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X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA




 

APLICAÇÃO DO ÍNDICE ESPACIAL DE MORAN NA ANÁLISE ESPACIAL DE INDICADORES SÓCIO-ECONÔMICOS PARA A BACIA DA BAÍA DA GUANABARA NA DÉCADA DE 90.


Elizabeth Maria Feitosa da Rocha elizabethmfr@bol.com.br
Claudia Romanelli Nogueira
Carla Bernadete Madureira Cruz cmad@domain.com.br




 Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ
Depto. Geografia – IGEO



 

Eixo 3: Aplicação da Geografia Física à Pesquisa

Sub-eixo 3.2: Propostas teóricas e metodológicas






 

1.      INTRODUÇÃO

A água tem estado no centro das atenções mundiais, dando origem a diversas discussões sobre a utilização de recursos hídricos. Tal preocupação é devido ao fato de tais recursos estarem intimamente atrelados a ocupação do solo, sendo portanto, importante referencial na política de planejamento e gestão territorial. As bacias hidrográficas constituem as unidades naturais para informações hidrológicas, podendo também ser usadas como unidades naturais de manejo da terra, pois nelas observa-se a dependência de todos os componentes do crescimento e desenvolvimento da sociedade, determinando os múltiplos usos de gestão de recursos hídricos.

Nas últimas décadas, a preocupação em conciliar desenvolvimento econômico e preservação ambiental fez crescer a demanda de planos e estratégias que ressaltem a integração dos diferentes agentes (físico, biótico, econômico e social) que atuam no meio, em vista da rápida modificação e degradação ambiental operada pelo homem.

Esse movimento tem influenciado a forma de se pensar o espaço, e muito mais, o espaço das relações de poder, o território. A noção de "gestão de território" está ligada a um conjunto de ações que objetiva "a criação e controle de formas espaciais, suas funções e distribuição espaciais, assim como de determinados processos, como concentração e dispersão espaciais, que conformam a organização do espaço em suas origens e dinâmica" (Corrêa, 1996).

A gestão ambiental é um termo mais recente que pode estar relacionado à gestão do território com uma conotação ligada ao desenvolvimento sustentável, às responsabilidades de atuações passadas e atuais que comprometem as gerações futuras na capacidade de atendimento de necessidades básicas. 

O resultado apresentado a partir desse tipo de estudo pode oferecer suporte às considerações a respeito de perfis de qualidade de vida, análise de investimentos públicos, análises eleitorais, bem como considerações relativas à produção e reprodução de desigualdades sociais em seus diversos aspectos. (NAJAR, 1998).

 

 

2.      APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA

Nos encontramos em pleno processo de organização e análise de um enorme pacote de dados socioeconômicos provenientes do Censo 2000. A relevância de se compatibilizar unidades distintas e agregar dados socioeconômicos à unidades físicas, tais como as bacias, cresce em importância, justificando muitas das considerações aqui apresentadas.

Resumindo, dentre os aspectos mais facilmente percebidos que favoreceram o direcionamento do estudo, estão:

  • O potencial para a aplicação de ações urgentes para o ordenamento territorial;

  • Verificação de áreas com padrão de distribuição sócio econômico bastante; diferenciado e crescente necessitando um maior conhecimento e identificação;

  • Necessidade de respaldo técnico científico no cumprimento do conceito de desenvolvimento sustentável;

  • Área se insere praticamente em toda a Região Metropolitana do RJ.

 

 

3 – OBJETIVOS

O objetivo geral deste projeto é analisar o panorama socioeconômico da Bacia hidrográfica da Baía de Guanabara através de unidades distritais ou RA’s (para o caso do Rio de Janeiro), por meio de técnicas de análise de áreas com suporte do geoprocessamento. Mais especificamente, efetuar uma análise espaço-temporal dos indicadores espaciais  de Moran para os parâmetros de Baixa Renda (inferior a dois salários mínimos), Escolaridade Precária (instrução até três anos) e Analfabetismo dos chefes de família, para com isso observar se há ocorrência de dependência espacial. Além disso, podemos observar a espacialização das variáveis de qualidade ambiental da Bacia e identificar áreas que apresentam necessidade de investimento.

