Sintaxe Espacial e A Análise Angular de Segmentos, Parte 1: Conceitos e Medidas

“Depthmap can do axial analysis, but you don’t need it. Segment analysis is similar, but more powerful and can do more things.” (HILLIER, 2008, p.1)

Este é o primeiro de uma série de postagens sobre a Teoria da Sintaxe Espacial, tratando especificamente sobre a Análise Angular de Segmentos. O objetivo é mostrar o que é o método, suas diferenças, vantagens e desvantagens da Análise de Segmentos em relação à análise axial, bem como as medidas utilizadas. A frase no começo do post, apesar de excluir o valor dos mapas axiais na Sintaxe Espacial (o que não concordo), reflete a mudança que a Análise Angular de Segmentos causou  na forma de analisar a configuração espacial das cidades.

Antes de falar sobre a Análise Angular de Segmentos, é preciso entender o que é a  Teoria da Sintaxe Espacial: é um conjunto de métodos e ferramentas para análise espacial e quantitativa, que mede a eficiência dos espaços públicos a partir da forma urbana e relaciona esses resultados com práticas sociais. A Sintaxe Espacial analisa sob um contexto sistêmico, ou seja, como uma parte da cidade (uma rua, por exemplo) se relaciona com o todo. As medidas resultantes da análise quantificam o potencial de acessibilidade espacial da cidade.

Para uma descrição mais detalhada sobre o que é a Sintaxe Espacial, e que seria importante para poder entender a Análise Angular de Segmentos, visite o site Urbanidades, do Prof. Renato Saboya (UFSC): http://urbanidades.arq.br/2007/09/sintaxe-espacial/, que fala com mais profundidade sobre a Teoria.

Turner (2001) propôs uma nova forma de análise da Teoria: a Análise Angular de Segmentos. A proposição tem como objetivo reduzir alguns dos problemas encontrados na análise axial tradicional, como a quebra da linearidade de vias tortuosas, representadas por vários eixos e, portanto, como se fossem várias mudanças de direção, o que nem sempre ocorre.

A técnica apresenta duas principais diferenças em relação à análise axial clássica:

  • A análise da relação entre as partes da cidade não é apenas topológica (em relação às mudanças de direção), mas também angular (geométrica), ou seja, a Análise de Segmentos calcula medidas de acessibilidade espacial baseando-se no menor ângulo de encontro entre dois ou mais segmentos. Turner (2001) propôs que mudanças de direção de 30 graus fossem ponderadas com o fator 0.25, e mudanças de direção de 60 graus fossem ponderadas com fator 0.50. Dessa forma, percursos contínuos (com algumas sinuosidades) são lidos como “semirretas”, que representam melhor a lógica de movimentação das pessoas.

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Ponderação do cálculo a partir do ângulo entre dois eixos em um mapa axial (à esq.) e em um mapa de segmentos (à dir.).
Elaboração: Alexandre Castro (2016).

A partir disso, o pressuposto “pessoas caminham em linhas retas”, começa a levar em consideração o ângulo de incidência de uma rua com outra: pessoas andam em linhas retas, realizando o caminho com o menor desvio angular possível, tornando-se mais próximo do movimento real das pessoas na cidade. Além disso, a Análise Angular de Segmentos também realiza análises métricas, considerando um raio estipulado pelo usuário (ex.: estudar os espaços mais acessíveis num raio de 500 metros, valor usado para estudos na escala do pedestre).

A importância de utilizar diferentes tipos de raios (topológicos, angulares e métricos) se dá pelas características intrínsecas da cidade em suas diferentes escalas. Hillier (2001) afirma que a cidade apresenta duas características em sua estrutura morfológica: na escala local, apresenta propriedades métricas, cujas evidências vêm de fenômenos como a intensificação das malhas viárias ortogonais para reduzir o tempo médio de deslocamentos às áreas centrais e a redução do fluxo de pessoas à polos geradores de movimento com distância métrica; e na escala global, apresenta propriedades topo-geométricas, pela necessidade de utilizar tanto a geometria como a conectividade de redes urbanas em grandes escalas para capturar medidas que se aproximem dos padrões de movimento na rede urbana, além da facilidade de se deslocar pelos caminhos mais retilíneos pelo espaço urbano.

