Recursos Gráficos Computacionais Aplicados ao - PEU

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
ESCOLA POLITÉCNICA
CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA URBANA
GUILHERME CORRÊA DE OLIVEIRA
RECURSOS GRÁFICOS COMPUTACIONAIS
APLICADOS AO ESTUDO DAS CIDADES
Rio de Janeiro
2008
1
GUILHERME CORRÊA DE OLIVEIRA
RECURSOS GRÁFICOS COMPUTACIONAIS
APLICADOS AO ESTUDO DAS CIDADES
Trabalho de Conclusão apresentado ao CURSO DE
ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA URBANA, como parte
dos requisitos necessários à obtenção do título de Especialista
em Engenharia Urbana.
Rio de Janeiro
2008
2
Ficha Catalográfica
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Escola Politécnica. Curso de
Especialização em Engenharia Urbana
Tema a ser abordador por Guilherme Corrêa de Oliveira – Rio de Janeiro,
2008
Nº de páginas 69. Trabalho de Conclusão – 2008
1. Recursos Gráficos Computacionais Aplicados ao estudo das Cidades.
3
GUILHERME CORRÊA DE OLIVEIRA
RECURSOS GRÁFICOS COMPUTACIONAIS
APLICADOS AO ESTUDO DAS CIDADES.
Rio de Janeiro, 05 de dezembro de 2008.
Fernando Rodrigues Lima (D.Sc.), DEG/POLI/UFRJ
Nome do Professor Orientador, Titulação, Instituição
Angela Maria Gabriella Rossi (D.Sc.) DEG/POLI/UFRJ
Coordenação Geral, Titulação, Instituição
Rosane Martins Alves (D.Sc.) DEG/POLI/UFRJ
Coordenação Adjunta, Titulação, Instituição
4
“A gente encontra o próprio estilo, quando não consegue
fazer as coisas de outra maneira". (Paul Klee, pintor
sueco)
5
SUMÁRIO
Resumo/ Abstract .................................................................................................. 8
Introdução ................................................................................................................. 9
Capítulo I - O histórico da computação ....................................................................10
1.1 - Evolução histórica e perspectivas da computação
1.2 - Software e hardware
1.3 - Computação Gráfica
1.4 - Internet
Capítulo II – Classificação de Recursos Gráficos Computacionais aplicados ao
estudo das cidades .............................................................................. 13
2.1 - Parâmetros geométricos
2.1.1 - Modelos bidimensionais
2.1.2 - Modelos tridimensionais
2.1.3 - Modelos 2D ou 3D contendo dados tabulares
2.2 – Tipos de imagem
2.2.1 - Raster - Bitmap
2.2.2 - Vetorial
2.2.3 - Imagem em movimento - vídeo ou animação
2.3 - Apresentação e disponibilidade de equipamentos
2.3.1 – Plotagem
2.3.2 – Projeções – apresentação multimídia
2.3.3 – Realidade Virtual, simuladores
2.3.3.1 – Realidade aumetada
Capítulo III – Descrição e exemplificação dessas classificações ............................ 20
3.1 – Conceitos e desenvolvimento do modelo virtual
3.1.1 – Levantamento do território, Sensoriamento Remoto
3.1.2 – Opção por softwares e tecnologia
3.1.3 – Construção de modelos tridimensionais
3.2 – Apresentação do projeto
3.2.1 – Tema
3.2.2 – Dimensões, Override
3.2.3 – Representação
3.3 – Gestão e Planejamento Urbano
3.3.1 – Interface de dados
3.3.2 – Geoprocessamento
3.3.3 – Suporte Gráfico Digital para tomada de decisões
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Capítulo IV – Estatuto da Cidade e Plano Diretor Participativo, demandas por
Computação Gráfica aplicada ............................................................ 41
4.1 – Origem das aplicações:
4.1.1 – Diretrizes gerais do Estatuto da Cidade, Art. 1º e Art. 4º
4.1.2 – Do Parcelamento, Edificação ou Utilização Compulsórios, Art. 5º
do Estatuto das Cidades
4.2 – Exemplos de aplicações práticas
4.2.1 - Parte I – Princípios e diretrizes para elaborar e revisar os
Planos Diretores municipais
4.2.1.1 - 1ª etapa: leituras técnicas e comunitárias
Mapas do município
4.2.2 - Parte II – Alguns dos Temas Selecionados
tema 3 - Plano diretor e reabilitação de áreas centrais e sítios
históricos
tema 8 - Plano Diretor, transporte e mobilidade
Capítulo V – Referências às instituições ou grupos ................................................ 45
5.1 - CASA – Centre for Advanced Spatial Analysis - University College
London
5.2 - Caverna Digital / LSI-USP, Laboratório de Sistemas Integráveis
5.3 - Centre for Advanced Studies in Architecture – School of Architecture
and Civil Engineering, University of Bath
5.4 - Laboratório de Métodos Computacionais em Engenharia –
Lamce/GRVa, – Grupo de Realidade Virtual Aplicada, UFRJ.
5.5 - UFSC - Departamento de Engenharia Civil, Lab. de Fotogrametria,
Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento e
Universidade de Karlsruhe - Alemanha
Instituto de Fotogrametria e Sensoriamento Remoto
Capítulo VI – Evolução da aplicação dos Recursos Gráficos Computacionais ....... 49
6.1 - Desenvolvimento tecnológico e expectativas para o futuro
Capítulo VII – Considerações finais ........................................................................ 50
Bibliografia – ........................................................................................................... 51
ANEXO - Fichas Técnicas ........................................................................................ 52
7
RESUMO
O avanço tecnológico aliado à percepção humana nos permite reconhecer a cidade
numa ótica transformadora na qual a complexidade urbana possa ser destrinchada e
compreendida através de modelos virtuais. O uso da computação gráfica no
planejamento das cidades será abordado em etapas. Por se tratar de algo novo, o
trabalho contará com um breve histórico da computação, alguns conceitos de
informática, classificação de imagens, descrição dessas classificações através de
uma abordagem prática, como a construção de um modelo virtual, por exemplo.
Referências bibliográficas, alguns centros de pesquisas avançadas, as demandas
por computação gráfica que as leis vigentes apresentam e ainda, um breve
prognóstico para o futuro serão citadas.
Arquitetos e Urbanistas, Engenheiros, Geógrafos, Paisagistas são exemplos de
profissionais que utilizam mapas digitalizados, maquetes eletrônicas, fotogrametria,
Realidade Virtual e parametrização de objetos tridimensionais entre outros recursos.
Organizando todos esses dados e desenvolvendo um modelo virtual de uma cidade,
esse material será intrigante para análise, planejamento e controle do ambiente
urbano. Essa tecnologia também poderá ser utilizada para troca de informações à
distância, com baixo custo via Internet. Outros principais usuários são governantes,
gestores do espaço urbano, grandes companhias de engenharia e pesquisadores.
ABSTRACT
Technological advances combined with the human perception allows us to recognize
the city in which the transforming optical where the urban complexity could be
disclosure and understood through virtual models. The use of graphics computer in
the planning of cities will be approached in stages. Because this is a new approach,
the work will have a brief history of computing, some concepts of data, classification
of images, description of these classifications through a practical approach, as the
construction of a virtual model, for example. Bibliographic references, some centers
of advanced research, demands for graphics computer that current laws presents
and
a
brief
prognosis
for
the
future
will
be
cited.
Architects and urban planners, Engineers, Geographers, landscaping are examples
of professionals that use digital maps, electronic mockups, photogrammetry, among
other features such as Virtual Reality or parameterization of three-dimensional
objects. Organizing all that data and developing a virtual model of a city, this material
will be intriguing for analysis, planning and control of the urban environment. This
technology can also be used for exchange of information remotely, with low cost via
Internet. Other main users are government officials, managers of urban space, large
engineering companies and researches.
8
INTRODUÇÃO
Estudos avançados em Engenharia Urbana demonstram que mapas, bases
cartográficas digitais, imagens de satélite, banco de dados de informações
georeferenciadas, fazem parte do aparato tecnológico utilizado no reconhecimento
de cidades, favorecendo a percepção do espaço, seja ele construído ou projetado e,
auxiliando especialistas no planejamento urbano.
A Computação Gráfica como ferramenta de visualização facilita a
compreensão da complexidade das dimensões e limites urbanos, bem como no
controle de fenômenos naturais como cheias e queimadas, de maneira a tentar
localizar e mitigar possíveis acidentes, através da troca de informações a distância e
visualização de satélite, entre outros.
Os sistemas de transito e transportes urbanos também tem sua malha viária
representada nos mapas (sistemas CAD, GIS...) e visualizadas em browsers de
navegadores via Internet, com uso de programas específicos como Google Earth,
por exemplo, que simulam um percurso no planeta.
O campo multidisciplinar da Engenharia Urbana representa a cidade muitas
vezes através de modelos computacionais e é o que está em discurso nesta
monografia. No decorrer do trabalho serão mencionados alguns autores e centros de
pesquisas avançadas que demonstram aplicações de recursos gráficos
computacionais aplicados ao estudo das cidades. Cito também o caso da cidade de
Bath que foi reproduzida virtualmente no computador. Fundamentando também esta
monografia será observado no Estatuto da Cidade e Plano Diretor Participativo a
demanda por computação gráfica. E finalmente algumas expectativas para o futuro.
O trabalho tem por objetivo desenvolver uma interface comum entre as
diversas disciplinas estudadas no curso de Engenharia Urbana através do
reconhecimento do uso do computador como ferramenta integrada ao planejamento
urbano. Sendo assim, será feita uma pequena retrospectiva, desde a origem do
computador, passando pela Internet e onde podemos chegar com todo esse avanço
tecnológico no campo das engenharias, arquitetura, urbanismo, software e
equipamentos.
No decorrer do texto aparecerão algumas imagens ilustrativas para facilitar a
compreensão do tema em questão. Os recursos gráficos computacionais aplicados
ao estudo das cidades devem ser estudados e praticados constantemente nas
diferentes disciplinas, para que o usuário se mantenha atualizado e desenvolva um
domínio da tecnologia. Assim atuará como um engenheiro urbano que tem ao seu
alcance, ferramentas computacionais para organização de seus estudos e simulação
de ambientes virtuais para representar a cidade. O uso desses recursos vem se
mostrando como um excelente aplicativo para planejamento e gestão do espaço
urbano.
9
Capítulo I - O Histórico da Computação
Fonte: Internet – STONEHENGE
Alguns pesquisadores consideram STONEHENGE o 1º computador feito pelo
homem. Trata-se de monumento paleolítico constituído de menires de 3 a 6 metros
de altura (cerca 2 600 a.C. - 1 700 a.C.) Situado na planície de Salisbury, na GrãBretanha (LAGES 1998).
Em 1960 um astrônomo americano (utilizando um computador!) Mostrou que se
tratava de um dispositivo capaz de prever as eclipses da lua, pelo alinhamento de
pedras em covas em torno da parte central do monumento.
1.1 - Evolução histórica e perspectivas da computação
Neste capítulo destaca-se:
- Uma visão geral da evolução da Computação através dos tempos, mostrando o
esforço do homem para resolver seus problemas de cálculos de forma rápida e
eficiente.
- Apresentar exemplos dentro da vasta gama de aplicações do computador nos dias
de hoje.
- Discutir o impacto da automação e da informática na sociedade, hoje e no futuro.
Os pontos mais relevantes na evolução da capacidade do homem para o
desenvolvimento do ferramental que resultou nos computadores de hoje. Para isso,
é mostrado (Introdução a Ciência da Computação Guimarães/Lages): como
apareceu o conceito de número; os primeiros métodos de cálculo (utilização dos
dedos, o ábaco); os auxílios manuais nos cálculos escritos (o método árabe, os
logarítimos); os auxílios mecânicos para cálculos (a máquina de Pascal, os ossos
Napier, a régua de cálculo); auxílios mecânicos automáticos (máquina das
diferenças, calculadoras mecânicas); automatismo completo (máquina analítica,
máquinas tabuladoras); os primeiros computadores (MARK I, EDVAC, ENIAC etc).
Destacam-se os nomes de Pascal, Napier, Leibnitz, Jacquard, Babbage, Aiken, Von
Neumann e vários outros que contribuíram de maneira significante para todo este
desenvolvimento.
O rápido desenvolvimento da microeletrônica, permitindo a criação de computadores
cada vez mais poderosos e a uns custos decrescentes, aliados ao avanço das
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telecomunicações, trouxe a chamada sociedade informatizada, da qual somos
contemporâneos.
Em 1946 entrou em funcionamento o primeiro computador digital eletrônico
chamado ENIAC (Eletronic Numerical Integrator and Calculator). Ele possuía 19 000
válvulas, 1 500 relés, diversos resistores, capacitores, indutores, consumindo cerca
de 200 quilowatts de potência. Sua memória podia registrar até 20 números de 10
dígitos cada um.
ENIAC (Eletronic Numerical Integrator and Calculator)
Fonte: Internet – ENIAC
Fonte: Internet - ENIAC
1.2 - SOFTWARE X HARDWARE
SOFTWARE – Neologismo da língua inglesa criado para se contrapor à palavra
hardware. Deve ser entendido como o conjunto de programas que se escreve para o
computador.
HARDWARE – Conjunto de componentes mecânicos elétricos e eletrônicos com os
quais são construídos os computadores e equipamentos periféricos de computação.
Os Softwares são aplicativos ou programas de computador, sistemas desenvolvidos
por profissionais específicos (programadores, analista de sistemas, engenheiro de
sistemas, de telecomunicações...), eles apresentam interface diferenciada, por vezes
recursos de interface interativa, ou semelhante. Onde seremos apenas usuários
destes programas.
O conjunto de instruções a ser executado pelo computador é o que é chamado
PROGRAMA.
Programar um computador é escrever o conjunto de instruções necessárias para
executar uma ou mais funções de modo a atingir um determinado objetivo. É através
do programa que são selecionados os recursos do computador a serem utilizados.
Um programa deve ser finito, ou seja, a execução das instruções deve sempre
terminar e a instrução “PARE” deve ser sempre a última a ser executada.
1.3 - A Computação Gráfica (C.G.)
A computação gráfica é exatamente isso – gráficos. É uma representação 2D de
uma cena 3D criada para evocar uma resposta emocional provocada no observador.
Através dos séculos, inúmeros recursos foram introduzidos no sentido de determinar
o que torna os gráficos eficientes em muitas disciplinas, de desenhos primitivos em
cavernas a ilustrações e pintura, fotográfica e cinema, e, agora, computação gráfica
11
3D. A parte 3D dos gráficos tridimensionais é evidente apenas durante a fase de
desenvolvimento. O resultado, exceto em raríssimos métodos de visualização 3D, é
eventualmente apresentado como uma imagem 2D estática ou móvel. Você também
precisa conhecer os princípios do que foi aceito, ou, pelo menos, anunciado como
bom design ao longo dos anos e aplicar esses mesmos princípios em seu
desenvolvimento de cenas 3D.
A boa arte normalmente envolve modificar as regras estabelecidas para produzir
algo que faça com que o observador se interesse logo à primeira vista. Essa é a
resposta emocional que você deve se esforçar para obter. Entretanto, você não
pode alterar as regras antes de saber quais são elas.
1.4 - Rede de computadores - Internet
Após a 2ª Guerra Mundial, no período da Guerra Fria, na década de 70 o Pentágono
(EUA) idealiza um sistema de informações em rede, onde pudesse descentralizar
um provável alvo para o bloco socialista, sendo assim com a destruição de uma
base, as informações poderiam ser acessadas de outro núcleo.
Essa idéia de comunicação a distancia via computador se concretiza. Um mundo de
possibilidades, é assim reconhecida a Internet atualmente. Através da rede podemos
acessar dados, participar de videoconferências, trocar informações, expor o próprio
trabalho, enfim, utilizar esse veículo digital a nosso favor.
Em geral todos temos um endereço digital (e-mail), através deste trocam-se
mensagens, que poderão conter anexos como: imagens, vídeos, fotos, qualquer tipo
de arquivo digital. Muitos utilizam e-mail para fins profissionais, no entanto, se existir
a possibilidade de expor mais o negocio, um escritório por exemplo, deve-se lançar
mão de uma home page (pagina na Internet) ou um site (pagina interativa, com links
de acesso a outros sites), com material do próprio escritório como portifólio, textos
explicativos, animações, enfim o que se puder oferecer de fácil compreensão,
explorando bastante a publicidade, já que estamos conectados ao resto do mundo.
Sendo assim podemos consultar também catálogos de fornecedores, fazer compras
pela Internet, consultar imagens de satélite, pesquisar o que quiser. A Internet
também pode substituir o telefone, através de programas como Skype e MSN por
exemplo. Com webcam (câmera pra Internet) nos vemos e nos comunicamos com
outras pessoas em diversos lugares do planeta pelo preço de uma ligação local de
telefone fixo e mais algumas pequenas taxas. A Internet é via satélite e chega em
nossa casa ou em nosso escritório de algumas maneiras: a cabo, sinal de radio, via
rede telefônica, pelo celular.
Existe o sistema de Rede sem fio o chamado Wireless, equipamentos deste tipo são
instalados com freqüência em shopping center, é só parar um notebook (computador
portátil) que possua determinada placa de rede, próximo a essas caixinhas que
podemos acessar a Internet sem plugar nem um fio. Este sistema Wireless vem
sendo muito utilizado só que a diferença da Rede com fio é a perda de dados e
conseqüentemente menor segurança na transmissão.
O fluxo de usuários na rede mundial de computadores pode fazer a conexão ficar
mais lenta, o que também interfere é o tipo de conexão, se é banda larga ou não e o
lugar onde se acessa. Por exemplo, se estiver numa loja com vários computadores
(lan house) pode ocorrer de só um PC (personal computer) ter acesso direto a
Internet e os demais irão acessar através do primeiro, sendo assim, a conexão vai
se dividindo e conseqüentemente diminuirá a velocidade da conexão inicial. É claro
que muitas vezes não percebemos estas variantes de velocidade, mas é importante
12
lembrar que os arquivos que transmitimos na rede têm um tamanho (120 kb, 1Mb,
85 Kb...) então para determinado download (baixar arquivos) um arquivo muito
grande pode demorar muito, é necessário ter uma Internet de no mínimo 300 kbps,
uma banda larga comum. Este aparato tecnológico está sempre em
desenvolvimento e é preciso saber usá-lo. Existem os riscos na Internet, os vírus,
aproveitadores e falsários.
Capítulo II - Classificação de Recursos Gráficos Computacionais aplicados ao
estudo das cidades
Visando facilitar a compreensão do uso da C.G. nos estudos urbanos, podemos
classificar os recursos aplicados segundo algumas características dos modelos
virtuais. Seja por afinidade de padrões gráficos, interatividade entre softwares, ou
mesmo fatores geométricos por definição, fazem com que estes se agrupem em
categorias que possam ser estudadas separadamente. O que não quer dizer que
não possuam características em comum.
2.1 - Parâmetros geométricos
2.1.1 - Modelos bidimensionais
São aqueles cujos elementos estão
dispostos num plano, ou seja, usando
apenas dois eixos coordenados (x,y).
Estão entre eles as plantas técnicas,
mapas cartográficos, desenhos que
contenham shapes, como linha, arco,
círculo, algum desses elementos de
duas dimensões que por ventura
venham servir como objetos que
representem elementos da cidade,
como por exemplo: sistema viário,
projeções de edificações, limites de uso
e parcelamento do solo, marcação de
lotes, logradouros públicos entre outros.
Com esses modelos bidimensionais é
que representamos à maioria de nossos
mapas digitais e plantas técnicas.
