cartografia e geoprocessamento parte 1 geoide, datum e sistema de coordenadas geográficas
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Cartografia e Geoprocessamento
Parte 1
Geoide, Datum e Sistema de Coordenadas Geográficas
o Relação através do espaço geográfico;
o Cartografia representa o espaço geográfico;
o Geoprocessamento trata e analisa o espaço geográfico;
o Todo o dado geográfico possui por trás conceitos da Cartografia!
Cartografia e Geoprocessamento – qual a relação?
Como representar o espaço geográfico?
Determinar aforma da Terra
(Geoide)
Constituir ummodelo matemático
aplicável(datum)
Definir um sistemade coordenadas(ex. Lat/Long)
Projetar o modelo da Terra
num plano(ex. UTM) Opcionalmente
Mas a falta de conhecimento em cartografia...
Cuidado, o mau uso desses elementos pode gerar problemas no seu projeto!
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Seu projeto pode dar errado!
Como representar o espaço geográfico?
Determinar aforma da Terra
(Geoide)
Constituir ummodelo matemático
aplicável(datum)
Definir um sistemade coordenadas(ex. Lat/Long)
Projetar o modelo da Terra
num plano(ex. UTM) Opcionalmente
o Não é uma tarefa fácil - inviável por medição direta;
o Utiliza-se duas informações:o O campo gravitacional da Terra;o O nível médio da água dos mares.
o Gera-se então a superfície equipotencial gravitacional mais próxima ao nível médio de água dos mares – o geoide.
Como determinar a forma da Terra?
Exemplo de geoide
Diversas versões...
o Conhecimento do campo gravitacional limitado – instrumentos e tecnologia.
o Técnicas e instrumentos se apuram com a evolução da ciência;
o Com o passar do tempo, foram desenvolvidos diversos geoides para representar a forma da Terra;
Como representar o espaço geográfico?
Determinar aforma da Terra
(Geoide)
Constituir ummodelo matemático
aplicável(datum)
Definir um sistemade coordenadas(ex. Lat/Long)
Projetar o modelo da Terra
num plano(ex. UTM) Opcionalmente
Modelo matemático aplicável da Terra - por que precisamos?
o Geoide é matematicamente intrincado - distância do uso prático;
o Gera-se então uma aproximação do geoide, uma forma elipsoidal;
o O elipsoide contém essencialmente dois parâmetros:o Raio equatorial;o Grau de achatamento dos
polos;
Exemplo de elipsoide
É uma superfície elipsoidal referenciada sobre a Terra – além do elipsoide, temos também a “amarração” entre o geoide e o elipsoide;
Datum Planimétrico
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Elipsoide
Geoide
Elipsoide “amarrado” = datum planimétrico
Datum Planimétrico
o Possui cinco parâmetros, dois para definir o elipsoide e três para definir a “amarração” (X, Y e Z) entre o elipsoide e o geoide;
o Utilizado como referência X,Y – não para Z.
Geoide Elipsoide
Altitude Elipsoidal (H)
Altitude Ortométrica(h) Superfície Terrestre
Ondulação geoidal (N)
Datum Planimétrico – é uma aproximação
o Por se uma aproximação da superfície da Terra, comumente se criam versões que melhor representam determinadas partes da mesma;
Geoide
Datum p/ América do Sul
Datum p/ América do NorteAmérica do Norte
América do Sul
Datum Planimétrico – é uma aproximação
o Por serem aproximações muitas vezes elevadas, é pertinente constituir um datum que melhor represente um país ou continente em detrimento ao resto da superfície da Terra;
o Há dois tipos de datum planimétricos:o Geocêntricos – passíveis de uso global, referência no
centro de massa da Terra;o Topocêntricos – uso local, referência na superfície da
Terra.
o Define a altura zero;
o Coincide com a superfície equipotencial que contém o nível médio dos mares;
o Só necessário em dados com altimetria associada;
Datum Altimétrico
Datum Horizontal
Para X e YElipsoide +
Referência ao geoide
Datum Vertical
Para ZNível 0 – nível do mar
Outras características sobre data
o Os data contêm parâmetros medidos;
o Técnicas e instrumentos destas medições se apuram com o tempo;
o Possibilidade de diversos geoides como base de data;
o Pertinência de data para melhor representação local;
o Resultado: muitos data possíveis;
Datum oficial nos países
o Países adotam data oficiais que melhor representam seu território;
o Comumente essa definição faz parte do Sistema de Referência Geodésico de um país;
o Como as inferências se aperfeiçoam, países podem mudar ou ajustar seus data oficiais com o passar do tempo;
o Definido pelo IBGE;
o Já houve dois data planimétricos topocêntricos oficiais:o Córrego Alegre;o South American Datum 1969 – SAD69.
