a topografia da terra e sua caracterizaÇÃo quantitativa. a bacia hidrogrÁfica como unidade...

A TOPOGRAFIA DA TERRA E SUA CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA.

A BACIA HIDROGRÁFICA COMO UNIDADE GEOMÓRFICA

Unidade 1

INTRODUÇÃOTERRA

A superfície da Terra observada a 900 km apresenta uma forma esférica

INTRODUÇÃO

A Terra apresenta diferentes formas de terreno

INTRODUÇÃOTerreno

O terreno é uma porção limitada da superfície terrestre, assim como o seu relevo e detalhes que nos auxiliem para melhor descrição desta superfície. Paisagem - cobertura vegetal, solos, rochas, cursos e massas d’água,

manifestações antrópicas ...

Material de origem + Clima + Relevo + Organismo + Tempo

COMO REPRESENTAR O TERRENO ?

TOPOGRAFIA“ A topografia é a ciência aplicada que se ocupa da medição e representação geométrica de determinada porção restrita da superfície terrestre , e que está inserida na Engenharia

Cartográfica .

Astronomia

Fotogrametria

Geodésia

Gravimetria

Sensoriamento Remoto

Sistemas de Informações Geográficas

Sistema de Posicionamento Global

“ Hoje: Geomática ”

Geomática

TOPOGRAFIA

Consiste em um campo de atividades que integra todos os meios utilizados para a aquisição e gerenciamento de dados espaciais necessários às operações científicas, administrativas, legais e

técnicas envolvidas no processo de produção e gerenciamento da informação espacial (International Standards Organization).

Representa a evolução do campo de atividades de levantamento e mapeamento, congregando as atividades mais tradicionais como

topografia, cartografia, hidrografia, geodésia, fotogrametria, com as novas tecnologias e os novos campos de aplicação como

sensoriamento remoto, sistemas de informação geográfica (SIG)e sistemas de posicionamento global por satélite (GPS).

INTRODUÇÃOTOPOGRAFIA

É a ciência aplicada que estuda os métodos e equipamentos para a representação de parte da superfície da Terra,

para fins de projeto; Consiste em obter e representar as coordenadas horizontais

e vertical do terreno em mapas ou plantas em escala adequada a finalidade(relevo, hidrografia, vegetação, benfeitorias, redes viárias, ....)

Ciências Afins

Geodésia Geométrica (forma e dimensões da Terra - rede de vértices)

Cartográfia (representação da superfície terrestre - escalas)

Aerofotogrametria (produção de mapas - estereoscopia e ortofoto)

Sensoriamento Remoto (imagens digitais)

Geodésia e Topografia por Satélite ( coordenadas horizontais e vertical)

TOPOGRAFIAForma e dimensões da Terra

“ a superfície da Terra é bastante complexa para admitir um modelo geométrico ou físico perfeito. Utilizam-se aproximações mais ou menos adequadas e simplificadas, em função das necessidades em termos de

precisão e deformações aceitáveis”

A Terra ou geóide

“ a forma da figura da terra, considerando que a superfície dos oceanos está em repouso, sem variação de pressão atmosférica, sem atração de outros corpos celestes

(sol e a lua: sem mares, ondas) e supostamente adentrando aos continentes ” (Bittencurt, 1994)

Nível médio do marTerreno

Geóide

Superfície da terra“longe”

Superfície da terra“perto”

Achatada nos Pólos

Partindo do equador e atravessandoo centro da terra até o outro lado:

12 756 km Partindo de um dos Pólos e atravessando

o centro da terra até o outro lado:12 713 km

A diferença:43 km

A Terra como elipsóide de revolução

- achatamentoa - semi-eixo maiorb - semi-eixo menor

= a - b a

Figura matemática definida como:

Modelos de elipsóides a (m) Córrego Alegre 6.378,388 1/297SAD-69 6.378,160 1/298,25WGS-84 6.378,137 1/298,27

Greenwich

eixo dos pólos

Modelo da Terra obtido girando- se uma elipse em torno do

eixo dos pólos

TOPOGRAFIA Forma e dimensões da Terra

A Terra como uma esfera

Para muitas aplicações a Terra pode ser considerada esférica.

