Program Evaluated but Reporting of Results Needed

Dentre as aplicações apresentadas neste subitem, nem todas possuem características de um SIG, por não contemplarem as diversas possibilidades de cruzamento de dados que um SIG permite, principalmente pela falta de associação dos objetos modelados com uma base de dados espaciais. Durante o desenvolvimento de muitos desses trabalhos, essa tecnologia ainda era incipiente. Mesmo assim, estão aqui relacionados, por se aproximarem ao estudo

desenvolvido nesta pesquisa, possuindo caráter de documentação histórica e resgate da memória, com base na existência de documentação e iconografia histórica.

A partir de dados de diversas procedências documentais e iconográficas, podem-se elaborar modelos digitais no computador. Dentre as técnicas de modelagem de cidades, que têm sido desenvolvidas em todo o mundo, há aplicações com inúmeras finalidades. Segundo Novitski (1998), estas podem estar voltadas para o passado – espaços urbanos que existiram ou que poderiam ter existido; voltadas para o futuro – espaços urbanos que podem vir a existir; e voltadas para o presente – espaços urbanos existentes.

Pode-se simular a construção de cidades inteiras, ou de partes, que já não existem mais, por terem sido destruídas ou modificadas, com o objetivo de experimentar algo que já foi perdido (MITCHELL, 1998, p. 9). Como exemplo de aplicação desse tipo, tem-se o modelo digital de auxílio à arqueologia realizado por Antonieta Rivera, durante seu curso de pós-graduação na UBC, Canadá. A cidade asteca de Tenochtitlán, especificamente seu sítio cerimonial –

Teocalli, foi reconstruído digitalmente através de modelagem geométrica em ferramentas

CAD (Figura 9). Nessa situação, várias suposições foram necessárias para preencher lacunas de informação, gerando mais de um modelo de simulação. Os dados procederam de escavações arqueológicas, templos próximos ainda existentes, documentos e desenhos antigos. Foi significativa a possibilidade de criar uma percepção clara de todo o conjunto urbano-arquitetônico, que ainda não se tinha, apesar das escavações do local estarem ocorrendo há décadas, além de ter-se compreendido melhor a geometria aplicada à astronomia utilizada na locação dos templos da capital asteca.

Figura 9 – Ciberarqueologia: técnica que agrega recursos digitais à arqueologia. Fonte: (NOVITSKI, 1998, p.59)

Muito se pode compreender sobre a história e a evolução urbana de um determinado local a partir de representações que remontam épocas específicas na vida de uma cidade. Seguindo esse conceito, o projeto de Cicconetti e outros (1991) desenvolveu a modelagem geométrica de um trecho da cidade medieval de Gênova, na Itália, em meados do século XV. Houve uma profunda pesquisa histórica sobre a tipologia e morfologia das edificações medievais. Buscou- se na bibliografia específica, informações sobre a cidade e as regras de composição, que regiam sua arquitetura, tomando-se como base alguns edifícios cujas fachadas estavam preservadas. A partir do modelo criado, foi possível gerar novas interpretações sobre aspectos da cidade medieval e de sua sociedade.

Outra aplicação relevante dos modelos tridimensionais para o contexto urbano foi o trabalho de Alsayyad e outros (2006), da Universidade de Berkeley, Califórnia: o estudo da evolução urbana da cidade do Cairo, no Egito. Foram construídos três modelos digitais da cidade em períodos marcantes em sua história – 969, 1169 e 1517 d.C. No entanto, não havia o objetivo de alcançar o fotorrealismo, utilizando-se apenas as informações disponíveis a respeito do objeto, representando edifícios ricos em detalhes (aqueles que ainda existiam), ao lado de edifícios representados, de forma simplificada, apenas pelo seu volume, em nada prejudicando os objetivos do estudo: compreender a evolução urbana da cidade do Cairo.