o Estamos em transição até 2014 para o novo Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas - SIRGAS 2000;
o O datum altimétrico oficial do Brasil é o Imbituba – SC;
Sistema de Referência Geodésico Brasileiro
WGS 84 - World Geodetic System
o O datum planimétrico World Geodetic System 1984 - WGS84 é comumente encontrado;
o Constituído para validade global – pode ser utilizado no mundo todo – datum geocêntrico;
o Ele é utilizado, por exemplo, no Global Positioning System – GPS e no Google Earth;
WGS 84
Se o WGS tem validade global, por que o Brasil não o adota como oficial?Muitas pessoas dizem: “Já ouvi dizer que WGS 84 e SIRGAS 2000 são iguais”.
SIRGAS 2000
WGS 84 e SIRGAS 2000 são geocêntricos, método que permite a validade global. Entretanto, o SIRGAS 2000 foi constituído para representar mais precisamente a América do Sul - como uma roupa feito sobre medida...Eles não são iguais, a diferença entre pontos na superfície utilizando esses dois data é na grandeza de poucas unidades de metro.
Exemplo de diferenças – WGS 84 e SAD 69
o As diferenças entre data na superfície da Terra não são constantes, depende da posição.
Y (WGS84)
X (WGS84)
Z (WGS84)
SAD-69 >> WGS-84 (IBGE):TX= -66,87 mTY= 4,37 mTZ= -38,52 m
X (SAD69)
Z (SAD69)
Y (SAD69)
o Todas as geoinformações estão representadas sobre um datum planimétrico e, quando houver informações de altitude (Z), um datum altimétrico;
o Geoinformações em data planimétricos diferentes não podem ser trabalhadas geograficamente juntas;
o É preciso então padronizar o datum;
o Para isto, o correto é utilizar a metodologia indicada pelo IBGE:http://www6.ufrgs.br/engcart/Teste/refer_exp.html
Alteração entre data das geoinformações
Como representar o espaço geográfico?
Determinar aforma da Terra
(Geoide)
Constituir ummodelo matemático
aplicável(datum)
Definir um sistemade coordenadas(ex. Lat/Long)
Projetar o modelo da Terra
num plano(ex. UTM) Opcionalmente
o Depois de definido a forma de representação da Terra (datum), é necessário definir um sistema de coordenadas para referenciar posições sobre a superfície;
o A matemática oferece alguns sistemas;
o Utiliza-se comumente (99,99% das vezes) o Sistema de Coordenadas Geográficas;
Sistemas de coordenadas – por que?
Sistema de Coordenadas Geográficas – como referenciar pontos?
o Define-se as coordenadas por um par de ângulos:o Latitudinal: referência à linha do Equador;o Longitudinal: referência ao meridiano de Greenwich;
Como representar o espaço geográfico?
Determinar aforma da Terra
(Geoide)
Constituir ummodelo matemático
aplicável(datum)
Definir um sistemade coordenadas(ex. Lat/Long)
Projetar o modelo da Terra
num plano(ex. UTM) Opcionalmente
Continua na Parte 2 de Cartografia e Geoprocessamento
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Leitura complementar
o A página do Projeto SIRGAS – Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas:
http://www.ibge.gov.br/sirgas/
o Capítulo 6 - Cartografia para Geoprocessamento do livro Introdução à Ciência da Geoinformação, disponível no DVD deste curso ou na página:
http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/introd/cap6-cartografia.pdf
o Transformações entre referenciais geodésicos, disponível na página:
http://www6.ufrgs.br/engcart/Teste/refer_exp.html
Observação
Inferimos dados geográficos sobre uma forma aproximada (distorcida) da Terra.
Essa distorção reflete no que referenciamos sobre esta superfície, induzindo imprecisões.
Como todo o dado geográfico está referenciado sobre uma aproximação da forma da Terra, todo o dado geográfico é influenciado por essas distorções.