Como referência para localizaçãode pontos adotam-se as coordenadasgeográficas: Latitudes () - paralelo no ponto (P), partindo do Equador, sendo positivas para o Norte e negativas para o Sul;Longitudes () - meridiano emGreenwich, positiva para o Leste enegativa para o Oeste.

Greenwich

TOPOGRAFIA Origem das Latitudes

Inclinação do eixo da Terra230 27’

Período de rotação: 0.99727 dias (1 dia) Período de rotação: 23,9345 horas (24 h) Período orbital: 365,256 dias (1 ano)

A inclinação do eixo da Terraorigina as estações do ano

Origem das Latitudes

23027’

22 Dez21 Mar

22 Jun23 Set

Equinócio

Solstício

VerãoInverno

OutonoPrimavera

Verão

Inverno

Outono

Primavera

TOPOGRAFIA

Rotação - 1 diaTranslação - 1 ano

23027’ 23027’22 Dez - 21 Mar 22 Jun - 21 Set

Solstício Solstício

Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov

Verão Outono Inverno Primavera

Inverno Primavera Verão Outono

Hemisfério Norte

Hemisfério Sul

TOPOGRAFIA

+ 23027’

- 23027’

Inverno

Verão

Solstício (22 Jun)

Solstício (22 Dez)

Trópico de Câncer

Trópico de Capricórnio

(21 Mar)Equinócio

(23 Set)

Origem das Latitudes: Equador 0 0

Equinócios (æquinoctium): dia = noite (exceto pólos) Solstício de Verão (solstitium - sol parado): dia longo - noite curta

Solstício de Inverno (solstitium - sol parado): dia curto - noite longa

Origem das Latitudes

100 00

-200-300

(Positivo)

(Negativo)

N Latitude Geográfica: É o angulo ao longo do meridiano do lugar com

origem no equador e extremidade no lugar.

Vária entre - 900 (LatitudesHemisfério Sul) e = 900

(Latitudes Hemisfério Norte).P

TOPOGRAFIAOrigem das Longitudes

Longitude Geográfica: É o angulo medido ao longo do

equador, tendo origem em ummeridiano de referência (Greenwich)

e a extremidade do lugar. Vária entre 00 a 1800 (Oeste G.) e

00 a -1800 ( Leste G.)“Conferencia Internacional Meridiana”

Washington out/1884

LesteOeste

200300

-100-200-300-400

TOPOGRAFIA Origem das Longitudes

FusosUma volta na esfera: 3600

1 Dia: 24 horas

360 0 24 h

150 - 1 hora

150300450600750

9001050

12001350 15001650

1800 1950

330034503600

-1h-2h

LesteOeste

Os Fusos variam:0 a 12h para leste

0 a - 12h para Oeste

TOPOGRAFIA

Sistema de Coordenadas Geodésicas (Latitudes e Longitudes)

JaboticabalLatitude :210 15’ 17” S

Longitude: 480 19’ 20” WAltitude: 605 m

PiracicabaLatitude: 220 43’ 31” S

Longitude: 470 38’ 57” WAltitude: 547 m..

. Piracicaba

. Jaboticabal

Qual a origem das altitudes ?

TOPOGRAFIAOrigem das altitudes

Nível Médio do Mar

MarégrafoRégua Nível

MiraNível

Mira GPS

GravímetroAbsoluto

Transporte de altitudes (Exército)

Dispositivos registradorescurvas de alturas com o tempo

1o trabalhos Marégrafo de Torres - RS (1919) Hoje: Imbituba-SC (1949-58) (0,0584 m) Lunação de 29 dias

“ a aproximação plana é válida, dentro de alguns limites, e quefacilita os cálculos”.

TOPOGRAFIAA Terra Plana - Plano Topográfico

Qual é a diferença devido a curvatura da Terra?

Corda AB Tangente A’B’ Arco AB A B

A’ B’

10 A Tangente A’B’ representa oplano topográfico. O arco AB

a superfície da Terra.

