/ou diferenciá-las porsimbologia, como cor, estilo e espessura de linhas.

• Manter contínuos elementos lineares somente até sua interseção comoutros, pois, em GIS, as informações associadas a banco de dados são


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armazenadas em cada segmento. É dessa forma que o mapa pode serconsiderado dotado de relações topológicas e as relações espaciaistornam-se possíveis de ser realizadas.

3.2.2 Cuidados na Saída dos Dados

• Indicar o hemisfério e o fuso UTM para estabelecer a localizaçãocorreta de pares de coordenadas na superfície da terra.

• Indicar o Leste (E) nas coordenadas X e o Norte (N) nas coordenadasY, posicionando-os nas extremidades da área mapeada, para evitardúvidas em interpretações realizadas por leigos.

• Citar as fontes dos mapas incorporados ao projeto e as respectivasescalas, para permitir ao usuário avaliar a confiabilidade das infor-mações e os resultados das análises espaciais.

• Definir, na saída do mapa, o tamanho de textos considerando o tama-nho mínimo estabelecido pela Associação Brasileira de Normas Téc-nicas – ABNT, convencionado como 1,5 mm.

• Elaborar os mapas temáticos considerando a distribuição e a correla-ção das variáveis do fenômeno. Não se deve apenas indicar a locali-zação dos fenômenos mapeados, mas também mostrar relações deordenação e classificação dos elementos.

• Gerar metadados que são dados sobre os dados. Consiste numa do-cumentação a respeito dos dados utilizados e os gerados em GIS.Para a criação de um banco de metadados, é essencial o balizamentoem algum padrão existente. No Brasil, pode ser citado como pionei-ro o padrão do Serviço Geológico do Brasil – CPRM .

4. DEFINIÇÕES DO PROJETO NO SOFTWARE MICROSTATIONGEOGRAPHICS

Na inserção de dados em um projeto de geoprocessamento deve-se, inicial-mente, definir quais os objetivos e o que se espera do GIS. A partir disso sãoescolhidos os elementos do sistema, suas apresentações e inter-relações. Os da-dos devem ser selecionados e generalizados a fim de se tornarem simples e inte-ligíveis, pois se trata de um modelo da realidade. Os modelos são simplificaçõesda realidade, que apreendem somente as características importantes aos objeti-vos do estudo. Analisar um fenômeno consiste em examinar cada parte de umtodo, decompor. Modelos consistem em partes do todo, criteriosamente escolhi-das para serem estudadas.

Uma mesma informação geográfica pode ser representada de maneiras dife-rentes, como por exemplo, uma cidade pode ser representada como um ponto oucomo uma área, dependendo de sua aplicação. Essas são algumas das abstrações


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das entidades reais para implementação em sistemas gerenciadores de dados. Oprocesso de abstração e simplificação é subjetivo, uma vez que é inerente à visãoque o usuário tem da realidade.

4.1 A Transposição dos Objetos do Mundo Real

O processo de transposição das entidades do mundo real e de suas inter-relações para o GIS deve ser criterioso, pois os resultados estão em função daentrada dos dados. Na organização, devem-se incorporar conceitos de localiza-ção, topologia, geometria e características espaciais, para definir a melhor repre-sentação de cada entidade geográfica.

O software de GIS utilizado no projeto, o MicroStation Geographics, traba-lha com associação entre dados gráficos e alfanuméricos, organizados em tabe-las. As tabelas de atributos são ligadas de maneira lógica, sendo os relaciona-mentos realizados desde que haja campos comuns entre elas.

Além de relações topológicas entre as entidades geográficas (relações de co-nexão, pertinência e adjacência), o Geographics trabalha com indexação espaci-al. Indexação espacial permite operações complexas que estabelecem quais ob-jetos estão contidos em uma dada região do espaço. No Geographics, o campoMSLINK, obrigatório para todas as tabelas que apresentam atributos associadosa desenhos, é a chave estrangeira para a ligação entre o dado gráfico e oalfanumérico. Quanto a consultas, o software utiliza a linguagem SQL (StructuredQuery Language), com uma ferramenta auxiliar para construção de consultas(Tool SQL Query Builder).

