CARTOGRAFIA BÁSICA

Universidade Federal de PernambucoCentro de Tecnologia e GeociênciasDepartamento de Engenharia Civil

CARTOGRAFIA BÁSICA

Alfredo Ribeiro

INTRODUÇÃO

• Gestão do meio ambiente exige o uso de informações geográficas

• Coleta e manipulação de dados cuja localização espacial é necessária para sua localização espacial é necessária para sua completa caracterização

• Necessidade de se dispor de uma base cartográfica adequada de modo a permitir a integração dos diversos dados

Compreender mapas requer o conhecimento de algunsconceitos básicos de cartografia, que são utilizados naelaboração dos mesmos:

• Forma da Terra (geóide, elipsóide, superfície física,

Bases Cartográficas para SIG

• Forma da Terra (geóide, elipsóide, superfície física,datum)

• Projeções Cartográficas (como a Terra é rebatida numplano)

• Sistemas de Coordenadas (define a posição no espaço)• Altimetria

Forma da Terra

Forma da Terra

Representação da

Terra como uma Esfera

Na realizadade, a Terra é

um esferóide com raio

ligeiramente superior no

Equador que nos polosEquador que nos polos

FORMA DA TERRA

Superfície Física

Elipsóide

Geóide

Esfera

ELIPSÓIDES DE REFERÊNCIA

Consistem em elipsóides que mais se aproximam do geóide na região considerada.

• Adotado para levantamentos geodésicos, topográficos e confecções de mapas;

• Definido pelos parâmetros a (semi-eixo maior), b (semi-eixo menor) e f (achatamento);eixo menor) e f (achatamento);

b

a

ELIPSÓIDES DE REFERÊNCIA

ELIPSÓIDESemi-eixo maior (a)

(m)Semi-eixo menor (b)

(m)Achatamento

(a-b)/a

Bessel 1841 6.377.397,16 6.356.078,96 1/299,15

Clarke 1866 6.378.206,40 6.356.583,80 1/294,98

Clarke 1880 6.378.249,15 6.356.514,99 1/293,46

Everest 1830 (Indiano) 6.377.276,35 6.356.075,30 1/300,80

Hayford 1909 (Córrego Hayford 1909 (Córrego Alegres)

6.378.388,00 6.366.991,00 1/297,00

IUGG 1967 (SAD 69) 6.378.160,00 6.356.774,72 1/298,25

Krassovsky 6.378.245,00 6.356.863,10 1/298,30

SIRGAS 2000 6.378.137,00 6.356.776,00 1/298,26

World Geodetic System 1984 (WGS-84)

6.378.137,00 6.356.776,00 1/298,26

GEÓIDE

• O geóide é definido como a superfície do campo de gravidade da Terra, que é aproximadamente o mesmo do nível médio do mar.

• Uma vez que a massa da Terra não é uniforme • Uma vez que a massa da Terra não é uniforme em todos os pontos, e a direção da gravidade muda, a forma do geóide é irregular.

Representações da forma da Terra

ElipsóideSuperfície do mar

Nível Médio do Mar é uma superfície de potencial gravitacional constante chamado de geóide.

Superfície da Terra

Geóide

DATUM

• Enquanto um elipsóide tenta se aproximar da forma da Terra, o datum define a posição do elipsóide com relação ao centro da Terra.

• O datum fornece a estrutura necessária de • O datum fornece a estrutura necessária de referência para posicionamento na superfície da Terra. Define a origem e a orientação das linhas de latitude e longitude.

DATUM TOPOCÊNTRICO

• Alinha o elipsóide para ajustar a superfície da Terra em uma região particular.

• Um ponto da superfície do elipsóide coincide com uma posição particular na superfície da com uma posição particular na superfície da Terra. Esse ponto é conhecido como ponto de origem do datum.

• As coordenadas do ponto de origem são fixas e todos os outros pontos são calculados a partir da origem.

DATUM GEOCÊNTRICO

• Usa o centro de massa da Terra como origem. O datum geocêntrico mais utilizado é o WGS 1984.

DATUM

SAD69

WGS84

276 m

Projeção de Mapas

PROJEÇÃO DE MAPAS

• A confecção de mapa exige a determinação de um método onde cada ponto da Terra corresponda a um ponto no mapa

• Os sistemas de projeção são uma tentativa de • Os sistemas de projeção são uma tentativa de retratar a superfície da Terra em uma superfície plana

PROJEÇÃO DE MAPAS

Coordenadas Geográficas e Projetadas

(φ, λ) (x, y)Projeção de Mapa

Tipos de Projeções

• Conica (Albers Equal Area, Lambert Conformal Conic) – boa para regiões quese desenvolvem no sentido Leste-Oeste

• Cilíndrica (Transversa de Mercator) –• Cilíndrica (Transversa de Mercator) –boa para regiões com sentido Norte-Sul

• Plana (Lambert Azimuthal Equal Area) –boa para visões globais

Projeções Conicas(Albers, Lambert)

Projeção Cilíndrica(Mercator)

Transverse

Oblique

Plana(Lambert)

PROJEÇÃO DE MAPAS

O mapa deve representar a Terra de forma semelhante e deve possuir as seguintes propriedades:

• Conformidade : manutenção da forma verdadeira das áreas

• Equivalência : manutenção das dimensões relativas das áreas

• Equidistância : relações constantes entre as distâncias dos pontos representados nos mapas e dos seus correspondentes na Terra

• Facilidade de identificação, no mapa, de coordenadas de pontos da Terra e vice-versa

Projeção e Datum

Dois conjuntos de dados podemdiferir na projeção e no datum. Por isso, é importante saber Por isso, é importante saber ambos para cada conjunto de dados.