TOPOGRAFIAA Terra Plana - Plano Topográfico

A’ B’

Corda AB

A’B’/2

Tangente A’B’

Arco AB

A Terra Plana - Plano Topográfico

Corda AB

sen 0,50 =AB/2

Dados:R = 6.366.193 m

sen 0,50 = 0,00872654

sen 0,50 . R = AB/2

AB/2 = 0,00872654 . 6.366.193 AB/2 = 55.554,8092 m (30’)

AB = 111.109,6184 m ( 10 )

tg 0,50 =AB/2

Dados:R = 6.366.193 m

tg 0,50 = 0,00872687

tg 0,50 . R = AB/2

AB/2 = 0,00872687 . 6.366.193 AB/2 = 55.556,9246 m (30’)

AB = 111.113,8492 m ( 10 )

A’B’/2

Tangente A’B’

Dados:R = 6.366.193 m

AB/2 = 0,00872665 . 6.366.193

AB/2 = 55.555,5143 m (30’)

AB = 111.111,0286 m ( 10 )

Arco AB

AB =CR

Medida de um Arco (rad)

AB = Medida em radianos de um arcoC = Comprimento do Arco

R = Raio

AB:3600 - 2 rad 0,50 - AB

AB = 0,50 . 2 . 3600

AB = 0,00872665

C = AB . R

Corda AB

A’B’/2

Tangente A’B’

Arco AB

AB/2 = 55.554,8092 m

(30’)

AB = 111.109,6184 m

( 10 )

AB/2 = 55.556,9246 m

(30’)

AB = 111.113,8492 m

( 10 )

AB/2 = 55.555,5143 m

(30’)

AB = 111.111,0286 m

( 10 )

Qual é a diferença devido a curvatura da Terra?

“Para Levantamentos Planialtimétricos é aceito que o Plano Topográfico é menor que 50 km.”

TOPOGRAFIAA Terra Plana

Coordenadas Geodésicas Coordenadas Polares Coordenadas RetangularesN

EW Longitude (x)

.PLatitu

des (y

TOPOGRAFIA

A Terra Plana

Longitude

Longitude = 470 43’ 18”Latitude = 230 05’ 20”

Coordenadas Geodésicasz

Estrelas

TOPOGRAFIA

A Terra Plana

Ângulo

Azimute (1350)

Distância

2.750m

Longitude

Coordenadas Polaresz

1350(Azimute)

2.750 m ?

TOPOGRAFIA

A Terra Plana

Longitude

xP = 1944,5436 m

Latitude

yP = 1944,5436 m

Longitude

Coordenadas Retangularesz

(Azimute)

(1944,5436 ; 1944,5436) x y

Valor de xP:

sen =xP

sen 450 . (2750 m) = xP

xP = 0.7071 . 2750 1944,5436 m

Valor de yP:

cos =yP

cos 450 . (2750 m) = yP

yP = 0.7071 . 2750 1944,5436 m

Coordenadas Polares

1350(Azimute)

2.750 m

= 1800 - 1350 = 450

xP = 1944,5436 m

yP = 1944.5436 m

Coordenadas

Coordenadas Retangulares

Coordenadas Polares Coordenadas Retangulares

Coordenadas Polares

(Azimute)

Coordenadas

Coordenadas Polares

Coordenadas Retangulares Coordenadas Polares

(1944,5436 ; 1944,5436)

Valor da distância:c2 = a2 + b2

c2 = (1994,5436)2 + (1994,5436)2

c2 = 7562500

c = 7562500

c = 2750 mValor do Azimute:

1) valor de : sen = 1944,5436

2750sen = 0,7071 = sen 0,7071

2) valor do Azimute : Az = 1800 - Az = 1350

Distância: 2750 mAzimute: 1350

TOPOGRAFIA A Terra Plana

Altitude média em relaçãoao nível médio do mar

EW Longitude (x)

Latitu

des (y

.P Jaboticabal - 605 m

Plano Topográfico Local

Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral

Rede de referência Cadastral

“Infra-estrutura de apoio geodésico e Topográfico que

proporcione a normalização e sistematização de todos os

levantamentos topográficos, quer pelo método direto (clássico),

quer pelo método aerofotogramétrico, ou outro que vier ser

criado, executados em qualquer escala e para qualquer

finalidade no âmbito municipal, por agentes públicos ou

privados, no escopo de sua inclusão em um mesmo sistema,

atualizando-o e complementando-o (ABNT, 1998).”