Segundo Tenório (1999, p. 64) é importante ter em mente que nenhum tipo de simulação histórica é precisa. Quanto mais antigo o objeto-modelo, mais raras são as referências a ele, e mais imprecisos são os modelos resultantes. Entretanto, é inegável sua importância e valor histórico, muitas vezes, resultando em documentários e aplicações hipermídia ou mesmo sendo utilizados em cenários de games (Figura 5, p.19). A garantia de sua validade histórica só ocorre quando os dados são fundamentados em pesquisas baseadas em fontes confiáveis. Contudo, a partir de dados iniciais escassos mas de qualidade, se bem trabalhados, pode-se alcançar resultados inesperados e enriquecedores.

Atualmente, existem muitos modelos de cidades, sendo desenvolvidos. O centro de pesquisas CASA da UCL, de Londres, realizou uma revisão crítica sobre os tipos de modelagem geométrica tridimensional, utilizados em mais de sessenta casos, escolhendo oito cidades para uma análise mais detalhada: Tokyo, New York, Berlim, Glasgow, Helsinky, Philadelphia, Washington D.C. e Jerusalém. Nessa pesquisa, foram identificadas três direções distintas para os tipos de modelagem de cidades, cada qual baseada em pontos de vista e especialidades

diferentes: aquelas que utilizam ferramentas CAD; as baseadas em métodos fotogramétricos de captura de dados e as aplicações de Sistemas de Informações Geográficas. Não se percebeu estratégia preferida para o desenvolvimento dos modelos e também nenhum método emergente como o mais apropriado. A pesquisa concluiu que a definição da tecnologia para cada projeto depende dos dados disponíveis e da finalidade do estudo.

Neste centro de pesquisa, foi construído o modelo geométrico tridimensional da cidade de Londres, na Inglaterra. O projeto Virtual London39 tem suporte da municipalidade e vem sendo utilizado por arquitetos e planejadores urbanos para testar o impacto visual de grande número de propostas desenvolvidas para a cidade. Foi desenhado para uso profissional, mas também tem o objetivo de atingir um público mais amplo, através de vários processos de participação pública, por intermédio da World Wide Web. Caracteriza-se por utilizar tecnologias CAD e SIG, mas, atualmente, estão sendo experimentadas diversas técnicas de imagens fotorrealísticas e métodos de captura de dados por fotogrametria, para cenários mais detalhados. Também está sendo pesquisado, em projeto simultâneo, como o modelo pode ser distribuído para usuários externos, usando software livre, através da interface do Google

Earth e do ArcExplorer.

No Brasil, existem alguns exemplos de estudos históricos, com objetivos distintos. No Laboratório de Análises Urbanas e Representação Digital (LAURD) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), sob a coordenação geral do professor Roberto Segre, existe a pesquisa “Evolução dos Sistemas Simbólicos das Cidades Latino-Americanas”, que teve como um dos objetivos desenvolver um aplicativo hipermídia, analítico, que possibilita ao usuário a leitura do significado das estruturas simbólicas, em termos do seu valor cultural, especialmente edifícios e espaços públicos, que definem a evolução das cidades, sua forma e a imagem urbana. Assim, foi desenvolvida a aplicação, “A cidade que não existe: reconstrução hipermídia para compreender as cidades latino-americanas”40, que apresenta os modelos digitais históricos de duas cidades latino-americanas: Havana e Rio de Janeiro. Os modelos reconstroem a estrutura urbana das cidades em diferentes períodos históricos e apresentam diferentes escalas de visualização: o plano geral, os quarteirões ou quadras, as ruas, dos espaços públicos e os espaços arquitetônicos.

39 _{Disponível em: <http://www.casa.ucl.ac.uk/projects/projectDetail.asp?ID=55>. Acesso em: 19 abr. 2007.} 40

Figura 10 – Modelos digitais históricos: Expansão do sistema viário em Havana e Rio de Janeiro, em 1808. Fonte: Disponível em: <http://www.fau.ufrj.br/prourb/cidades/vsmm99/index-p.htm>. Acesso em: 04 jan. 2007.