A proposta deste trabalho surge da necessidade de inserção e análise de dados socioeconômicos, coletados a partir de unidades político–administrativas, mais especificamente Distritos e Regiões Administrativas, que contemplem a bacia de drenagem da Baía de Guanabara.

A demanda por dados e informações ligados às bacias de drenagem vem crescendo desde a implantação da Lei 9433 de 1997, com a Política Nacional de Recursos Hídricos, a qual incorporou princípios e normas de gestão dos recursos hídricos, adotando a definição de bacia hidrográfica como região natural de abrangência desse recurso, uma vez que a água não tem fronteira administrativa.

Também se verifica nesse contexto a importância do entorno da Baía de Guanabara ser um dos pólos econômicos mais importantes do país, com grande concentração populacional, responsável por uma enorme quantidade de esgoto doméstico lançado na baía. A dinâmica econômica na área é fortalecida através de um grande número de indústrias presentes em sua bacia de drenagem, o que acarreta intensas transformações antrópicas, merecedoras de todo tipo de monitoramento. Como objetivos específicos vale ressaltar:

  • Analisar o padrão da população residente, ressaltando as condições relacionadas à baixa renda e educação precária dos chefes de família;

  • Espacializar as variáveis referentes a qualidade ambiental (abastecimento de água, coleta de lixo e saneamento básico) ;

  • Observar e identificar áreas que apresentam correlação espacial importante;

  • Comparar os resultados obtidos entre 1991 e 2000 traçando um panorama temporal da área.

 

 

3.1 Área de Atuação do Projeto de Pesquisa

A Baía de Guanabara, com uma superfície de 4.081 Km², apresenta uma topografia bem diversificada, sendo constituída por planícies, colinas e maciços costeiros e pelas escarpas da Serra do Mar. Dentre a grande quantidade de rios que comporta, os mais importantes são o Rio Macacu, Iguaçu, Estrela e Sarapuí.

No ano de 1991 a área é composta por 16 municípios dentre eles: Mesquita, Duque de Caxias, Belford Roxo, Niterói, São Gonçalo, Cachoeiras de Macacu, Rio Bonito, Petrópolis, Guapimirim, Rio de Janeiro, São João de Meriti. Já em 2000, 4 novos municípios surgem, Guapimirim (desmembrado de Magé), Tanguá (desmembrado de Itaboraí), Belford Roxo e Queimados (desmembrados de nova Iguaçu) perfazendo um total de 20. A unidade político administrativa escolhida para o estudo é o Distrito. No caso do município do Rio de Janeiro por equivalência, adotou-se as RA. Em 1991 há um total de 56 unidades entre Distritos e RA`s . já em 2000 esse número cresce para 60 pelo nascimento de 04 novas RA no Rio de Janeiro: Complexo do Alemão, Complexo da Maré, Jacarezinho e Realengo. É importante destacar que foram realizadas algumas adaptações durante o estudo uma vez que a área apresenta heterogeneidades quanto a sua divisão política.. A exemplo disto, tem-se a adoção de RA, consideradas as unidades espaciais mais próximas do Distrito para fins de comparação espaço temporal. Outro caso particular é o de Nova Iguaçu, que apresenta várias transformações ao longo da década de 90. Além da emancipação de Belford Roxo e Queimados, o município passa a ser dividido em 2000 por Unidades Regionais de Governo (URG). Isso dificultou bastante o estudo e, portanto para que fosse possível realizar a análise temporal foi considerada a divisão municipal presente em 1991 para o ano de 2000, extraído-se apenas o distrito de mesquita que teve sua instalação em 01/01/2001.

 

 

Figura 1: Imagem Landsat em Composição Colorida 345/2000- Bacia Hidrográfica da Baía de Guanabara e sua Divisão Administrativa equivalente (distritos e Regiões Administrativas) – RJ

 

 

4. ABORDAGEM TEÓRICA

4.1 Revisão Conceitual

4.1.1  Região Administrativa

 

São unidades administrativas municipais, normalmente estabelecidas nas grandes cidades, citadas através de Leis Ordinárias das Câmaras Municipais e sancionadas pelo prefeito.

