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II Simpósio Brasileiro de Geomática Presidente Prudente - SP, 24-27 de julho de 2007V Colóquio Brasileiro de Ciências Geodésicas ISSN 1981-6251, p. 529-537

L.F. Gama; A. F. T. Carneiro; A. de Seixas

NORMATIZAÇÃO DA APLICAÇÃO DO POSICIONAMENTO GPS EM

LEVANTAMENTOS CADASTRAIS

LUCIENE FERREIRA GAMA ANDREA FLAVIA TENÓRIO CARNEIRO

ANDREA DE SEIXAS

Universidade Federal de Pernambuco - UFPE Centro de Tecnologia e Geociências – CTG

Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas e Tecnologia da Geoinformação Departamento de Engenharia Cartográfica, Recife – PE

[email protected], {aftc, aseixas} @ufpe.br

RESUMO - O desenvolvimento da alta tecnologia GPS, está mudando de forma significativa a situação das medições cadastrais, alterando a forma de avaliação da aquisição de dados no campo e procedimento para suas realizações. O uso de técnicas precisas do Sistema GPS: estático, estático-rápido, cinemático, stop-and-go, cinemático pós-processado e, principalmente, com o desenvolvimento nos últimos anos do método rápido cinemático em tempo real, deram origem ao questionamento sobre o que é aceitável no procedimento de execução dos levantamentos cadastrais, principalmente porque, métodos rápidos estáticos e cinemáticos são considerados métodos de levantamentos radiais. Diante desse fato países como Estados Unidos, Austrália, Dinamarca e outros, viram a necessidade da atualização e criação de normas que regulamentem e estabeleçam quais métodos de levantamento poderão ser aplicáveis às medições cadastrais e quais os padrões de precisão aceitáveis. Nesse trabalho são abordados métodos de medições e algumas normas, diretrizes e especificações para medições cadastrais com GPS, adotados por países que apresentam um sistema cadastral consolidado e por aqueles que buscam alternativas para montar sua estrutura cadastral. ABSTRACT – The development of high technology GPS, is changing of significant form the situation of the cadastral measurements, altering the form of evaluation of the acquisition of data in the field and procedure for its accomplishment. The use of necessary techniques of the System GPS: static, static-fast, cinematic, stop-and-go, cinematic powder-processed and, mainly, with the development the last years of the cinematic fast method in real time, they created the questioning on what it is acceptable in the procedure of execution of the cadastral surveys, mainly because, static and cinematic fast methods are considered methods of radial surveys. Ahead of that fact countries as the United States, Australia, Denmark and others, they saw the need of update and creation of norms that regulate and establish which methods of surveys can be applicable to the cadastral measurements and which the patterns of precision acceptable. In this paper, they are boarded methods of measurements and some norms, guidelines and specifications for cadastral measurements with GPS, adopted by countries that present a consolidated cadastral system and for those that look for alternatives to set up your cadastral structure.

1 INTRODUÇÃO

Em países que possuem um sistema cadastral

consolidado, o levantamento cadastral é tratado como um levantamento especial, pelas suas funções que extrapolam a característica técnica e envolvem questões legais. Nesses países, o profissional que realiza as medições cadastrais deve, obrigatoriamente, ter autorização oficial para o desenvolvimento de suas atividades, e geralmente exige-se uma formação complementar à formação geral em Geodésia e levantamentos. Da mesma forma, normas

específicas de levantamento são elaboradas para as aplicações cadastrais.

O uso dos métodos precisos de posicionamento GPS está alterando a forma da administração dos levantamentos cadastrais e também a avaliação da coleta dos dados no campo. O crescente desenvolvimento dos métodos de levantamento e técnicas do sistema GPS aplicado ao cadastro deu origem a questionamentos sobre os métodos e procedimentos utilizados e os níveis de precisão para realização dos levantamentos cadastrais. A necessidade de adaptação à nova realidade da tecnologia de medição, preservando as exigências de

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precisão do sistema cadastral, gerou um movimento no sentido de elaboração de normas que respondessem a questões como: Quais os procedimentos de campo aceitáveis para fins cadastrais? Como avaliar a qualidade dos resultados? Se técnicas de medições radiais podem ser utilizadas? Com quantos pontos de controle? No contexto desse trabalho serão abordados métodos e técnicas de medições e algumas normas, diretrizes e especificações para medições cadastrais com GPS, adotados por países que apresentam um sistema cadastral consolidado e por aqueles que buscam alternativas para montar sua estrutura cadastral como é o caso do Brasil. 2 MEDIÇÕES CADASTRAIS UTILIZANDO GPS