  • A Análise Angular de Segmentos “quebra” os eixos nas suas interseções com outros eixos, calculando cada segmento criado individualmente. Isto permite que a análise da acessibilidade espacial seja mais detalhada, principalmente para eixos muito longos, que apresentam diferentes graus de acessibilidade ao longo do percurso. As análises em escala local se tornam também mais eficientes, principalmente na escala do pedestre. No exemplo abaixo, o mapa axial, de 14 eixos, quando transformado em mapa de segmentos, é quebrado em 72 eixos .

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Entidades em um mapa axial e em um mapa de segmentos.
Elaboração: Alexandre Castro (2016).

Métricas

A maioria das medidas aplicadas na Análise Angular de Segmentos é similar às da análise axial, porém sofreram alterações para se adaptar à nova forma de cálculo. Os valores são mostrados em uma escala cromática, onde, convencionalmente, cores mais quentes (vermelho e laranja) indicam maior potencial de acessibilidade naquela medida, e cores frias (verde e azul) indicam menor potencial:

  • Conectividade: medida mais básica e na escala local, mede a quantidade de segmentos que se conectam a outro. É uma medida simples, mas importante quando se estuda a escala do pedestre, para identificar a quantidade de possibilidades de percursos que o pedestre pode utilizar. Pode ser empregada também como um indicador do nível de regularidade da malha.

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Mapa de Conectividade. Cores mais quentes indicam segmentos mais conectados, e cores mais frias indicam segmentos menos conectados.
Elaboração: Alexandre Castro (2016).
  • Comprimento dos Segmentos: outra medida básica, refere-se ao tamanho métrico de cada segmento de espaço público da cidade. Assim como a conectividade, medir o comprimento dos segmentos pode dar pistas de como a malha urbana se relaciona com a escala humana.

Dependendo do tipo de modelagem feita, a medida pode mostrar o tamanho aproximado das faces de uma ilha espacial (que se geralmente, mas não regra, podem ser quarteirões).

Normalmente, centros históricos e assentamentos informais apresentam comprimentos de segmentos menores, pela forma de produção espacial ter sido na escala humana, ao contrário de bairros industriais ou que apresentem muitos equipamentos de grande porte. A escala de cores tradicional indica em cores quentes os segmentos de maior comprimento. Porém, se seu interesse é analisar a medida na escala humana, inverter as cores (como na figura abaixo) pode ser mais interessante.

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Mapa do Comprimento dos Segmentos. Cores mais quentes indicam segmentos menores, e cores mais frias indicam segmentos maiores.
Fonte: Alexandre Castro (2016).
  • Integração: Principal medida da Sintaxe Espacial, é baseada na centralidade de proximidade (Closeness). A Integração calcula, de acordo com Hillier (2009) o potencial de “ir para” (to-movement potential), que se refere à facilidade de ir de um ponto a outro da cidade. Esta facilidade (proximidade) é baseada em que conjuntos de segmentos minimiza a distância topológica (de mudanças de direção) para outros pontos da cidade.

Através desta métrica, é possível entender diversos processos sociais: por que alguns lugares apresentam mais fluxos de pessoas do que outros, segregação socioespacial, mudanças de uso e ocupação do solo, vetores de expansão urbana, padrões de criminalidade, entre outros.

A medida pode ser angular, topológica ou métrica. No entanto, no mapa de segmentos as variáveis angular e métrica são as mais eficientes. A Integração Angular melhor captura a facilidade de deslocamento pela complexidade da malha urbana, enquanto que a Integração Métrica analisa a partir de um determinado raio métrico, útil para análises na escala do pedestre e do bairro.

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Mapa de Integração Angular de Raio N. Cores mais quentes indicam espaços mais integrados, e cores mais frias indicam espaços mais segregados.
Fonte: Alexandre Castro (2016).

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Mapa de Integração angular de Raio 3. Cores mais quentes indicam espaços mais integrados, e cores mais frias indicam espaços mais segregados.
Elaboração: Alexandre Castro (2016).

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Mapa de Integração Métrica de raio 400 metros. Cores mais quentes indicam espaços mais integrados, e cores mais frias indicam espaços mais segregados.
Elaboração: Alexandre Castro (2016).
  • Escolha (Choice): Baseada na centralidade de atravessamento (betweenneess) , a medida calcula a probabilidade de se atravessar um determinado segmento a partir de todos os outros pontos de origem e destino.