Na Universidade Federal de Santa Catarina, foi desenvolvida uma aplicação hipermídia com alguns modelos geométricos 3D, como o da Fortaleza de Anhatomirim41, seu entorno, e informações acumuladas, durante mais de cinco anos de pesquisa arqueológica na região, além de imagens de fortalezas de todo Brasil. No Rio Grande do Sul, na Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS), foi desenvolvido o Projeto Missões42, a partir de 1990, utilizando técnicas de representação gráfica para a reconstituição digital da “Redução de São Miguel Arcanjo”, permitindo ao público um passeio virtual, através do conjunto na época de sua fundação, em 1687. Teve como base a iconografia antiga disponível, o levantamento gráfico e fotogramétrico do Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional (IPHAN) e os testemunhos remanescentes construtivos e arqueológicos. A partir de então, o Núcleo de Computação Gráfica (NCG) da UNISINOS deu continuidade a outras pesquisas, desenvolvendo ambientes virtuais interativos.

41 _{Disponível em: <http://fortalezasmultimidia.com.br/santa_catarina/>. Acesso em: 01 out. 2006.} 42 _{Disponível em: <http://ncg.unisinos.br/missoes>. Acesso em: 01 out. 2006.}

Figura 11 – Projeto Missões: reconstituição virtual.

Fonte: Disponível em: <http://ncg.unisinos.br/missoes>. Acesso em: 01 out. 2006.

Esse é um exemplo de estudo de reconstituição virtual de espaços arquitetônicos de interesse histórico-cultural que utilizou metodologia específica de levantamento de dados e modelagem tridimensional de sítios históricos. Este trabalho utilizou ferramentas CAD, programas de renderização43, de animação e de RV, com o objetivo de produzir um aplicativo hipermídia em CD-ROM, que contemplou toda a base de dados do acervo digital coletado para a pesquisa.

No caso de Salvador, a abordagem que prevalece na Universidade e na Prefeitura Municipal é a dos Sistemas de Informações Geográficas, sendo que a Prefeitura desenvolveu aplicações que disponibilizam informações sobre os logradouros e sobre a Lei de Ocupação e Uso do Solo (LOUOS), baseados em programas de Geoprocessamento. No LCAD, na Faculdade de Arquitetura da Universidade Federal da Bahia (FAUFBA), foi desenvolvido um trabalho sobre a Cidade, utilizando técnicas computacionais de representação 3D. Há um protótipo de aplicação hipermídia, que auxilia o entendimento do espaço intra-urbano da cidade do Salvador, usando cartografia interativa, animações, modelos urbanos tridimensionais, imagens

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Renderização é o termo utilizado para descrever o desenho, rascunho, plano ou outro trabalho artístico que representa algo tridimensional no papel ou outra mídia. Também chamado de acabamento. Em computação gráfica, é a geração de uma imagem a partir do objeto tridimensional, por meio de programas específicos de computador, a partir de informações de geometria, ângulo de visão, textura e iluminação. O produto final é a imagem digital ou raster.

de sensoriamento remoto, fotografias e textos, que permitem ao usuário construir visualizações específicas para uma determinada demanda. Pereira (2002) aponta que mais estudos ainda são necessários sobre a integração de modelos de cidades e sistemas interativos para abrir possibilidades para diversos tipos de uso em projeto e planejamento urbano em Salvador. Para ele, “os sistemas hipermídia têm um grande potencial para transmitir informações espaciais para profissionais ou habitantes, para que possam entender facilmente seu meio ambiente, comunicando informações diversas em um único documento, produzindo uma única visualização urbana”. Uma das vantagens desse tipo de sistema é a possibilidade de reunir dados provenientes de diferentes fontes e formatos.

Algumas tecnologias e aplicações destacaram-se por tratarem da dimensão do tempo, de forma similar ao propósito desta pesquisa. Na sua maioria, apresentam soluções que envolvem tecnologia SIG, nem sempre utilizando recursos de RV ou RA. O principal motivo, que definiu a escolha desta tecnologia, foi desenvolver um modelo urbano 3D, com características geográficas espaciais e não-espaciais, levando em conta o atributo “tempo”, além da necessidade de manipulação de dados raster44, provenientes da iconografia antiga. Nessa lógica, quatro trabalhos recentes destacaram-se e estão resumidos em seguida.

Na pesquisa sobre a reconstrução da cidade de Heusden, elaborada por Alkhoven (2003) da

National Library of the Netherlands, a autora dá exemplos do uso de mapas para criar

reconstruções 3D de cidades. Ela ressalta que a arte de representar cidades, em três dimensões, não depende apenas da tradicional arte de modelar maquetes, mas da arte e técnica da criação de mapas. A definição do nível de detalhe do modelo digital depende do objetivo final da modelagem. No caso de construir um modelo histórico de uma área urbana a partir de mapas, pode-se modelar a sua forma atual, inicialmente, usando mapas precisos. E, posteriormente, modelar as mudanças ocorridas no tecido urbano e seus objetos em retrospectiva. De forma oposta, pode-se iniciar por mapas antigos e compará-los com os atuais, cronologicamente. Ao usar documentos históricos e iconografia antiga, é importante saber interpretar o propósito do mapa original, se, no caso, foi gerado para proteção ou fortificação, registro histórico, informação ou cadastro, planejamento estratégico comercial,

44 _{Raster é a estrutura de representação de dados espaciais em que os elementos são codificados na forma de uma}

matriz (grid). Quanto menor for o tamanho da quadrícula dessa matriz, maior será a semelhança da representação com o elemento. O tamanho da quadrícula deve ser função da escala de trabalho e do nível de detalhe desejado.

um projeto ou plano urbanístico. Ou, até mesmo, se há uma finalidade cadastral de mapeamento SIG, com imagens terrestres ou aéreas. A obtenção de dados válidos requer a determinação do nível de precisão e da confiabilidade de cada um desses mapas, da análise da informação original e da comparação de cada mapa com outras fontes, além de cruzar dados com fontes textuais. Sabe-se que, geralmente, os modelos urbanos, gerados podem servir de fontes para pesquisas posteriores, por isso, a documentação dessas fontes utilizadas e das decisões tomadas, no processo de modelagem, são de extrema importância.

Outro projeto de reconstrução de cidades existente é o “Arnhem3D” 45, diferente de outros que representam apenas o presente. Tem o objetivo de representar a cidade antiga de Arnhem, na Holanda, como era antes de sua destruição durante a segunda guerra mundial. O resultado final permitiu aos usuários rever parte da realidade urbana da cidade do passado, desde o século XVII ao século XX. Este projeto utilizou, principalmente, recursos de realidade virtual com base em uma vasta fonte de informação iconográfica.

O projeto desenvolvido pela Washington University em Saint Louis utiliza recursos da Web, de forma interativa, para explorar a história da cidade de Saint Louis, nos Estados Unidos, e representa, digitalmente, as décadas de 1850 e 1950. Os modelos urbanos espaço-temporais, produzidos foram construídos por modelagem geométrica 3D das edificações mais importantes e por extrusão46 das poligonais, formando simples “blocos de edificações”, com aplicação de bitmaps47, nas fachadas. As linhas de tempo são apresentadas, separadamente, para que se possa escolher o período a ser visualizado. É uma aplicação voltada para o ensino de história da arquitetura e do urbanismo nesta universidade. Na interface gráfica, os temas são visualizados, “horizontalmente”, através da cidade, em uma determinada década e, “verticalmente”, através do tempo, em outras décadas.

45 _{Disponível em: <http://www.arnhem3d.nl>. Acesso em: 01 out. 2005.}

46 _{Extrusão é uma das técnicas de modelagem também chamada de varredura translacional. O objeto extrudado é}

obtido pela translação de uma superfície, por uma certa distância, ao longo de um vetor ou geratriz. (AZEVEDO; CONCI, 2003, p.145).

47 _{Bitmap é a imagem digital, imagem raster, arquivo de dados ou estrutura que representa um retângulo de}

pixels, ou pontos de cores, no monitor do computador, papel, ou outra mídia. Também chamado de mapa de bits. No contexto desta pesquisa, corresponde à imagem de fotografia digital aplicada à fachada de determinado edifício.

Figura 12 – Saint Louis Virtual City Project: cidade virtual voltada para educação, na Internet. Fonte: Disponível em: <https://fusion.umsl.edu/virtualstl>. Acesso em: 10 out. 2005.