Em alguns países não tradicionais em levantamentos cadastrais, este tipo de atividade geralmente é realizada sem devida amarração ou sem nenhuma referência a uma estrutura geodésica. A mensuração dos imóveis é proveniente, em muitos casos, de levantamentos: topográficos diretos ou aerofotogramétricos. Nos últimos anos, com a chegada dos sistemas de posicionamento por satélites, em especial o sistema GPS, estes tiveram suas técnicas aplicadas pelo cadastro. O posicionamento por GPS tanto pode dar suporte aos métodos clássicos, como também ser usadas para obtenção direta de limites de propriedades.

Uma série de técnicas de levantamento por GPS pode ser usada na coleta de dados de campo em medições e controle de projetos cadastrais entre as quais têm-se: estático, estático rápido, cinemático, stop-and-go, PPK e RTK. O esquema apresentado na Figura 1 mostra os métodos de levantamentos relativo e diferencial e suas respectivas técnicas.

Figura 1- Posicionamento GPS aplicado a levantamentos cadastrais. Os requisitos, descritos nos itens a seguir, com respeito ao uso das técnicas de medições com GPS estão

baseados na norma americana: Standards and Guidelines for Land Surveying Using Global Positioning do State of Washington Departamento of Natural Resources (2004). 2.1 Posicionamento Estático

O método estático utiliza múltiplos receptores, múltiplas linhas de base, redundâncias observacionais e múltiplas seções de levantamentos. Esta técnica de posicionamento fornece a maior precisão atingível e requer os mais longos tempos de observação (FGDC, 1998), sendo procedida da seguinte forma: dois ou mais receptores rastreiam, simultaneamente, os satélites visíveis, permanecendo fixos até as observações serem completadas. O tempo de observação depende do tipo de receptor (uma freqüência, dupla freqüência), da característica do software para o pós-processamento e do comprimento da linha de base (LEICK, 1995). O período de ocupação das estações de observações é relativamente longo e, de acordo com MONICO (2000) não pode ser inferior a 20 minutos.

A norma americana, que regulamenta levantamentos com GPS nos Estados unidos, adota o posicionamento estático para levantamentos cadastrais. Esta norma recomenda que o método estático seja executado obedecendo aos seguintes requisitos:

• O período mínimo de observação para linhas de

bases menores que 10 km deve ser de 45 minutos;

• A taxa de observação entre os intervalos de

tempo deve ser de 5 a 30 segundos; • A geometria dos satélites deve mudar

significamente durante a seção de observação; • Podem ser usados receptores de uma freqüência

para linhas de bases curtas quando o levantamento não exige alto nível de precisão;

• Ajustamento pelo método dos mínimos

quadrados. Em levantamentos cadastrais esta técnica tem maior aplicação na determinação de pontos geodésicos de referência para controle básico (nos imóveis) , para apoiar os demais métodos de medição, por exemplo levantamento topográfico clássico. 2.2 Posicionamento Rápido Estático Requer tempo de ocupação menor que o estático e pode usar técnica de linha de base radial, técnica de redes, combinação das duas. Quando usado como único método para medidas cadastrais, então o controle do projeto cadastral e as medições cadastrais são executadas separadamente (USDA e USDI, 2001).



Para MONICO (2000), a diferença fundamental entre o método estático e o estático rápido é o período de ocupação da estação de interesse, que neste caso não é superior a 20 minutos. O princípio de funcionamento é dado da seguinte forma: um receptor serve como base, permanecendo fixo sobre uma estação de referência, coletando dados, enquanto um outro receptor móvel percorre as estações de interesse, onde permanece parado por um período de aproximadamente 5 a 20 minutos, adquirindo em condições normais de medições, precisão que varia de 1 a 10 ppm. Existem outras possibilidades de levantamentos com este método, conforme (SEEBER, 1993). As considerações para realização deste método encontradas na norma americana são:

• As linhas de base devem ser menores que dez quilômetros;

• O manual do fabricante deve ser consultado para

determinar o tempo de ocupação; • Os receptores de duas freqüências são

preferenciais;

• Devem ser observados cinco ou mais satélites;

• Época de gravação pode variar entre cinco e quinze segundos.

