principios da cartografia

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  • Victor Hugo Vasco de SousaPs-GraduaoGeologia - UnB

  • Surgiu no homem a necessidade de conhecer o mundo que ele habitava.

    Como orientar nossos deslocamentos? Qual a forma do planeta? etc..

    No primeiro estgio da evoluo o vocbulo passou a significar a arte dotraado de mapas, para em seguida, conter a cincia, a tcnica e a artede representar a superfcie terrestre.

    O conceito da Cartografia, hoje aceito sem maiores contestaes, foiestabelecido em 1966 pela Associao Cartogrfica Internacional (ACI), eposteriormente, ratificado pela UNESCO, no mesmo ano: "A Cartografiaapresenta-se como o conjunto de estudos e operaes cientficas,tcnicas e artsticas que, tendo por base os resultados de observaesdiretas ou da anlise de documentao, se voltam para a elaborao demapas, cartas e outras formas de expresso ou representao deobjetos, elementos, fenmenos e ambientes fsicos e socioeconmicos,bem como a sua utilizao.

  • 2 - FORMA DA TERRA

    Qual a forma exata da terra?

    A fim de simplificar o clculo de coordenadas da superfcie terrestre foram adotadas algumas superfcie matemtica simples. Uma primeira aproximao a esfera achatada nos plos.

    Segundo o conceito introduzido pelo matemtico alemo CARL FRIEDRICH GAUSS (1777-1855), a forma do planeta, o GEIDE que corresponde superfcie do nvel mdio do mar homogneo (ausncia de correntezas, ventos, variao de densidade da gua, etc.) supostamente prolongado por sob continentes. Essa superfcie se deve, principalmente, s foras de atrao (gravidade) e fora centrfuga (rotao da Terra).

    Os diferentes materiais que compem a superfcie terrestre possuem diferentes densidades, fazendo com que a fora gravitacional atue com maior ou menor intensidade em locais diferentes.

    As guas do oceano procuram uma situao de equilbrio, ajustando-se s foras que atuam sobre elas, inclusive no seu suposto prolongamento. A interao (compensao gravitacional) de foras buscando equilbrio, faz com que o geide tenha o mesmo potencial gravimtrico em todos os pontos de sua superfcie.

    O Sistema Geodsico Brasileiro (SGB) constituido por cerca de 70.000 estaes implantadas pelo IBGE em todo o Territrio Brasileiro, divididas em trs redes:

    - Planimtrica: latitude e longitude de alta preciso- Altimtrica: altitudes de alta preciso- Gravimtrica: valores precisos de acelerao da gravidade

  • preciso buscar um modelo mais simples para representar o nosso planeta. Para contornar o problema que acabamos de abordar lanou-se mo de uma Figura geomtrica chamada ELIPSE que ao girar em torno do seu eixo menor forma um volume, o ELIPSIDE DE REVOLUO, achatado no plos. Assim, o elipside a superfcie de referncia utilizada nos clculos que fornecem subsdios para a elaborao de uma representao cartogrfica.

    Muitos foram os intentos realizados para calcular as dimenses do elipside de revoluo que mais se aproxima da forma real da Terra, e muitos foram os resultados obtidos. Em geral, cada pas ou grupo de pases adotou um elipside como referncia para os trabalhos geodsicos e topogrficos, que mais se aproximasse do geide na regio considerada.

    A forma e tamanho de um elipside, bem como sua posio relativa ao geide define um sistema geodsico (tambm designado por datum geodsico). No caso brasileiro adota-se o Sistema Geodsico Sul Americano - SAD 69, com as seguintes caractersticas:

    - Elipside de referncia - UGGI 67 (isto , o recomendado pela Unio Geodsica e Geofsica Internacional em 1967) definido por:

    - semi-eixo maior - a: 6.378.160 m

    - achatamento 1/298

    - Origem das coordenadas (ou Datum planimtrico):

    - estao : Vrtice Chu (MG)- altura geoidal : 0 m- coordenadas: Latitude: 19 45 41,6527 S

    Longitude: 48 06 04,0639" W- azimute geodsico para o Vrtice Uberaba : 271 30 04,05"

  • 3. - MTODOS DE LEVANTAMENTOS

    3.1.1 - LEVANTAMENTO PLANIMTRICO

    Dentre os levantamentos planimtricos clssicos, merecem destaque:

    - Triangulao: Obteno de Figura s geomtricas a partir de tringulos formados atravs da medio dos ngulos subtendidos por cadavrtice. Os pontos de triangulao so denominados vrtices de triangulao (VVTT). o mais antigo e utilizado processo delevantamento planimtrico.

    - Trilaterao: Mtodo semelhante triangulao e, como aquele, baseia-se em propriedades geomtricas a partir de tringulossuperpostos, sendo que o levantamento ser efetuado atravs da medio dos lados.

    - Poligonao: um encadeamento de distncias e ngulos medidos entre pontos adjacentes formando linhas poligonais ou polgonos.Partindo de uma linha formada por dois pontos conhecidos, determinam-se novos pontos, at chegar a uma linha de pontos conhecidos.

    3.1.2 - LEVANTAMENTO ALTIMTRICO

    Desenvolveu-se na forma de circuitos, servindo por ramais s cidades, vilas e povoados s margens das mesmas e distantes at 20 km.Os demais levantamentos estaro referenciados ao de alta preciso.

