universidade federal de campina grande – ufcg centro de tecnologia e recursos naturais – ctrn

Universidade Federal de Campina Grande – UFCGCentro de Tecnologia e Recursos Naturais – CTRNUnidade Acadêmica de Engenharia Civil – UAECDisciplina: Introdução ao GeoprocessamentoProfessora: Iana Alexandra Alves RufinoEquipe:Diana Dayse Leite Sousa Mariano

Ester Luiz de Araújo

Rafaella Nogueira da Costa

Vanessa de Morais Batista

Topografia Automatizada e suas aplicações em engenharia

Introdução

Nestas últimas décadas a topografia evoluiu rapidamente,

em todas as suas formas de levantamento de campo até a

elaboração do produto final. Grande parte desse avanço deve-se à

utilização do “meio digital”, ou seja, equipamentos eletrônicos,

que automatizam várias etapas ligadas ao processo topográfico.

Topografia

Conceito: A palavra "Topografia" deriva das palavras

gregas "topos" (lugar) e "graphen” (descrever) significando,

portanto, a representação exata de um lugar.

Importância

É a base de qualquer projeto e qualquer obra realizada por

engenheiros e arquitetos.

Exemplos de aplicações

Trabalhos de obras viárias, núcleos habitacionais, edifícios,

aeroportos, hidrografia, sistema de água e esgoto, planejamento,

urbanismo, entre outros.

Métodos de levantamento topográfico:

método clássico: informação direta do terreno, a partir de

instrumentos simples de medição como é o caso dos

teodolitos, estações totais e níveis ópticos.

método fotogramétrico: informação recolhida através da

análise de fotogramas do terreno, obtidos através de

fotografia aérea ou de imagens enviadas por satélites

artificiais.

Divisão

O levantamento topográfico pode ser diividido em :

Planimétrico: representação bidimensional.

Figura 1 – Representação bidimensional

Altimétrico: representação tridimensional

Figura 2 – Representação Altimetrica

Escala (E)

E = d / D

d: medida linear gráfica (desenho)

D: medida linear real (terreno)

Grandezas medidas em um levantamento topográfico

Angulares:

-> Ângulo horizontal(Hz): é medido entre as projeções de dois alinhamentos do terreno, no plano horizontal.

-> Ângulo vertical(α): é medido entre o alinhamento do terreno e o plano do horizonte.

Figura 3 – Medições angulares

Lineares

-> Distância Horizontal(DH): distância medida entre dois pontos no

plano horizontal.

-> Distância Vertical ou Diferença de Nível (DV ou DN): distância

medida entre dois pontos num plano vertical que é perpendicular ao

plano horizontal.

-> Distância Inclinada(DI): distância medida entre dois pontos, em

planos que seguem a inclinação da superfície do terreno.

Figura 4 – Medições lineares

Considerações de projeto:

Fazer um reconhecimento global no campo do terreno, que é

essencial para uma programação eficaz e otimizada do trabalho a

desenvolver;

Conhecer o fim a que se destina o trabalho;

A escala a que o trabalho vai ser entregue .

Geodésia X Topografia

A Topografia é confundida com a Geodésia, devido ao fato de

utilizarem os mesmos equipamentos e praticamente os mesmos

métodos para o mapeamento da superfície terrestre.

Diferença:

Topografia-> mapeamento de uma pequena porção da superfície.

Geodésia-> mapeamento de grandes porções da mesma superfície.

Os levantamentos topográficos podem ser efetuados com ou sem

ligação à rede geodésica nacional.

A Rede Geodésica Nacional é a infra-estrutura básica onde se

apoia toda a cartografia do País, permitindo referenciar

geograficamente qualquer projeto.

Figura 6 -

Levantamentos topográficos não ligados à rede geodésica nacional:

É considerado um referencial arbitrário;

São introduzidas no aparelho coordenadas fictícias;

Através da bússola,direciona-se o norte magnético.

Levantamentos topográficos ligados à rede geodésica nacional:

Localiza-se o terreno a levantar na carta 1:25000;

No campo, estaciona-se o aparelho no Marco Geodésico pretendido.

Figura 7 – Estação Total Figura 8 – Tripés de Madeira

Figura 9 – Pinças

Figura 10 – Base para Marcos Geodésicos

Figura 14 – Bastões extensíveis a 4,75m

Figura 11 – Prismas e Mini Prismas

Figura 13 – Carregadores e Baterias

Figura 12 – Bússolas

Figura 16 – Fitas Métricas Metálicas 3, 5 e 30m

Figura 15 – Rádios Transmissores

Topografia Automatizada

A grande vantagem que a automação

trouxe para a topografia foi a maior facilidade

e o aumento de precisão com que os

engenheiros das várias áreas puderam contar

na execução das mensurações.