O software Geographics organiza as entidades geográficas em forma de ma-pas, categorias e feições. Feições são entidades geográficas (edificação, lote,quadra, setor de risco, etc.). Categorias significam uma maneira lógica de organi-zar feições. Mapas, de maneira geral, consistem em uma possibilidade de subdi-vidir a área em porções. Por exemplo, cada mapa pode ser uma parte do territóriocomo uma regional administrativa ou uma quadra. No projeto da Vila Peru, osmapas não foram definidos sob esta lógica, mas com base em subdivisõestemáticas. Em um projeto, inicialmente são definidas categorias e dentro dessassão definidos mapas e feições. Mapas e feições pertencem a categorias e a quan-tidade de cada um pode variar (Figura 4)

Figura 4 – Estrutura de criação de mapas, categorias e feições


CATEGORIAS

MAPAS FEIÇÕES

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No projeto foram definidos seis mapas vetoriais (Traçado Urbano, Risco,Poligonal, Superposição, Declividade, Hipsométrico, Curva de Nível) e doismapas matriciais (p-5151-1/1997, p-5151-1/1999) (Figura 5).

Figura 5 – Mapas incorporados ao Projeto

Foram também definidas seis categorias e 55 feições:

4.1.1 Categoria Poligonal

Na categoria Poligonal, encontram-se os limites que definem a vila (Figura6). A poligonal SE4 (Setor Especial 4) consiste no primeiro limite regulamenta-do definidor de favelas, incorporado ao zoneamento da cidade em 1985, deacordo com a Lei do Profavela, que apresenta a Legislação do Programa Muni-cipal de Regularização de Favelas. Antes do Profavela, não existia, no municí-pio, legislação específica para as favelas, destituídas dos direitos urbanos dacidade formal. A feição ZEIS foi definida na Lei de Uso e Ocupação do SoloUrbano de 1996. Uma nova poligonal ZEIS foi definida pelo Decreto nº 10.385,de 1º novembro de 2000, para a Vila Peru, mas esta linha não foi incorporadaao projeto piloto, pois as bases de dados gráfica e alfanumérica utilizadas tive-ram como referência a antiga poligonal.

Figura 6 – Categoria Poligonal e suas feições


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4.1.2 Categoria Risco

As feições pertencentes à categoria Risco foram obtidas do mapa de riscogeológico, elaborado pelo PGE da vila. A área do mapa é constituída pelapoligonal ZEIS de 1996 (Figura 7).

Figura 7 – Categoria Risco e suas feições

4.1.3 Categoria Superposição

O desenho que compõe a categoria superposição é proveniente de levan-tamento topográfico, realizado pela equipe de Regularização Fundiária daURBEL, e consiste no entorno imediato da vila (Figura 8).

Figura 8 – Categoria Superposição e suas feições

4.1.4 Categoria Topografia

As feições pertencentes à categoria Topografia (classes de declividade,hipsometria e curvas de nível) foram geradas por MDT, a partir de curvastopográficas com eqüidistância de um metro, restituídas em 1989, proveni-entes da PRODABEL (Figura 9). Os intervalos de declividade foram defini-


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dos considerando a viabilidade de ocupação urbana segundo a Lei Federal6.766/1979. Essa lei define como não-edificantes as áreas com declividadesuperior a 47%, e condiciona a laudos técnicos o parcelamento de áreas comdeclividade entre 30% e 47%.

A construção do MDT gera mapas tridimensionais. Contudo, os recursosde análise espacial do Geographics só se aplicam a desenhos em 2D, demodo que foi necessário transformá-los em bidimensionais para incorporá-los ao projeto, utilizando-se apenas os resultados planimétricos. O MDT foigerado no software Geopak Site.

Figura 9 – Categoria Topografia e suas feições

4.1.5 Categoria Traçado Urbano

As feições pertencentes à categoria Traçado Urbano foram provenientes delevantamento topográfico, realizado pela equipe de RF da URBEL (Figura10).

Figura 10 – Categoria Traçado Urbano e suas feições


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4.1.6 Categoria HMR

O nome HMR refere-se ao formato nativo de imagens do software Des-cartes. Os mapas matriciais consistem nas fotografias aéreas dos anos de1997 e 1999, realizadas pela empresa Vista Aérea (Figura 11). Essas fotossão corrigidas geometricamente, mas não apresentam o padrão de umaortofotocarta.

A fotografia de 1997 apresenta resolução espacial de 0.8m por pixel, e ade 1999 de 0.4m. As fotografias relativas aos anos de 1953, 1967 e 1989 nãoforam incorporadas ao projeto porque apresentam resolução de 1.8m, nãopermitindo boa identificação das entidades geográficas.

As fotografias foram posicionadas em coordenadas UTM, utilizando osoftware MicroStation Descartes. Para georreferenciar a fotografia de 1997,foi necessário aplicar pontos de controle para posicionar e corrigir geometri-camente a imagem, usando como base o desenho planimétrico da vila. Nafotografia de 1999, não foi necessário aplicar pontos de controle, pois foifornecida pela PRODABEL, já corrigida. O procedimento limitou-se à eleva-ção da origem da fotografia para a coordenada Y UTM correta.