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2.1.2 - Modelos tridimensionais
Nesse ambiente estamos falando de
espaço, agora são três eixos
coordenados
(x,y,z).
Primitivas
geométricas básicas como cubo,
esfera, cilindro podem ser editadas e
se
transformarem
em
modelos
semelhantes à realidade. A perspectiva
da rua com o uso de simuladores
tridimensionais poderá ser vista de
diferentes ângulos e, em diferentes
situações, como por exemplo, a
inserção de edificações projetadas na
paisagem existente. Esses modelos
podem ser compreendidos em grande
parte através das maquetes eletrônicas
ou em aplicações de Fotogametria
Arquitetural Digital.
Praia de Ipanema – Rio de Janeiro.
2.1.3 - Modelos 2D ou 3D contendo dados tabulares
O conceito de mapa digital possibilita
um olhar sobre nosso território
representado agora integrando arquivos
gráficos com arquivos de dados. Estes
últimos podem ser entendidos como
aqueles que carregam também outros
arquivos. Como dbase, SQL, shapes
(linhas, polígonos).
Imagine uma tela onde uma região, um
ponto
geográfico,
possa
ser
reconhecida.
Agora
amplie
você
começará a enxergar mais detalhes e
informações
agregadas.
Dados
tabulares vindos dos sensos, por
exemplo, servirão para gerar um mapa
com manchas ou nuanças de cores que
serão identificadas na legenda.
Mapas georreferenciados no software GeoMedia, da
Intergraph
Como exemplo, mapear número de escolas numa determinada localidade de
acordo com a faixa etária e grau de escolaridade. Através desses dados o
computador com uso de determinados programas, se é capaz de desenhar um
mapa, distribuindo pontos no modelo gerado, de modo que espacialize esses
dados numa plataforma raster. A combinação de cores de cada pixel da imagem
deverá ser representada na legenda para esclarecer a leitura do mapa.
Um ambiente 3D contendo informações externas num simples toque do mouse, se
torna uma maneira de se estudar a cidade a partir de uma nova perspectiva em
relação aos mapas antigos feitos a mão mais simples que continham menos
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informação, sem contar o tempo para desenhá-los. Com o computador em pouco
tempo se é capaz de construir mapas, fazer simulações, imprimir em milhares de
cores.
Uma varredura que o computador faz, é mais precisa que a nossa que fazemos a
olho nu. Desta forma, localizar informações no mapa fica mais fácil. Chegamos ao
ponto de traçarmos uma reta em cima de um mapa que servirá para localizar os
dados tabulares que contem informações do gênero, se tem poste de iluminação
publica, se há instituições financeiras, número de pavimentos de residências, entre
outras. Essa técnica de utilização por mapas serão estudadas através do
Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento no próximo capítulo.
2.2 – Tipos de imagem
Em computação gráfica pode-se classificar uma imagem, em relação à sua origem,
de duas formas distintas: Desenho vetorial, que se baseia em vetores matemáticos;
Raster, que não é mais que a descrição da cor de cada pixel. As imagens em
movimento caracteriza um vídeo, uma animação, passeios virtuais em 3D.
2.2.1 - Imagem Raster
Imagens raster (ou bitmap, que significa mapa de bits em inglês) são imagens que
contém a descrição de cada pixel, em oposição aos gráficos vetoriais.
O tratamento de imagens deste tipo requer ferramentas especializadas, geralmente
utilizadas em fotografia, pois envolvem cálculos muito complexos, como
interpolação, álgebra matricial, etc.
Um bitmap pode ser preto-e-branco ou colorido. Há um padrão chamado RGB, do
inglês Red, Green, Blue, que utiliza três números inteiros para representar cada
uma das cores primárias, vermelho, verde e azul.
Necessidade de compactação:
A cada ponto da imagem exibida na tela ou papel corresponde um pixel desta
grade, de forma que a maioria das imagens requer um número muito grande de
pixels para ser representada completamente. Por exemplo, uma imagem comum
de 800 pixels de largura por 600 de altura necessita de 3 bytes para representar
cada pixel (um para cada cor primária RGB) e mais 54 bytes de cabeçalho. Isso
totaliza 1.440.054 bytes. Embora a representação de imagens na memória RAM
seja feita geralmente em bitmaps, quando se fala em um grande número de
imagens armazenadas em discos magnéticos e transmissão de dados via redes
surge a necessidade de compressão desses arquivos, para reduzir o espaço
ocupado e o tempo de transmissão.
A compactação de dados pode ser com perda ou sem perda. Os principais
formatos adotados para a compressão de dados na internet são o Compuserve
GIF, o JPG, ou JPEG, e o mais atual e livre o PNG.
15
Guilherme Corrêa
Exemplo ampliado de um bitmap em
comparação a um gráfico vetorial.
2.2.2 - Imagem Vetorial
Em computação gráfica, imagem vetorial
é um tipo de imagem gerada a partir de
descrições geométricas de formas,
diferente das imagens chamadas mapa
de bits, que são geradas a partir de
pontos minúsculos diferenciados por
suas cores. Uma imagem vetorial
normalmente é composta por curvas,
elipses, polígonos, texto, entre outros
elementos, isto é, utilizam vetores
matemáticos para sua descrição. Em um
trecho de desenho sólido, de uma cor
apenas, um programa vetorial apenas
repete o padrão, não tendo que
armazenar dados para cada pixel.
Rio Atlas
As Curvas de Bézier são usadas para a manipulação dos pontos de um desenho.
Cada linha descrita em um desenho vetorial possui nós, e cada nó possui alças
para manipular o segmento de reta ligado a ele.
Por serem baseados em vetores, esses gráficos geralmente são mais leves
(ocupam menos espaço em mídias de armazenamento) e não perdem qualidade ao
serem ampliados, já que as funções matemáticas adequam-se facilmente à escala,
o que não ocorre com gráficos raster que utilizazam métodos de interpolação na
tentativa de preservar a qualidade. Outra vantagem do desenho vetorial é a
possibilidade de isolar objetos e zonas, tratando-as independentemente.
Existe um tipo especial de imagem, gerada por computador, que mistura os
conceitos de ambos tipos: o cálculo matemático (escalável por natureza) e imagem
raster: as imagens fractais.
Formatos comuns de imagem vetorial:
- DWG, arquivo de AutoCAD
- SVG Padrão para gráficos vetoriais recomendado pela W3C
- CDR, formato proprietário da Corel®
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- AI, formato Adobe Ilustrator
- EPS
- CMX
- WMF Windows Meta File (Meta-arquivo do Windows)
2.2.3 - Vídeo ou animação - Imagem em movimento
O que caracteriza uma animação são
imagens em movimento, que é sem
dúvida um recurso diferenciado, pois
permite ao observador simular um
percurso em 3D ao longo da cidade.
O conceito de quadro-chave é usado na
maioria dos programas utilizados para
fazer animações virtuais. Esse termo é
derivado da animação tradicional, em
que um artista mestre desenhava
quadros-chave de personagens para
Ps3 Game
indicar várias poses durante o
movimento.
Os artistas auxiliares, então, traçavam etapas intermediárias sobre os desenhos de
quadro-chave no acetato ou filme para mudar o personagem de uma pose para a
seguinte. Quando o acetato era fotografado e reproduzido em seqüência, o
personagem ganhava vida em uma animação.
Os programas de modelagem tridimensional utilizam um processo de criação
semelhante. Você o artista mestre, posiciona objetos e personagens em pontos no
tempo para gerar uma chave, registrando essa posição ou definição. O software o
artista auxiliar, preenche os quadros intermediários para gerar uma animação que
é reproduzida harmoniosamente.
A precisão matemática dos softwares, como por exemplo 3dsmax, não é
necessariamente um conceito, mas causa tanta confusão entre novos usuários que
vale a pena discuti-la em trecho sobre conceitos.
Primeiro, um pouco de conhecimento. Os softwares de CAD e outros programas
escritos principalmente para modelagem são considerados programas matemáticos
de precisão dupla. Ou seja, todos os cálculos internos são avaliados com precisão
de 64 casa decimais. Isso permite que o software forneça detalhe preciso em
cenas, variando de extremamente grandes, como o planeta Terra, a muito
pequenas, como peças eletrônicas microscopias, com os recursos disponíveis em
PCs e estações de trabalho comuns atualmente.
Em uma cena típica do 3dsmax por exemplo, uma grande parte dos recursos de
computador precisa ser usada em cálculos como bitmaps de alta resolução, efeitos
de sombra e iluminação, mapeamento bump e reflexos. A fim de liberar recursos
suficientes para realizar essas tarefas de forma suficientemente rápida para ser
compensador, os projetistas de software têm usado matemática de precisão
simples – cálculos internos de 32 casas decimais.
Embora 32 casa decimais possa parecer mais do que você jamais precisaria,
objetos muito grandes e muito pequenos usam a maioria das casa decimais
disponíveis e erros de arredondamento começam a se manifestar rapidamente.
Cena típicas em que você poderia experimentar os efeitos negativos de dispor de
apenas 32 casas decimais incluem os seguintes:
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Cenas grandes – vistas de cidade e paisagem que abrangem mais do que três
quilômetros quadrados.
Cena com objetos grandes e pequenos – um grande edifício com áreas de detalhe
menores do que cinco centímetros.
Cenas com objetos longe da origem do workspace – objetos com coordenadas
absolutas de ponto-pivô nas centenas ou milhares de unidades.
Existem várias soluções para cada situação, mas aumentar ou diminuir a escala do
objeto em um fator de 10 ou 100, desmembrando uma única cena em cenas de
baixo detalhe e cenas de alto detalhe e mover toda a cena para perto da origem do
workspace são soluções possíveis para a lista de problemas acima.
O objetivo desses comentários acima não é tanto lhe ensinar conceitos específicos,
mas torná-los consciente dos muitos aspectos da arte e dos gráficos 3D que,
tradicionalmente, provaram melhorar a experiência do observador.
2.3 - Apresentação e disponibilidade de equipamentos
2.3.1 - Plotagem
São impressões em grande formato. As
plotagens pode ser de dois principais tipos:
com figuras (bitmaps), ou só com vetores
como o caso do AutoCAD. Esse aspecto
influencia no valor da impressão, seja através
dos gastos com cartuchos ou com uso de
papéis especiais.
Podemos diferenciar uma impressão também
de acordo com o equipamento, se é a lazer,
jato de tinta ou matricial.
A plotagem poderá ser em papel comum, em
diferentes formatos A4, A3, A2... ótimas para
apresentação de plantas. Em adesivo, em
lona, backlight, em fim diversas aplicações. É
importante levar em consideração o suporte
que servirá para fixação dessa plotagem. Esse
material poderá facilitar a apresentação com
menos deterioração do conteúdo no manuseio
e despertar sensações diversas.
Guilherme Corrêa
Definindo o tipo de plotagem e sua aplicação, é necessário pensar que o desenho
impresso pode perder qualidade em relação à tela do computador e, mais ainda
saber mostrar as informações claramente. Preparar o desenho para impressão de
maneira que o observador entenda a mensagem transmitida, seja ela através de
desenhos, fotomontagem, ou textos, por exemplo. No computador é possível dar
um zoon (lente) que permitirá visualizar pequenos detalhes, já não vistos no
desenho impresso com tanta facilidade.
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2.3.2 - Projeções – apresentações multimídia
Apresentar estudos sobre a cidade com a
utilização de recursos digitais, pode despertar
emoções semelhantes as do mundo real. Ouvir
o barulho das ruas, enxergar as luzes dos
letreiros, cruzar com pessoas são possibilidades
oferecidas ao se usar e abusar de ferramentas
computacionais. As projeções podem ser
entendidas como a visualização das cidades em
um telão, que aparecerá as imagens da tela de
seu computador ou de DVD, normalmente.
Datashow é o nome como é conhecido o
equipamento capaz de projetar a imagem do Second Life
computador.
Esse recurso pode ser utilizado em apresentações de projeto em um auditório com
equipamento de som, por exemplo. O tamanho reduzido no PC ou notebook
dificulta a apresentação dos ambientes virtuais para várias pessoas ao mesmo
tempo a não ser se cada uma tiver conectado seu computador na internet. A
apresentação multimídia envolve o conjunto dos recursos gráficos computacionais
buscando transmitir realismo ou passar a mensagem com clareza. Podemos ter
apresentações de slides (uma figura de cada vez), filmes, clips, textos seguido de
imagens, animações, etc.
Analogicamente a estudo das cidades, os mapas poderão ser vistos em slides, a
volumetria dos edifícios poderá ser visualizada como animação 3D, dados
estatísticos demonstrado em gráficos, sistemas de redes de infra-estrutura urbana
gerados em plataforma CAD ou programas de modelagem virtual, ocupação
desordenada catalogada em banco de dados e mapas georeferenciados, entre
outros. Multimídia por que são varias maneiras de se desenvolver um estudo sobre
as cidades e apresentar para o expectador. O tema em questão também poderá
determinar maior utilização de determinado recurso que de outro.
2.3.3 – Realidade Virtual, simuladores
Realidade Virtual, ou ambiente virtual, é uma
tecnologia de interface avançada entre um
usuário e um sistema computacional. O
objetivo dessa tecnologia é recriar ao
máximo a sensação de realidade para um
indivíduo, levando-o a adotar essa interação
como uma de suas realidades temporais.
Para isso, essa interação é realizada em
tempo real, com o uso de técnicas e de
equipamentos computacionais que ajudem
na ampliação do sentimento de presença do
usuário. Além da compreensão da RV como
simulação
da
realidade
através
da
tecnologia, a RV também se estende a uma
apreensão de um universo não real, um
universo de ícones e símbolos, mas
Exemplo de Realidade Virtual imersiva - GRVa
(Grupo de Realidade Virtual aplicada – UFRJ)
19
permeando em um processo de significação
o espectador desse falso universo o fornece
créditos de um universo real. Em suma, uma
realidade ficcional, contudo através de
relações intelectuais, a compreendemos
como sendo muito próxima do universo real
que conhecemos.
Simulador
2.3.3.1 – Realidade aumentada
Realidade Aumentada (RA) é uma linha de pesquisa da ciência da computação que
lida com integração do mundo real e elementos virtuais ou dados criados pelo
computador. Atualmente, a maior parte das pesquisas em RA está ligada ao uso de
vídeos transmitidos ao vivo, que são digitalmente processados e “ampliados” pela
adição de gráficos criados pelo computador. Pesquisas avançadas incluem uso de
rastreamento de dados em movimento, reconhecimentos de marcadores confiáveis
utilizando mecanismos de visão, e a construção de ambientes controlados contendo
qualquer número de sensores e atuadores.
A RA se dá através do reconhecimento de
marcadores impressos que, quando capturados pela
webcam do computador do usuário, permitem que
sejam posicionados objetos 3D respeitando a
angulação em que se encontra o marcador, dando
assim a impressão que os objetos se encontram em
cima do papel.
Podem também existir múltiplos marcadores
simultâneos na mesma tela. Isto permite que cada
diferente marcador carregue um elemento gráfico
distinto. Múltiplos marcadores podem também ser
utilizados para transformar um papel em um joystick
que controle o elemento 3D, por exemplo, para
alterar a cor de uma casa ou movimentar um
personagem.
A RA pode ser utilizada em aplicações online (via
browser) ou offline (em displays interativos, TVs ou
CD/DVD-ROM) para demonstração de produtos,
projetos arquitetônicos, jogos, experiências artísticas
ou conceituais, entre um número indefinido de
possíveis outras aplicações.
Go2nPlay Studios Realidade
Aumentada
Capítulo III – Descrição e exemplificação dessas classificações
Estudando a cidade no ambiente digital iniciou-se com três classificações que
identificavam aspectos diferenciados entre os recursos gráficos aplicados. Entre eles,
parâmetros de imagens e disponibilidade de equipamentos. Trabalhando com um
20
modelo virtual urbano é possível descrever essas classificações e se esses modelos
forem por sua vez, um projeto de engenharia urbana ou servirem de base para
planejamento das cidades, se tornam exemplos de aplicações das mais diversas
interfaces dos ambientes virtuais.
3.1 – Conceitos e desenvolvimento do modelo virtual
Em meio ao século XXI é necessário tirarmos proveito de tanta tecnologia.
Nessa conhecida era digital, utilizamos muitas vezes o computador como
ferramenta para representação do espaço. O urbanismo multidisciplinar e com
diversas intenções ou casualidades, tem a possibilidade hoje de entranhar nas
cidades e pelo mundo inúmeras informações disponíveis em redes e sistemas.
Desta maneira, explorando esse aparato tecnológico aplicado ao estudo das
cidades, vamos entender os conceitos e o desenvolvimento de uma Modelagem
Virtual Urbana. Modelagem tem a ver com a forma, construção de um modelo
tridimensional ou simulação em softwares, Virtual por englobar recursos avançados
de computador e Urbana por termos a cidade com objeto de estudo. Sendo assim,
objetos virtuais se misturam em cenas da cidade real para valorizar o que
pretendemos mostrar ou alterar na base de dados digitais existentes, auxiliando na
compreensão do urbanismo e possíveis intervenções, análise e planejamento. O
Uso da Computação Gráfica no planejamento das cidades é reconhecido como o
esforço em gerir elementos urbanísticos de maneira integrada e transparente que
especialistas em engenharia urbana vêm enfrentando para planejar a cidade. Só
que desta vez munidos de uma ferramenta digital capaz de gerar gráficos que
desenham os mapas, as perspectivas que nos fazem reconhecer uma rua, uma
casa, ou determinado espaço na cidade que sofreu alteração ao longo do tempo, ou
que ainda são projetos que nem saíram do papel mais que podem ser visualizados
junto ao ambiente construído. Essa técnica de utilização do computador para
auxiliar os trabalhos ou estudos nessa área do conhecimento, das engenharias,
arquitetura e urbanismo, geografia, enfim tem sido muito empregada. A
possibilidade de ter as suas mãos uma quantidade enorme de informações, plantas,
manuais técnicos, o que seja, para se desenvolver e apresentar um projeto, envia-lo
a qualquer parte do mundo, é fundamental para o estudo das cidades. Tarefas
como coletar dados a respeito de determinado sítio, em centros de pesquisa e
estatística como IBGE, CIDE, por exemplo, geração de modelos virtuais em duas ou
três dimensões como preferir, que contenham dados e elementos visuais, facilita a
visualização e compreensão do ambiente urbano.
Reforçando o assunto cito o exemplo de algumas cidades americanas segundo
SPIRN, Ann, em “O Jardim de Granito, Natureza e Desenho”. Apresenta o conceito
de ecossistema urbano e demonstra um pouco da utilização do computador. “A
informação correta, atualizada e suficientemente detalhada é essencial para a
percepção da cidade como um todo”. “É recomendável que cada cidade estabeleça
um banco de dados para ordenar a informação coletada pelos órgãos locais,
estaduais e federais, pelas secretarias municipais e instituições privadas. Os
governos municipais, as organizações locais e as universidades devem cooperar na
coleta e interpretação de dados sobre o ambiente natural da cidade”. Sendo assim,
vejamos a cidade de Dallas que realizou um estudo ecológico de toda região
metropolitana. Em 1973, enfrentando o rápido crescimento populacional, Dallas
decidiu determinar a relativa importância do seu ambiente natural e sua tolerância à
urbanização. A cidade, com o auxilio de consultores e especialistas locais nos
21
órgãos governamentais e instituições publicas, reuniu informações num banco de
dados computadorizado. Modelos computadorizados foram então criados para
medir a relativa tolerância desses sistemas à urbanização. O maior beneficio desse
estudo foi a identificação dos recursos e riscos mais significativos da região:
nascentes e áreas de recarga aqüíferas sensíveis à poluição, várzea e a escarpa de
White Rock – uma área de encostas instáveis e de solos expansíveis, habitat de
vida selvagem diversificada e de grande beleza cênica. “Especialmente significativo
é o uso do computador, que pode armazenar informação e facilitar a sua
atualização, combinar informações de varias maneiras e demonstrar as implicações
espaciais dos valores sociais”. Fotografias aéreas e imagens tomadas de satélites
existem para todas as cidades e fornecem informações sobre características
topográficas, geológicas e da superfície. “A moderna tecnologia de informação e
comunicação possibilita o armazenamento e a rápida transmissão do
conhecimento”.