 

4.1.2    Bacia Hidrográfica

Área formada por um conjunto de canais de escoamento d'água interligados, que pode servir de contribuição à outro rio ou canal fluvial (Sugio e Bigarella, 1979). De acordo com Coelho Netto (1998) também corresponde a uma área da superfície terrestre que escoa água, sedimentos e materiais em dissolução para uma mesma saída, num determinado ponto do canal fluvial, esta saída pode ser um rio, lago ou oceano. O gerenciamento da bacia hidrográfica é mais amplo do que o gerenciamento restrito do recurso natural que a delimita, ou seja, do volume ou vazão d'água, ou da demanda e oferta de recurso hídrico em uma bacia. Envolve vários aspectos qualitativos, como legislação, obras de engenharia, planejamento, atuação pública e privada, uso do solo, tecnologia, etc., visando à otimização de seu uso em benefício da sociedade.

Como motivador político, a Política Nacional de Recursos Hídricos, Lei 9.433 de 1997, foi instituída para gerenciamento do recurso hídrico tendo a bacia de drenagem como peça chave, e com ela os Comitês de Bacia. O direito de outorga do corpo hídrico e o uso múltiplo das águas devem estar ligados a aprovação desses Comitês, que cumprem diversos objetivos, entre os quais o gerenciamento da demanda e redistribuição de custos sociais. As funções dos Comitês perpassam pelo inventário das informações referentes à gestão hídrica, associada à diversidade física, biótica, econômica e cultural, e a difusão dessas informações para uma ação participativa e democrática.

            Para estabelecer direitos e deveres em relação ao uso da água, seus usuários (pessoas física ou jurídica) presentes ou futuros, precisam conhecer seu perfil socioeconômico. Várias são as unidades de gestão assumidas como estratégicas numa determinada abordagem espacial. As bacias hidrográficas, como apresentado anteriormente, são consideradas unidades ideais para gerenciamento dos recursos hídricos, no entanto, como unidades espaciais reconhecidas oficialmente no tocante a dados populacionais e sócios econômicos, a prática comum é a adoção de unidades político-administrativas, tais como bairros, distritos, municípios, estados, regiões e etc. Unidades político administrativas são dispostas hierarquicamente no território, por ex: um grupo de bairros compõe um distrito ou um município, um grupo de municípios compõe um estado e assim sucessivamente. Da mesma forma, os dados coletados por domicílios, são primeiramente agregados por setores censitários (menor unidade espacial de análise para dados do Censo) e a partir de então para outras unidades hierarquicamente superiores, forma mais comum de divulgação pública.

 

4.1.3  Processos de Gestão

A noção de "gestão de território" está ligada a um conjunto de ações que objetiva "a criação e controle de formas espaciais, suas funções e distribuição espaciais, assim como de determinados processos, como a concentração e dispersão espaciais, que conformam a organização do espaço em suas origens e dinâmica" (Corrêa, 1996).

Segundo Becker & Egler (1997), os municípios e distritos, as regiões geoeconômicas, as unidades de paisagem e as bacias hidrográficas enquanto entidades geográficas (entende-se unidades territoriais) devem atender a requisitos básicos como contigüidade espacial, serem georreferenciadas e pertencerem a uma classificação tipológica que permita seu agrupamento em diversas ordens de grandeza. Cada uma dessas classificações responde a critérios próprios, desde aspectos econômicos, político-administrativo até estritamente biológico, dependendo do objetivo.

 

4.1.4        Sistemas de Informação Geográfica

Definir Sistemas de Informação Geográfica – SIG – é uma tarefa difícil em função das inúmeras definições existentes na bibliografia atual. O conceito de SIG, desenvolvido originalmente nos anos 60, com origem no termo inglês Geographic Information System (GIS), surgiu como algo muito mais abrangente do que se conhecia até então. Os SIGS são sistemas computacionais, usados para o entendimento dos fatos e fenômenos que ocorrem no espaço geográfico. A capacidade de reunir uma grande quantidade de dados convencionais de expressão espacial, estruturando-os e integrando-os, tornando-os ferramentas essenciais para manipulação das informações geográficas (Pina,1994).