Figura11– Categoria HMR e seus mapas

A maior parte das feições do projeto foi proveniente do levantamentotopográfico disponibilizado pela equipe de RF da URBEL. Como se trata delevantamento topográfico, a precisão definida no software MicroStation po-deria ser de milímetros. Optou-se por padronizar a precisão em centímetros,porque é a utilizada nos mapas digitais da empresa, e porque o projeto incor-pora mapas provindos de restituição aerofotogramétrica. A tabela 1 mostra asdefinições do projeto no software MicroStation Geographics para a Vila Peru.


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Tabela 1 – Definições do Projeto


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A maior parte das entidades foi apresentada como elementos abertos tipoboundary (limite), pois muitas primitivas gráficas representam mais de umaentidade, como por exemplo, em limites de lotes que coincidem com limitesde quadras: trata-se de uma primitiva gráfica com duas feições associadas(lotes e quadras) (Figura 12).

Figura12 – Exemplo de primitiva gráficaassociada a mais de uma feição

O objetivo é evitar a redundância de elementos no mapa. Essas entidadesgeográficas foram individualizadas por centróides na forma de texto.Centróide consiste no elemento gráfico que guarda os atributos do banco dedados da entidade que o envolve (Figura 13).

Figura13 – Centróides do tipo texto associados aobanco de dados, via coluna MSLINK


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As entidades geográficas utilizadas na elaboração de cartas temáticas foramtransformadas em elementos fechados tipo shape (superfície), condição neces-sária à ressimbolização temática. São exemplos dessa representação os lotes,as quadras, as edificações e as áreas de risco. Para isso foram incorporadas asfeições quadras_shapes, lotes_shapes e edificações_shapes. Aos elementosde tipo shape foram associados os atributos dos centróides (Figura 14).

Figura 14 – Associação de atributos de banco dedados aos elementos do tipo shape

A partir da compreensão da realidade alvo, surge a dificuldade de promo-ver a organização lógica do projeto, incluindo a definição de mapas, de cate-gorias e de feições. Somente assim criam-se condições para selecionar, priorizare organizar as entidades geográficas relevantes. Um projeto de GIS não éestático nem suas definições congeladas, mas sim constantemente revisto,com atualização, criação e/ou eliminação de categorias e feições. É com amanipulação do projeto que as falhas são identificadas, possibilitando as cor-reções e as complementações.

4.2 Associação dos Objetos aos seus Dados

Na associação dos elementos gráficos aos alfanuméricos surge a dificul-dade de definir as Unidades Territoriais de Integração – UTI. Nas entidadesgeográficas que possuem extensão territorial bem definidas – como lotes,quadras e edificações – o reconhecimento é imediato, o que não ocorre comos domicílios. De acordo com Manual de Cadastro Geral da URBEL [Urbe99],o domicílio é definido como “o local de moradia, com entrada independente,constituído por um ou mais cômodos”. Assim, a representação do domicílioem planta é tarefa de difícil execução, uma vez que, nos levantamentos topo-gráficos cadastrais, as edificações são as menores unidades representáveis.


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Tentativas de subdividir arbitrariamente as edificações em domicílios poderi-am resultar em distribuição espacial irreal.

No presente trabalho, utilizou-se o lote como UTI, pois hoje o lote é aunidade com os dados mais acessíveis. Para associar o lote ao banco de da-dos, foi necessário inserir o campo chave estrangeira MSLINK, preenchidocom valores compostos pela justaposição do número da quadra provisório,seguido do número do lote provisório. Foram utilizados os registros provisó-rios, pois o banco de dados ainda não contava com todos os números defini-tivos. Os centróides dos lotes, elementos de tipo texto, consistem nos códi-gos criados para essa entidade geográfica. No momento de estabelecer a li-gação entre as entidades gráficas e o banco de dados, foram identificadosalguns lotes sem registro (Figura 15). Esse fato representa erro na base dedados, pois se o cadastro é gerado por pesquisa censitária, todos os lotesdeveriam ser contemplados. Deve-se verificar se o erro foi na coleta do dadoem campo ou na incorporação ao banco de dados.

Figura 15 – Lotes sem registro em banco de dados


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Embora não seja possível representá-los graficamente, os domicílios cons-tituem uma Unidade de Integração Territorial fundamental para a elaboraçãode diagnósticos sociais, pois os dados cadastrais levantados referem-se a essaunidade. Para recuperação das informações de domicílios, uma solução é oagrupamento das ocorrências por edificação.