• Requer um ajustamento pelo método dos

mínimos quadrados ou uso de software capaz de produzir uma média ponderada das observações.

2.3 Posicionamento Relativo Cinemático Segundo SEGANTINE (2002), o método cinemático é aquele onde uma antena receptora deve ser fixada sobre um ponto de coordenadas conhecidas, enquanto que uma ou mais antenas podem ser deslocadas sobre outros pontos durante a coleta de dados. Durante a sessão de observação é necessário que todas as antenas receptoras estejam coletando dados do mesmo conjunto de satélites, ou seja, as antenas devem captar dados simultaneamente, dos mesmos satélites que estejam no horizonte do observador. Conforme MONICO (2000), os dados coletados no levantamento cinemático podem ser processados durante a coleta de dados (tempo real) ou após a coleta (pós- processado).

2.4 Posicionamento “Stop-and-Go” (Semi-Cinemático)

Este método apresenta as mesmas características

operacionais do método cinemático descrito no item anterior. Durante o deslocamento da antena remota é necessário que o receptor permaneça ligado em sintonia com os satélites disponíveis no horizonte do observador (SEGANTINE, 2002).

2.5 Posicionamento Cinemático Pós-Processado (PPK)

O método de levantamento Cinemático Pós-Processado fornece ao levantador uma técnica de alta produção em medições cadastrais podendo ser usados em áreas com o mínimo possível de obstruções de satélites. Este método usa tempo de observação reduzido significativamente, se comparado ao estático ou estático rápido (USDA e USDI, 2001). O posicionamento cinemático pós-processado é procedido estacionando um receptor em uma estação de coordenadas conhecidas enquanto o outro é deslocado sobre as feições de interesse. As observações simultâneas dos dois receptores geram as duplas diferenças, onde vários erros envolvidos nas observáveis são reduzidos (MONICO, 2000). Os requisitos para levantamentos com este método descritos na norma americana são:

• Devem ser observados cinco ou mais satélites; • O manual do fabricante deve ser consultado para

determinar o tempo de ocupação;

• Cada ponto deve ser ocupado em uma sessão diferente com geometria de satélite diferente;

• A taxa de gravação deve ser de um ou cinco

segundos;

• Podem ser usados receptores de uma freqüência embora os receptores de dupla freqüência sejam preferidos;

• Requer o ajustamento pelo método dos mínimos

quadrados, ou outras análises estatísticas de múltiplas linhas de base, capazes de produzir uma média ponderada das observações.

2.6 Posicionamento Cinemático em Tempo Real (RTK) A técnica de posicionamento diferencial RTK vem sendo aplicada em levantamentos preciso desde 1985 (MONICO, 2002) e na última década vários países, inclusive o Brasil, realizam testes para viabilizar o seu uso em atividades de levantamentos cadastrais. O RTK é uma técnica de posicionamento rápida e precisa, o seu princípio de funcionamento é fundamentado na transmissão de correções diferenciais da estação de referência, para estação que se deseja conhecer as coordenadas denominadas de estação móvel (as estações devem ser equipadas com receptores GPS, e um meio de comunicação para transmissão dos dados). A transmissão dos dados é feita por meio de um enlace, que pode ser rádio de comunicação, linha telefônica, sub-portadora FM (RDS) ou satélites de comunicação (TALBOT, 1996 in FREIBERGER JUNIOR, 2002). A figura 2 mostra a



estação de referência e móvel equipadas com o receptor GPS e rádio transmissor.

Figura 2 – Estruturação das estações de referência e móvel para levantamento com a técnica RTK. Fonte: GARNÉS (2006).

Para o estabelecimento do enlace de dados das

técnicas diferenciais, a qual inclui o RTK, a Radio Technical Comission for Maritime Services (RTCM) atendendo ao Institute of Navegation (ION) fundou o Comitê Especial 104 (SC – 104) com a finalidade de elaborar as recomendações para transmissão das correções diferencias (KRUEGER,1996). A efetuação do enlace de comunicação é realizada utilizando rádios transmissores normalmente operando nas faixas de freqüência VHF e UHF para esta destinação (HOFMANN-WELLENHOF et al., 2001). A estação de referência recebe os dados brutos da estação móvel, gera e transmite as correções diferenciais para a estação móvel, que utiliza essas informações para determinar sua posição (FREIBERGER JUNIOR, 2002). A medida da fase da portadora é a grandeza fundamental de observação utilizada na técnica RTK, permitindo resultados de precisão de ordem subdecimétrica, ou melhor (KRUEGER, 1996). O RTK limita-se a medições com linhas de base entre 5 e 10km, isso se deve ao fato do enlace de comunicação apresentar limitações na transmissão dos dados e da utilização de uma única onda portadora (L1) para determinação das pseudistâncias, mesmo estando disponível a portadora L2 para aceleração das ambigüidades (WILIGALLIS et al., 2002). A transmissão deve ser realizado numa taxa de pelo menos 2.400 bps (MONICO, 2002).

