Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/58995
Registro completo de metadados
Campo DCValorIdioma
dc.creatorFagundes, Renan Lucas-
dc.date.accessioned2024-03-15T14:00:11Z-
dc.date.available2024-03-15T14:00:11Z-
dc.date.issued2024-03-12-
dc.date.submitted2021-02-21-
dc.identifier.citationFAGUNDES, R. L. Multifractal analysis of the street network and population: 15 largest brazilian cities. 2024. 144 p. Dissertação (Mestrado em Física)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/58995-
dc.description.abstractBy 2050, the world’s population is expected to reach 9.8 billion people. This will result in significant challenges related to housing, infrastructure, basic services, food security, health, education, employment, safety and natural resources at all urban levels. Faced with this alarming scenario, there is an urgent need to understand how cities work. This knowledge can greatly assist public agents in making decisions. However, the literature widely recognizes that cities are complex systems with many interacting components. How can we bridge the gap between decision-making and the complexity of cities? To address this question, we examined Brazil’s 15 largest cities in 2010 using fractal geometry, urban scaling and network science. We sought to demonstrate that both the street network and the population show multifractal patterns, indicating the existence of a non-linear dynamic governing the behavior of these patterns, which we suspect is closely related to their multifractal spectra. We believe that the shape of these spectra is closely linked to the geography and natural elements that make up the city. Furthermore, this study suggests that some urban laws of scale can be described in terms of endogenous variables such as population, area and fractal dimension by maximizing Shannon entropy, which is used to obtain the probability of interaction between two regions of the city. In addition, the generalized dimensions of the city can be considered to extend the scaling laws that take into account the notion of fractal dimension, in order to investigate which region or regions contribute most to the prediction of gross domestic product (GDP) and total street length. In addition, we sought to demonstrate that models which take endogenous factors into account to explain the economy and returns to scale can be simplified us- ing only macroscopic quantities such as population, total street length and urban area. This simplification was applied to the set of 5523 Brazilian cities. Finally, the data indi- cates that the fractal dimensions of the nodes, links and cyclomatic number of the street networks analyzed are equal to the fractal dimension of Bonacich’s centrality measure. Furthermore, the relationship between the topological quantities of this type of network remains constant, regardless of its size. In addition, there must be a close relationship be- tween decision-makers and the knowledge generated. Therefore, we believe that in order to promote quality of life in urban environments, it is important to understand how cities work. This can be achieved through the use of computational tools and a theoretical basis derived from various complex systems topics.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsacesso abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/*
dc.subjectMultifractal analysispt_BR
dc.subjectUrban scalingpt_BR
dc.subjectScience of citiespt_BR
dc.subjectAnálise multifractalpt_BR
dc.subjectEscala urbanapt_BR
dc.subjectCiência das Cidadespt_BR
dc.titleMultifractal analysis of the street network and population: 15 largest brazilian citiespt_BR
dc.title.alternativeAnálise multifractal da rede de ruas e da população: 15 maiores cidades brasileiraspt_BR
dc.typedissertaçãopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Físicapt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Ribeiro, Fabiano Lemes-
dc.contributor.referee1Mata, Angélica Sousa da-
dc.contributor.referee2Rybski, Diego-
dc.contributor.referee3Moraes Netto, Vinícius de-
dc.description.resumoPrevê-se que, em 2050, a população mundial atinja 9,8 mil milhões de pessoas. Isto re- sultará em desafios significativos relacionados com a habitação, infra-estruturas, serviços básicos, segurança alimentar, saúde, educação, emprego, segurança e recursos naturais a todos os níveis urbanos. Diante desse cenário alarmante, é urgente entender o funciona- mento das cidades. Esse conhecimento pode auxiliar muito os agentes públicos na tomada de decisões. No entanto, a literatura reconhece amplamente que as cidades são sistemas complexos com muitos componentes que interagem entre si. Como podemos fazer a ponte entre a tomada de decisões e a complexidade das cidades? Para abordar essa questão, examinamos as 15 maiores cidades do Brasil em 2010 usando geometria fractal, leis de escala urbana e ciência de redes. Buscamos demonstrar que tanto a rede de ruas quanto a população apresentam padrões multifractais, indicando a existência de dinâmica não lin- ear governando o comportamento destes padrões, a qual suspeitamos estar intimamente relacionada com os seus espectros multifractais. Acreditamos que a forma destes espec- tros está intimamente ligada à geografia e aos elementos naturais que compõem a cidade. Além disso, este estudo apresenta indicativos de que as leis da escala urbana podem ser descritas em termos de variáveis endógenas como a população, a área e a dimensão fractal partindo da maximização da entropia de Shannon, utilizada para obter a probabilidade de interação entre duas regiões da cidade. Adicionalmente, o espetro multifractal das cidades pode ser considerado para alargar estas leis, afim de investigar qual ou quais regiões con- tribuem mais para a predição do produto interno bruto (GDP) e do comprimento total de ruas. No entanto, é necessária mais investigação. Buscou-se demonstrar que os modelos que consideram fatores endógenos para explicar a economia e o rendimento de escala po- dem ser simplificados utilizando apenas quantidades macroscópicas como a população, o comprimento total das ruas e a área urbana. Essa simplificação foi aplicada ao conjunto de 5523 cidades brasileiras. Finalmente, os dados indicam que as dimensões fractais dos nós, ligações e número ciclomático das redes de ruas analisadas são iguais à dimensão fractal da medida de centralidade de Bonacich. Além disso, a relação entre as grandezas topológicas desse tipo de rede permanece constante, independentemente do seu tamanho. Para além disso, deve existir uma relação estreita entre os decisores e o conhecimento ger- ado. Portanto, para promover a qualidade de vida em ambientes urbanos, é importante entender como as cidades funcionam. Isto pode ser conseguido através da utilização de ferramentas computacionais e de uma base teórica derivada de vários tópicos de sistemas complexos.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Físicapt_BR
dc.subject.cnpqFísicapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0354022127892465pt_BR
Aparece nas coleções:Física - Mestrado (Dissertações)

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
DISSERTAÇÃO_Multifractal analysis of the street network and population 15 largest brazilian cities.pdf12,23 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons