GIS-Based Spatial Optimization of Potential Urban Green Spaces for Regulating Urban Heat Island Dynamics : A case of Chennai

Resumo Técnico: Otimização Espacial Baseada em SIG de Potenciais Espaços Verdes Urbanos para Regular a Dinâmica da Ilha de Calor Urbana: Um Caso de Chennai

Definição do Problema
A rápida urbanização em Chennai levou a um declínio significativo nos espaços verdes urbanos, resultando na intensificação do efeito de Ilha de Calor Urbana (ICU) e uma redução na sustentabilidade ambiental. A cidade enfrenta um déficit crítico de espaço verde per capita, com dados recentes indicando uma queda de 11,55 m²/pessoa em 2011 para 7,42 m²/pessoa em 2021, situando-se abaixo dos padrões da Organização Mundial da Saúde (OMS). Esta deficiência não é uniforme; comunidades de baixa renda e grupos demográficos vulneráveis residem desproporcionalmente em áreas com baixa acessibilidade a parques e alta exposição ao estresse térmico. A literatura existente frequentemente analisa a distribuição de espaços verdes e os padrões de ICU de forma independente, carecendo de um framework integrado para avaliar simultaneamente a deficiência de espaços verdes, a acessibilidade e a intensidade térmica para orientar intervenções estratégicas.

Metodologia
O estudo emprega um framework de análise de decisão multicritério baseado em Sistemas de Informação Geográfica (SIG), utilizando imagens de satélite Landsat 8/9 e dados demográficos. A metodologia é estruturada em três fases:

1. Coleta de Dados e Geração de Camadas Temáticas:

   • Índices de Sensoriamento Remoto: As bandas 3, 4, 5, 6 e 10 do Landsat 8 foram processadas para derivar:
     • NDVI (Índice de Vegetação por Diferença Normalizada): Para medir a densidade e a saúde da vegetação.
     • NDWI (Índice de Água por Diferença Normalizada): Para identificar a água superficial e o conteúdo de umidade.
     • NDBI (Índice de Áreas Construídas por Diferença Normalizada): Para quantificar áreas construídas e superfícies impermeáveis.
     • LST (Temperatura da Superfície Terrestre): Para mapear as condições térmicas da superfície.
     • ICU (Ilha de Calor Urbana): Um mapa composto identificando áreas com temperaturas significativamente mais altas do que as zonas rurais/vegetadas circundantes.
   • Dados Espaciais: Espaços abertos e verdes existentes (parques, campos de jogos) foram digitalizados, e dados demográficos relativos à população e grupos sensíveis foram integrados.

2. Análise Espacial e Avaliação de Acessibilidade:

   • Análise de Buffer (Área de Influência): A acessibilidade aos parques existentes foi avaliada usando zonas de buffer de 300 m, 500 m e 800 m, representando distâncias de caminhada de 5 minutos, 8–10 minutos e 10–15 minutos, respectivamente.
   • Análise de Hotspot: As estatísticas Getis-Ord Gi* foram aplicadas para identificar agrupamentos (clusters) estatisticamente significativos de alta e baixa acessibilidade.
   • Análise de Sobreposição: As camadas temáticas (NDVI, NDWI, NDBI, LST, ICU) foram integradas usando uma técnica de sobreposição ponderada para criar um mapa composto de adequabilidade ambiental.

3. Framework de Priorização:

   • Uma matriz de pontuação foi desenvolvida para avaliar o desempenho de resfriamento dos parques e a acessibilidade.
   • As áreas foram priorizadas com base na interseção de alta intensidade de ICU, baixa cobertura vegetal, alta densidade de áreas construídas e acessibilidade limitada a parques.
   • O resultado final é um Framework de Priorização de Espaços Verdes baseado em SIG, identificando zonas específicas para intervenção.

Principais Resultados

• Tendências de Vegetação e Áreas Construídas: A análise NDVI revela uma cobertura vegetal fragmentada, com vegetação densa limitada a áreas periféricas, zonas úmidas e campi institucionais, enquanto o núcleo urbano exibe baixa densidade de vegetação. Citando Scientific Reports (2026), o estudo observa que a área construída em Chennai aumentou de aproximadamente 36% em 2014 para 67% em 2024, acompanhada por um declínio na cobertura vegetal de 25% para quase 10%.
• Características Térmicas: Os valores de LST variam de ≤15,51°C a >40,22°C. Zonas de alta temperatura (>37°C) concentram-se nos núcleos urbanos centrais, meridionais e ocidentais, coincidindo com altos valores de NDBI. A intensidade da ICU varia de ≤−22,47°C a >60,28°C, com as maiores intensidades encontradas em bairros densamente construídos como Anna Nagar, Koyambedu e Ambattur.
• Deficiência de Espaços Verdes: O mapa de sobreposição integrada identifica uma significativa "Deficiência de Espaços Abertos e Verdes" nas partes centrais, meridionais e ocidentais da cidade. Estas áreas são caracterizadas por alto NDBI, baixo NDVI/NDWI e LST elevado.
• Disparidades de Acessibilidade:
  • Buffer de 300 m: Revela que o acesso imediato dos bairros aos parques é limitado, deixando grandes porções das zonas sul e oeste da cidade desatendidas.
  • Buffers de 500 m e 800 m: Embora o aumento do raio de buffer melhore a cobertura, zonas significativas de alta deficiência persistem nos setores sul e oeste. Isso indica que o problema não é meramente a distância, mas uma falta fundamental de infraestrutura verde nessas áreas em rápida urbanização.
• Correlação: Existe uma forte relação inversa entre a cobertura vegetal (NDVI/NDWI) e a temperatura da superfície (LST/ICU), enquanto existe uma relação positiva entre a intensidade de áreas construídas (NDBI) e o estresse térmico.

Significância e Contribuições
O artigo afirma abordar uma lacuna de pesquisa ao desenvolver um framework de suporte à decisão baseado em SIG que avalia simultaneamente a deficiência de espaços verdes abertos, a acessibilidade e a intensidade da ICU. Suas principais contribuições incluem:

• Identificação de Zonas Prioritárias: O estudo aponta bairros específicos em Chennai onde intervenções de infraestrutura verde são mais urgentemente necessárias para mitigar o estresse térmico.
• Planejamento Baseado em Evidências: Fornece uma ferramenta prática para planejadores e formuladores de políticas priorizarem investimentos em parques de bairro, parques de bolso (pocket parks), florestas urbanas e corredores verdes.
• Resiliência Climática: Ao vincular a distribuição de espaços verdes diretamente ao conforto térmico e à mitigação da ICU, o framework apoia o desenvolvimento de estratégias de planejamento urbano resilientes ao clima.
• Foco na Equidade: A análise destaca as desigualdades espaciais no acesso aos espaços verdes, afetando particularmente populações vulneráveis em bairros subatendidos do sul e oeste, apoiando assim um desenvolvimento urbano mais equitativo.

O estudo conclui que expandir a infraestrutura verde urbana e melhorar o acesso equitativo aos parques são prioridades críticas para o desenvolvimento urbano sustentável em Chennai, oferecendo uma metodologia replicável para outras cidades indianas em rápida urbanização que enfrentam desafios térmicos semelhantes.