O levantamento com a técnica RTK é realizado da seguinte forma: um receptor GPS é colocado na estação de referência com coordenadas conhecidas. Através de uma conexão de rádio entre a estação de referência e o receptor móvel é possível transmitir os dados da estação de referência para o receptor móvel situado sobre um ponto de coordenadas desconhecidas. Os dados recebidos da estação de referência são usados para processar as coordenadas para o novo ponto imediatamente (HANSEN, 2006). A Figura 3 mostra um levantamento

com a técnica RTK, onde a partir de pontos de controle existentes são determinados novos pontos de controle por meio desta técnica.

Figura 3 - Geometria de medição com a técnica RTK. Fonte: ICSM (2001).

A norma Standards and Guidelines for Land Surveying Using Global Positioning exige para realização de medição com a técnica RTK que cada ponto seja ocupado em uma sessão diferente com satélite diferente, a não ser que sejam coletados dados durante a movimentação. Os demais requisitos, com exceção do último, foram descritos no item 2.5. 3 EXPERIÊNCIAS UTILIZANDO GPS RTK NO CADASTRO Além dos Estados Unidos que, em norma específica para o cadastro, recomenda a técnica de levantamento por GPS-RTK para medições cadastrais, outros países desenvolveram estudos para viabilizar a aplicação desta técnica. A seguir, serão apresentados os resultados de algumas experiências realizadas com a finalidade de determinar inúmeros pontos em curtos intervalos de tempo, com precisão aceitável ao cadastro de parcelas territoriais e economia de custo considerável. 3.1 Dinamarca

Desde 1991 os métodos estáticos e estáticos rápidos eram usados para controle de pontos horizontais na Dinamarca. Em 1994 foi analisada a possibilidade do emprego do método cinemático em tempo real (RTK). Este método foi principalmente usado para recuperar pontos do Ostenfeld (sistema de controle de pontos existente), os resultados da experiência com RTK foi alcançado com êxito e com a vantagem de ser mais rápido que os métodos tradicionais (HANSEN, 1998).

Em 1995, a Dinamarca lançou uma rede de controle com 87 pontos básicos, objetivando apoiar as medições cadastrais, compreendendo uma área teste de 4.000km2, com uma distância entre os pontos vizinhos menores que 10km. Neste teste, demonstrou-se que as aplicações do método cinemático para medições cadastrais são bastante aceitáveis. Diante deste resultado, foi decidido que até o final de 1997 a rede GPS para



cadastro estivesse em operação e acessível ao usuário (HANSEN, 1998).

Para evitar problemas, o método RTK, só foi usado em distância menor que 5 km, uma vez que a distância entre os pontos de controle é menor que 10km. Esta configuração é suficiente para assegurar uma cobertura RTK total para os levantamentos cadastrais, desde que obstruções não perturbem a recepção dos sinais dos satélites e o local assegure uma comunicação de rádio estável entre a estação de referência e o receptor móvel. A precisão relativa da rede é de 2 cm (HANSEN, 1998).

3.2 Malásia

O uso de GPS para o cadastro começou em 1999,

na Malásia, quando o Departamento de Medição e Mapeamento (DSMM), emitiu diretrizes para o controle e medição cadastral (KPU – Circular - 6 – 1999). Estas diretrizes dizem respeito ao uso de GPS para medições estáticas. Atualmente medições com a técnica GPS – RTK para medições cadastrais ainda vem sendo estudado (D. SUBARI et al., 2004). Em 1994, um teste com a técnica RTK para medições cadastrais realizado por D. SUBARI et al. (2004) mostrou que esta apresenta bons resultados e atende às exigências de precisão. 3.3 Israel Conforme JARROUSH et al. (2005), em Israel as normas de levantamento reconhecem os métodos GPS como aplicáveis a medições cadastrais para levantamento de pontos definidores dos limites e estabelecem que as diferenças entre distâncias medidas duas vezes ao longo do limite não devem exceder 0,03m. Apontam também o método de medição RTK como adequado para medições cadastrais. Em Israel as três ordens de controle geodésico só podem ser medidas através de métodos GPS. A precisão relativa mínima de pontos vizinhos é 1: 1.000.000 para a primeira ordem, 1:250.000 segunda ordem e 1: 150.000 para terceira ordem (JARROUSH et al , 2005).