3.1.1 – Levantamento do território, Sensoriamento Remoto
Para estudar uma cidade em primeiro lugar, é preciso definir sua localização, seja
através do uso de imagens de satélite como veremos a seguir com Sensoriamento
Remoto ou através de mapas e fotografias que representam um território definindo
seus limites e sua topologia. Em segundo lugar deve ser levado em consideração o
período na história dos tempos de que esta cidade será estudada. Essa
característica do tempo pode ser facilmente notada ao se observar por exemplo,
uma cidade medieval com suas muralhas e vielas estreitas que morfologicamente se
diferencia de nossas metrópoles com enormes alamedas e edifícios gigantes.
Tecnicamente a diferença entre se estudar um sítio ou outro pode ser influenciada
pela quantidade de documentos, relatos de pessoas, mapas existentes e,
principalmente se já existe algum material digitalizado que possa servir de base para
construção do modelo virtual. No Brasil e provavelmente em muitos países do
mundo há pouco levantamento digitalizado nos pequenos municípios e o acesso a
esses dados por muitas vezes são restritos a poucos, dificultando o trabalho de
quem pretende estudar a cidade como os engenheiros urbanos que se empenham
ao máximo para integrar dados da tipologia urbana, identificação de bacias
hidrográficas, controle viário e o sistema de transportes, a infra-estrutura urbana com
suas redes complexas de distribuição de serviços, que esse conjunto necessitando
de informações dialoguem e possam se sobrepor numa base digital, buscando
reduzir o crescimento desordenado das cidades e a melhoria do desenvolvimento
social e humano, o crescimento sustentável, entre outros aspectos a serem
estudados sobre o território.
Sensoriamento Remoto
Origem e evolução
A origem do sensoriamento remoto está ligada as experiências de Newton(1822), o
qual constatou que um raio luminoso (luz branca), ao atravessar um prisma, o
mesmo desdobrava-se num feixe colorido – um espectro de cores.
Desde então os cientistas foram ampliando os seus estudos a respeito de tão
fascinante matéria. Verificaram que a luz branca era uma síntese de diferentes tipos
de luz, uma espécie de vibração composta, basicamente de muitas vibrações
22
diferentes. Prosseguindo, descobriram ainda que cada cor decomposta no espectro
correspondia a uma temperatura diferente, e que a luz vermelha incidindo sobre um
corpo aquecia-o mais do que a violeta.
Além do vermelho visível, existem radiações invisíveis para os olhos que passaram a
ser ondas, raios ou ainda radiações infravermelhas. Logo depois, uma experiência
de Titter revelou outro tipo de radiação: a ultra-violeta. Sempre avançando em seus
experimentos os cientistas conseguiram provar que a onda de luz era uma onda
eletromagnética, mostrando que a luz visível é apenas uma das muitas diferentes
espécies de ondas eletromagnéticas.
Alguns autores colocam a origem do Sensoriamento Remoto ligada ao
desenvolvimento de sensores fotográficos, quando as fotografias aéreas eram
tiradas por balões.
Fica evidente que o Sensoriamento Remoto é fruto de um esforço multidisciplinar
que envolveu e envolve avanços na física, na físico-química, na química, nas
biociências e geociências, na computação, na mecânica,etc...
A evolução do sensoriamento remoto está ligada a alguns dos principais eventos a
seguir:
· 1822 – Desenvolvimento da teoria da luz;
· - Newton: decomposição da luz branca;
· - Utilização de uma câmara primitiva; · 1939 – Desenvolvimento de equipamentos
ópticos;
· - Pesquisas de novas substancias fotosensíveis;
· 1859 – Utilização de câmaras fotográficas a bordo de balões;
· 1903 – Utilização de fotografias aéreas para fins cartográficos;
· 1909 – Tomadas de fotografias aéreas por aviões;
· 1930 – Coberturas sistemáticas do território para fins de levantamento de recursos
naturais;
Rio de Janeiro - zona sul
· 1940 – Desenvolvimento de equipamentos para radiometria sensíveis à radiação
infravermelha;
· Utilização de filmes infra-vermelho na II Guerra, para detecção de camuflagem;
· 1944 – Primeiros experimentos parautilizar câmaras multiespectrais;
· 1954 – Desenvolvimento de radiômetros de microondas;
· Testes iniciais visando a construção de radares de visada lateral;
· 1961 – Desenvolvimento de processamentos ópticos e digitais;
· Primeiros radares de visada lateral;
· 1962 – Desenvolvimento de veículos espaciais tripulados e não tripulados;
23
· -Lançamentos de satélites meteorológicos;
· - Primeira fotografia orbital MA-4-Mercury;
· 1972 – Fotografias orbitais tiradas pelo programa Gemini;
· - Surgem outros programas espaciais envolvendo satélite de recursos naturais:
SEASAT, SPOT, ERS, LANDSAT;
· 1983 – Lançamento do Landsat 4, SIR-A, SIR-B, MOMS;
· -Lançamento de ERS-1.
Definição
Uma definição para sensoriamento remoto pode ser: “É a utilização de sensores
para aquisição de informações sobre objetos ou fenômenos sem que haja contato
direto entre eles”.
Sensores: são equipamentos capazes de coletar energia proveniente do objeto,
convertê-la em sinal passível de ser registrado e apresentá-lo em forma adequada à
extração de informações.
Energia: na grande maioria das vezes refere-se a energia eletromagnética ou
radiação eletromagnética.
Um conceito mais especifico pode ser: “É o conjunto das atividades relacionadas
com a aquisição e a análise de dados de sensores remotos”, onde:
Sensores remotos: sistemas fotográficos ou óptico-eletrônicos capazes de detectar e
registrar, sob a forma de imagens ou não, o fluxo de energia radiante ou emitido por
objetos distantes.
Tudo na natureza está em constante vibração, emitindo ou modificando ondas
eletromagnéticas (energia) e apresentando “perturbações” dos campos magnéticos
e gravimétricos da Terra. Todos os instrumentos que captam e transformam essa
energia poderiam ser classificados como sensores: rádio, televisão, máquina
fotográfica, etc....
Aplicações
Uma fotografia aérea ou uma imagem de satélite pode ser muito útil para os
engenheiros urbanos. Através dessas imagens podemos identificar áreas
urbanizadas, localizar o sitio ou terreno escolhido, analisar a cobertura vegetal,
relevo, tipo de solo... numa escala menor podemos identificar vazios urbanos, áreas
possíveis de intervenções, entorno, enfim, utilizar essas imagens para gerar mapas,
plantas de situação, etc...
Antigamente essas imagens de satélite e fotografias aéreas eram caras e de difícil
acesso, hoje em dia com o avanço tecnológico, como o satélite Sino-Brasileiro De
Recursos Terrestres (CBERS) em convenio com a China, e a Internet, com
programa como o Google Earth, está fácil e barato conseguir essas imagens.
O que fazer?
Pragmaticamente faça um levantamento do município ou região que esteja sendo
estudada, procure fazer entrevistas, consiga fotos, junte os mapas e dados
populacionais, demográficos, econômicos, tudo que possa conseguir sobre
determinado local ou região. Digitalize tudo que ainda não estiver digitalizado que
possa ajudar na pesquisa ou desenvolvimento do modelo virtual. Passando a diante
para um ambiente digital identifique os problemas e as potencialidades do local, isso
24
permitirá destacar determinada área que possa apresentar um maior grau de
detalhes e informações específicas.
Tendo o território reconhecido partiremos para a construção de um modelo
propriamente dito. Nesse momento devem ser observadas as classificações do
capítulo do capítulo II para se ter noção do tipo de equipamentos que iremos
trabalhar os tipos de arquivos usados e qual interface esse modelo terá. A
identificação do usuário é importante para o domínio de certas tecnologias, ou
mesmo como expectadores. Um modelo virtual tem que ser dinâmico e convincente,
deve facilitar a leitura e compreensão das características locais e suas
interferências. Vale lembrar que com o uso dos recursos gráficos computacionais é
possível fazer simulações que dêem um idéia de futuro. Aqui tudo pode ser
inteiramente virtual mais que nada empeça de se buscar um realismo que transmita
sensações. O ser humano vive o presente, carrega o passado e sonha com um
futuro melhor, seja qual for a época, com o auxílio do computador, será possível
representar essa cidades de diversas maneiras. Cada uma com seu propósito, seja
um mapa de ruas ou um ambiente imersivo dentro de um museu, cabe agora essas
identificações e tomar uso delas para se estudar as cidades.
3.1.2 – Opção por softwares e tecnologia
O que acontece hoje em dia é que existe um grande pacote de aplicativos
(programas) de computador que utilizam imagens de satélite, foto aérea, câmeras,
mapas, modelos tridimensionais, o que seja, sendo disponibilizado na WWW (World
Wide Web) por vezes gratuitos. Esse material é muito interessante, contem dados e
informações visuais belíssimas. O que tenho observado também é que a Realidade
Virtual Imersiva (VR com uso de determinados equipamentos como óculos, luvas,
simuladores) não é tão conhecida ou mesmo utilizada como a que vemos nas
telinhas do computador (VRML – Virtual Reality Modelling Language), além da VR
imersiva ser muito mais cara dificultando o acesso a estudantes e muitos
pesquisadores por exemplo.
A Realidade Virtual imersiva que é um recurso diferenciado dos demais e
conseqüentemente traz outras transformações do espaço que simulam melhor o
ambiente tridimensional urbano. Adiante comentarei mais especificamente sobre
esse grupo – GRVa (Grupo de Realidade Virtual aplicada – UFRJ)..
Os primeiros usuários de VR serão os antigos usuários da computação gráfica
tradicional, embora a gente esteja imerso na máquina, a interface de modelagem do
espaço ou dos fatos urbanos artísticos (Aldo Rossi, Argan 1995) tem semelhança
com a interface de alguns softwares já utilizados, alguns comandos são os mesmos.
Simplificando, a diferença que em ambiente VR aparece um teclado e uma mão
virtual para executar as tarefas e a modelagem dos sólidos seria menos complexa.
Com o uso dessa mão virtual poderíamos amassar os objetos, deformando-os,
descartando o uso de vários comandos e movimentos de mouse como na
modelagem tradicional. Qualquer que seja o aparato tecnológico a ser utilizado,
poderemos entender o desenho urbano e analisar as cidades por outros ângulos
que não víamos no passado.
Em outras palavras, mapeia-se uma cidade ou determinada parte da Terra, criando
gráficos de computadores que representam o ambiente construído. O grau de
realismo varia de acordo com a necessidade dos clientes, e disponibilidades dos
softwares utilizados, podemos comparar com uma maquete física que pode
representar apenas os volumes das construções ou conter vários detalhes como
25
materiais, cores, pessoas, etc. Na modelagem virtual também acontece isso,
podemos ainda aumentar o grau de realismo com a adição de luzes e sombras,
gerar imagens em movimento, animações que simulam o percurso de uma
caminhada ou vôo de aeronave por exemplo.
Alguns programas que utilizam VRML podem ser visualizados em Browsers como
Internet Explorer ou Netscape, só que alguns desses programas para funcionar é
preciso instalar na máquina alguns plugins (programas auxiliares). Ainda usando
essa tecnologia é possível criar um personagem virtual (avatar) que obedeça
nossos comandos, às vezes até de voz, e possa ser controlado a distancia. A
interface interage banco de dados, tabelas e modelos tridimensionais, personagens
virtuais. Esse ambiente urbano que me refiro é um pouco diferente daqueles que
usam fotorealismo, como QuickTime VR por exemplo, que se baseia em fotos
panorâmicas para através de determinados recursos como JavaScript, gerar um
passeio 360º na cidade. Este formato digital está disponível em grande escala na
WWW.
Os sistemas GIS, são um pouco diferente dos demais, tem um alto poder de
fidelidade com a realidade, o que quero dizer é que essa tecnologia integra mapas
2D, vindos do ArquiView e ENVI (softwares) por exemplo, que geram cartas
topográficas digitais servindo de base para um modelo GIS 3D. Alterando o banco
de dados conseqüentemente altera-se o modelo virtual urbano. O poder do GIS é
sensacional.
Seguindo a evolução tecnológica e urbana, o ápice seria misturar tudo. Gerar
modelos virtuais tridimensionais, apoiados em bases cartográficas digitais, em meio
a fotorealismo e janelas para conversação entre clientes (chat) disponíveis na
WWW, analisando o máximo de detalhes que a cidade possa demonstrar. Tudo é
virtual, só que alguns modelos são mapas fies a realidade e partes são projetadas.
Desta maneira podemos simular características da cidade antiga que foi demolida
ou inserir novos projetos na cidade atual, e todas essas informações estarão
disponíveis na Internet, aumentando a rede de agentes do desenvolvimento urbano
da cidade (Carlos Nelson, 1988).
3.1.3 – Construção de modelos tridimensionais
Criação de Storyboards
Um Storyboard é apenas um croqui, normalmente na folha gráfica, representando 0
que o projeto conterá e como as cenas serão dispostas. Pode ser tão simples
quanto alguns esboços desenhados em uma folha de papel ou tão complexo quanto
uma descrição da história no estilo de quadrinhos, pintada com aerógrafo. A
finalidade do storyboard é organizar suas idéias e representa-las de forma que seu
cliente e seus colegas entendam o que você planeja e como isso será executado.
Muitas vezes, os painéis individuais de um storyboard descrevem a ação nos
quadro-chaves de uma animação. Outras vezes, ele incluem informações sobre z
composição da cena e informações de cor.
Embora as animações talvez se beneficiem de um bom storyboard, as imagens
fotográficas também podem ser planejadas e esboçadas para mostrar informações
de cor, ângulos de iluminação e câmera ou informações de corte. A figura 1.1 mostra
um esboço de um storyboard simples com quatro painéis para ilustrar o
desenvolvimento de uma cena que poderá ser para apresentação arquitetônica.
26
Seja qual for a simplicidade do projeto, não conte com o storyboard. Adquira logo o
hábito de criar um storyboard para cada projeto, por menor que ele seja.
Em cronogramas de produção apertados, produzir um storyboard completo e fazer
com que todas as partes concordem expressamente antes de qualquer trabalho 3D
ser iniciado é um processo que evitará o desperdício de muitas horas e de talento
durante o projeto.
BOARDMAN, T. Fundamentos: 3dsMax®5
Cor e Luz
A cor e a luz são duas poderosas que ajudam a realçar o estado de ânimo de uma
cena que já foi estabelecida pela composição, ângulos de câmera e personagens.
Novamente, essa discussão é sobre cor e iluminação e como elas vêm sendo
usadas tradicionalmente na arte.
A luz é o que forma as imagens, em primeiro lugar. Tudo o que você vê é o
resultado da luz sendo refletida de uma superfície até seus olhos. A cor é uma
qualidade da luz retornada de um superfície, com base na faixa de freqüência de luz
que pode escapar dessa superfície.
Ação e movimento
Você pode e deve consultar técnicas atuais ou passadas usadas em formas de arte
mais estabelecidas para obter sugestões de como fazer suas apresentações e
animações em movimento extraírem uma resposta emocional do observador para
suportar e reforçar os elementos de cor e composição.
Aprender mais sobre os aspectos da ação e movimento ajudará a aumentar o
impacto da mensagem que você está tentando transmitir com suas cenas:
- Movimento de objeto
- Movimento de câmera
- Edição de conteúdo
Procure tomar aulas que não sejam necessariamente voltadas para a animação de
computador, mas nos campos mais tradicionais do cinema, vídeo e fotografia.
Exemplo de modelagem tridimensional no 3dsmax e plantas no PhotoShop.
Interface do programa e representações urbanas. Esta ferramenta de modelagem
surpreende pelo alto grau de realismo que se pode chegar e, pela facilidade de
manipulação de objetos e câmera que auxiliam no estudo das cidades. Com o Max é
possível representar o ambiente urbano demonstrando com clareza as volumetrias
presentes no território, testar efeitos de iluminação e promover um giro 360 graus.
27
3dsMax®5
Guilherme Corrêa
BOARDMAN, T. Fundamentos: 3dsMax®5
Guilherme Corrêa
Parametrização de objetos é um recurso de modelagem que permite ao usuário a
alteração das dimensões dos objetos virtuais por controles numéricos do tipo,
comprimento, largura, altura, diâmetros... Substituindo os valores, o objeto
automaticamente mudará de tamanho. Existem outros parâmetros geométricos que
também poderão ser editados através da parametrização de sólidos tridimensionais.
Na construção de maquetes eletrônicas, os objetos que aparecem na tela do
computador como o pavimento das ruas, a cobertura das casas, devem ser
entendidos como box (caixa), cilindros, esferas, cones, ou seja, sólidos virtuais que
são objetos 3D, esses modelos são conhecidos como primitivas geométricas
básicas, são a base da modelagem tridimensional. Também podemos gerar formas
3D à partir de figuras bidimensionais, como as polilinhas fechadas (shapes que
formam regiões ou superfícies) que serão cessões de objetos 3D, usando recursos
como modelagem loft, path, entre outros. Os objetos virtuais são compostos de
vértices, polígonos, faces, arestas, elementos, que poderão ser editados a qualquer
momento.
Entendendo essa fase da criação das formas é preciso aplicar mapas de materiais
ou texturas nesses objetos para que possamos enxergar os sólidos como os
materiais existentes na realidade. Pedra, madeira, vidro, água... ou seja, sair de um
ambiente wireframe (estrutura de arame) para um ambiente renderizado (imagem
que busca realismo).
Após a aplicação dos materiais é preciso iluminar a cena para visualizar os objetos,
no nosso caso, um modelo urbano. A luz ao longo do dia e da noite, dentro e fora de
ambientes apresenta um padrão de comportamento e, os softwares de modelagem
permitem recursos para simular esses parâmetros.
28
Com o modelo pronto poderá ser estudado a necessidade ou interesse por
animação, ou seja, dar movimento a esses objetos tridimensionais ou nos
movimentar entre eles, virtualmente. Ver também Cap. II, item 2.2.3.
Inserir background (pano de fundo) pode aumentar o grau de realismo da cena.
Essa aplicação serve, por exemplo, para colocar um céu na perspectiva da rua ou a
fotografia do bairro inteiro que servirá de pano de fundo para a inserção de um
projeto, entendidos como modelos virtuais. Essa técnica é muito utilizada em
fotomontagens.
3.2 – Apresentação do projeto
3.2.1 – Tema
O tema pode refletir diretamente no uso de determinados recursos gráficos
computacionais, por exemplo, estudos de patrimônio histórico usam a fotogametria
digital arquitetural para visualização tridimensional dos edifícios e seu entorno. A
expansão desordenada de favelas ou edificações irregulares deverão ser
observadas também de cima, buscando uma visão holística. Parâmetros
urbanísticos de parcelamento, uso e ocupação do sol, serão facilmente identificados
em sistemas CAD, através da marcação de shapes (linhas, figuras geométricas
bidimensionais, pontos...) que representam uma edificação ou uma rua, por
exemplo.