Marcos inter-visíveis, em um sistema de coordenadas

Área a ser levantada

xM1 xM2

x = 150.400

y = 251.000

x = 151.500

y = 250.350

x = 150.400

y = 251.000

x = 151.500

y = 250.350

M1 120034’45”

Longitude Parcial : M2 - M1

Latitude Parcial: M2 - M1

d2 = (1100)2 + (650)2

Longitude

1277,6932

xM1 xM2

120034’45”

1277,6932

Longitude

Coordenadas PolaresDados:

M2M10 = 62029’36”d1 = 1240 m

M2M11 = 47018’45”d2 = 1325 m

62029’36”47018’45”

xM1 xM2

120034’45”

Longitude

Azimutes:M10 = (120034’45”) - (62029’36”)

M10 = 58005’09”M11 = (120034’45”) - (47018’45”)

M11 = 730 16’00”

Coordenadas PolaresDados:

M2M10 = 62029’36”d1 = 1240 m

M2M11 = 47018’45”d2 = 1325 m

xM1 xM2

Longitude

Dados:d1 = 1240 md2 = 1325 m

M10 = 58005’09”M11 = 730 16’00”

Calculando as Coordenadas Retangulares

xM1 xM2

cos 58005’09” = yM1 - y0

xM1x0 = 0,8570 . 1240

yM1 y0 = 0,5286 . 1240

xM1x0 = 1052,56 m

yM1 y0 = 655,52 m

cos 730 16’ = yM1 - y1

xM1x1 = 0,9576 . 1325

yM1y1= 0,2879 . 1325

xM1x1 = 1268,89 m

yM1y1 = 381,49 m

1240 m

1325 m580 05’09”

730 16’

sen 58005’09” = xM1 x0

sen 730 16’ = xM1x1

Longitude

1052,56 m

1268,89 myM1

xM1 xM2

M1: x = 150.400 y = 251.000

M2: x = 151.500 y = 250.350

x0 = 150.400 + 1052,56

x0 = 151.452,56y0 = 251.000 + 655,52y0 = 251.655,52

x1 = 150.400 + 1268,89x1 = 151.668,89y1 = 251.000 + 318,49y1 = 251.318,49

ESTUDO DE CASO

Microbacia Hidrográfica do Ceveiro

LOCALIZAÇÃO

PiracicabaArtemis

MICROBACIA HIDROGRAFICA DO CEVEIRO

São Pedro - Piracicaba

Artemis

1.990 ha

CRONOLOGIA DO USO DA TERRA

FOTOGRAFIAS AÉREAS

1962 1965 1978 1995

Fotointerpretação do uso da terra Digitalização SIG

0 2.000 m

Área urbanaCana-de-açúcarCultura anualCultura pereneMata Ciliar

PastoPasto sujoReflorestamentoMata

(ha)2,60

318,24633,44

1,88126,92

(ha)289,72288,92283,6045,08

Uso 1962

Área urbanaCana-de-açúcarCultura anualMata CiliarPasto

Pasto sujoReflorestamentoMata

0 2.000 mUso 1965(ha)8,32

151,68835,72202,24281,88

(ha)247,28230,8832,40

Pasto sujoReflorestamentoMataRepresa

0 2.000 m

(ha)11,44

524,48226,6476,24

558,56

(ha)282,20267,9631,2411,64

Uso 1978

Uso 1995 0 2.000 m(ha)

36,161.319,64

2,9691,2896,40

(ha)181,24120,12134,08

1962 1965 1978 19950

1400c.anualcanac.perenemata ciliarpastopasto sujoreflorest.mataárea urbanarepresa

CONCLUSÕES

A cana-de-açúcar foi a principal responsável pela diminuição das culturas anuais na microbacia, em decorrência dos incentivos governamentais (Próalcool).