A tecnologia GPS RTK também foi aplicada com êxito em levantamentos cadastrais em países como El Salvador, Kenya, Indonésia, Marrocos, Botsuana, Namíbia, o Jordan, Belize e Albânia (MWENDA, 2001 in OGALO, 2002).

3.4 Brasil

No Brasil, testes com a técnica de posicionamento RTK foram realizados constatando que os resultados atendem às especificações técnicas para aplicações em levantamentos cadastrais para linhas de base menores que 10 Km. O limite de precisão adotado foi (1cm + 10 ppm). Entre os pesquisadores que realizaram testes, podem-se citar: FREIBERGER JR. (2002) empregando a técnica RTK com o emprego do programa GNRT (Programa GPS desenvolvido para determinação de coordenadas

geográficas em tempo real) em 10 marcos relativos implantados em uma área urbana de Curitiba – PR e KRUEGER et al. (2003), utilizando 4 marcos localizados em uma área teste do Centro Politécnico da Universidade Federal do Paraná, indicando a viabilidade desta técnica em levantamentos cadastrais. Neste contexto está sendo desenvolvida pesquisa em duas áreas distintas da cidade do Recife, objetivando viabilizar a aplicação do GPS RTK na determinação de limites de parcelas territoriais urbanas.

4 NORMAS PARA LEVANTAMENTO CADASTRAL COM GPS. Em países que o cadastro ainda não está consolidado, como o Brasil, os levantamentos para fins cadastrais são conduzidos utilizando sistemas locais. Os levantamentos empregados para esse fim na maioria dos casos são os topográficos usando métodos diretos e aerofotogramétricos. Estes métodos muitas vezes assumem características próprias, definidas pelos próprios profissionais ou pelo órgão público, e na maioria dos casos por pessoas com pouca ou sem nenhuma qualificação para executar medições cadastrais, resultando em levantamentos incorretos ou incompletos devido a inexistência de um padrão eficiente e sistemática adequada a essa finalidade e às vezes sem nenhuma referência a uma estrutura geodésica de referência (HASENACK, 2000). Este fato traz como conseqüência a não associação da descrição legal do limite do imóvel com a definição geométrica do limite do imóvel vizinho.

Com a chegada do Sistema GPS na década de 70, houve a necessidade da criação de normas que regulamentassem seu uso, devido aos níveis de precisão atingidos pelas técnicas de levantamento, além do número crescente de usuário do sistema. Com o desenvolvimento e adoção de novas técnicas, torna-se necessário que haja uma preocupação com a atualização e criação de novas normas de levantamento.

As normas de levantamentos empregam o princípio de qualidade e precisão dependente de distância ppm (em partes por milhão ou erro relativo). Para o cadastro imobiliário, cujas exigências de precisão cresceram nos últimos anos, é importante considerar o atendimento ao princípio de vizinhança (SILVA, 2003), entendido como o procedimento que garante a homogeneidade do levantamento, definido por ROMÃO et al. (1996) como “o princípio que garante a precisão relativa entre pontos vizinhos”. Este princípio é atendido em países como Estados Unidos, cujas medições cadastrais são regulamentadas por normas, diretrizes e especificações. A seguir, serão destacados alguns pontos importantes das seguintes normas que tratam da aplicação do posicionamento por satélite no cadastro: Norma Técnica para Georreferenciamento de Imóveis Rurais do INCRA; Standards and Guidelines for Cadastral Surveys Using Global Positioning System Methods; Cadastral Survey Guidelines – e Survey; Geospatial Positioning



Accuracy Standard; Geometric Geodetic Accuracy Standards and Specifications for using GPS Relative Positiong Technique; Standards and Practices for Control Surveys. Outras análises são apresentadas por SILVA et al. (2003). 4.1 Norma: Standards and Guidelines for Cadastral Surveys Using Global Positioning System Methods

Esta norma é adotada pelo Departamento de

Agricultura e Serviço florestal (FC) e pelo Departamento-Norte Americano de Terra dos EUA, foi elaborada por agrimensores e geodesistas e contém diretrizes para medições cadastrais que usam GPS (LONDE, 2002). São apresentados os padrões de precisão aceitáveis, operações e procedimento de levantamento de campo, processamento e análise de dados, documentação do projeto. Além disso, exige que todos os projetos de levantamento GPS devam ser executados sob responsabilidade de um profissional habilitado com autorização federal ou um “profissional de levantamento de terras” licenciado para atender esta finalidade no estado onde realiza as medições cadastrais.