Sendo assim o tema é o marco inicial do projeto e demandará no mínimo o uso de
determinados softwares e implicará diretamente no objeto de estudo que é a cidade.
3.2.2 – Dimensões, Override
As informações armazenadas no computador terão um tamanho, sua unidade de
medida é o bite, todos já devem ter ouvido falar de megabites, gigabites e assim por
diante. Um simples usuário de um computador pessoal pode ter problemas em
acessar volumes muito carregados de informações digitais, muitos megas poderão
difíceis de serem enviados se o usuário não possuir uma internet banda larga. Por
isso, ao construir um modelo virtual devemos ficar atentos ao excesso de conteúdos
ou modelos geométricos pesados que dificultem todo o trabalho.
Override é assim chamado esse controle entre o que se está sendo mostrado e o
que realmente existe por trás desses lindos modelos que observamos normalmente.
O excesso de polígonos, sólidos, figuras, podem aumentar o override e deixar o
modelo lento ou mesmo inviabilizado de ser observado em determinadas máquinas.
Procure estudar os fundamentos da modelagem tridimensional, evite o excesso de
objetos nas cenas.
Bem, o projeto tem um tamanho, ocupa uma área, tem suas características próprias
como edificações, por exemplo. Todo esse modelo gerado se quiseres fazer bom
uso dele com agilidade na criação e troca de informações a distancia, lembre-se que
deve ser levado em consideração o override, ou seja, se este modelo está pesado,
se carrega muitas entidades, impossibilitando assim o trabalho.
3.2.3 – Representação
A cidade poderá ser representada através de desenho, símbolos, manchas, linhas,
objetos tridimensionais, fotografias, mapas, uma determinada composição de
29
figuras, o que seja que com toda certeza, empregando-se conhecimento de
engenharia urbana e computação gráfica, o resultado da linguagem do projetista
será facilmente compreendida.
Este trabalho tem o intuito de orientar o leitor para a utilização de recursos gráficos
computacionais que também favoreçam a representação do projeto ou de uma
cidade que esteja sendo estudada. Representar um território talvez seja tão
fascinante como conhecê-lo, por isso busque ao máximo todos esses recursos
mencionados. Um pequeno roteiro para representação de uma cidade seria:
- visualização espacial, mapas de localização, fotoaéreas, imagens de satélite, numa
escala menor;
- visualização local, mapas de uso e ocupação do solo, parcelamento do solo,
zoneamento, serão desenhados através de polígonos, ou manchas, que
representam determinada área e sejam diferenciadas uma das outras através de
legenda de cores e texto explicativo. Exemplo:
cor azul=área residencial;
vermelho=uso comercial... mapa de gabaritos, através dos mesmos tipo de legendas
podemos diferenciar as alturas das edificações. Mapas viário, tipos de traços ou
linhas com espessuras diferentes ou cores, em nossa linguagem representarão vias
arteriais, secundárias, locais, escalas intermediárias.
- intervenções em logradouros públicos ou em lotes particulares deverão também
ser observadas numa escala maior. Nesta fase, desenhos técnicos como planta
baixa, vistas, cortes, fachadas, planta de cobertura e assim por diante serão
elementos que possibilitam o entendimento do espaço seja ele construído ou
projetado, natural ou artificial, é através desses desenhos que poderão ser
executadas as intervenções.
- podemos ainda representar as cidade através de fotomontagens, maquetes
eletrônicas, mesclando objetos virtuais com objetos da cena real. Essa fase entra as
ferramentas de modelagem tridimensional e programas de tratamento de imagem e
se quisermos expandir as fronteiras das 3 dimensões podemos preparar, vídeos,
animações de computador, simuladores de RV que propiciem ao observador ou
projetista um percurso, inserindo assim uma quarta dimensão que é o tempo,
quando se busca representar uma cidade de maneira legível e natural aos nossos
receptores, despertando sensações.
É bem provável que todos saibam neste momento representar uma cidade mais não
se esqueça de que a tecnologia utilizada também influenciará na representação, na
medida em que tornamos nossos desenhos mais reais ou buscamos uma
característica de desenho artístico como os feitos a mão. É preciso levar em
consideração se representamos a cidade no papel ou se estamos imersos num
ambiente digital, o uso de óculos especiais e/ou equipamentos que alterem nossa
maneira de visualizar a cidade.
Na hora de representar devemos saber o que iremos mostrar, para que e como fazer
isso. Assim o ciclo de desenvolvimento se torna mais ágil e mais compreensivo.
Desde de quem olha, passando por quem projeta e o responsável técnico pela
execução, todos terão contato com a C.G. aplicada aos estudos das cidades.
3.3 – Gestão e Planejamento Urbano
3.3.1 – Interface de dados
As informações sobre a cidade podem ser acessadas de maneira simples e rápida.
Órgãos especializados e centros de pesquisa oferecem uma gama de dados em
30
geral, sob a forma de tabelas e mapas. A interface de dados para os estudiosos do
espaço urbano deve apresentar uma linguagem visual convincente e ser fiel aos
dados disponíveis sobre a cidade. As informações vindas de diversas fontes devem
interagir entre si.
Em outras palavras os tipos de arquivos devem ser compatíveis entre os diferentes
programas, sobreposição de imagens e modelos tridimensionais deverá acontecer
com facilidade. Os programas que por ventura, utilizarem banco de dados com
imagens para gerar mapas também deverão possuir ferramentas para criação de
legendas que identifique o uso do solo urbano.
Além da interatividade padrão necessária os modelos computacionais desenvolvidos
devem ser concebidos em determinados casos para acesso via internet. Isso quer
dizer que para transmissão de dados via computador deverão ser levadas em conta
a velocidade da rede e o tamanho dos arquivos, para que todos os interessados
possam interagir com o modelo ou simplesmente trocar informações a distância.
3.3.2 – Geoprocessamento
Por que geoprocessamento?
A coleta de informações sobre a distribuição geográfica de recursos minerais,
propriedades, animais e plantas sempre foi uma parte importante das atividades das
sociedades organizadas. Até recentemente, no entanto, isto era feito apenas em
documentos e mapas em papel; isto impedia uma análise que combinasse diversos
mapas e dados. Com o desenvolvimento simultâneo, na segunda metade deste
século, da tecnologia de Informática, tornou-se possível armazenar e representar
tais informações em ambiente computacional, abrindo espaço para o aparecimento
do Geoprocessamento.
Nesse contexto, o termo Geoprocessamento denota a disciplina do conhecimento
que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação
geográfica e que vem influenciando de maneira crescente as áreas de Cartografia,
Análise de Recursos Naturais, Transportes, Comunicações, Energia e Planejamento
Urbano e Regional. As ferramentas computacionais para Geoprocessamento,
chamadas de Sistemas de Informação Geográfica (GIS), permitem realizar análises
complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados georeferenciados. Tornam ainda possível automatizar a produção de documentos
cartográficos.
Pode-se dizer, de forma genérica, “Se onde é importante para seu negocio,então
Geoprocessamento é sua ferramenta de trabalho”. Sempre que o onde aparece,
dentre as questões e problemas que precisam ser resolvidos por um sistema
informatizado, haverá uma oportunidade para considerar a adoção de um SIG.
Num país de dimensão continental como o Brasil, com uma grande carência de
informações adequadas para a tomada de decisões sobre os problemas urbanos,
rurais e ambientais, o Geoprocessamento apresenta um enorme potencial,
principalmente se baseado em tecnologias de custo relativamente baixo, em que o
conhecimento seja adquirido localmente.
Breve histórico do geoprocessamento
Evolução internacional
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As primeiras tentativas de automatizar parte do processamento de dados com
características espaciais aconteceram na Inglaterra e nos Estados Unidos, nos anos
50, o objetivo principal de reduzir os custos de produção e manutenção de mapas.
Dada a precariedade da informática na época, e a especificidade das aplicações
desenvolvidas (pesquisa em botânica, na Inglaterra, e estudos de volume de trafego,
nos Estados Unidos), estes sistemas ainda não podem ser classificados como
“sistemas de informação”.
Os primeiros Sistemas de Informação Geográfica surgiram na década de 60, no
Canadá, como parte de um programa governamental para criar um inventário de
recursos naturais. Estes sistemas, no entanto, eram muito difíceis de usar: não
existiam monitores gráficos de alta resolução, os computadores necessários eram
excessivamente caros, e a mão de obra tinha que ser altamente especializada e
caríssima. Não existiam soluções comerciais prontas para uso, e cada interessado
precisava desenvolver seus próprios programas, o que demandava muito tempo e,
naturalmente, muito dinheiro.
Além disto, a capacidade de armazenamento e a velocidade de processamento
eram muito baixas. Ao longo dos anos 70 foram desenvolvidos novos e mais
acessíveis recursos de hardware, tornando viável o desenvolvimento de sistemas
comerciais. Foi então que a expressão Geografhic Information System foi criada. Foi
também nesta época que começaram a surgir os primeiros sistemas comerciais de
CAD (Computer Aided Design, ou projeto auxiliado por computador), que
melhoraram em muito as condições para desenhos e plantas para engenharia, e
serviam de base para os primeiros sistemas de cartografia automatizada. Também
nos anos 70 foram desenvolvidos alguns fundamentos matemáticos voltados para a
cartografia, incluindo questões de geometria computacional. No entanto, devido aos
custos e ao fato destes proto-sistemas ainda utilizarem exclusivamente
computadores de grande porte, apenas grandes organizações tinham acesso à
tecnologia.
A década de 80 representa o momento quando a tecnologia de sistemas de
informação geográfica inicia um período de acelerado crescimento que dura até os
dias de hoje. Até então limitados pelo alto custo do hardware e pela pouca
quantidade de pesquisa specifica sobre o tema, os GIS se beneficiaram
grandemente da massificação causada pelos avanços da microinformática e do
estabelecimento de centros de estudos sobre o assunto.
Nos EUA, a criação dos centros de pesquisa que foram o NCGIA – National Centre
for Geographical Information and Analysis (NCGIA, 1989) marca o estabelecimento
do Geoprocessamento como disciplina científica independente.
No decorrer dos anos 80, com a grande popularização e barateamento das estações
de trabalho gráficas, além do surgimento e evolução dos computadores pessoais e
dos sistemas gerenciadores de bancos de dados relacionais, ocorreu uma grande
difusão do uso de GIS. A incorporação de muitas funções de análise espacial
proporcionou também um alargamento do leque de aplicações de GIS. Na década
atual, observa-se um grande crescimento do ritmo de penetração do GIS nas
organizações, sempre alavancado pelos custos decrescentes do hardware e do
software, e também pelo surgimento de alternativas menos custosas para a
construção de bases de dados geográficas.
Desenvolvimentos no Brasil
A introdução do Geoprocessamento no Brasil inicia-se a partir do esforço de
divulgação e formação de pessoal feito pelo prof. Jorge Xavier da Silva (UFRJ), no
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início dos anos 80. A vinda ao Brasil, em 1982, do Dr. Roger Tomlinson, responsável
pela criação do primeiro SIG (o Canadian Geographical Information System),
incentivou o aparecimento de vários grupos interessados em desenvolver tecnologia,
entre os quais podemos citar:
* UFRJ: O grupo do Laboratório de Geoprocessamento do Departamento de
Geografia da UFRJ, sob a orientação do professor Jorge Xavier, desenvolveu o
SAGA (Sistema de Análise Geo-Ambiental). O SAGA tem seu forte na capacidade
de análise geográfica e vem sendo utilizado com sucesso com veículo de estudos e
pesquisas.
* MaxiDATA: os responsáveis pelo setor de informática da empresa de
aerolevantamento AeroSul criaram, em meados dos anos 80, um sistema para
automatização de processos cartográficos. Posteriormente, constituíram empresa
MaxiData e lançaram o MaxiCAD, software largamente utilizado no Brasil,
principalmente em aplicações de Mapeamento por Computador. Mais recentemente,
o produto dbMapa permitiu a junção de bancos de dados relacionais a arquivos
gráficos MaxiCAD, produzindo uma solução para “desktop mapping” para aplicações
cadastrais.
* CPqD/TELEBRÁS: O Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da TELEBRÁS
iniciou, em 1990, o desenvolvimento do SAGRE (Sistema Automatizado de Gerência
da Rede Externa),uma extensiva aplicações de Geoprocessamento no setor de
telefonia. Construído com base num ambiente de um SIG (VISION) com um banco
de dados cliente-servidor (ORACLE), o SAGRE envolve um significativo
desenvolvimento e personalização de software.
* INPE: Em 1984, o INPE (Instituto de Pesquisas Espaciais) estabeleceu um grupo
específico para o desenvolvimento de tecnologia de geoprocessamento e
sensoriamento remoto (a Divisão de Processamento de Imagens - DPI). De 1984 a
1990 a DPI desenvolveu o SITIM (Sistema de Tratamento de Imagens) e o SGI
(Sistema de Informações Geográficas), para ambiente PC/DOS, e, e partir de 1991,
o SPRING (Sistema para Processamento de Informações Geográficas), para
ambientes UNIX e MS/Windows.
O SITIM/SGI foi suporte de um conjunto significativo de projetos ambientais,
podendo-se citar: (a) o levantamento dos remanescentes da Mata Atlântica
Brasileira (cerca de 100 cartas), desenvolvido pela IMAGEM Sensoriamento
Remoto, sob contrato do SOS Mata Atlântica; (b) a cartografia fito-ecológica de
Fernando de Noronha, realizada pelo NMA/EMBRAPA; (c) o mapeamento das áreas
de risco para plantio para toda a Região Sul do Brasil, para as culturas de milho,
trigo e soja, realizado pelo CPAC/EMBRAPA; (d) o estudo das características
geológicas da bacia do Recôncavo, através da integração de dados geofísicos,
altimétricos e de sensoriamento remoto, conduzido pelo CENPES/Petrobrás. Assad
e Sano (1998) apresentam um conjunto significativo de resultados do SITIM/SGI na
área agrícola.
O SPRING unifica o tratamento de imagens de Sensoriamento Remoto (ópticas e
microondas), mapas temáticos, mapas cadastrais, redes e modelos numéricos de
terreno. A partir de 1997, o SPRING passou a ser distribuído via Internet e pode ser
obtido através do website http: / /www.dpi.inpe.br/spring.
O objetivo desta parte do trabalho é apresentar ao leitor uma visão focada nos
problemas de análise espacial, que sirva de motivação para estudos e pesquisas
avançadas. Os arquitetos e urbanistas vem explorado essa tecnologia de maneira a
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minimizar a expansão urbana desordenada; controlar o parcelamento e uso do solo,
mapear redes de infra-estrutura urbana, entre outras aplicações que envolvam o
espaço e seus respectivos mapas georeferenciados integrando com banco de dados
relacionais e assim aplicar possíveis intervenções nas devidas áreas, agora muito
mais facilmente reconhecidas.
Arquiview e Envi
Dois dos softwares mais utilizados são o Arquiview e ENVI, o primeiro muito utilizado
por empresas para mapeamento de redes de infra-estrutura e para a produção de
cartas topográficas digitais, através da vetorização de mapas e informações de
cartas antigas existentes. O ENVI é um programa com interface simples e de fácil
manipulação de imagens de satélite, através da composição de uma imagem com
diferentes bandas espectrais (infravermelho, faixa espectral visível...), identifica-se o
que quiser,como cobertura vegetal, áreas urbanas, córregos e rios, relevo, solo
exposto e assim por diante. As imagens geradas também variam de acordo com as
resoluções espaciais por exemplo, cada satélite tem uma diferente, a casos de
resolução espacial de 1m x 1m ou 30m x 30m, sendo assim em determinadas
imagens enxergaremos mais detalhes, é preciso saber com que fim se utilizará
essas imagens. Um aspecto importante é que podemos transferir arquivos de um
programa para o outro, e processar a imagem no ENVI por exemplo e depois criar
uma Carta Topografica ou mapa no ArquiView com legendas, escala, etc., o usuário
tem bastante liberdade nesse sentido.
Exemplo de mapeamento da Copasa
Gis -Tecnologia
Informações geoespaciais se integram
aos negócios da empresa
A idéia de sistemas de GIS ou geoinformação restritos aos departamentos técnicos
controlados por especialistas está ficando definitivamente no passado. A exemplo do
que já aconteceu com os PLMs na área de engenharia mecânica, os sistemas GIS
ganharam o mundo e hoje são considerados soluções para COMUNICAÇÃO de
dados e projetos geoespaciais envolvendo todos os processos de negócios das
empresas.
Essa evolução dos softwares, segundo Nelson Ismar, Territory Sales Latin América,
da divisão de infra-estrutura da Autodesk, é fruto de uma confluência de tecnologias
que está contribuindo para o crescimento da indústria de geoinformaçao e
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alimentando o conceito de open spatial enterprise que, ao invés de promover o GIS
como uma tecnologia focada em interesses específicos, permite que as informações
geoespaciais sejam armazenadas na forma de um data type padrão. “No open
spatial enterprise, a informação geográfica e os dados de projetos são
desvinculados dos sistemas GIS e CAD que os criaram. Os dados ficam disponíveis
para uso, inclusive, através da Web independente de seu formato original. Isso
elimina a necessidade de “traduções” entre os dois mundos e também dispensa o
apoio de experts em ambas as tecnologias para que o usuário tenha acesso à
informações”.
Geoinformação hoje é sinônimo de planejamento e processos, dois itens vitais para
as empresas que necessitam fazer previsões e tomar decisões rapidamente para
cumprir metas, vencer a concorrência e aumentar a lucratividade. Além disso, de
acordo com os especialistas, mobilidade e convergência são palavras-chave no
mundo da geotecnologia. Quando se fala em uma aplicação de campo significa que
todas as suas regras de negócios estarão disponíveis em qualquer lugar.
“Mobilidade significa expandir a informação dos sistemas corporativos para todo o
território de operação da empresa”, explica Enéas Rodrigues Brum, presidente da
Imagem Soluções de Inteligência Geográfica. Para exemplificar essa mobilidade ele
cita o caso de um engenheiro da área de energia elétrica que foi chamado para
consertar um transformador.
Raster Design (alto); mapa de Curitiba (esq.)
O engenheiro pode localizar o transformador em seu palmtop com a possibilidade de
acessar imediatamente as informações sobre aquele elemento de rede nos
softwares de geoinformação e em outros softwares do sistema de TI da empresa.
Assim, ele poderá saber, por exemplo, que tipo de transformador é aquele, qual a
disponibilidade de peças para realizar o concerto e, através de uma consulta ao
sistema ERP, ele saberá se existe aquela peça em estoque. Em seguida, é possível
acessar o sistema de logística e solicitar que a peça seja entregue na base de
manutenção daquele dispositivo.
Gis corporativo
O exemplo acima é uma pequena peça do GIS corporativo conceito que está na
ordem do dia da geotecnologia. O GIS passada mesa do analista para o sistema
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corporativo. Essa nova maneira e olhar e de usar as tecnologias voltadas às
aplicações geoespaciais está trazendo um novo dinamismo operacional para as
empresas que se traduzem em um melhor relacionamento com os consumidores e
em lucros para companhias de energia elétrica, petróleo, telefonia, agricultura,
construção, entre outras.
“O GIS corporativo promove uma verdadeira integração dos dados da natureza
geoespacial com processos de negócios das empresas, através dos sistemas ERP,
CPRM, etc., ampliando a capacidade e a eficiência operacional da corporação”,
afirma Nelson Ismar, da Autodesk. Robson Augusto, diretor de tecnologia, da
Sisgraf, diz que a distribuição, o gerenciamento e a atualização das informações
geográficas pela óptica corporativa são fundamentos para se conseguir atingir e
maximizar o uso das informações no core business da empresa.
É por intermédio dessa óptica que a empresa irá maximizar a utilização da
informação, reduzir o custo total de propriedade do sistema, agilizar a tomada de
decisões e otimizar o fluxo de trabalho, permeando todos os departamentos com
informações seletivas, sem duplicidade de dados.
“O GIS corporativo auxilia as empresas na organização de seus dados e torna
possível o cruzamento de informações geográficas entre diversos setores com
vendas, de produção e operação, com a possibilidade de usar a análise espacial
desses dados para acelerar os processos de decisão”, afirma Sérgio Lopes Júnior,
consultor da Grapho (revenda da Autodesk) para a área de GIS.
Não podemos esquecer também que a geotecnologia está ajudando a melhorar os
serviços públicos de segurança, saneamento e abastecimento, saúde, educação,
controle ambiental etc. Além disso, distribuição de informações geoespaciais através
da Web contribui para democratizar a informação na administração pública. “Com o
crescimento da Internet cada vez mais as pessoas buscam informações
geoespaciais sobre pontos turísticos, rota de ônibus, infra-estrutura”, afirma Lopes.
Apesar da amplitude do GIS corporativo e dos seus muitos defensores, alguns
especialistas preferem não atribuir a esses sistemas a solução de todos os
problemas. Ulysses Pacheco, diretor da Bentley para o Cone Sul, diz que nos
últimos anos lições foram aprendidas notadamente sobre a adequação do papel do
GIS corporativo em seu real escopo, sem a pretensão de resolver todos os
problemas da empresa.
Mapas georreferenciados no software GeoMedia, da Intergraph, que é composto por diversos módulos
Ele diz que as aplicações de campo com palmtops já são realidade no Brasil, mas
também não são solução para tudo, especialmente para a atualização de
informações cartográficas. “Nossa experiência mostra a necessidade de sistemas
com mais recursos e resolução”, diz Pacheco. Uma alternativa, segundo ele, seria o
uso dos notebooks com touch screen ou canetas. Pacheco diz que se verificou
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também que manter os dispositivos desconectados da base de dados central (ou
seja, off-line) é uma solução mais interessante com relação a custo/beneficio.
Nelson Ismar, da Autodesk, reconhece as vantagens do GIS corporativo, mas
concorda que a tecnologia ainda está sendo assimilada pelos brasileiros em níveis
mais ou menos avançados. “Para alguns usuários o GIS corporativo parece ser uma
completa novidade enquanto para outros já é realidade”.
Gis invisível
A popularização das funcionalidades GIS em ambientes corporativos como call
center, Internet, celular, na área de logística das empresas etc. cresce a passos
largos e, o mais interessante é que muitas vezes o usuário nem percebe que
estáusando um software de geoinformação. É o chamado “GIS invisível” que se
espalha por todos os segmentos empresariais e em diversos níveis sociais.
“As tecnologias GIS já fazem parte de aplicações em que sua presença nem é
notada. Essa é uma tendência muito forte. Quando alguém vai fazer uma consulta a
um plano de saúde, por exemplo, é possível que a indicação de um médico chegue
através de uma lógica espacial imperceptível para quem está consultando”, observa
Enéas Brum.
A Web é outra fronteira para se explorar o GIS invisível de diversas maneiras,
inclusive as empresas disponibilizam cada vez mais dados geoespaciais na Internet
de forma acessível para pessoas comuns, sem nenhum conhecimento das
tecnologias de geoinformação.
Localização
Esse é um tipo de aplicação (seja no palmtop ou no celular) que ainda não
deslanchou no Brasil. Enéas Brum, da Imagem, diz que existem algumas iniciativas
nesse sentido na área de segurança com o objetivo conquistar clientes e aumentar a
receita dos negócios. Porém, essa tecnologia ainda é embrionária e, seus principais
usuários no Brasil são os early adopters.
Ainda não há uma infra-estrutura completa para localização em larga escala,
rastreando a posição do celular, por exemplo. “A industria de celulares está
começando a inserir GPS em seus modelos mais novos, mas 90% dos celulares
existentes não dispõem de GPS e isso dificulta a obtenção da posição do aparelho”,
diz Enéas.
Segundo ele, seria preciso utilizar uma rede para poder detectar a posição do celular
através do sinal. Porém, esse modelo ainda não é viável comercialmente para
regiões que tem baixa densidade de usuários. Mesmo assim algumas empresas
estão investindo nesse tipo de aplicação. Elas oferecem dispositivos com botão de
pânico e sistemas de alerta. O uso do celular para localização de veículos é uma
aplicação que avança mais rapidamente no Brasil. O mercado de logística também
já evoluiu bastante nos serviços de localização de caminhões e cargas graças á
instalação de equipamentos controlados por satélite nos caminhões.
As aplicações de LBS (Location Based Service) para o consumidor final, localização
de posições como, por exemplo, onde fica um restaurante, a farmácia mais próxima
e assim por diante, estão em fase mais inicial ainda. “Não há serviços em larga
escala nem demanda suficiente para tal”, afirma Brum.
Apesar dos esforços preliminares, a popularização desse tipo de serviço terá que
vencer uma série de obstáculos a começar pelo desenvolvimento de uma
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infraestrutura de comunicação por parte das operadoras de celulares e de
aplicativos para viabilizar os novos serviços.
De acordo com especialistas é preciso acelerar a convergência tecnológica e a
criação de aplicações para atrair o consumidor final. Além disso, é necessário haver
um engajamento mais efetivo das operadoras de telecomunicação, disponibilidade
de mais funcionalidades nos dispositivos e um aculturamento dos usuários com
relação a uso desses serviços.
Mapas georreferenciados no ArcGIS, da Esri, que oferece soluções para várias áreas
Interoperabilidade
Esse tem sido um desafio para os fabricantes de softwares. A interoperabilidade
envolve a integração entre os diversos produtos da mesma categoria disponíveis no
mercado e com as soluções para AEC (Arquitetura, Engenharia e Construção) e de
engenharia mecânica.
“A idéia por trás disso é permitir que diferentes companhias ou diferentes
departamentos dentro de uma mesma empresa, cada um com o seu conjunto
limitado de aplicações baseadas em fornecedores específicos de tecnologia,
possam compartilhar e acessar a mesma base de dados, de forma independente e
transparente”, afirma Nelson Ismar, da Autodesk.
Gis -usuários
Tecnologia muda rotina de trabalho e agrega valor à informação
Seja no segmento de transporte e distribuição de gás natural ou na prestação de
serviços públicos a geotecnologia facilita cada vez mais as tarefas de profissionais
das áreas de projeto, planejamento, controle operacional e prestação de serviços de
campo. A Unidade de Engenharia de Logística de Transporte de Gás Natural, da
Petrobrás Gás & Energia, por exemplo, utiliza a tecnologia para facilitar o controle de
suas atividades relacionadas ao transporte e à distribuição de gás natural. Enquanto
a Caesb (Companhia de Saneamento, do Distrito Federal, utiliza a geoinformação
para controlar a prestação de serviços e manutenção de suas redes de água e
esgoto e para planejar a expansão desses serviços visando ampliar o atendimento
aos consumidores). Veja a seguir mais detalhes sobre esses casos de sucesso:
Gis “invisível” para técnicos e engenheiros da Petrobrás
A Unidade de Engenharia de Logística de Transporte de Gás Natural, da Petrobrás
Gás & Energia, encontrou na geotecnologia uma solução para facilitar o controle de
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suas atividades relacionadas ao transporte e à distribuição de gás natural por todo o
país.
A Engenharia de Logística é responsável pela otimização constante da utilização da
capacidade de transporte da malha de gasodutos de gás natural, pela realização de
estudos de expansão das malhas existentes, pela implantação de novas estações
de compressão, novos pontos de entrega de gás e novos gasodutos. Além disso, faz
estudos de engenharia conceitual envolvendo a definição das rotas de novos
gasodutos, avaliação de custos e viabilidade econômica.
Sidney Santos, consultor sênior da Petrobrás/G&E-OP/LOG/ELP, conta que o
objetivo da Petrobrás Gás & Energia era acompanhar a documentação relacionada a
esses dutos que estava desatualizada e não fornecia as informações necessárias
para atender às demandas internas e externas da companhia.
Para superar essas dificuldades foi desenvolvido o Visualizador de Gasodutos e
diversos aplicativos complementares todos nos softwares da Esri (ArcGIS, ArcInfo,
ArcEditor, ArcIMS e ArcSDE), fornecidos pela Imagem. O sistema integra um grande
acervo de informações como imagens de satélites, mapas cartográficos em
diferentes escalas, levantamentos aerofotogramétricos ao longo das faixas dos
dutos, dados sobre infra-estrutura como rodovias, estradas, ferrovias e hidrovias e
sobreuso e ocupação do solo e informações ambientais sobre parques florestais,
reservas ecológicas, sítios arqueológicos etc.
O projeto envolveu também a implantação do modelo de dados APDM – Arc Pipeline
Data Model, que permite georreferenciar e associar toda a documentação gerada
nas fases de projeto conceitual, básico e executivo e na fase de operação de forma
interativa e de fácil e rápido manuseio através do Visualizador de Gasodutos,
inclusive, por usuários não-especialistas em GIS. “Eles usam em background
aplicações como Scenario Builder, que integra o ArcGIS com o Simulador de
Gasodutos e o Modelo de Dados em uma interface Windows, sem perceber que
estão em um sistema GIS”, afirma Sidney Santos.
Segundo ele, engenheiros e técnicos acessam o Visualizador de Gasodutos para
desenvolver suas atividades do dia-a-dia acessando toda a base de dados
geográficas e também a documentação técnica. “A aplicação Scenario Builder
permite uma completa integração entre o Visualizador de Gasodutos, o Simulador de
Gasodutos e o Banco de Dados APDM através da Internet”.
Visualizador de Gasodutos, da Petrobrás,
é usado até por não-especialistas em GIS
Gis auxilia no planejamento da expansão de serviços públicos
A geotecnologia pode ser usada até na elaboração de planos diretores facilitando o
planejamento da expansão de serviços públicos. A Magna Engenharia, empresa de
consultoria em projetos de infra-estrutura e gerenciamento de empreendimentos,
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desenvolveu para a Caesb (Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito
Federal) o Plano Diretor de Água e Esgotos do DF. O objetivo do projeto, segundo
Cláudio Ruschel, engenheiro da Magna, era integrar as principais informações
espaciais e descritivas utilizadas no Plano Diretor formando uma única base de
dados para que as pessoas interessadas pudessem verificar os dados utilizados e o
detalhamento de alternativas para planejar as expansões dos serviços.
Foram integradas bases cartográficas nas diversas escalas disponíveis para estudos
na área do Distrito Federal, utilizando inclusive, bases fornecidas pela Codeplan e
Sematec, além do Cadastro Técnico da Caesb. Para estudos abrangendo o entorno
do Distrito Federal foram utilizadas bases da cartografia sistemática na escala
1:100.000. Através de aplicações integradas ao GIS foram gerados mapas de
projeção de ocupação urbana, modelagem da qualificação de água, alternativas de
abastecimento e coleta de esgoto sanitário. Isso possibilitou uma forma de consulta
dinâmica aos estudos produzidos no Plano Diretor que antes só podia ser
consultado através de relatórios e plantas impressas. “Hoje as bases espaciais do
Plano Diretor podem ser utilizadas como ponto de partida para a elaboração de
projetos específicos”, afirma Ruschel. A elaboração do projeto envolveu o uso dos
softwares GIS MicroStation GeoGraphics e Spring e do banco de dados Access.
Análise da qualidade de águas
gerada no sistema Plano Diretor
Geoprocessamento – outras definições
Sobre Geoprocessamento e Análise Ambiental: aplicações no exercício da
Geografia, destacam-se os inúmeros exemplos práticos do uso dessa tecnologia na
produção de conhecimento de suporte a políticas públicas. Três grandes aplicações:
proteção ambiental, diagnose de áreas municipais e diagnósticos nacionais.
Profissionais com interesse na aplicação de Geoprocessamento podem encontrar
soluções criativas para problemas práticos, tais como o da definição de variáveis
relevantes à identificação de sítios para instalação de aterros sanitários, de critérios
de ponderação de variáveis, entre tantas outras questões cruciais ao bom uso da
tecnologia. Jorge Xavier da Silva, foi certamente o catalisador do interesse dos
vários autores pelo uso dessa tecnologia e pelo uso do aplicativo SAGA por ele
concebido e implementado ao longo de mais de um quarto de século.
Existem muitos outros aplicativos disponíveis no Brasil. Mas nenhum traz a marca
obstinada do sonho impossível como SAGA, que se iniciou durante a reserva de
mercado para informática e sobrevive bravamente à abertura de mercado,
demonstrando que o software é apenas uma ferramenta, cujo uso adequado
depende fundamentalmente do conhecimento cujo depositário é o homem.
Transformar dados em informação, ou seja, gerar conhecimento a partir de registros
de ocorrência é o objetivo principal daqueles que trabalham com o apoio integrado à
decisão. Os conceitos e técnicas básicas do geoprocessamento aplicado à análise
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ambiental, demonstra que é possível apreender a metodologia preconizada, que é
inteiramente independente de equipamentos e pacotes de programas, podendo ser
adotada com qualquer sistema de geoprocessamento.
Transformar dados assustadores em informação ambiental relevante, diretamente
aplicável ao apoio à decisão. Apresentação dos elementos básicos da arquitetura de
Sistemas de Informação de caráter territorial e, a partir de dados erigidos segundo
qualquer estrutura de armazenamento e recuperação de registros de ocorrência de
entidades ou eventos ambientais. Problemas como estimativas de impacto
ambiental, definição de áreas de potenciais e de risco, simulações de apoio a
análises custo/benefício, criação de cenários prospectivos, investigação de
interações espaciais e ainda, zoneamentos pro critérios reproduzíveis são os
principais exemplos de texto de análise ambiental por geoprocessamento.
3.3.3 – Suporte Gráfico Digital para tomada de decisões
A fidelidade dos dados representados através dos modelos digitais amplia a
percepção da cidade e do conjunto de informações necessárias para
reconhecimento do território. Uma boa apresentação poderá ser desenvolvida para
que todos visualizem as propostas e as devidas possíveis intervenções. Ambientes
virtuais que simulem a realidade poderão ser utilizados, por exemplo, para definir
limites entre lotes, representar a volumetria de um edifício, identificar vazios urbanos,
tendo todo esse controle do espaço em mãos facilitará a tomada de decisões.
Capítulo IV – Estatuto da Cidade e Plano Diretor Participativo
Demandas por Computação Gráfica aplicada
Neste capítulo está comprovada a demanda por C.G. no planejamento das cidades.
Através das legislações vigentes poderemos notar que para o crescimento ordenado
das cidades, deverão ser adotados instrumentos de política publica que contenham
informações necessárias para a identificação do território como por exemplo, os
mapas temáticos. Dando ênfase a lei maior, destacam-se algumas dessas diretrizes
do Estatuto das Cidades e o instrumento de planejamento municipal conhecido por
Plano Diretor Participativo.
4.1 – Origem das aplicações
4.1.1 – Diretrizes gerais do Estatuto da Cidade, Art. 1º e Art. 4º
Art. 1º. Na execução da política urbana, de que tratam os arts. 182 e 183 da
Constituição Federal, será aplicado o previsto nesta Lei.
Parágrafo único. Para todos os efeitos, esta Lei, denominada Estatuto da Cidade,
estabelece normas de ordem pública e interesse social que regulam o uso da
propriedade urbana em prol do bem coletivo, da segurança e do bem-estar dos
cidadãos, bem como do equilíbrio ambiental.
A origem dessas aplicações pode ser observada na medida em que as diretrizes
gerais do Estatuto da Cidade prevêem a regulamentação da propriedade urbana na
qual terão seus limites representados nos mapas. Quanto ao equilíbrio ambiental o
território poderá ser visualizado através de imagens de satélite que permitam a
identificação de mananciais, bacias hidrográficas, áreas de mata atlântica, zona
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urbanizada. Conceber esquemas de redes de infra-estrutura urbana em gráficos
computacionais, através de esquemas 2D ou modelos tridimensionais irão ajudar na
identificação de condicionantes presentes no ambiente urbano.
Art. 4º. Para os fins desta Lei, serão utilizados, entre outros instrumentos:
I – planos nacionais, regionais e estaduais de ordenação do território e de
desenvolvimento econômico e social;
II – planejamento das regiões metropolitanas, aglomerações urbanas e
microrregiões;
III – planejamento municipal, em especial:
a) plano diretor;
E assim por diante.
Desenvolvimento de Planos Diretores, ordenação do território, marcações de regiões
metropolitanas, aglomerações urbanas, microregiões, são termos que cabem
facilmente o uso dos recursos computacionais aplicados, um exemplo disso são as
bases cartográficas digitais e simulações tridimensionais baseadas nos parâmetros
urbanísticos como: gabarito, afastamentos, uso e ocupação do solo, etc. esses
modelos mostram ocupações máximas previstas na lei que podem ser comparadas
à situação atual.
Do Parcelamento, Edificação ou Utilização Compulsórios
Art. 5º. Lei municipal específica para área incluída no plano diretor poderá
determinar o parcelamento, a edificação ou a utilização compulsórios do solo urbano
não edificado, subutilizado ou não utilizado, devendo fixar as condições e os prazos
para implementação da referida obrigação.
Fazer planejamento territorial é definir o melhor modo de ocupar o sítio de um
município ou região, prever os pontos onde se localizarão atividades, e todos os
usos do espaço, presentes e futuros. É importante envolver entidades profissionais
de assistência técnica, especialmente nos municípios onde haja programas públicos
(como engenharia e arquitetura públicas, assistência judiciária e profissionais
especializados na mobilização social, dentre outros) e convoca-las para o trabalho
participativo de elaborar o Plano Diretor. O trabalho começa pela equipe interna, em
cada Prefeitura. O primeiro passo é organizar as informações já disponíveis na
Prefeitura – legislação, estudos, dados, mapas, relação de interlocutores potenciais.
Identificação de áreas ou edificação e seu uso atual para aplicações de instrumentos
previstos na lei. Pontuar regiões e prever ocupações do sítio é mais um aspecto que
poderá se empregar o uso da C.G. O envolvimento de técnicos como engenheiros e
arquitetos, com certeza, utilizarão computadores e o trabalho participativo poderá
ser feito interativamente inclusive a distância com a internet. Mais uma vez são
citados os mapas.
4.2 – Exemplos de aplicações práticas
Plano Diretor Participativo
Guia para a elaboração pelos municípios e cidadãos
42
4.2.1.1 - 1ª etapa: leituras técnicas e comunitárias
Mapas do município
“Ler a cidade e o território”: Leitura participativa
“Ler a cidade” é a primeira etapa de elaboração de um Plano Diretor. Nessa etapa,
trata-se de identificar e entender a situação do município – a área urbana e a área
rural, seus problemas, seus conflitos e suas potencialidades.
A leitura técnica ajuda a entender a cidade, pela comparação entre dados e
informações socioeconômicas, culturais, ambientais e de infra-estrutura disponíveis.