 

 

5.      METODOLOGIA

As principais etapas são as seguintes:

A.     Seleção de indicadores: esta é uma etapa importante, responsável pela aquisição e manipulação de dados secundários dos Censos de 91 e 2000, relevantes à caracterização socioambiental da bacia hidrográfica. Consiste, especificamente, na criação de tabelas no Access e Excel da Microsoft que sejam compatíveis com os ambientes SIG.

B.     Compatibilização com a base cartográfica: nessa etapa foram realizados o ajuste e atualização das sub-bacias hidrográficas com relação à base cartográfica a partir da digitalização sobre imagem de satélite do ano de 2000.

C.     Integração das Unidades de Gestão e Cálculo dos Indicadores por unidade ambiental: Foram usadas funções de interseção entre as bases e o posterior cálculo dos percentuais de área comum entre as unidades. Tais valores permitiram o cálculo dos indicadores referentes aos setores censitários para as unidades bacias, abstraindo-se que tais áreas sejam homogêneas. 

D.    Mapeamento e Análise Espacial: com o uso do Sistema de Informações Geográficas Arcview, foram utilizados funções para mapeamento temático dos indicadores estudados por sub – bacias, assim como, análise de padrões espaciais para os anos de 1991 e 2000.

E.     Análise Temporal: A análise comparativa entre os mapas temáticos de períodos distintos de modo a diagnosticar o comportamento dos indicadores propostos durante a década de 90.

 

5.1 Construção de Indicadores Socioeconômicos para Análise Espacial

A análise espacial de áreas possibilita o estudo da distribuição de eventos onde os Indicadores sócio-ambientais de uma maneira geral pressupõem um nível de "padronização" das unidades de medida e procedimentos metodológicos claros, no que tange especialmente a categorização dos dados, objetivando futuras comparações das condições ambientais entre diferentes regiões (Barcelos, 2002).

O trabalho inicia-se com a coleta de dados primários, sobretudo da malha digital do Censo 1991 (FIBGE) por setor censitário. A base gráfica dos setores censitários foi obtida junto a Fundação FIOCRUZ/CICT, com relativos dados tabulares. Os setores censitários são classificados em urbanos e rurais, no entanto para a Região Metropolitana todos os setores são considerados urbanos.

A seleção de indicadores socioeconômicos baseou-se em estudos anteriores sobre inclusão e exclusão social desenvolvidos por pesquisadores da PUC/SP – Aldaíza Sposati - para a área de São José dos Campos, São Paulo em 1997. Os indicadores foram:

Baixa Renda: Total de  chefes  de  família  com  renda  menor que  dois  salários  mínimos

Representa o somatório das variáveis chefes de famílias sem instrução, chefes de família com até um ano de instrução e chefes com instrução de um a três anos;

Nível de escolaridade precário: Total de chefes de família com até três anos de instrução.

Somatório das variáveis renda dos chefes de família sem rendimento, meio salário mínimo, um salário mínimo, um a das variáveis renda dos chefes de família com mais de três anos de instrução.

Qualidade Ambiental: subdividido em três variáveis: domicílios com Coleta de lixo, Abastecimento de água e Saneamento básico.

 

Os campos selecionados na tabela do IBGE apresentam a seguinte descrição:

Tabela 2: Descrição dos campos (Fonte: IBGE).

 

Nome do Campo

Descrição

TOTCH

Total de chefes de família

ANALFA

Total de chefes de família analfabetos

I3ANOS

Total de chefes de família com até 3 anos de instrução

REN2SM

Total de chefes de família com até dois salários mínimos

AG-C-GER

Total de domicílios com abastecimento de água Rede Geral.

LIX COL

Total de domicílios com coleta direta e indireta de lixo

SAND-D

Total de domicílios com saneamento básico - Rede Geral

 

Esses indicadores foram escolhidos para permitir uma análise da situação de baixa renda e do precário nível de instrução dos chefes de família, agregados por setor censitário para os distritos e RA’s pertencentes Bacia da Baía de Guanabara. Os indicadores de qualidade ambiental apenas mostram o padrão de distribuição sem correlação espacial. Posteriormente será feita a correlação espacial utilizando o Indicador de Moran.