4.1.1 Padrões de Precisão Aceitáveis

Os padrões de precisão conforme LONDE (2002)

são baseados em análise de dados e informações dos manuais do fabricante.

Esta Norma deve obedecer a um círculo de confiança de 95%, com padrões de precisão local para projeto de controle cadastral menor que 0,050m e inferior a 0,100m para medições cadastrais. Os padrões de precisão da rede são menores que 0,100m para controle de projeto cadastral e inferiores a 0,200m para medições cadastrais.

A precisão de todas as redes cadastrais deve ser informada pelo Comitê Federal de Dados Geográficos (FGDC) para mostrar a relação do levantamento cadastral relativa ao Sistema de Referência Nacional. Isto requer que a precisão da rede local de controle de projeto Cadastral deve ser menor que 0,050m em nível de confiança de 95%. A medição cadastral total deve ter no máximo precisão relativa não superior a 0,100m do nível de confiança de 95% (LONDE, 2002).

Como no cadastro o princípio de vizinhança é um fator essencial, esta norma adota para este principio uma média das precisões relativas das coordenadas de um ponto com relação a outros pontos adjacentes com um nível de confiança de 95%.

4.1.2 Operações e Procedimento de Levantamento de Campo

A rede de controle de Projeto Cadastral (CPC) é a

rede de estações GPS, amarradas ao Sistema de Referência Espacial Nacional (NSRS), levantada para controlar todas as medições cadastrais com GPS.

A rede CPC deve ser estabelecida pelo método estático ou estático rápido e ajustada pelo método dos mínimos quadrados, referenciada a duas ou mais estações de controle horizontal publicadas do NSRS (National Spatial Reference System), que é definido e dirigido pelo NGS (National Geodetic Survey). Estas estações de controle devem estar localizadas em dois ou mais quadrantes, relativos à área do projeto cadastral. Os pontos da rede são estabelecidos por duas ou mais linhas de base independentes.

A Rede de Controle Cadastral deve conter laços de no mínimo três linhas de base. Todas as linhas de base devem ter uma solução inteira fixada por dupla diferença ou de acordo com as especificações do fabricante para comprimentos de linha de base que exceda o critério de solução fixada.

Todas as estações dentro da rede de controle de projeto cadastral devem ter duas ou mais ocupações independentes e essa rede deve ser uma figura geometricamente fechada.

Quanto às medições cadastrais a norma afirma que as medições cadastrais devem ser amarradas diretamente ao NSRS e exige que todos os métodos de levantamento cadastral com GPS, exceto o RTK, devem obedecer as mesmas recomendações para execução da rede CPC adicionando:

• Qualquer par de estações usadas como azimute

ou orientação de referência para uso em levantamento cadastral convencional durante o curso de um levantamento cadastral, deverá ser incluído na área ou medido com o mínimo de dois vetores independentes usando a técnica cinemática RTK.

4.2 Norma: Cadastral Survey Guidelines – e Survey Esta norma é específica para levantamentos cadastrais na Nova Zelândia (LINZ, 2004). O capítulo 4 desta norma trata da tecnologia para o levantamento, destacando as recomendações: para calibração dos equipamentos no item 4.1 e para as medições com GPS no item 4.2 No item 4.1 do referido capítulo, referente à calibração dos equipamentos, pode-se destacar:

• Instrumentos devem ser calibrados regularmente e linhas de bases são disponíveis em todo país para comparação das medidas;

• Após consertos, os instrumentos devem ser calibrados imediatamente;

• A calibração será exigida em intervalos mais freqüentes para instrumentos com mais de 10 anos para checar erros de escala devido ao envelhecimento freqüente dos mecanismos.

O item 4.2 destaca a calibração do equipamento

GPS, a boa prática do levantamento, a descrição do levantamento, especificação dos equipamentos e métodos usados, além da avaliação da qualidade dos dados GPS.