Na Leitura Comunitária podem-se usar diferentes dinâmicas e materiais:
• Construir mapas temáticos da cidade, com elementos oferecidos pelos
participantes:
• Usar fotos antigas e atuais, para visualizar mudanças e diferenças;
• Oferecer equipamento fotográfico, para que os interessados façam registros
pessoais dos pontos importantes e/ou problemáticos da cidade;
• Fazer e apresentar entrevistas e pesquisas, resgatar a história, ou usar desenhos
para documentar, discutir e refletir sobre o município e região.
Nesta primeira etapa é bem fácil reconhecer a demanda por C.G. quando se falam
de identificação de áreas, mapas, fotos, informações ambientais e infra-estruturas. O
uso de desenhos como documento sobre determinado município ou região.
4.2.1 - Parte I – Princípios e diretrizes para elaborar e revisar os
Planos Diretores municipais
Mapas do município
Os mapas são importante recurso para facilitar a leitura da realidade local, porque
ajudam a visualizar as informações reunidas nas leituras técnica e comunitária, e a
localizá-las no território. Dentre os mapas temáticos básicos que se devem reunir,
podem ser citados:
A – Mapas temáticos sobre o território
Para visualizar os fatores condicionantes e as potencialidades físico-ambientais
(geomorfologia, clima, hidrografia, vegetação, solos, dentre outros). Deverão ser
identificadas as áreas mais expressivas para a preservação ambiental, a começar
pelas unidades de conservação ambiental, já estabelecidas pelo município, Estado e
União, para atividades rurais do município e para proteção de mananciais.
B – Mapas de caracterização e distribuição da população e seus movimentos
• População por bairro e densidade;
• População por faixa etária e escolaridade;
• População por condições de emprego e de renda familiar;
• Crescimento ou evasão de população.
C – Mapas de uso do solo
Mapa da ocupação atual do território – atividades e formas de uso e ocupação do
solo já existentes, formais e informais, regulares ou não, vazios urbanos e zona
43
rural, áreas habitacionais, indicando diferentes padrões existentes na cidade, áreas
com edificações de maior altura, densidades habitacionais, morfologias.
D – Mapas da infra-estrutura urbana
• Serviços e equipamentos e níveis de atendimento:
• Redes de infra-estrutura (esgotamento sanitário, água, luz, telefone, drenagem, TV
a cabo, infovias e outras);
• Redes de equipamentos (educação, saúde, cultura, esporte e lazer, etc.);
• População atendida por rede de água, esgotos e drenagem.
E – Mapas da atividade econômica do município
• Atividades econômicas predominantes, inclusive as informais e sua importância
local e regional;
• Atividades em expansão ou em retração, não só em termos de número de
empregos e de empresas, mas de sua participação na composição da receita do
município.
Estudos existentes
Levantar planos, estudos e projetos sobre o município, seus problemas, locais
integrados, sociais, econômicos, demográficos, ambientais; potencialidades e
vocação (por exemplo, estudos feitos em fóruns de desenvolvimento da Prefeitura
ou outras instituições).
Os mais diversos mapas poderão ser visualizados e concebidos com uso de C.G.,
usando-se métodos de geoprocessamento, esquemas vetoriais para desenho de
linhas de distribuição de serviços com água, luz, telefonia, por exemplo. Mapas
contendo dados tabulares são indispensáveis para estudar a cidade.
4.2.2 - Parte II – Alguns dos Temas Selecionados
Tema 3
Plano Diretor e reabilitação de áreas centrais e sítios históricos
Planos Diretores e Planos de Conservação
Para isso, esses planos devem conter, como demonstram as experiências
internacionais, informação de natureza variada: cartográfica histórica, plantas
topográficas, cadastrais, estudos de tipologias de edificações, de propriedades
públicas, graus de proteção, entre outros.
Técnica fortemente reconhecida e amplamente utilizada é a fotogrametria
arquitetural digital, que desenvolvem modelos virtuais a partir de fotos. Com esse
recurso gráfico é possível visualizar a perspectiva de um local em diferentes
períodos históricos.
Tema 8
Plano diretor, transporte e mobilidade
Principais diretrizes
Repensar o desenho urbano: Esse princípio tem como conseqüência um novo
desenho urbano e uma outra forma de planejamento das vias, para dar suporte à
44
mobilidade urbana sustentável. Nos novos loteamentos, onde normalmente o
sistema viário é planejado em forma de tabuleiro, pode ser utilizado o desenho de
vilas ou a ausência de cruzamentos, que preservam os moradores do tráfego de
veículos, forma comum de pensar os condomínios fechados. A interligação de vias
na expansão do sistema viário pode ser substituída pela descontinuação das vias,
com ruas sem saída, destinadas exclusivamente ao acesso local dos moradores.
Outra possibilidade é adotar desenho sinuoso, para reduzir a velocidade dos
veículos nas áreas residenciais, priorizando a segurança dos pedestres.
Os sistemas CAD são os mais indicados para desenhos de vias pela sua precisão
matemática. Sendo assim para o traçado de loteamentos e vias que possuem
determinados padrões de dimensões serão facilmente representados pelas linhas e
curvas correspondentes no computador.
Capítulo V – Referências às instituições ou grupos
Essa aproximação da realidade através de ferramentas digitais tem sido objeto de
estudo em universidades e centros de pesquisas avançadas, contribuindo
consideravelmente para o planejamento e desenho urbano. A modelagem virtual
urbana seja em qualquer escala de representação, um bairro, edifícios isolados, uma
cidade inteira, vem sendo utilizada cada vez mais por projetistas ou estudiosos do
ambiente urbano. Elementos virtuais que demarcam espaços podem servir de base
para a inserção de novas construções ou áreas livres, fazer simulações de
legislação, ambiência, entre outras aplicações.
5.1 - CASA – Centre for Advanced Spatial Analysis –
University College London
Em uma das publicações CASA (Centre for Advanced Spatial Analysis University College London), Andy Smith, Martin Dodge e Simon Doyle, são autores
de Visual Communication in Urban Planning and Urban Design (Comunicação
Visual em Planejamento Urbano e Desenho Urbano) é um trabalho para acesso na
rede mundial WWW.
Primeiro, eles examinam o uso de sólidos e modelos geométricos para
visualização do planejamento urbano e desenho urbano, comparam exemplos de
VRML, fornecidos na WWW baseados em softwares de modelagem VR. Citam
exemplos de algumas cidades como Bath na Glasgow, ambas usando VRML 1.0 e
VRML 2.0. Mais adiante falarei especificamente de Bath citando outros autores.
Em segundo, mídia fotorealística no processo de exame de planos de
comunicação. O processo de criação de mídia fotorealística esta documentado,
exemplos de Vitrual Streetscape e Wired Whitehall Virtual Urban Interface System
são fornecidos. A conclusão extraída do uso desta mídia na WWW fornecida uma
maneira para comunicação visual e planejamento de informações e seus limites. A
fusão de mídia fotorealística e modelagem geométrica de sólidos é revista na
criação para aumentar o realismo. O aumento de realismo é visto para fornecer uma
etapa importante adiante na abilidade e facilidade de visualização no planejamento
urbano e informações do desenho urbano.
Em terceiro, o papel da comunicação visual e planejamento de dados através
de sistemas GIS é examinado em termos de desktop, três dimensões e Internet
baseado em sistemas GIS. A evolução para Internet GIS é vista como uma crítica
45
componente do desenvolvimento de cidades virtuais na qual reservará o
planejamento urbano e desenhos urbanos para visualizar e modelar a complexidade
do ambiente construído na rede de realidade virtual.
Finalmente, um ponto de vista das cidades virtuais, ligando Internet GIS e
fotorealismo multi-uso no mundo virtual. No presente estão conteúdos como cidades
virtuais podendo ser desenvolvidas, mais uma visão fornecida como uma rede de
trabalho no mundo virtual para assistir a comunicação visual no planejamento
urbano e desenho urbano.
5.2 - Caverna Digital / LSI-USP, Laboratório de Sistemas Integráveis
Reconstrução virtual do centro antigo de São Paulo: Largo da Sé em 1911
No segundo semestre de 2006, o Arquivo Histórico
Municipal, através da Seção Técnica de Estudos e
Pesquisas apoiou o projeto de reconstrução virtual de
logradouros da cidade de São Paulo, desenvolvido pelo
Laboratório de Sistemas Integráveis, órgão da Escola
Politécnica (USP).
.
Parte da equipe do ST Estudos e Pesquisas, reunindo os
arquitetos Eudes Campos e Ricardo Mendes, com apoio
de pesquisa do estagiário Leonardo Caramori, orientou a
consulta dos diversos conjuntos documentais sob a
guarda do Departamento do Patrimônio Histórico.
Modelo virtual do Largo da Sé: vista
geral, em direção oeste, com
destaque para Casa Baruel, na
esquina da rua Direita.
Fonte: LSI-USP
Além disso, apontou as necessidades para modelagem de edifícios e do conjunto
escolhido: o Largo da Sé. Esses parâmetros foram interpretados e adequados pelo
LSI
ao
curto
cronograma
para
desenvolvimento
do
projeto.
Esta nota apresenta algumas imagens das diferentes fases do projeto e traz a seguir
um resumo das atividades. O produto final tem sido divulgado em congressos
especializados, devendo ser apresentado em abril de 2007 no Web 3D 2007
Symposium, na Universidade Perugia (Itália). Estimulado pela experiência o ST
Estudos e Pesquisa começou a desenvolver a partir de outubro de 2006 algumas
experiências de modelagem virtual utilizando softwares de baixo custo.
A partir de fevereiro, a equipe formalizou essas atividades no Projeto Modelagem,
que busca avaliar o potencial de ferramentas de baixo custo para modelagem e
visualização na internet através de imagens fixas, filmes, modelos VR... O projeto
pode ser acompanhado pelo site de relato, hospedado no endereço:
http://http://www.fotoplus.com/dph/modelagem/index.html
.
5.3 - Centre for Advanced Studies in Architecture – School of Architecture
and Civil Engineering, University of Bath
Como exemplo cito o caso de Bath segundo alguns autores Alan K. Day e Antony D
Radford em sua publicação Imaging Change: The Computer city Model as a
Laboratory for Urban Design Reserch (Imaginando mudanças: a cidade modelada
no computador como laboratório para pesquisa de desenho urbano, (Centre for
Advanced Studies in Architecture – School of Architecture and Civil Engineering,
University of Bath).
46
O uso exclusivo e detalhado do modelo computacional da cidade de Bath, UK,
como um laboratório para pesquisa de desenho urbano está em discussão. Bath é
uma pequena e predominante cidade histórica da Geórgia. Exemplos são vistos por
quatro partes do trabalho: a representação histórica de Bath (incluindo parte
demolida), o efeito do desenvolvimento no impacto do desenvolvimento urbano,
propostas e estudo de desenvolvimento explicito e implícito do desenho urbano com
padrões de formas existentes e desenvolvidas e o impacto na forma da cidade e
iniciativa de propostas políticas para sustentabilidade urbana.
Usando aero fotoganometria com base de
dados em AutoCAD, através de imagens
na escala 1:50.000, usando recursos
gráficos como uso de malha tridimensional,
servindo de modelo para tais estudos.
O modelo compreende 150 blocos urbanos
que estão disponíveis como uma base de
dados da informação tridimensional para
aqueles envolvidos em projetar edifícios
novos na cidade. Uns desses estudos
conseguiram definir limites, por exemplo,
para controlar alugueis.
Bath–vista aérea
Bath é um exemplo de cidade que serviu
de objeto de estudo para aplicação
dessa tecnologia de modelagem virtual
de cidades. Mas não para por aí,
existem hoje em dia várias cidades
virtuais como Tókio, Nova Iorque,
Londres, etc.
Bath – Blocos
5.4 - Laboratório de Métodos Computacionais em Engenharia –
Lamce/GRVa, – Grupo de Realidade Virtual Aplicada, UFRJ.
Uma excelente referência é o Grupo de Realidade Virtual aplicada. O
Laboratório de Métodos Computacionais em Engenharia – Lamce/GRVa, reúne um
grupo de pesquisadores do Programa de Engenharia Civil (PEC/COPPE/UFRJ),
que vem se dedicando há mais de 2 décadas à pesquisa, formulação e
desenvolvimento de métodos numéricos nas áreas de Sistema e Mecânica
Computacional. Procurando atuar com uma visão científica ampla e atualizada o
Laboratório orientou suas atividades de pesquisa para: Simulação Numérica,
Sistemas Computacionais, Confiabilidade Estrutural e Análise Dinâmica em
Engenharia Offshore, Sistemas Inteligentes e Realidade Virtual (VR).
47
As atividades de pesquisa no campo da Realidade Virtual, atua em áreas
interdisciplinares (arquitetura, engenharia, desenho industrial, computação gráfica,
biomédica entre outras), pelas quais o grupo GRVa (Grupo de Realidade Virtual
aplicada), vem viabilizando e trabalhando no sentido de introduzir novas tecnologias
de aquisição de dados, criando aplicações diretamente ligadas às linhas de
pesquisa e projetos.
Alguns exemplos são os projetos: Visualização
Tridimensional do Centro Histórico de Paraty, Projeto
de Visualização Tridimensional do Complexo do
Turano – Tijuca – Rio de Janeiro, Visualização
Tridimensional da Ponte Rio-Niterói – 30anos,
Proteção do Patrimônio Cultural com o uso de
Realidade Virtual (VR) na Lagoa Rodrigo de Freitas,
Fig.0
Campo de Sant’Ana – 360º - Patrimônio Histórico e
Cultural, SCANNER 3D.
Serão mencionados alguns destes estudos nas fichas
técnicas em anexo.
Topografia do Complexo
do Turano – RJ.
5.5 - UFSC - Departamento de Engenharia Civil, Lab. de Fotogrametria,
Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento e
Universidade de Karlsruhe - Alemanha
Instituto de Fotogrametria e Sensoriamento Remoto
Este recurso de utilização de textura foto-realística da cidade vem se tornando uma
importante ferramenta para modelagem espacial. Utilizando técnicas de
fotogrametria e processamento digital de imagens, a área modelada poderá ser
analisada de diversos aspectos, sendo um deles, a simulação de intervenções
planejadas no que prevê os parâmetros urbanísticos do Plano Diretor para a zona
em estudo. Essa técnica permite aos engenheiros urbanos e pesquisadores afins, a
compreensão, visualização, simulação e avaliação de intervenções na paisagem da
cidade antes da execução. A fotogrametria arquitetural tem sido utilizada
principalmente na documentação e preservação de edifícios antigos. Levantamento
arquitetônico preciso de monumentos e sítios históricos.
É preciso levar em conta os custos de aplicação de um ou outro determinado
recurso computacional utilizado no estudo das cidades. No Brasil a técnica da
fotogrametria arquitetural analítica se torna praticamente inviável pelos altos custos
envolvidos.
Este centro de pesquisa desenvolve vários trabalhos nessa área. A fotogrametria
digital como ferramenta de planejamento urbano, pode ser observada no estudo de
uma área Piloto no município de São José, próximo a Florianópolis. Seu sítio
apresenta edificações representativas do período colonial e vê sua paisagem
comprometida por edificações recentes que foram implantadas sem qualquer estudo
prévio. É preciso controlar as ocupações irregulares buscando conter o crescimento
desordenado nas pequenas e grandes cidades do Brasil e do mundo. E esse
recurso gráfico-fotográfico pode possibilitar maior apreensão do espaço urbano.
Segue em anexo ficha técnica desse estudo da UFSC.
48
Capítulo VI – Evolução da aplicação dos Recursos Gráficos Computacionais
6.1 - Desenvolvimento tecnológico e expectativas para o futuro
Estamos vivendo a revolução da informática. Esta revolução está tendo um impacto
igual ou maior que o da revolução industrial. De tal forma ela domina o modo de vida
da humanidade que pode ser considerada catalisadora para a manutenção da paz
ou para a nossa destruição.
O avanço tecnológico associado ao custo decrescente incentiva cada vez mais a
produção de sistemas de computação cuja aplicabilidade se presta a todas as áreas
do conhecimento humano. Por outro lado estas áreas demandam a concepção e o
desenvolvimento de instrumentos baseados na mesma tecnologia a princípio
desenvolvida para os computadores.
Diversos exemplos podem mostrar aplicações dos computadores e tecnologias
associadas em uso atualmente, bem como perspectivas de aplicações futuras.
Os microprocessadores, computadores, as redes de computadores e os recursos de
telecomunicações de uma maneira geral estão sendo usados como ferramentas nas
mais diversas áreas do conhecimento humano, como:
- Sistemas automáticos para transações bancárias.
- Sistemas de diagnósticos por computador (tomografia).
- Geração artificial de imagens.
- Controle de acervo bibliográfico.
- Redes nacionais de processamentos de dados interligando usuários em pontos
remotos.
- Ensino.
- Planejamento.
- Projeções, interferências e simulações, etc.
Dentre os campos mais promissores da computação estão a inteligência artificial,
projetos assistidos por computador, robótica. Os resultados já obtidos nestas áreas e
os investimentos em termos de pesquisa e desenvolvimento são indicadores da
continuidade de investigação e dedicação no futuro.
A área de Projetos Assistidos por
Computador (PAC) também tem tomado
um grande impulso nos últimos anos. As
máscaras para produção dos circuitos
integrados a serem utilizados na
construção de computadores são
geradas
por
um
programa
de
computador que assiste o projetista. Do
mesmo modo, sistemas de PAC para
desenvolvimento
de
projetos
de
engenharia,
arquitetura,
naves
espaciais, etc., têm sido utilizados.
Fonte: software PINI
Espera-se para o futuro que as cidades tenham em seu acervo o maior número
possível de informações digitalizadas no sentido da integração das demandas da
engenharia urbana por computação gráfica, como a sobreposição de redes de infraestrutura, sistemas de fluxo viário, diminuição de riscos urbanos, entre outros.
49
A preservação da memória da cidade deverá estar sempre presente e, no futuro
ainda mais é claro com tombamentos cabíveis e, virtualmente falando, com a
evolução de softwares e equipamentos.
Capítulo VII – Considerações finais
Enfim, analiso positivamente este estudo avançado de urbanismo, apoiado em
informações mais claras e acessíveis, ou seja, mais precisas, modelos
tridimensionais mais fiéis aos espaços livres ou construídos, demolidos ou
projetados, públicos ou privados, qualquer que seja a denominação, o importante é
apreendermos a cidade. Informações acessíveis publicadas na Web, para que
todos possam consultar e tirar partido dessa rede de trabalho mundial. Algumas
criticas dessas aplicações seriam a incompatibilidade entre softwares, o alto preço
de algumas imagens de satélite ou foto aéreas, a evolução das máquinas em
termos de gastos com atualizações, a carência de treinamento na graduação das
universidades, a falta de banco de dados de informações nas prefeituras ou outros
órgãos públicos contendo por exemplo mapas digitalizados ou modelos
tridimensionais das cidades como temos visto aqui no Brasil.
A Tecnologia da Informação e da Comunicação (TIC) atua como importante
instrumento de auxílio para a integração dos diversos setores da Arquitetura,
Engenharia e Construção (AEC). As informações de projeto podem ser
reaproveitadas após a finalização da construção através da associação de
informação alfanuméricas ao desenho digital.
A engenharia urbana é um campo multidisciplinar que estuda a cidade, na qual se
torna indispensável o uso de recursos gráficos computacionais para a compreensão
do espaço urbano.
Técnicas com grande repercussão em termos de utilização seriam os sistemas GIS,
Realidade Virtual, Fotogrametria Arquitetural Digital, e também os mais conhecidos
como sistemas CAD e modelagem tridimensional em aplicativos como 3dsMAX, por
exemplo.
50
Bibliografia
- BOARDMAN, T. Fundamentos: 3dsMax®5. Editora Campus, 2004.