Sistemas de Coordenadas

REDE GEOGRÁFICA

A rede geográfica é formada pelo conjunto de linhas imaginárias na linhas imaginárias na direção leste-oeste (paralelos) e na direção norte-sul (meridianos).

COORDENADAS GEOGRÁFICAS

As coordenadas geográficas de um ponto qualquer sobre a superfície terrestre correspondem ao conjunto da latitude e longitude.

Latitude : é o valor angular do arco compreendido entre o equador e o lugar de referência (varia de 0°a 90°)

Longitude : é o valor angular do arco compreendido entre o meridiano de Greenwich e o lugar de referência (varia de 0°a 180°)

COORDENADAS GEOGRÁFICAS

Lançar o ponto P de latitude 12º30’S e longitude 22º30’W e Q de latitude 17º28’N e 29º00’E.

SISTEMA UTM

No Brasil, adota-se a projeção cilíndrica denominada UTM (Universal Transversa de Mercator)

• A Terra é dividida em 60 fusos de 6°de longitude;• O cilindro transverso adotado como superfície de

projeção assume 60 posições diferentes (60 fusos UTM).projeção assume 60 posições diferentes (60 fusos UTM).

SISTEMA UTM

COORDENADAS PLANASBaseia-se na escolha de dois eixos perpendiculares cuja interseção é denominada origem, que é estabelecida como base para a localização de qualquer ponto do plano.

• Adequada para os enfoques da Engenharia;• Medidas de perímetro, área e volume;

SISTEMA UTM

SISTEMA UTM

Aplicação práticaSuponha que você está em campo e deseja determinar as coordenadas do ponto marcado na planta- Ponto onde é verificado lançamento de efluente industrial

Carta do Mundo ao Milionésimo

A carta internacional do mundo ao milionésimo (CIM) representa aTerra na projeção Conforme de Lambert num esquema de articulaçõesem escala de 1:1.000.000, abrangendo áreas de 4º de latitude por 6ºde longitude, faixas que correspondem a divisão da Terra emcoordenadas UTM.coordenadas UTM.

A abrangência nacional da CIM correspondente ao território brasileirototaliza 46 cartas.

O conhecimento da nomenclatura auxilia na identificação da posiçãoda área em estudo sobre a superfície terrestre e da escala em que amesma está representada.

Nomenclatura de cartasA nomenclatura na escalade 1:1000.000 da folha SD-21significa que:• S = ela está ao sul• D = está na zona entre 12º e 16º• D = está na zona entre 12º e 16ºde latitude, ou na 4ª zona abaixo doEquador• 21 = fuso localizado entre ascoordenadas 54º W e 60ºW de Longitude

O Brasil está entre os fusos 18 e 25 abrangendo 8 fusos, com longitudes entre 30º W e 78ºW. Municípios inclusos dentro de 2 fusos, podem gerar problemas na localização exata de feições ou de sobreposição de mapas. Neste caso, deve-se usar o bom senso para verificar se as bom senso para verificar se as informações podem ser transportadas para um só fuso ou se vai ser necessário trabalhar partes do mapa num fuso e parte no outro. Um exemplo é Pernambuco que está contido em 2 fusos, o 24 e o 25.

Altimetria

ALTIMETRIAA Altimetria tem por finalidade a medida da diferença de nível entre dois ou mais pontos no terreno. Através da Altimetria pode-se, portanto, estimar o relevo do terreno.

• Qualquer medida realizada deve • Qualquer medida realizada deve ser referenciada a uma superfície de comparação (Referência de Nível - RN) ;

• Altitude e cota;nível médio do mar

Ref. nível qualquer

superfície do terreno

altitude

cota ou altura

ALTIMETRIA

Altura ortométrica(geoide)

Altura elipsoidal(lidar, GPS)

Altura das marés (Nível do mar)

Geoide and Elipsoide

Superfície

Oceano

Geoide Anomalia Gravitacional

Anomalia Gravitacional é a diferença de elevação entre uma forma padrão da Terra (elipsoide) e uma superfície de potencial gravitacional constante (geoide).

Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE)A força da gravidade responde a mudanças no volume de água

A gravidade varia no tempo e no espaço.

Anomalia da gravidade no Texas, 2002 – 2012

Normal

Em 2011, perdeu-se 100 Km3 of water

GRACE and Texas Reservoir Water Storage

Satélites Grace

Armazenamento de água em reservatórios é fortemente corralacionado com dados dos satélites GRACE

In 2011, perdeu-se 100 Km3 de água no total

Normal

Reservatórios

Em 2011, perdeu-se 9 Km3 de água em reservatório

Normal

ALTIMETRIA

Datum Vertical

• O datum vertical define a elevação z;• Na prática a determinação do datum vertical

envolve um marégrafo ou uma rede de envolve um marégrafo ou uma rede de marégrafos para a medição do nível médio dos mares;

• No Brasil o ponto de referência para o datum vertical é o marégrafo de Imbituba, em Santa Catarina;

ALTIMETRIA

CURVAS DE NÍVEL

• O desenho da curva de nível é o método utilizado para a representação do relevo.

• A leitura do conjunto de sua distribuição fornece • A leitura do conjunto de sua distribuição fornece a idéia da dinâmica do relevo da área mapeada;

ALTIMETRIAPerfil Topográfico

200

100

40

50

Elevação

300

400

500

585

Depressão

30

20

10

2

ALTIMETRIAPerfil Topográfico

Talvegue Divisor de águas

50 40 30 20 10 20 30 40 50

BIBLIOGRAFIA

Geoprocessamento em Recurso Hídricos Princípios, Integração e Aplicação. Carlos A.B. Mendes; José Almir Cirilo, ABRH, 2001.

http://resources.arcgis.com/en/help/getting-started/articles/026n0000000s000000.htm

http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//003r00000001000000