Apesar de existir na análise axial, a medida tornou-se mais empregada em mapas de segmento depois que Hillier et al (2012) propuseram uma normalização dos valores (que também ocorreu para a Integração), alterando o padrão de cores apresentado, o que facilita a identificação, por exemplo de corredores de transporte ou de eixos contínuos no sistema urbano.

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Mapa de Escolha Angular Raio N. Cores mais quentes indicam maior potencial de escolha, e cores mais frias indicam potencial menor de escolha.
Fonte: Alexandre Castro (2016).
  • Integração + Escolha: Segundo Hillier (2008), é a combinação das medidas Integração e Escolha. A medida não possui um nome específico até onde pude constatar, mas costumo chama-la de INCH (INtegration+CHoice).

A medida mostra quais espaços minimizam as distâncias (Integração) e, ao mesmo tempo, possuem potencial de atravessamento (Escolha). De acordo com Hillier e Iida (2005), estas são as duas principais propriedades da acessibilidade espacial. Portanto, o INCH refletiria melhor o potencial de movimento humano na cidade.

Apesar de o INCH ser uma medida mais completa, ela não substitui a análise isolada das medidas Integração e Escolha. É importante frisar que cada uma reflete um tipo de centralidade, que será mais importante que outra a depender do tipo de pesquisa realizada.

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Mapa de INCH. Cores mais quentes indicam maior potencial de acessibilidade, e cores mais frias indicam menor potencial de acessibilidade.
Fonte: Alexandre Castro (2016).
  • Step Depth: É uma técnica para estudar um ponto específico da cidade em relação ao todo. Tradicionalmente, escolhe-se um eixo da cidade e o Step Depth mostra a quantos passos topológicos os outros eixos estão do eixo escolhido. É uma forma interessante de entender o grau de complexidade da malha urbana na escala humana. Pode-se contar, por exemplo, quantos espaços estão a 3 passos topológicos. Quanto maior a quantidade, mais densa e compacta é a malha urbana e maiores são as possibilidades de deslocamento nesse raio.

O Step Depth é melhor empregado, na Analise Angular de Segmentos, com raio angular e métrico. No raio angular, ele calcula a distância topológica de um determinado segmento para os outros, mas ponderando a angulação. No caso do raio métrico, é possível saber a que distância métrica os espaços adjacentes de um determinado segmento estão dele. Em um software SIG, pode-se dividir as classes em raios específicos.

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Step Depth Angular. Cores mais quentes indicam segmentos a menos passos topológicos do segmento analisado, e cores mais frias indicam segmentos a mais passos topológicos do segmento estudado.
Elaboração: Alexandre Castro (2016).

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Mapa de Step Depth Métrico. Cores mais quentes indicam segmentos mais próximos do segmento analisado, e cores mais frias indicam segmentos mais distantes do segmento analisado.
Fonte: Alexandre Castro (2016).

 

A Análise Angular de Segmentos é realizada no software Depthmap, criado por Alasdair Turner e atualmente desenvolvido por Tasos Varoudis sob o nome DepthmapX, que pode ser baixado no link abaixo gratuitamente:

http://archtech.gr/varoudis/depthmapX/

Referências:

HILLIER, B. A Theory of The City As Object, Or, How Spatial Laws Mediate The Social Construction of Urban Space. Proceedings of the 3rd Space Syntax Symposium, Atlanta, 2001.

HILLIER, B. Using DepthMap for Urban Analysis: A Simple Guide On What to Do Once You Have an Analysable Map in The System. London: The Barttlet School of Graduate Studies, 2008.

HILLIER, B.; IIDA, S. Network and Psychological Effects In Urban Movement. In: Spatial Information Theory. [s.l.]: Springer, 2005. p. 475–490.

HILLIER, B.; YANG, T.; TURNER, A. Normalising Least Angle Choice in Depthmap, and How It Opens Up New Perspectives On The Global and Local Analysis of City Space. Journal of Space Syntax, v.3, n.2, p. 155-193, 2012.

TURNER, A. Angular Analysis. Proceedings of the 3rd Space Syntax Symposium, Atlanta, 2001.

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