No sub-item sobre calibração do equipamento, são considerados:

• Equipamento GPS, software e procedimentos

devem ser testados antes do uso. Isto pode ser alcançado medindo e processando os dados em linhas de bases conhecidas ou redes de pontos;

• Ao contrário de distanciômetros, receptores GPS

não podem ser calibrados com relação a escala, porque a definição de escala é inerente aos satélites e dados orbitais. Porém, antenas e tripés devem ser calibrados para evitar erros de centragens.

• Erros de centragem da antena são geralmente

insignificantes quando equipamentos de qualidade geodésica (por exemplo: antena com microstrip) são utilizados em medições cadastrais, mas o profissional responsável pela validação do levantamento pode pedir um teste de calibração do receptor GPS se houver dúvida, principalmente para linhas de base curtas;

• A calibração é recomendada quando são

utilizadas antenas distintas para diferentes fins em linhas de base menores que 100m ou quando se utiliza antenas projetadas principalmente para navegação.

• Erros de centragem da antena podem ser testados

instalando-se dois receptores distantes alguns metros entre si e girando periodicamente uma das antenas a um ângulo de 90º.

Admite-se, nas linhas de base, erros de centragem

menores que 5 mm, para levantamentos cadastrais. Para resultados consistentes, todos os

levantamentos cadastrais devem ser empregados conforme segue:

1. Como regra geral as demarcações com GPS devem ser intervisíveis, particularmente limite e marcos testemunhos, para colaborar com o uso futuro de técnicas convencionais;

2. O procedimento das observações GPS deve

ser designado para detectar e eliminar:

• Ambigüidades; • Efeitos de multicaminhamento;

• Interferência elétrica como

subestações, microondas ou outros sinais de rádio;

• Geometria pobre devido a configuração dos satélites ou a existência de obstruções;

• Cada marco deve ter um

identificador único.

A norma exige que na descrição do levantamento sejam especificados o objetivo do levantamento, que observações foram feitas, como conferir as observações feitas e a descrição de precauções para identificar e minimizar os efeitos do multicaminhamento e erros.

A qualidade dos dados GPS obtidos são avaliados através da repetição das observações comparando com trabalhos subjacentes.

4.3 Norma: Geospatial Positioning Accuracy Standard

Norma adotada pelo FGDC - Federal Geographic

Data Committee dos EUA (FGDC, 1998) composto de 14 departamentos americanos que usam ou executam levantamentos topográficos, geodésicos, mapeamento e Sistema de Informações Geográficas.

A norma esclarece que a exatidão posicional horizontal de um conjunto de dados com relação ao datum horizontal deve obedecer a um nível de confiança de 95%.

4.4 Norma: Geometric Geodetic Accuracy Standards and Specifications for using GPS Relative Positiong Techniques

Esta norma elaborada pelo Federal Geodetic Control Committee é adotada pelos Estados Unidos desde 1988. A característica principal desta norma é a preocupação com a classificação de padrões e precisão de levantamentos, basicamente para o método de posicionamento estático. Mais informações sobre esta norma são encontrados em SILVA et al. (2003) quando comparou normas brasileiras para levantamentos GPS com normas internacionais. 4.5 Norma: Standards and Practices for Control Surveys

A norma Standards and Practices for Control Surveys do (SP1) do ICSM (Inter-Governamental Advisiory Committee On Surveying And Mapping) da Australia, é das mais recentes para levantamentos em geral, e de fácil entendimento (B HIGGINS, 2006). A norma é dividida em duas partes. A primeira parte trata de padrões de precisão, definindo as classes e ordens para levantamentos de controle horizontais e verticais, incluindo posicionamento com GPS. A segunda parte mostra os processos recomendados de cálculo e levantamento, incluindo os levantamentos obtidos por posicionamento com GPS,



especificando as técnicas de rasteio estático, rápido estático, stop-and-go e RTK. Esta norma estabelece padrões para especificar e informar a qualidade de pesquisas e como alcançar esses padrões. Recentes emendas para SP1 orientam os agrimensores que usam a técnica de GPS cinemático em tempo real. Esta técnica demonstra a necessidade de diretrizes para adaptação do profissional a nova tecnologia. Esta norma também descreve o processo para tracejado legal de GPS na Austrália (B HIGGINS, 2006). 4.6 Norma Técnica para Georreferenciamento de Imóveis Rurais do INCRA