 Os dados tabulares foram trabalhados no EXCEL e posteriormente alimentados num banco de dados no formato DBF. Foi construída uma tabela para cada distrito e Região Administrativa, este proveniente de agregações de setores censitários (função dissolve no Arcview) com as variáveis e calculados porcentagens dos indicadores socioeconômicos, sendo posteriormente atrelados a base gráfica (função Join no Arcview), constituindo assim um banco de dados georreferenciado num ambiente SIG, no qual se insere o software Arcview/ESRI.

A base gráfica utilizada no formato Shape do Arcview precisou de vários ajustes e da criação de uma topologia de acordo com a estruturação exigida pelo SPRING durante a execução da análise espacial Nessa etapa exigiu-se mais complexidade do que o esperado e uma série de problemas que serão comentados mais adiante. No SPRING foram criadas as categorias objeto e cadastral e foi possível realizar uma análise exploratória de dados espacial, com objetivo de identificar agrupamentos espaciais, casos atípicos e diferentes regimes espaciais.

 

5.2    Análise Espacial de Áreas

        Através desse tipo de análise é possível estudar a distribuição de eventos cuja localização esteja associada a unidades poligonais, no qual o objetivo básico é a determinação de padrões espaciais. Isso é bastante comum quando se trabalha com fenômenos agregados por unidades como distritos e Regiões Administrativas. Buscando fugir um pouco da maneira usual de visualizar padrões de distribuição através da simples exibição de mapas coropléticos, usaremos os Índices de Associação Espacial de Moran, para os dois indicadores apresentados.

 

5.2.1    Indicadores Global e Local de Moran

Ao se executar a função Associação Espacial de Moran do SPRING para cada indicador, o sistema calcula sete novos campos para geração de mapas temáticos (Z - desvio do atributo na unidade selecionada; WZ - média dos desvios dos atributos dos vizinhos da unidade selecionada; MORAN - índice de Moran local da unidade selecionada; MEDIAMOV - média móvel; BOXMAP - identificador único para mapeamento das áreas de agrupamentos (AA e BB) e transição, atípicos ou não (AB e BA); LISAMAP - identificador único para mapeamento das áreas de acordo com a sua significância (valores extremos da distribuição); MORANMP - identificador único para mapeamento de agrupamentos mais significativos e áreas atípicas), que nos permitiram efetuar as análises espaciais. Desses sete campos procuramos nos concentrar em apenas três: LISA MAP, MORAN MAP e BOX MAP. As áreas consideradas significativas procuram identificar ritmos e padrões das variáveis investigadas mostrando porções consideradas com resultados extremos do total. 

No caso do Box Map, cada objeto é classificado conforme sua posição em relação aos quadrantes, recebendo uma cor correspondente no mapa a ser gerado. Ele mapea áreas de agrupamentos (AA e BB) e de transição, atípicos ou não (AB e BA), conforme abaixo:

AA: atributo acima da média para a unidade e seus vizinhos indicando a existência de “clusters” de valores altos do indicador analisado.

BB: atributo abaixo da média para a unidade e seus vizinhos indicando a existência de “clusters” de valores baixos do indicador analisado.

AB: atributo acima da média para a unidade e abaixo da média para os seus vizinhos indicando a existência de áreas de transição.

BA: atributo abaixo da média para a unidade e acima da média para os seus vizinhos indicando a existência de áreas de transição.

 

 

6.    ANÁLISE DOS RESULTADOS

 

  • Em 1991 a porção setentrional e oriental da bacia apresenta uma grande área significativa de baixa renda e nível precário de instrução;

  • Em 2000 essa área de abrangência diminui e pode-se observar uma nova faixa com valor significativo desta vez, porém numa classe B-B, ou seja, de baixa presença das variáveis;

  • Com isso observa-se que a maioria as RA`s do município do Rio de Janeiro apresentam os melhores resultados tanto a nível de renda como de  instrução;

  • Em contrapartida na porção oriental, onde estão localizados os municípios de Cachoeira de Macacu, Itaboraí e Rio Bonito, durante toda a década de 90, não apresentou mudanças, possuindo os piores níveis de instrução e renda da Bacia da Baía de Guanabara.

  • Os indicadores de qualidade ambiental revelam um gradual crescimento no entorno da Baía, sobretudo o abastecimento de água que se mostra bem marcante. Um exemplo é o distrito de Magé que passou de 67 % (1991) do domicílios abastecidos para 98%(2000).