A estação total é um instrumento que reúne os

principais avanços da área moderna e que

praticamente simboliza a topografia

automatizada, ela revolucionou a maneira de

se obter, processar e armazenar informações

sobre terrenos.

Instrumentos

Estação Total;

GPS;

Níveis eletrônicos;

Trenas eletrônicas;

Entre outros.

Estação Total:

É um instrumento computadorizado de medição de ângulos

(horizontais e verticais) e distâncias, que substitui a grande maioria

dos equipamentos usados para medições em campo conhecidos até

então. Entre outros recursos, ela possui um distanciômetro e um

nível (ambos de grande precisão), uma calculadora e uma caderneta

eletrônica.

Figura 17 – Estação Total com GPS

Figura 18 – Estação Total

Figura 19 – Estação Total Sokkia

GPS para topografia:

Atualmente o uso do GPS em aplicações

topográficas é algo que está se tornando cada vez

mais comum. Normalmente, o que está ocorrendo

na realidade é que os usuários ao realizar um

levantamento de uma área, tentam ocupar o

máximo de pontos com GPS.

O uso do GPS tem proporcionado muitas

facilidades, entre elas:

aumento de precisão dos levantamentos;

maior facilidade nos procedimentos de campo;

economia de tempo na realização dos

levantamentos de campo.

Figura 20 – GPS com Bluetooth

Figura 21 - GPS

(a)

(b)

(a)

(b)

Níveis Digitais:

Equipamentos que auxiliam na obtenção dos dados de

um terreno.

Figura 22 – Nível digital Figura 23 –Nível digital

Mas o que é uma estação total?

Vantagens da automação na topografia:

redução de custos; aumento de produtividade; diminuição de erros durante as medições.

Softwares topográficos mais utilizados:

TopoGraph;

Geo Office;

TopoEVN;

DataGeosis.

A existência de softwares topográficos facilitou para o

profissional de topografia, pois desenhar uma área, ficou mais

fácil a partir da computadorização, além da realização de

cálculos instantâneos.

APLICAÇÕES ÀENGENHARIA

Projeto Viário Automatizado

A metodologia adotada para a utilização de dados

topográficos (DTopo) em Projetos Geométricos

Automatizados de Via (PGAV), apresentam as seguintes

etapas bem definidas:

MDT construído com malha triangular irregular

Modelo Digital do Projeto

RECONHECIMENTO AUTOMATIZADO DE REDES DE DRENAGEM UTILIZANDO

MODELO DIGITAL DE TERRENO

As redes de drenagem são fundamentais na Engenharia, sendo as informações geradas utilizadas em atividades como projetos de monitoramento, gerenciamento e análise dos recursos hídricos.

Área de Estudo

• Região localizada em uma zona de transição de paisagens,

caracterizada pela predominância de terras altas com

topografia ondulada;

Figura 11

Modelo Digital de Terreno(MDT)

• Representação de uma superfície real no computador

através de pontos na forma de uma grade regular;

Grades Regulares ou Retangulares -> é um modelo digital

que aproxima superfícies através de um poliedro de faces

retangulares.

Extração da Rede de drenagem

• Métodos de obtenção

- a partir de fotos aéreas ou digitalizadas a partir de carta

topográficas.

• Automatização

- Utilização do MDT em formato de imagem em níveis de

cinza representando as diferentes altitudes.

- Poucos fluxos de drenagem foram identificados, pois uma grande

parte possui valores de nível de cinza próximos.

Figura 12- Extração da Rede de Drenagem

- Realce de Contraste : consiste numa transferência radiométrica em

cada pixel, com a finalidade de aumentar a discriminação visual entre

os objetos presentes na imagem.

Para melhorar a qualidade visual da imagem, usou-se duas funções

distintas de contraste :

Figura 13 – Contraste Negativo

Figura 14 – Contraste Logarítmico

Um aumento de contraste nunca irá revelar uma nova

informação. O contraste apenas apresentará a mesma informação dos

dados brutos, porém de uma forma mais clara ao usuário.

Para um melhor resultado deve-se converter a imagem

para representação vetorial, para a correção de falhas ocorridas durante o

processo de extração.

Conclusão

As tarefas automatizadas facilitam bastante na elaboração e

execução de projetos, no entanto a iteração humana é que definirá um

bom projeto.

Dessa forma, valoriza-se a capacidade humana, a experiência

e o conceito adquirido. Até porque é necessário entender as opções

fornecidas pelos softwares, detectar erros, descobrir formas de

controle e não aceitar qualquer resultado produzido pela máquina,

buscando a consciência plena do que se está fazendo.

Obrigada!