O estudo da evolução do centro histórico de Cantu, na Itália, foi uma pesquisa elaborada por Brumana e outros (2006, p. 101-108). Trata-se de um modelo urbano gerado em uma aplicação SIG-3D, para representação do centro histórico desta cidade. O trabalho foi desenvolvido em várias etapas: estruturação dos dados censitários do centro histórico, aquisição de dados provenientes dos mapas históricos de caráter cadastral, modelagem conceitual e implementação do SIG e formulação dos mapas e dos modelos temáticos 3D, relacionando os diversos dados das edificações, por períodos. Como as cidades antigas italianas são muito complexas, principalmente pelas diferentes formas dos telhados das edificações, foi necessário desenvolver uma base de dados com atributos de altura. Nesse estudo de caso, as fontes de dados principais foram: o mapa topográfico atual da cidade em formato vetorial, que permitiu gerar o Modelo Digital do Terreno (MDT), por interpolação48 das curvas de nível, a informação da altura das edificações constantes nos mapas antigos, e as fotografias aéreas, que auxiliaram na interpretação dos dados. Logo após a modelagem conceitual do SIG, o primeiro passo foi criar o MDT para servir como base geográfica aos edifícios. As superfícies planas dos telhados e os modelos geométricos das edificações foram representados com maior nível de detalhe. Os elementos-base foram as poligonais das edificações com seus atributos de altura. A partir desta feição, foi gerada a feição multipatch49

48 _{Interpolação é o processo em que se determina o valor da função em um ponto interno de um intervalo, a partir}

dos valores da função nas fronteiras desse intervalo.

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Multipatch – feição tridimensional ou volumétrica. É um tipo de shapefile, ou formato de dado vetorial da feição geográfica, que remete às especificações originais sobre a compactação do objeto, originado em uma

de cada edificação, onde foram aplicadas bitmaps. Essas edificações foram armazenadas em uma base de dados geográficos, através de uma chave primária ou identificador, correspondente a cada tema catalogado. No momento, a pesquisa está em fase de expansão, na busca de divulgar a aplicação em vários ambientes, perseguindo a potencialidade atual do

Web GIS, ou GIS online.

Figura 13 – SIG-3D do centro histórico de Cantu, Itália, com análise histórica, grau de conservação e transformação das edificações.

Fonte: <http://www.ricercaitaliana.it/prin/unita_op-2004087132_004.htm>. Acesso em: 20 abr. 2007.

O projeto “Virtual Time-Space of Kyoto”, por Yano (2006), da Ritsumeikan University, em

Kyoto, Japão, teve como objetivo principal alcançar um entendimento temporal, em

conseqüência das propostas de planejamento da cidade, como por exemplo, a construção de arranha-céus. Para isso, foi necessário buscar um meio de comunicar esses planos para os investidores locais, de forma a estabelecer um consenso com os anseios da sociedade. Para isso foi desenvolvido um modelo de representação digital espaço-temporal, usando tecnologias SIG e RV. Diversos cenários futuros foram projetados, gerando modelos temáticos, que, posteriormente, tornaram-se recursos úteis no processo de tomada de decisão.

Nesta pesquisa de Kyoto, foi desenvolvido, inicialmente, um modelo da cidade atual com base nos dados vetoriais existentes. Em seguida, foi gerado um cenário da cidade, no passado, usando recursos como antigos mapas topográficos, fotografias aéreas e mapas da estrutura superfície plana, para se obter a feição 3D. Disponível em: <http://www.gis- help.com/newsletter/13/newsletter13.htm>. Acesso em: 03 jan. 2007.

urbana do início do período Taisho (1912-1926). Finalmente, foram reconstruídas as alterações no “cityscape“ ou paisagem urbana de Kyoto em uma plataforma, chamada pelo autor de 4D, pelo fato de introduzir a dimensão do tempo no sistema de visualização 3D. Nesse sentido, o autor designou seu trabalho como um SIG-4D, que permitiu a transformação de mapas em um sistema de informações sobre o planejamento da paisagem da cidade, ao longo do tempo, de forma a tornar-se uma ferramenta de auxílio na busca de um consenso social entre investidores e comunidade.

Figura 14 – Transformações na paisagem urbana de Kyoto. Fonte: (TAKASE e outros, 2004)