 

 

7. CONCLUSÃO

O uso dos Índices de Moran se mostrou de grande valia na análise da dependência espacial de áreas, ressaltando bem as regiões homogêneas das de transição, podendo ser considerado uma ferramenta importante na avaliação de padrões de distribuição, sobretudo porque considera a vizinhança e na definição de carências.

O estudo da aplicação destes modelos em simulações serve de apoio à gestão territorial.   Através dessa ferramenta é possível conhecer até que ponto cada unidade de área se afasta da média geral e como se encontra a situação geral dos meus vizinhos. Esse tipo de análise espacial facilita a percepção de áreas críticas e se o padrão das variáveis estudadas ocorre de forma agregado, ou se o fenômeno é aleatório. Quando visualizamos um padrão espacial é possível associar as causas mensuráveis e traçar hipóteses que levem a solução de problemas, sobretudo aqueles que dizem respeito ao processo de apropriação espacial.

 

 

ANEXOS

 

 

 

 

 

8-    BIBLIOGRAFIA

Amador, E. S. 1997. Baía de Guanabara e Ecossistemas Periféricos: Homem e Natureza. Edição do Autor. Reprodução e Encadernação: Reproarte Gráfica e Editora Ltda. Rio de Janeiro. Brasil. 539 pp.

 

Barros, R. S., Cruz, C. B. M., Teixeira, A. J. A., Andrade, F. A., Nogueira, C. R. 1999. A Importância da Sistemática em Estudos Ambientais – O Exemplo do Material em Suspensão na Baía de Guanabara, RJ. Simpósio Brasileiro de Geografia Física e Aplicada. Belo Horizonte - MG.

 

Becker, B. & Egler,C.A.G. 1997. Detalhamento da Metodologia para Execução do Zoneamento Ecológico - Econômico pelos Estados da Amazônia Legal.  SAE/PR, MNA, Brasília, DF, 43 p.

 

Câmara, G. 2000. Notas de Aula do Curso Análise Espacial de Dados Geográficos. São José dos Campos. INPE.

 

Carvalho, M. S. & Cruz, O. G. 2000. GIS em Saúde In Geoprocessamento: Teoria e Aplicações (livro on line) Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE. www.dpi.inpe.br/gilberto/livro

 

Coelho Netto, A. L. 1994. Hidrologia de encostas na interface com a Geomorfologia; capítulo 3, in Guerra, A.J.T. & Cunha, S.B. – Geomorfologia: uma Atualização de Bases e  Conceitos; Ed. Bertrand:  pp.  93- 148.

 

Crosta, A. P. 1982. Processamento  Digital de Imagens de Sensoriamento Remoto. Editora UNICAMP. Campinas, SP. 82 pp.

 

Cruz, C. B. M.;Teixeira, A. J. A.; Barros, R. S.; Argento, M. S.; Mayr, L. M.; Menezes, P. M. L. 1998. Carga Antrópica da Bacia Hidrográfica da Baía de Guanabara. 12 pp. Anais do IX Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Santos – SP. Anais em CD-ROM.

 

Lillensand, T. M.; Kiefer, R. W. 1994. Remote Sensing and Image Interpretation. John Wiley & Sons, 3a ed., New York,

 

Mayr, L. M. 1998. Avaliação Ambiental da Baía de Guanabara com o Suporte do Geoprocessamento. Rio de Janeiro: UFRJ/Geociências. Tese de Doutorado.

 

Moraes Novo, E. M. L. 1992. Sensoriamento Remoto – Princípios e Aplicações. Ed. Edgard Blücher, São Paulo.178 pp.

 

Pina, M. F.  1994. Modelagem e Estruturação de Dados Não-Gráficos em Ambiente de Sistemas de Informação Geográfica: Estudo de Caso na Área de Saúde Pública.Tese de Mestrado, IME, Rio de Janeiro.

 

Ribeiro, C. H. A. 1996. Uma Análise de Qualidade de Água da Baía de Guanabara entre 1980 e 1993. Geociências / Geoquímica Ambiental. UFF. Dissertação de Mestrado. Rio de Janeiro.161 pp.

 

Santos, M. 1996. Por uma Geografia Nova. 4o edição, Ed. HUCITEC