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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2020.tde-04052020-152955
Document
Author
Full name
Patrícia Mara Sanches
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2020
Supervisor
Committee
Silva Filho, Demóstenes Ferreira da (President)
Moraes Netto, Vinicius de
Moura, Ana Clara Mourão
Queiroga, Eugênio Fernandes
Title in Portuguese
Cidades compactas e mais verdes: conciliando densidade urbana e vegetação por meio do desenho urbano
Keywords in Portuguese
Áreas verdes urbanas
Geoprocessamento
Métricas de paisagem
Morfologia urbana
Abstract in Portuguese
Diante do rápido crescimento das cidades nas últimas décadas e de cenários preditivos de maior aumento populacional urbano em todo o mundo, estratégias para o desenho de cidades mais compactas e com qualidade ambiental são cada vez mais urgentes. No entanto, conciliar o necessário adensamento urbano e a provisão de áreas verdes - a fim de alcançar maior resiliência frente as mudanças climáticas - tem sido um dos grandes desafios das cidades contemporâneas. Vários estudos na literatura sugerem que este fenômenos sejam antagônicos, e portanto, estabelecem uma correlação negativa entre si. A hipótese desta pesquisa é que o desenho urbano é um dos elementos-chave para enfrentar essa contradição e buscar soluções eficientes e equilibradas para a ocupação do solo urbano, assim como, gerar matrizes mais permeáveis e favoráveis à conectividade ecológica e à provisão de serviços ecossistêmicos. Portanto, o objetivo é investigar o impacto das formas urbanas nos espaços verdes residenciais (EVR), e como conciliar alta densidade e cobertura vegetal por meio dos estudos morfológicos. Os estudos de caso se localizam em São Paulo, Brasília (Brasil) e Berlim (Alemanha), e compreenderam áreas de uso residencial e misto, de alta densidade, classificadas em oito tipos morfológicos. As variáveis contemplam a composição e a configuração dos EVR a partir de métricas da ecologia da paisagem, e variáveis morfológicas e de ocupação do solo urbano, como densidades populacional, habitacional e construída-CA, e taxa de ocupação dos edifícios. Os dados espaciais foram gerados e processados com auxílio de SIG e técnicas de sensoriamento remoto, e analisados por métodos uni e multivariados. Diferentes configurações morfológicas, que possuem a mesma taxa de densidade habitacional, apresentaram grande variação da vegetação, com diferenças média de até 88% da área de cobertura arbórea, 91% no tamanho médio do fragmento vegetado, 46% na conectividade (distância entre áreas verdes) e 30% no grau de agregação da vegetação. O desenho urbano baseado na quadra como unidade mínima de planejamento mostrou ter um desempenho melhor em conciliar alta densidade urbana e alta cobertura arbórea, do que o desenho urbano baseado em diretrizes e parâmetros de ocupação aplicados exclusivamente ao lote. Identificou-se que outros fatores externos, como mobilidade e questões socioculturais podem influenciar no desenho urbano e impactar na quantidade e configuração dos EVR. A partir das unidades amostrais melhor avaliadas, foram estabelecidos diretrizes de desenho e parâmetros de referência quanto as variáveis de paisagem e de morfologia urbana, bem como discutido os obstáculos e desafios da aplicabilidade destas lições no contexto urbano brasileiro. Os resultados poderão contribuir na formulação de novas estratégias e políticas públicas urbanas em busca de cidades mais compactas e verdes, potencializando, assim, os serviços ecossistêmicos e a biodiversidade urbana. Além disso, os resultados desta pesquisa traz em avanços na compreensão e integração entre morfologia urbana e ecologia da paisagem, bem como diminui as lacunas entre a ciência e a prática do planejamento e do desenho urbano.
Title in English
Compact green cities: reconciling urban density and vegetation through urban design
Keywords in English
Geoprocessing
Landscape metrics
Urban green spaces
Urban morphology
Abstract in English
Due to the rapid city growth of cities worlwide in the last decades and the predictive scenarios of urban population growt, strategies for the design of more compact and environmentally-friendly cities are becoming increasingly urgent. Although, reconciling urban density and the provision of green spaces - in order to achieve greater resilience in the face of climate change - has been one of the great challenges of contemporary cities. Several studies in the literature suggest that these meanings are opposite and therefore, set a negative correlation with each other. The research hypothesis is the urban design is a key element to deal with this contradiction and to seek effective and balanced solutions for use land, as well as, create "softer" matrixes to promote ecological connectivity and ecosystem services. The aim is to investigate the impact of urban forms on spatial features of residential green spaces (RGS), and how to reconcile high density and vegetation cover through morphological studies. The case studies are located in São Paulo, Brasilia (Brazil) and Berlin (Germany), and comprised high-density residential-mixed use sample areas, classified into eight morphological types. We used landscape metrics variables to measure the composition and configuration of RGS (area-PLAND, average patch size, connectivity- ENN and aggregation index-AI) and morphological and land use metrics, such as population and housing densities, floor space index-FSI, and coverage building or ground floor space-GSI. Spatial data were generated and processed using GIS and remote sensing techniques and analyzed through univariate and multivariate methods. Different morphological configurations, which have the same housing density rate, showed large vegetation range with average differences of up to 88% in tree cover area, 91% in average tree patch size, 46% in connectivity (distance between green space) and 30% in aggregation index of the vegetation. The block-based urban design perform better in reconciling high urban density and high tree cover than urban design based on guidelines and land parameters applied only to the plot. We found out that external factors, such as mobility and sociocultural issues, can influence on urban design and impact on the composition and configuration of EVR. From the best evaluated sample units, we set design guidelines and reference parameters regarding to landscape and urban morphology variables, as well as, the obstacles and challenges of the applicability of these lessons in the Brazilian urban context. The results could help decision makers in setting urban strategies and urban public policies towards compact green cities, thus enhancing ecosystem services, urban biodiversity and better quality of life. Moreover, the results of this research bring advances in the understanding and integration of urban morphology and landscape ecology, as well as closing the gaps between Science and the practice of urban planning and design.
 
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Publishing Date
2020-05-06
 
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