- CÂMARA, G; DAVIS, C. Introdução à Ciência da Geoinformação, 2005.
- DAY, A; RADFORD, A. Imaging Change: The Computer city Model as a Laboratory
for Urban Design Reserch. (Centre for Advanced Studies in Architecture – School of
Architecture and Civil Engineering, University of Bath).
- GUIMARÃES, A; LAGES, N. Introdução à Ciência da Computação. Rio de Janeiro,
Livros Técnicos e Científicos Editora, 1998.
- LEÃO, E. Geoprocessamento e Análise Ambiental: Aplicações.
- RODRIGUES, M. Introdução ao Geoprocessamento: Anais. Simpósio Brasileiro de
Geoprocessamento. Universidade de São Paulo, 1990.
- SMITH, A; DODGE, M; DOYLE, S. Visual Communication in Urban Planning and
Urban Design. CASA (Centre for Advanced Spatial Analysis - University College
London).
- SPIRN, Ann. O Jardim de Granito: Natureza Urbana e Desenho Humano. São
Paulo: EDUSP, 1996.
- XAVIER, J. Geoprocessamento para Análise Ambiental.
- ESTATUTO DA CIDADE E PLANO DIRETOR PARTICIPATIVO
- ITERNET: Wikipédia
Centros de Pesquisas:
- Caverna Digital / LSI-USP, Laboratório de Sistemas Integráveis. Reconstrução
virtual do centro antigo de São Paulo: Largo da Sé em 1911. ST Estudos e
Pesquisas - Artigo publicado no site AHMWL em abril de 2007
- LABORATÓRIO DE MÉTODOS COMPUTACIONAIS
Lamce/GRVa (Grupo de Realidade Virtual aplicada).
EM
ENGENHARIA,
51
ANEXO - Fichas Técnicas
Visita ao Largo da Sé em 1911
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Laboratório de Sistemas Integráveis
Meios Eletrônicos Interativos
Para tornar esta experiência possível foi estruturada uma pesquisa que, através da
cooperação do Departamento de Patrimônio Histórico da Prefeitura da Cidade de
São Paulo (DPH/SMC/PMSP), permitiu o levantamento, em tempo hábil, do conjunto
documental sob sua guarda e de algumas instituições do setor. Foram analisadas
fontes iconográficas, cartográficas e documentos textuais: cartografias disponíveis
entre 1893 e 1930 de procedimentos técnicos distintos, plantas e elevações de
edificações lindeiras, bem como registros de imagem em fotografias e postais.
A escolha do local e período do modelo teve por base as drásticas alterações no
ambiente urbano a partir da década de 1880, movida por diversos fatores como a
implantação de amplos serviços de infra-estrutura urbana e o crescimento acelerado
da população (quadruplicada entre 1890 e 1900). Nesta fase de intensa
remodelação da cidade, a nova Praça da Sé foi uma das mais expressivas
intervenções efetivamente implantadas: ali, toda uma trama urbana secular
desapareceu
rapidamente,
em
especial
na
década
de
1910.
A iniciativa do projeto de reconstrução virtual é de significativa importância pois
possibilita visualizar regiões da cidade cujo longo processo de intervenção impede a
compreensão de usos e funções ao longo do eixo temporal, bem como a apreensão
dos respectivos modos de relacionamento com o cotidiano urbano. O modelo virtual
3D pode assim estimular estudos e debates mais aprofundados sobre história e
cultura urbana, bem como sobre os acervos documentais existentes e os novos
instrumentos de tratamento, gerenciamento e disponibilização de informação tanto a
pesquisadores
como
a
seus
habitantes.
O modelo virtual 3D reconstruído será visualizado num sistema de multi-projeção
imersivo instalado no laboratório conhecido como Caverna Digital da USP. Este
sistema é composto por um conjunto de telas dispostas em cinco faces de um cubo
(sem teto) que recebe projeção traseira e estereoscópica em cada uma das telas. O
usuário pode assim interagir com modelos virtuais dentro do cubo vivenciando uma
experiência com alto grau de realismo e imersão, como se estivesse caminhando
pelo
Largo,
observando
as
edificações
e
o
espaço
urbano.
LSI-USP : Laboratório de Sistemas Integráveis
http://www.lsi.usp.br/interativos/nrv/nrv.html
Meios Eletrônicos Interativos – coordenação:
Marcelo Knörich Zuffo
Coordenação da equipe de projeto:
Márcio Calixto Cabral
52
Fernanda Ramos de Andrade
Leonardo Nomura
Mario Nagamura
Olavo Belloc
Rosemery Saçashima
Silvia Ghirotti
IMAGENS
Visualização do modelo virtual do Largo da Sé na Caverna Digital: detalhe da confluência da rua Direita no largo
Fonte: LSI-USP
Modelo da Catedral da Sé, sem aplicação de textura
Fonte: LSI-USP
Modelo de edificação de dois pisos, na face leste do Largo da Sé: confronto com desenho de elevação existente na série
Edificações particulares (AHMWL).
Fonte: LSI-USP
Modelo virtual do Largo da Sé: vista geral, em direção oeste, com destaque para Casa Baruel, na esquina da rua Direita.
Fonte: LSI-USP
Modelo virtual do Largo da Sé: lateral da catedral, em primeiro plano um mictório público. Ao fundo, a Igreja de São Pedro, na
esquina da rua Floriano Peixoto.
Fonte: LSI-USP
Modelo virtual do Largo da Sé: detalhe do entroncamento das ruas Direita e Quinze de Novembro, a partir do centro do Largo.
Fonte: LSI-USP
Modelo virtual do Largo da Sé: entroncamento das ruas Direita e Quinze de Novembro, numa tomada em direção ao Largo.
Fonte: LSI-USP
Modelo virtual do Largo da Sé: detalhe de edificações na face norte do logradouro, parte dos únicos remanescentes atuais.
Fonte: LSI-USP
53
Projeto:
Projeto de Visualização Tridimensional do Complexo do Turano -Tijuca - Rio
de Janeiro.
Coordenadores:
Gerson Gomes Cunha
Aurélio Antonio Mendes Nogueira
Fig. 01 - Foto aérea do Complexo
do Turano - Tijuca - rio de Janeiro.
. Fig. 02 - Foto Complexo do turano
Fig.03 -Topografia do Complexo
do Turano
Registro Sigma/UFRJ
Resumo:
O presente projeto da pesquisa, intitulado "Projeto de
Visualização do Complexo do Turano (FIG. 01,02 e
03) - Projeto Favela Bairro da Prefeitura da Cidade do
Rio de Janeiro". Trata-se de um projeto de pesquisa
em Realidade Virtual (RV), onde se pretende criar um
estudo preliminar de visualização tridimensional deste
complexo.Este projeto se deu em virtude de um
convênio que entre si celebram o Município do Rio de
Janeiro, através da sua Secretaria Municipal de
Habitação e a Fundação Coordenação de Projetos e
Estudos Tecnológico, tendo como órgão executor o
Laboratório de Métodos Computacionais em
Engenharia Civil da Coordenação dos Programas de
pós-graduação em engenharia da Universidade
Federal do Rio de Janeiro.Um dos seus principais
objetivos e suprir a necessidade de aperfeiçoar e
incentivar a pesquisa aos profissionais da Secretária
de Habitação da Prefeitura da Cidade do Rio de
Janeiro e a alunos de graduação /UFRJ, iniciação
cientifica e de pós-graduação do Laboratório Lamce PEC/COPPE/UFRJ.
Projeto:
SCANNER 3D
Coordenadores:
Gerson Gomes Cunha
Aurélio Antonio Mendes Nogueira
César A. da Silva Chagas
Fig. 01 - Captura a Lazer
Registro Sigma/UFRJ
54
Fig.02 - Malha obtida pelo
Scanner a Lazer
. Fig. 03 - Programa de manipulação
de pontos de nuvens e malhas
. Imagem da Lagoa Rodrigo
F
de Freitas
Modelagem da topografia do
Rio de Janeiro em Cad 3D
Modelagem 3D da topografia em
3D Max
Resumo:
Este Projeto tem por objetivo principal, desenvolver
um Scanner 3D, ferramenta esta que é capaz de
capturar pontos no espaço, e com estes gerar uma
malha 3D, podendo esta ser visualizada e refinada
em
programas
comumente
utilizados
para
visualização científica, artística , criação de modelos
virtuais como 3D Max, VRML Viewer, Paraview
dentre outros.
Este sistema tem como possíveis usuários, alunos,
professores ou mesmo profissionais de diversas
áreas, que desejam transportar seus produtos,
conhecimentos, experiências, para o mundo virtual,
possibilitando com isto diminuir os limites de acesso a
regiões, vistas essenciais para tomadas de decisão,
muitas vezes alcançáveis por questões ergonomicas,
auxiliando com isto o desenvolvimento de projetos de
engenharia, produtos, conteúdos científicos, além de
oferecer-se como ferramenta essencial para este
universo virtual que hoje se projeta em tantas áreas
das mais diversas.
Projeto:
Proteção do Patrimônio Cultural com o uso de
Realidade Virtual (RV) na Lagoa Rodrigo de Freitas.
Coordenadores:
Cristina Grafanassi Tranjan
Gerson Gomes Cunha
de
Aurélio
Antonio Mendes Nogueira
Isolina Severo Sanchotene
Registro Sigma/UFRJ
Resumo:
Este trabalho pretende despertar a vontade e o desejo
de preservação da Lagoa Rodrigo de Freitas, situada
na Zona Sul do Rio de Janeiro, RJ. Baseia-se em um
inventário sobre as ocupações irregulares deste
espaço, sejam elas através de aterros, construções de
áreas de lazer, acréscimos de áreas de clubes ou
assoreamentos, entre outros. A partir destas
informações desenvolveremos uma metodologia
baseada na tecnologia de Realidade Virtual (RV) e no
uso, solução e aplicação em Virtual Heritage (VH)
para se ter uma visão tridimensional deste espaço em
vários períodos (Fig. 01, 02 e 03)., de forma que se
possa facilitar um planejamento de ações de proteção
do patrimônio sob uma visão estratégica para uso de
diversos profissionais com o mesmo interesse nesta
área.
55
A Fotogrametria Digital como Ferramenta ao Planejamento Urbano
Arq. Fabíola Simon Westphal 1
MEng. Luiz Ernesto Renuncio 2
Prof. Dr. Carlos Loch 3
UFSC - Departamento de Engenharia Civil
Lab. De Fotogrametria, Sens. Remoto e Geoprocessamento
Campus Universitário - 88040-900 - Florianópolis - SC
1
mailto:[email protected]?COBRAC 98
3
mailto:[email protected]?COBRAC 98
2
Universidade de Karlsruhe
Instituto de Fotogrametria e Sensoriamento Remoto
Englerstr. 7, D-76128, Karlsruhe – Alemanha
mailto:[email protected]?COBRAC 98
Conteúdo
1 Motivação
2 Fotogrametria Arquitetural Digital
3 Área Piloto
4 Planejamento Urbano integrado ao Plano Diretor
4.1 Plano Diretor do município de São José
5 Constituição do Banco de Dados Geométrico por
Fotogrametria
5.1 Aquisição dos Dados
5.2 Processamento das imagens
5.3 Visualização dos Resultados
6 Situação Atual
7 Perspectivas
8 Bibliografia
Agradecimentos
Resumo. Este trabalho aborda a utilização de técnicas emergentes de
fotogrametria e processamento digital de imagens como ferramentas para o
planejamento urbano. Através destes instrumentos, o engenheiro, arquiteto e
urbanista poderá entender, visualizar, simular e avaliar intervenções na
paisagem da cidade antes de sua execução. Foi escolhida uma área piloto no
município de São José, pois a administração municipal demonstrou grande
interesse na implantação da proposta já que a cidade vem sofrendo uma
acelerada expansão urbana. O trabalho divide-se em duas etapas:
inicialmente é feita a modelagem espacial com textura foto-realística da área,
utilizando para isso a restituição fotogramétrica em meio digital. A seguir, a
área modelada sofre as intervenções planejadas obedecendo o que prevê o
Plano Diretor para a zona urbana em estudo. De posse desse produto, é
56
possível realizar uma série de análises referentes a qualquer inserção no
meio urbano.
Palavras chaves: Fotogrametria digital, fotogrametria
modelagem 3D, realidade virtual, planejamento urbano.
arquitetural,
1 Motivação
É de conhecimento geral a situação alarmante em que se encontra a maioria das
cidades brasileiras, devido principalmente a um crescimento rápido e desordenado:
de um país tipicamente rural até 1940, o Brasil tem hoje 77% de sua população total
vivendo nas cidades (Santos, 1996).
Um exemplo desse crescimento pode ser claramente observado no município de
São José, vizinho a Florianópolis: em 1980 o município contava com uma população
de 87.817 habitantes e que em 1996 aumentou para 151.024 habitantes, ou seja,
um aumento de 74% (4% a.a.). (IBGE, 1996). Em 1996 a população urbana já
representava 92% da população total do município. A área rural de São José é muito
pequena, principalmente depois da emancipação de São Pedro de Alcântara e da
expansão do Parque Industrial.
A tabela 1 apresenta um comparativo de crescimento populacional e número de
domicílios para algumas principais cidades do Sul do Brasil, no período de 1980 a
1996. A partir destes dados pode-se facilmente mostrar que o município de São
José apresentou expansão urbana (sobretudo no número de domicílios e,
conseqüentemente, de edificações) superior às grandes cidades de sua região. A
tabela 2 mosta o grande aumento no número absoluto de habitantes na área urbana
em relação a área rural, o que explica em parte o crescimento desordenado da
cidade e a descaracterização da área rural.
Tabela 1 - Crescimento populacional e do número de domicílios em algumas das
principais cidades do Sul do Brasil
ANO
1980
1996
MUNICÍPIO
População
Total
Cresc.
(%)
População
Total
Cresc.
(%)
Nº
Domicílios
Cresc.
(%)
Florianópolis
187.871
42.621
271.281
44%
79.758
87%
Joinville
235.812
51.373
397.951
69%
107.255
109%
São José
87.817
19.427
151.024
72%
41.718
115%
Curitiba
1.024.975
240.917
1.476.253
44%
429.963
78%
Porto Alegre
1.125.477
299.368
1.288.879
15%
415.006
39%
Fonte: IBGE, Censo Demográfico 1980 e Contagem da População 1996.
57
Tabela 2 – População residente no Município de São José, de acordo com a
localização e ano
ANO
1980
1996
População
Total
urbana
rural
População
Total
urbana
rural
87.817
79.200
8.617
151.024
137.659
13.365
Fonte: IBGE, Censo Demográfico 1980 e Contagem da População 1996.
Diante de uma taxa de expansão urbana desta natureza, a administração municipal
defronta-se com uma situação de emergência, sem contudo dispor de informações e
ferramentas adequadas para lidar com os novos problemas. Metodologias que
permitam a aquisição de um grande volume de informações (adequadas aos fins a
que se propõe, íntegras e consistentes) ainda estão por ser desenvolvidas e
implantadas. Uma das carências diz respeito a bancos de dados geométricos e
ferramentas de visualização eficientes destes dados, possivelmente utilizando-se do
espaço tridimensional.
É cada vez maior a necessidade de obter ferramentas capazes de solucionar, com
rapidez e economia, os problemas urbanos mais freqüentes.
O comprometimento da paisagem é, sem dúvida, um dos problemas mais comuns
nos centros urbanos. Isso se deve principalmente à inexistência de qualquer tipo de
estudo prévio quando da implantação de um novo projeto. É aí que entra um dos
mais novos produtos possíveis de serem gerados a partir da fotogrametria digital, já
sendo utilizado em alguns países e oferecendo novas e atraentes possibilidades ao
planejador urbano e à administração municipal: os modelos tri-dimensionais com
textura foto-realística de áreas urbanas. Estes modelos, combinados com
tecnologias de apresentação auxiliada por computador, são capazes de inserir o
usuário no espaço planejado, permitindo-lhe explorar (walk through) virtualmente um
ambiente existente, ou uma realidade simulada.
O uso de modelos tridimensionais urbanos também permite a criação de um cenário
virtual representativo da realidade futura que se pretente construir. Com este produto
disponível, não só a administração pública e as empresas de construção civil, mas
também a comunidade em geral terá a oportunidade de analisar, questionar e opinar
sobre toda e qualquer mudança significativa que se pretenda fazer na paisagem
urbana e sugerir mudanças, se o caso implicar, nas normas do Plano Diretor para a
área.
Segundo Ferrari (1986), antes de qualquer passo no sentido de obter soluções no
meio urbano, é necessário o diagnóstico da situação atual para que os problemas
existentes sejam apontados e identificados.
58
Dentre os diversos aspectos que se pretende analisar, podem ser destacados:
i.
ii.
iii.
iv.
análise da paisagem do ponto de visto arquitetônico, ou seja, se o estilo
adotado, cores, materiais construtivos, volumetria e gabarito do edifício,
comprometem a harmonia do conjunto;
avaliação da taxa de ocupação, índice de aproveitamento e gabarito previstos
pelo Plano Diretor, ou seja, se estes estão de acordo com adequam-se a
realidade da área e/ou se tem sido respeitados pelas novas edificações;
simulações no ambiente construído: a inserção de novas edificações pode ser
simulada e analisada no contexto do espaço urbano;
estudos visando determinar o sombreamento provocado pela edificação e
suas conseqüências prováveis em prédios/áreas vizinhas.
2 Fotogrametria Arquitetural Digital
Precursora de todas as áreas da Fotogrametria, desde a segunda metade do século
passado a fotogrametria arquitetural tem sido utilizada principalmente na
documentação e preservação de edifícios antigos. Na reunião do ICOMOS (Comitê
Internacional de Monumentos e Sítios) em Washington (1987) a técnica
fotogramética foi apontada como a mais indicada para o levantamento arquitetônico
preciso de monumentos e sítios históricos.
Em nosso país são ainda pouco expressivos os resultados obtidos através da
fotogrametria arquitetural, mesmo se considerarmos sua utilização apenas para a
documentação de patrimônio histórico. Segundo Gomes (1995), os primeiros
levantamentos desse tipo no Brasil foram:
i.
ii.
iii.
iv.
v.
vi.
as fachadas do Castelo da Torre de Garcia D’Avila (Praia do Forte, Bahia,
1977),
a fachada da Igreja de São Francisco de Assis (Ouro Preto, MG, 1977),
a fachada do Teatro Municipal (Rio de Janeiro, RJ, 1977),
a fachada do Museu Ipiranga (São Paulo, SP, 1980),
fachadas, paredes e torres das Ruínas de São Miguel das Missões (RS,
1981)
o monumento do Cristo Redentor (Rio de Janeiro, RJ, 1996)
A técnica da fotogrametria arquitetural analítica, até há pouco tempo a mais
moderna comercialmente disponível, é pouco utilizada devido a falta de pessoal
especializado, utilização de equipamentos e infra-estrutura que exigem
investimentos elevados e por resultar num produto final com atributos de precisão
muitas vezes superiores aos necessários. Por estes motivos talvez se explique o
fato de que no Brasil, a maioria dos prédios levantados por fotogrametria arquitetural
são de relevada importância cultural que, estando sob tutela do poder público,
dispõem dos recursos necessários a esse tipo de trabalho.
Os altos custos envolvidos tornaram a fotogrametria arquitetural analítica
praticamente inviável para a restituição de um elevado número de edificações
(conjuntos urbanos).