No banco de dados cadastrais da URBEL, não há dados sobre edificações,tais como tipologia, condições físicas, situação de saneamento, eletricidade,pois o objetivo é somente o registro de informações cadastrais, por lote oupor domicílio. Assim, se por um lado a edificação é uma unidade territorialgraficamente identificável, por outro ela constituirá somente uma agregaçãode dados dos domicílios.

Para usar a edificação como unidade, é necessário criar um código paracada uma, pois somente os domicílios apresentam selo cadastral definido.Sugere-se que o código da edificação associado ao centróide seja constituídopelo número da quadra, seguido do número do lote, seguido do número doendereço. Para associar a tabela edificação à tabela domicílio, é necessáriocriar nesta última um campo com o código da edificação, pois o MicroStationGeographics trabalha como modelo dual (estruturas de dados diferentes paradados gráficos e alfanuméricos).

Outra possibilidade de recuperação dos registros de domicílio é a criaçãode um símbolo gráfico para a entidade, que deve ser posicionado dentro daedificação. Contudo, a exatidão de posicionamento não será garantida, em-bora o erro espacial seja menor que na arbitragem de subdivisões da edificação.

No projeto piloto da Vila Peru, procurou-se, inicialmente, não alterar opadrão do banco de dados da empresa, o que nem sempre foi possível. Obanco de dados da URBEL é composto, basicamente, por seis tabelas: domi-cílio, lote, morador, proprietário da benfeitoria, proprietário de imóveis e pro-prietário de lotes. Foi necessário criar as tabelas risco (elaborada com base nomapa de risco do PGE), edificação e quadras. Em todas as tabelas que seriamassociadas ao desenho, foram criados os campos MSLINK (chave estrangei-ra) e MAPID (código do mapa que contém a entidade geográfica, associadaao banco de dados).

O esquema abaixo representa, de forma geral, a metodologia do projeto(Figura 16).


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Figura 16 – Metodologia do projeto

5. CRIAÇÃO DE MAPAS TEMÁTICOS POR ANÁLISETOPOLÓGICA E CONSULTAS AO BANCO DE DADOS

O GIS consiste em importante instrumento de análise e síntese, pois possi-bilita a manipulação de diversas informações, ambientais e sócio-organizativas.É dinâmico, pois promove o processamento seletivo e o cruzamento de in-formações espacializadas, efetuando diversas análises dos dados. Para pla-nejamento urbano, oferece mecanismos para planejar e gerenciar o uso e aocupação do espaço, obtendo resultados para tomada de decisões como emcorrelações das atividades econômicas, infra-estrutura e população. Um GISsignifica muito mais que a automação e o armazenamento de mapas em for-mato digital: é um sistema que visa fundamentalmente ao projeto e ao plane-jamento, buscando respostas para os problemas espaciais.

Um GIS permite a visão sistêmica, pois representa a realidade por algu-mas de suas partes e pelas relações entre elas. As entidades geográficas sãorepresentadas conforme seus atributos geométricos (localização, forma e ex-tensão), lógicos (qualificação taxonômica) e topológicos (relações com ou-tras entidades representadas). É pela associação dessas representações queuma determinada ocorrência e as correlações de variáveis são obtidas; o que,em última instância, consiste nas análises espaciais.


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De acordo com Davis [Davi00]:

“A análise espacial compreende um conjunto de técnicas dedicadas àorganização de entidades geográficas relacionadas a um determinadofenômeno ou variável que ocorre no espaço, descrevendo também osrelacionamentos espaciais entre fenômenos e variáveis distintos.”

Os objetos incorporados ao GIS consistem em partes da realidade abstra-ídas para obtenção de uma base de dados georreferenciada e dotada de rela-ções topológicas. Análises espaciais permitem consultas utilizando operado-res complexos, além de análises topológicas.

Exemplos de análises espaciais foram geradas a partir das seguintes ca-madas de informações:

• áreas com potencial de alto risco e alto-iminente segundo o mapade risco,

• áreas com mais de 47% de declividades,

• lotes em situação de risco segundo o levantamento cadastral,

• loteamentos aprovados.

O Mapa 01 é baseado no mapa de risco do PGE e contém uma classifica-ção de susceptibilidade de risco (alto-iminente, alto, médio-alto e médio).Percebe-se maior susceptibilidade no norte e no sul da vila.


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O mapa de declividades, gerado por MDT, apresenta as classes de 0% a 10%,10% a 20%, 20% a 30%, 30% a 47% e acima de 47%. Percebe-se altas declividadesem quase toda a vila, sendo mais acentuadas no norte-nordeste e sul-sudeste.