A norma Técnica para o Georreferenciamento de Imóveis Rurais criada em 2001, é a única norma específica para levantamentos cadastrais existente no Brasil. Esta norma foi desenvolvida pelo Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária (INCRA), destinado ao controle das medições de imóveis rurais. Esta norma exige que as medições sejam executadas obedecendo a uma tolerância posicional relativa de 50 cm em torno dos vértices definidores dos limites dos imóveis. Consta na norma do INCRA às instruções, entre outras, sobre levantamentos com GPS, indicações sobre as técnicas utilizando o Sistema de Posicionamento Global e métodos topográficos clássicos aceitáveis no cadastro, classificação da acurácia e precisão para levantamentos. Nesta norma também está especificado o percentual de 95% para o nível de confiança dos levantamentos.

A partir da análise das normas internacionais, pode-se concluir que é necessária uma adequação dessa norma brasileira, para proporcionar um melhor entendimento das especificações. A norma do INCRA utiliza padrões definidos para levantamentos em geral, como os levantamentos topográficos orientados pela NBR-13.133. Assim, deve-se também orientar essa norma para a aplicação específica de levantamento cadastral, como acontece nas normas descritas anteriormente. 5. CONCLUSÕES

O emprego de métodos de Levantamento com GPS, garante que as medições cadastrais sejam obtidas com maior precisão. Nos últimos anos, com o avanço das técnicas rápidas GPS, alguns países viram a necessidade da criação e atualização de normas específicas para administrar as realizações das medições cadastrais, estabelecendo padrões de precisão, métodos de medição aplicáveis e procedimentos aceitáveis que se adequassem a essa nova realidade.

As normas exigem que as medições cadastrais sejam realizadas por profissionais especializados em medições cadastrais e recomenda que sejam realizados pelas técnicas de levantamento por GPS: estático, estático rápido, cinemático, semi-cinemático, PPK e RTK. Diante da análise feita das normas estudadas fica clara a necessidade da criação de uma norma específica para o

cadastro urbano do Brasil, que estabeleça métodos, procedimento e padrões de precisão, como também uma maior exigência quanto à qualificação dos profissionais de levantamentos cadastrais.

Quanto ao cadastro rural do Brasil, a norma para o georreferenciamento de imóveis rurais do INCRA precisa ser revista em alguns de seus pontos e espera-se que este trabalho contribua para a necessária atualização. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS D SUBARI, Mustafa.; ANUAR, Khairudim. Experiencing the of GPS – RTK for Cadastre Surveys in Malaysia. 3 rd FIG Regional Conference. Jakarta. Indonésia. 13 p. 2004. Disponível em www.fig.net/pub/jakarta/papers/ts_14/ts_14_3_subari_anuar.pdf. Acesso: 08 de Novembro 2006. FGDC. Geospatial Position Accuracy Standards (5 partes). Virginia (EUA): Secretariat Federal Geographic Data Committee c/o U. S. Geological Survey. 1998. FREIBERGER JUNIOR, J. Análise da degradação do posicionamento em tempo real com o emprego do GNRT.. Dissertação (Mestrado em Ciências Geodésicas). Departamento de Geociências, Universidade Federal do Paraná. Curitiba. 2002. 136 p. HANSEN, Suzanne. GPS Applied in Cadastral Surveys. Dinamark. 7p. 1998. Disponível em http://www.sli.unimelb.edu.au/fig7/Brighton98/Comm7Papers/TS65-Hansen.html. Acesso: 18 de Novembro 2006. HASENACK, Markus. Originais de levantamento topográfico cadastral imobiliário: possibilidade de sua utilização para a garantia dos limites geométricos dos bens imóveis. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 2000. 130p. B HIGGINS, Matthew B. Guidelines for GPS Surveying in Australia. 9p. 2006 .Disponível em www.fig.net/pub/proceedings/korea/full-papers/pdf/ws_com5_1/higgins.pdf. Acesso: 24 de Dezembro 2006. HOFMANN-WELLENHOF, B.; LICHTENEGGER, H.; COLLINS, J. GPS: theory and practice. Springer Wien New York. 3ª.ed. 2001. 389p. INCRA. Norma Técnica para Georreferenciamento de Imóveis Rurais. Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária, Ministério do Desenvolvimento Agrário. 42p. 2001. Disponível em http://www.google.com.br. Acesso: 23 abril 2007.



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normatizaÇÃo da aplicaÇÃo do...

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