59
A introdução do processamento digital de dados trouxe uma mudança de paradigma
em distintas áreas do conhecimento, e a fotogrametria não deixou de ser uma delas
(Ackerman, 1995). Através da evolução do processamento digital levou-se a cabo a
implantação de formulações analíticas já existentes. Executados em computadores
de pequeno porte, uma nova corrente de softwares de restituição fotogramétrica
monocular de baixo custo permite agora também ao não-fotogrametrista a
modelagem 3D de objetos. Algumas conseqüências positivas para a documentação
e planejamento urbano, de curto e longo prazo, advém deste fato:
i.
Uso mais eficiente dos recursos investidos.
O uso dos PCs como estações fotogramétricas digitais, além de economicamente
viáveis e de fácil manipulação, permitem serem usados em outras tarefas, não se
restringindo apenas ao uso fotogramétrico. Desta maneira são acessíveis a qualquer
administração pública ou empresa ligada ao planejamento urbano.
ii.
Ampliação da base de edifícios documentados.
Redução dos investimentos necessários e uma maior facilidade no que diz respeito
ao treinamento de pessoal para operar as atuais estações fotogramétricas digitais.
Softwares capazes de restituir coordenadas 3D de objetos a partir de fotos já estão
disponíves no mercado a um baixo custo (em torno de R$ 1500,00).
De acordo com Capanni & Flamigni (1996) os softwares fotogramétricos, conhecidos
como restituidores fotogramétricos digitais, têm tido uma larga aceitação no mercado
devido a flexibilidade de operação, extensão do campo de aplicação e integração
com os Sistemas de Informação Geográfica (SIG).
iii.
Fotogrametria para todos.
A simplificação na aquisição e processamento dos dados trouxe a fotogrametria
mais perto daquelas profissões que potencialmente podem beneficiar-se do seu uso
(engenheiros, arquitetos, médicos, oceanógrafos...).
Recentemente, no International Symposium on Real-Time Imaging and Dynamic
Analysis da Sociedade Internacional de Fotogrametria e Sensoriamento Remoto
(ISPRS, Comissão V, Hakodate, Japão) foi proposto pelo Comitê Internacional de
Fotogrametria Arquitetural - CIPA um sistema de informações de fotogrametria
arquitetural. Para este sistema de informações podem contribuir quaisquer
indivíduos, com imagens que vão desde aquelas obtidas em viagens por turistas, até
levantamentos arquitetônicos especializados.
Outra inovação neste sentido, possível principalmente graças a redução de custos e
maior simplificação do manuseio de softwares, é a iniciativa da Universidade de
Viena de levar a fotogrametria arquitetural também a escolas. Através de um
caderno com regras básicas e fáceis de serem seguidas, os alunos são incentivados
a utilizar a fotogrametria para modelar objetos de seu interesse pessoal (seu
domicílio, automóvel, ...).
60
O Laboratório de Fotogrametria, Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento da
UFSC (Brasil) e o Instituto de Fotogrametria e Sensoriamento Remoto da
Universidade de Karlsruhe (Alemanha) vem trabalhando no sentido de introduzir
novas tecnologias de aquisição de dados por fotogrametria a curta distância desde
1995. Em Florianópolis e Karlsruhe trabalha-se intensamente em duas área básicas:
para a proteção de monumentos arquitetônicos desenvolvem-se sistemas de baixo
custo, os quais visam documentar conjuntos citadinos ou amplos conjuntos
arquitetônicos, o que até agora técnica e cientificamente ainda não se fazia possível.
Uma segunda linha básica de pesquisa conjunta trata a questão do suporte através
de imagens para administração de grandes instalações, como universidades,
hospitais e sistemas industriais. A estrutura similar dos campus universitários de
Florianópolis e Karlsruhe induziu à escolha do tema central desta segunda atividade
como Sistema de Informações do Campus Universitário. Nos trabalhos acima
desenvolvem-se paralelamente também conceitos de aquisição e tratamento dos
dados bem como ferramentas úteis para documentação e planejamento urbano.
3 Área Piloto
A área escolhida fica no centro antigo do município de São José, distante 9 km em
linha reta da capital do Estado de Santa Catarina, Florianópolis, e com a seguinte
referência geográfica: latitude 27o 36' 22" S e longitude 48o 37’ 47" O.
De colonização açoriana, a Vila São José da Terra Firme foi fundada em 1750 e até
hoje guarda um pouco de sua história nos casarios preservados no centro antigo.
Com uma área atual de 116 km2 e uma população de 151.024 habitantes (IBGE,
1996), São José ocupa hoje o 5o lugar em arrecadação de ICMS (Imposto de
Circulação de Mercadorias e Serviços) em grande parte devido ao parque industrial
com mais de 600 indústrias.
A área piloto (figura 1) foi escolhida por apresentar edificações representativas do
período colonial e estar com sua paisagem comprometida por edificações recentes
que foram implantadas sem qualquer estudo prévio.
Figura 1. A) Área piloto, B) Imagem da Rua Dr. Homero Gomes
61
4 Planejamento Urbano integrado ao Plano Diretor
De acordo com a Constituição de 1988, Art. 182, parágrafo 1 o. , o plano diretor,
aprovado pela Câmara Municipal, obrigatório para cidades com mais de vinte mil
habitantes, é o instrumento básico da política de desenvolvimento e de expansão
urbana.
Entende-se dessa forma, que é obrigação das municipalidades exercerem através
desse instrumento, a previsão e o controle do desenvolvimento de seu espaço,
evitando os problemas econômicos, ambientais e sociais decorrentes do mau uso do
solo em cidades que estão em acelerado processo de crescimento. (Santos &
Baratta in Gondim, 1991)
Segundo Bourscheid (1997), o planejamento urbano é a base para o
desenvolvimento social e econômico de uma cidade, pois ao se planejar de forma
satisfatória o espaço urbano, se está contribuindo para o bem estar da população, e
também para uma melhor eficiência das atividades econômicas.
O planejamento é essencialmente um processo dinâmico. Deve contemplar coleta
de dados, transformação destes dados em informações através da introdução do
conhecimento especializado e previsão de mudanças. Esta última deve vir em
função da avaliação dos Resultados Obtidos vs. Planejados.
Assim como a paisagem urbana, a cidade é extremamente dinâmica o que pode ser
facilmente percebido nos grandes centros. As transformações sofridas podem ser
tanto positivas como negativas, dependendo das ferramentas disponíveis para
auxiliar nesse processo. Nesse caso, ferramentas que permitam a análise prévia das
transformações propostas contribuem de maneira efetiva na obtenção de resultados
mais próximos aos desejados.
Dessa forma, concluímos que um plano diretor eficaz e adequado a realidade do
município auxiliado por ferramentas digitais modernas torna-se um poderoso
instrumento na obtenção de soluções e prevenção de problemas urbanos.
4.1 Plano Diretor do município de São José
Segundo a Lei No. 1.605, de 17 de abril de 1985, que dispõe sobre o zoneamento de
uso e ocupação do território do município de São José e que compõe o Plano Diretor
(Lei No. 1.604/85), a área piloto é classificada como Área de Preservação Cultural
(APC).
Sua importância deve-se à presença de sítios históricos e arqueológicos e possui
seu uso preservado ou controlado para que seja assegurada sua existência. As
APCs são subdivididas em outras áreas, dentre as quais Áreas Históricas (APC-4),
na qual se encaixa a área piloto.
Nessas áreas, segundo a Lei No. 1.605, Art. 173, parágrafo 1o, a aprovação de
novas construções ou de modificações das construções existentes exige uma
verificação prévia da harmonia dos projetos com as reconstruções já existentes, com
respeito ao volume e altura das edificações, coberturas e prolongamentos dos
62
telhados, relações entre cheios e vazios, proporção das aberturas (portas e janelas),
materiais e cores dos revestimentos exteriores.
Essas diretrizes, segundo o parágrafo seguinte, não devem inibir uma concepção
arquitetônica contemporânea, que pode manifestar-se na composição das fachadas,
na proporção das linhas de cornijas, nos pormenores das carpintarias e na natureza
dos revestimentos.
O Art. 175 esclarece que em Área de Preservação Cultural o município, com a
finalidade de preservar a área, poderá criar regulamentos especiais de ocupação.
De acordo com o Anexo 5 da Lei de Zoneamento, na APC o número máximo de
pavimentos permitido é dois, o índice de aproveitamento máximo (IA) é 1.00 e a taxa
máxima de ocupação (TO) depende de um estudo específico que considera as
características da ocupação tradicional.
Os afastamentos frontais para a área, segundo a Lei N o. 1.605, Art. 85, parágrafo 3o,
será igual ao que predomina nos lotes da quadra. Os afastamentos laterais para
edificações de até dois pavimentos ficam dispensados, desde que não contenham
aberturas laterais (Art. 88).
5 Constituição do Banco de Dados Geométrico por Fotogrametria
Fig. 2 Fluxograma representativo das etapas de aquisição e processamento dos
dados.
63
5.1 Aquisição dos Dados
A etapa de aquisição dos dados compreendeu o levantamento das informações
necessárias para o trabalho: bibliografia / trabalhos similares já realizados; mapa
cadastral e dados das edificações junto a Prefeitura Municipal; levantamento
fotogramétrico.
Especial atenção deve ser dada aqui ao levantamento fotogramétrico. Os
procedimentos utilizados seguem a metodologia de trabalho de campo apresentada
por Martins (1997), onde é utilizada a aquisição híbrida dos dados (câmara métrica
analógica e posterior digitalização dos diapositivos).
A tomada das fotografias foi feita pela câmara Pentax-Leica PAMS 645, que é uma
câmara métrica de médio formato (56 x 41,5 mm) controlada por um
microprocessador. Na câmara, um dispositivo capaz de gerar vácuo manté o filme
plano no momento da tomada da foto, substituindo o tradicional réseau. Os
parâmetros internos da câmara são conhecidos a priori, tendo sido fornecidos pelo
fabricante. Maiores detalhes sobre o equipamento utilizado podem ser obtidos em
Renuncio & Loch (1997).
Uma vez obtidas as fotografias, estas foram digitalizadas em um scanner para filmes
(Microtek ScanMaker 45t), com resolução espacial de 25,4 x 25,4 micra (1000 x
1000 dpi) e resolução espectral de 24 bits (16 milhões de cores). O software que
acompanha o scanner permite ainda que se faça o pré-processamento das imagens,
alterando-se brilho, contraste, etc.
Os arquivos de imagens digitais devem ser comprimidos devido ao grande volume
de armazenamento requerido. As imagens fotográficas de alta qualidade contém
muitos bits de informação, o que torna difícil seu armazenamento e grande o tempo
consumido na sua manipulação.
Desse modo, a fim de minimizar o espaço de armazenamento do computador, as
imagens foram comprimidas segundo o padrão jpeg, utilizando-se baixa compressão
para evitar-se dano aos dados. Os arquivos de imagens, inicialmente em formato
TIFF com 12 MB, foram reduzidos para o tamanho aproximado de 1,8 MB cada um.
Outro aspecto importante é a calibração da câmara. Apesar de ser possível utilizarse os valores de coordenadas das marcas fiduciais, ponto principal e centro óptico
fornecidos pelo certificado de calibração da câmara, o software utilizado na
restituição dos dados recomenda que seja feita uma nova calibração, dispondo-se
para isso de um modelo que o acompanha.
O programa Camera Calibrator que acompanha o PhotoModeler, calibra a câmara e
o aparelho usado para converter as fotografias para o formato digital (scanner) como
uma só unidade. Se o scanner é trocado a calibração deve ser refeita.
5.2 Processamento das imagens
O PhotoModeler é um programa que extrai dados, medições e modelos em 3D a
partir de fotografias. Qualquer objeto que pode ser fotografado pode também ser
64
modelado e os modelos são dimensionalmente acurados e detalhados, permitindo
que medidas sejam extraídas. Hanke (s/d) realizou um estudo comparativo da
exatidão obtida com o Photomodeler em diferentes situações e empregando
distintas câmaras, obtendo resultados muito promissores e que indicam a aplicação
do software para modelagem tridimensional de objetos arquitetônicos.
O nome completo do PhotoModeler é: "sistema fotogramétrico analítico-digital
convergente para curta-distância" (Manual do Photomodeler, 1997). O programa
permite que sejam obtidos dados geométricos no espaço tridimensional a partir de
imagens fotográficas, através da aplicação de formulações analíticas. O sistema é
convergente na medida em que os raios que emergem do filme passando pelo
centro ótico da câmara para duas fotos distintas imageando um mesmo ponto
cruzam-se no espaço. Apesar de parecer um pouco complicado, na realidade, a
maior qualidade do PhotoModeler é oferecer capacidades poderosas da
fotogrametria para não-fotogrametristas em um ambiente Windows fácil de usar.
Outra grande qualidade do software é o fato de possuir arquivos de apoio on-line
(Help) muito bem estruturados, contendo tutoriais que simplificam o entendimento
dos procedimentos que devem ser executados.
O processo de retificação no PhotoModeler ocorre em conjunto com a restituição,
que é o resgate das feições do objeto. Ao mesmo tempo em que se está restituindo
a edificação, o PhotoModeler está ajustando o modelo a um sistema de projeção
ortogonal. Uma melhor descrição destes processos podem ser encontrada em
Martins (1997).
No campo da arquitetura e planejamento, o software PhotoModeler pode ser usado
para:
i.
ii.
iii.
iv.
v.
documentar estruturas antigas para preservação e conservação;
gerar modelos espaciais em 3D para visualização e estudos;
gerar desenhos de elevação de estruturas existentes;
gerar ortofotos de fachadas;
produzir modelos espaciais foto-texturados.
Depois do modelo ser produzido, medições acuradas podem ser tiradas e o modelo
pode ser exportado para programas de edição tipo CAD, bem como para
visualização, como a Linguagem para Modelagem de Realidade Virtual - VRML.
(Manual do PhotoModeler, 1997)
5.3 Visualização dos Resultados
Após a elaboração do modelo em 3D este será exportado juntamente com a base
cartográfica digital da área de estudo (escala 1:2 000) no formato VRML. Através de
um Browser para Internet, equipado com plug-in para esta linguagem (no caso,
Cosmo Player 2.1), é possível visualizar a área restituída em um cenário virtual,
através do qual o visitante poderá caminhar pela base de dados 3D (walk through),
definindo sua direção de movimento com o mouse.
65
Com esse ambiente virtual elaborado referenciado a um sistema de coordenadas
conhecido (UTM), é possível a inserção de qualquer projeto e a análise prévia do
seu impacto na área antes de sua execução, em tempo real e no espaço.
Poderão ser analisados fatores como adequação com a paisagem, taxa de
ocupação, índice de aproveitamento, gabarito, ou seja, será analisada a viabilidade
do Plano Diretor para a área em estudo.
6 Situação Atual
Como o objetivo do trabalho é a obtenção do modelo em 3D de todas as quadras
para que se possa fazer a análise do impacto provocado na paisagem global como
um todo, e não sobre uma edificação isoladamente, estão sendo restituidas as
feições mais importantes de maneira geral. Isso implica em pouco tempo dispendido
para o trabalho de restituição, cerca de seis horas, para cada face de quadra.
A área foi dividida em dez projetos (figura 3), sendo que cada projeto
representa uma face de quadra. Já foram restituídas as quatro
primeiras faces de quadra. Para cada projeto é feita uma série de
tentativas buscando-se o melhor resultado.
Figura 3 : Divisão da área de estudo em dez projetos, cada um
referente a uma face de quadra
Um dos objetivos do trabalho é fazer previsões de cenários, ou seja, inserir novos
projetos e modificações na paisagem. Na quadra proposta para sofrer as
modificações será inicialmente feita uma reforma externa nas edificações existentes.
Buscar-se-á mostrar várias opções, entre positivas e negativas, para a área.
A seguir, outra proposta será a implantação de novos projetos, obedecendo o que o
Plano Diretor prevê para a área, em termos de taxa de ocupação, índice de
aproveitamento, gabarito, estilo a adotar, etc.
Após, será feita uma análise crítica de cada cenário proposto, o que implicará
diretamente na análise da viabilidade do Plano Diretor.
Analisando o que o plano diretor prevê para a área em estudo, conclui-se que é essa
é a maneira como todos os planos diretores tratam os antigos centros históricos dos
municípios. Atribuindo uma legislação específica para essas áreas, que na maioria
66
das vezes é copiada do plano diretor de outro município, busca-se preservá-las e
poupá-las de fins menos dignos, já que são testemunho da história da colonização
da cidade. No entanto, tem-se observado que só isso não tem bastado:
"abandonados" com o passar dos anos, muitos acabam abrigando cortiços e zonas
de prostituição.
Essa realidade vem se transformando graças ao apoio que comerciantes e a
população têm dado as prefeituras, conseguindo dotar esses lugares de uma intensa
vida cultural, e por conseqüência, em uma atração turística importante. Exemplo
disso é a reforma do Pelourinho, em Salvador, que atrai 100 mil visitantes por ano e
São Luís do Maranhão, que tem mais de duzentas construções centenárias
tombadas e preservadas pelo Patrimônio Histórico. O mesmo vem acontecendo em
Belém, Fortaleza, João Pessoa, Recife, Curitiba e Lapa. Dessa forma, pode-se
constatar que o cumprimento do plano diretor é insuficiente na manipulação dessas
áreas, visto que cada caso exige medidas específicas o que se torna difícil se fosse
feita uma legislação para cada caso. Quando o plano diretor descreve que "…a
aprovação de novas construções ou de modificações das construções existentes
exige uma verificação prévia da harmonia dos projetos com as reconstruções já
existentes …" abre-se a oportunidade de especular sobre a área, já que análises
prévias que dependem do bom senso de determinadas pessoas é uma maneira
muito subjetiva de decidir sobre determinada ação. Talvez por esse motivo
encontramos tantas disparidades nas áreas históricas, como edificações recentes
que se chocam com a paisagem existente, mesmo obedecendo todas as previsões
do plano diretor como gabarito, taxa de ocupação, afastamento, etc. Se, além de
normas e diretrizes legais, os responsáveis pelo planejamento urbano também
dispuzerem de ferramentas de visualização do cenário futuro, com a edificação que
se pretende implantar e sua relação com o entorno existente, diminuiriam as
chances de ocorrerem resultados inesperados e desfavoráveis. Além disso, esses
cenários poderiam estar a disposição de qualquer pessoa, o que inclui inclusive o
cidadão comum que mora ou trabalha nessas áreas.
7 Perspectivas
A fotogrametria arquitetural em sua forma digital desponta como uma interessante
tecnologia para a aquisição de coordenadas espaciais de objetos e constituição de
ambientes virtuais a um baixo custo. O estabelecimento de padrões na aquisição e
digitalização de imagens, devido a ampla gama de aplicações da fotogrametria de
curta distância, não é tão simples assim. Estudos de precisão, acurácia, formas de
armazenamento da imensa quantidade de informações em imagens devem ser
realizados e, ao longo de um processo de experimentação prática, determinar-se
aqueles procedimentos e equipamentos que devem ser sugeridos para cada caso. A
redução de custos provocada pela introdução da fotogrametria digital de curta
distância provocou a sua aplicação pelas mais diversas disciplinas. A utilização de
fotografias para análise, registro, documentação, modelagem e controle de
estruturas pode ser encontrada hoje na medicina (Veress, 1989), documentação de
patrimônio histórico (Carbonell, 1989; Pallaske et al, 1992), modelagem
tridimensional urbana (Landes, 1998), indústria (Adams, 1989), microscopia
eletrônica (Ghosh, 1989), sistema de informação geográfica (Renuncio et al, 1998)
entre outras.
67
8 Bibliografia
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