A correlação topológica entre potencial de risco (Mapa 01) e intervalos dedeclividades (Mapa 02) gerou o mapa de altíssimo potencial de risco (Mapa 03).Esse mapa relaciona as declividades acima de 47% com risco-iminente e alto-risco, mostrando os locais onde o solo não pode ser parcelado, segundo a LeiFederal 6.766, de 1979, salvo se atendidas as exigências especificadas por auto-ridades competentes.


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O Mapa 04 mostra a situação de risco, dos lotes, dada pelo levantamentocadastral

O Mapa 5 mostra a situação de titulação na vila. Comparando-o com osmapas 01, 02 e 03, percebe-se que a maior parte dos lotes titulados estão emcondições topográficas favoráveis.

A relação entre as áreas de altíssimo risco (Mapa 03), com lotes em situaçãode risco segundo o cadastro (Mapa 04) e lotes titulados (Mapa 05), mostraloteamentos aprovados em áreas onde as condições ambientais não são favo-ráveis e onde o solo não pode ser parcelado segundo a legislação. O resultadoé mostrado no Mapa 06.


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Diversas análises podem ser geradas, associando as informações do ban-co de dados às condições ambientais. Mostramos aqui apenas alguns exem-plos desse recurso do GIS.

6. PARA DEIXAR DE SER PILOTO

Pode-se considerar o GIS como modelo da realidade, pois nele incorpo-ram-se somente as variáveis essenciais e descartam-se as menos importantesà investigação. Tratando-se de modelo, objetiva, em última instância, a visãoholística da realidade. Contudo, as simplificações necessárias e as generali-zações realizadas devem ser criteriosamente definidas, para que não sejamignorados aspectos relevantes da realidade, invalidando as correlações pro-movidas.

Com o projeto piloto da Vila Peru, foram percorridas todas as fases deelaboração de um GIS: entrada, armazenamento, gerenciamento, análise emanipulação, saída e apresentação de dados. Porém, para a completa im-plantação de um GIS, são necessários grandes investimentos em termos dehardware, software e treinamento de pessoal. Ao se planejar a implantaçãode um GIS, devem ser considerados os custos de treinamento de pessoal,tarefa de médio e longo prazos, pois são sistemas de conceitos complexos ede lento aprendizado.

De acordo com Rosa e Brito [RoBr96], a seqüência para implantação deum GIS deve ser a seguinte:

• Identificação das necessidades do usuário: identificação das apli-cações que atendam ao universo de atuação da instituição.


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• Levantamento detalhado da instituição: nível de informatizaçãoe qualificação de pessoal.

• Detalhamento dos produtos necessários: precisão e qualidade dosdados, verificação da necessidade de ligação com banco de dados;

• Escolha do sistema de geoprocessamento: que comporte formatosvetorial e matricial, tenha bom desempenho, permita a integraçãode dados de diversas fontes e ligação com sistema de gerenciamentode banco de dados, viabilidade de custos e possibilidade de supor-te técnico pelo fornecedor do sistema.

• Execução de um projeto piloto: experimento para comprovar afuncionalidade do sistema.

• Implantação do sistema propriamente dito: operacionalização dosistema, execução dos serviços da primeira fase, baseados no proje-to piloto.

Com a elaboração do projeto piloto para a Vila Peru, pode-se considerar quefinalizou-se na URBEL, preliminarmente, a penúltima fase para implantaçãodo GIS. Contudo, para sua real implementação, etapas anteriores terão de serrevistas. Por exemplo, será necessário rever o banco de dados da empresa eincorporar outros dados que compõem as variáveis fundamentais para a visãosistêmica da realidade (como os dados ambientais e de infra-estrutura). Alémdisso, a concentração de esforços no sentido de criar uma equipe treinada éessencial para a implantação e a manutenção do Sistema de Informações Geo-gráficas na empresa.

KEYWORDSGIS – Spatial analysis – Urban planning

ABSTRACTThis paper aims to propose a pilot GIS project for URBEL (Urbanization Companyof Belo Horizonte) to be applied in town planning. For this purpose, São Fran-cisco das Chagas Slum, widely known as Peru Slum, located at the northwestregion of Belo Horizonte is used as an example. The selection of this particularslum is related to the existence of essential data for the system development, suchas: topographical data, database and a global plan. The software MicroStationGeographics J and Microsoft Access 2.0 were chosen because they are the productsused at the company. The steps on GIS development are analyzed, discussing thedata sources and the advantages brought by the system. The data modeling isalso verified, by the execution of topological and spatial analysis.


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