A expansão da cana-de-açúcar foi desordenada, levando em consideração aspectos econômicos e não a aptidão das terras.

A represa da Vila de Artêmis diminuiu sua área em 50%, em decorrência da alta suscetibilidade a erosão dos solos PV e Li, com o cultivo da cana-de-açúcar, o que veio a promover o impacto ambiental na Microbacia Hidrográfica de Ceveiro.

O aumento nas áreas de mata e manutenção das

matas ciliares mostra que a lei n o 4771/br de 15.09.65 foi obedecida.

PLANEJAMENTO DO USO DA TERRA

??????

Mapa de Solo Químicos Físicos

Mapa Planialtimétrico Declividades

Cruzamento de Informações

Uso Preferencial Uso AtualX

Intensidade de Uso

2.000 m

PVPVppPE/TE/TEPLi

CbHi + AlÁrea Urbana

617,88223,5264,44

903,16

97,2839,9639,16

Solos da Microbacia (ha)0

0 2000 m

0 - 2% 339,002 - 5% 154,285 - 10% 469,64

10 - 20% 854,20> 20% 130,12Área Urbana 39,16

Mapa de Declividade

Área ha Área ha

0 2000 m

(ha) %

Ciclo curto 638,93 32,00

Ciclo longo 689,81 34,65

Pastagem 495,33 24,81

(ha) %

Silvicultura 130,17 6,54

Área urbana 36,16 2,00

Uso Preferencial

Uso 1995 0 2.000 m(ha)

36,161.319,64

2,9691,2896,40

(ha)181,24120,12134,08

0 2000 mIntensidade de Uso da Terra

(ha) %

Adequado 536,28 27,00

Sub-utilizado 958,20 48,00

(ha) %

Excessivo 456,76 23,00

Área urbana 39,16 2,00

CONCLUSÕESAtravés da utilização dos dados relacionados a

intensidade de uso, notou-se que apenas 27 % da área

da MHC estava sendo utilizada adequadamente e que

48 % estava sendo utilizada abaixo de seu potencial e

23 % excessivamente com sérios riscos de degradação

dos solos.

As principais distorções quanto ao uso da terra

foram devidas a cultura da cana-de-açúcar que invadiu

áreas destinadas a cultura anual e pastagem, concorrendo

a sérios riscos de erosão e desequilíbrio ambiental.

PERDAS DE SOLOS NA MICROBACIA

Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS)

A = R. K. L. S. C. P

A= perda média anual de solo por unidade de área, t/ha;

R= fator erosividade das chuvas

K= fator erodibilidade do solo

L= fator comprimento de encosta

S= fator grau do declive

C= fator uso e manejo

P= fator práticas conservacionistas.

Fator (R)

Fator (LS)

Fator (C)

Fator (K)

Fator (P)

Perda t/ha(Tolerância)

0 2000 m

Tolerável

1 vez a tolerância

5 vezes a tolerância

10 vezes a tolerância

> 10 vezes a tolerância

Área Urbana

Represa

Mapa de Tolerância de Perdas de Solos, 1995

Níveis NíveisÁrea ha

648,60

138,00

474,20

240,00

Área ha

240,00

1962 1965 1978 19950

Tolerável

1vez a tolerância5 vezes a tolerância

10 vezes a tolerância> 10 vezes a tolerância

CONCLUSÕES

A cultura anual, nos anos de 1962 e 1965, apresentavam perdas de solo em níveis > 10 vezes a tolerância.

Em 1978, com o aumento da cana-de-açúcar, ocorreuuma diminuição dos níveis de tolerância (> 10 vezes),

porem um aumento dos níveis de 5 e 10 vezes a tolerância.

A cana-de-açúcar, apesar de apresentarem níveis de tolerância menores quando comparadas a cultura anual,

associadas a alta erodibilidade dos solos PV e Li, promoveram o assoreamento da represa da Vila de Artemis.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Sem Planejamento

Com Planejamento

a topografia da terra e sua caracterizaÇÃo quantitativa. a bacia hidrogrÁfica como unidade...

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