    - Nivelamento Geomtrico: o mtodo usado nos levantamentos altimtricos de alta preciso que se desenvolvem ao longo de rodoviase ferrovias. No SGB, os pontos cujas altitudes foram determinadas a partir de nivelamento geomtrico so denominados referncias denvel (RRNN).

    - Nivelamento Trigonomtrico: Baseia-se em relaes trigonomtricas. menos preciso que o geomtrico, fornece apoio altimtrico paraos trabalhos topogrficos.

    - Nivelamento Baromtrico: Baseia-se na relao inversamente proporcional entre presso atmosfrica e altitude. o de mais baixapreciso, usado em regies onde impossvel utilizar-se os mtodos acima ou quando se queira maior rapidez.

    3.1.3 - LEVANTAMENTO GRAVIMTRICO

    A gravimetria tem por finalidade o estudo do campo gravitacional terrestre, possibilitando, a partir dos seus resultados, aplicaes narea da Geocincia como por exemplo, a determinao da Figura e dimenses da Terra, a investigao da crosta terrestre e a prospecode recursos minerais.

    As especificaes e normas gerais abordam as tcnicas de medies gravimtricas vinculadas s determinaes relativas com uso degravmetros estticos.

    semelhana dos levantamentos planimtricos e altimtricos, os gravimtricos so desdobrados em: Alta preciso, preciso e para finsde detalhamento.

    Matematicamente, esses levantamentos so bastante similares ao nivelamento geomtrico, medindo-se diferenas de acelerao dagravidade entre pontos sucessivos.

    3.2 - LEVANTAMENTOS TOPOGRFICOS

    So operaes atravs das quais se realizam medies, com a finalidade de se determinar a posio relativa de pontos da superfcie daTerra no horizonte tropogrfico (correspondente a um crculo de raio 10 km).

    Figura 1.3 - Maior parte da rede nacional de triangulao executada pelo IBGE

    Figura 1.4 - Rede de nivelamento geodsico executado pelo IBGE

  • 3.3 - POSICIONAMENTO TRIDIMENSIONAL POR GPS

    Na coleta de dados de campo, as tcnicas geodsicas e topogrficas para determinaes de ngulos e distncias utilizadas para a obteno de coordenadas bi e/ou tri-imensionais sobre a superfcie terrestre, atravs de instrumentos pticos e mecnicos tornaram-se obsoletos, sendo mais utilizada na locao de obras de engenharia civil e de instalaes industriais. Posteriormente, sistemas eletrnicos de determinaes de distncias por mira "laser" ou infravermelhas determinaram uma grande evoluo.

    A geodsia por satlites baseados em Radar (NNSS), em frequncia de rdio muito altas (bandas de microondas) foi desenvolvido pela Marinha dos Estados Unidos com a finalidade bsica da navegao e posicionamento das naves americanas sobre superfcie, em meados dos anos 60. Surgiu atravs de pesquisas sobre distancimetros durante a 2 Grande Guerra e foi amplamente utilizado at o incio de 1993.

    Atualmente, o Sistema de Posicionamento Global (GPS) com a constelao NAVSTAR ("Navigation System With Timing And Ranging"), totalmente completa e operacional, ocupa o primeiro lugar entre os sistemas e mtodos utilizados pela topografia, geodsia, aerofotogrametria, navegao area e martima e quase todas as aplicaes em geoprocessamento que envolvam dados de campo.

    - O GPS

    Em 1978 foi iniciado o rastreamento dos primeiros satlites NAVSTAR, dando origem ao GPS como hoje conhecido. No entanto, somente na segunda metade da dcada de 80 que o GPS se tornou popular, depois que o Sistema foi aberto para uso civil e de outros pases, j que o projeto foi desenvolvido para aplicaes militares, e tambm em consequncia do avano tecnolgico no campo da microinformtica, permitindo aos fabricantes de rastreadores produzir receptores GPS que processassem no prprio receptor os cdigos de sinais recebidos do rastreador.

    - Referncia

    O sistema geodsico adotado para referncia o World Geodetic System de 1984 (WGS-84). Isto acarreta que os resultados dos posicionamentos realizados com o GPS referem-se a esse sistema geodsico, devendo ser transformados para o sistema SAD-69, adotado no Brasil, atravs de metodologia prpria. Ressalta-se que o GPS fornece resultados de altitude elipsoidal, tornando obrigatrio o emprego do Mapa Geoidal do Brasil, produzido pelo IBGE, para a obteno de altitudes referenciadas ao geide (nvel mdio dos mares).

    O Sistema GPS subdivide-se em trs segmentos: espacial, de controle e do usurio.

  • 3.4 AEROLEVANTAMENTOS

    Baseados na utilizao de equipamentos aero ou espacialmente transportados (cmaras fotogrficas e mtricas, sensores), prestam-se descrio geomtrica da superfcie topogrfica, em relao a uma determinada superfcie de referncia.

    A legislao brasileira amplia o campo das atividades de aerolevantamento interpretao ou traduo, sob qualquer forma, dos dados e observaes afetuadas.

    Aerolevantamento definido como sendo o conjunto de operaes areas e/ou espaciais de medio, computao e registro de dados do terreno, com o emprego de sensores e/ou equipamentos adequados, bem como a interpretao dos dados levantados ou sua traduo sob qua