rede de referencia cadastral do municipio de santa maria

XI CONGRESO NACIONAL Y

VIII LATINOAMERICANO DE

AGRIMENSURA

DENSIFICAÇÃO DA REDE DE REFERÊNCIACADASTRAL DO MUNICÍPIO DE SANTA MARIA -

RS- BRASILAUTORES:

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIAFABIANO DE VARGAS GREGORIO

PROF. DR. GELSON LAURO DAL’ FORNO

Abril de 2012

XI CONGRESO NACIONAL Y VIII LATINO AMERICANO DE AGRIMENSURADENSIFICAÇÃO DA REDE DE REFERÊNCIA CADASTRAL DO MUNICÍPIO DE SANTA MARIA - RS- BRASIL

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ÍNDICE GENERAL

1 INTRODUÇÃO.................................................................................................................................................................................................1

2 REVISÃO DE LITERATURA...........................................................................................................................................................................2

2.1 CADASTRO TÉCNICO MULTIFINALITÁRIO...........................................................................................................................................22.1.1 Cadastro no Brasil............................................................................................................................................................................3

2.2 REDE DE REFERÊNCIA CADASTRAL MUNICIPAL................................................................................................................................32.2.1 Marcos da Rede Cadastral de Santa Maria......................................................................................................................................4

2.3 SISTEMA GEODÉSICO BRASILEIRO - SGB..........................................................................................................................................42.3.1 Sistema de Referencia para as Américas – SIRGAS 2000...............................................................................................................52.3.2 Ondulação geoidal – MAPGEO2010................................................................................................................................................5

2.4 SISTEMA NAVEGAÇÃO POR SATÉLITES – GNSS................................................................................................................................6

2.5 ESTAÇÕES TOTAIS.................................................................................................................................................................................6

2.6 NBR 14166:1998......................................................................................................................................................................................72.6.1 Plano Topográfico Local....................................................................................................................................................................72.6.2 Transformação de coordenadas geodésicas em coordenadas plano-retangulares no Sistema Topográfico Local...........................9

2.7 MÉTODO DAS TRANSLAÇÕES E ROTAÇÕES....................................................................................................................................112.7.1 Transformação do Sistema Geodésico Cartesiano para o Sistema Geodésico local por translações e rotações...........................11

3 MATERIAL E MÉTODOS..............................................................................................................................................................................13

3.1 MATERIALIZAÇÃO DAS ESTAÇÕES DA POLIGONAL.........................................................................................................................13

3.2 LEVANTAMENTO DA POLIGONAL........................................................................................................................................................13

3.3 ESTAÇÃO TOTAL UTILIZADA................................................................................................................................................................143.3.1 Método de levantamento................................................................................................................................................................15

3.4 MAPGEO................................................................................................................................................................................................15

3.5 RECEPTOR UTILIZADO........................................................................................................................................................................15

3.6 LEVANTAMENTO DA POLIGONAL COM RECEPTOR GNSS...............................................................................................................16

3.7 AJUSTAMENTO DA POLIGONAL LEVANTADA COM A ESTAÇÃO TOTAL...........................................................................................16

3.8 AJUSTAMENTO DOS VÉRTICES COLETADOS COM RASTREADOR GNSS......................................................................................19

3.9 TRANSGEOLOCAL................................................................................................................................................................................19

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO.....................................................................................................................................................................21

4.1 TABELA DE COORDENADAS DA POLIGONAL LEVANTADA COM ESTAÇÃO TOTAL........................................................................21

4.2 TABELA DE COORDENADAS DOS VÉRTICES RASTREADOS COM EQUIPAMENTO GNSS............................................................22

4.3 TABELA DAS DIFERENÇAS DE COORDENADAS OBTIDAS COM ESTAÇÃO TOTAL E AS COORDENADAS OBTIDAS A PARTIR DO RASTREIO E TRANSFORMAÇÃO DE COORDENADAS...................................................................................................................................23

5 CONCLUSÕES.............................................................................................................................................................................................24

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGÁFICAS................................................................................................................................................................25

ANEXOS............................................................................................................................................................................................................1

ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo I: Monografia do vértice de origem PMSM-M17Anexo II: Relatório de ajustamento das observações do Software Topcon ToolsAnexo III: Relatório de ajustamento da poligonal desenvolvida com a estação total

ÍNDICE DE FIGURAS

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Figura 1 - Os 3 componentes do arquivo cadastral (Fonte Philips, 2003)...........................................................................................................2Figura 2 - Obtenção da altura ortométrica a partir da ondulação geoidal............................................................................................................6Figura 3 - Elementos do sistema topográfico local. ............................................................................................................................................8Figura 4 - Distância máxima da origem do plano topográfico. ............................................................................................................................8Figura 5 - Pino e chapa de identificação dos vértices da poligonal...................................................................................................................13Figura 6 - Vértices da poligonal sobre a imagem do Google Earth...................................................................................................................14Figura 7 - Estação total utilizada no levantamento da poligonal........................................................................................................................14Figura 8 - Receptor Topcon Hiper+ e Hiper GGD utilizado nas observações geodésicas.................................................................................16Figura 9 - Parâmetros de configuração do software Posição............................................................................................................................17Figura 10 - Formato do arquivo de entrada dos dados......................................................................................................................................17Figura 11 - Dados de partida e sequência da poligonal.....................................................................................................................................18Figura 12 - Croqui da poligonal com as respectivas elipses de erro.................................................................................................................18Figura 13 - Mapa do ajustamento dos pontos pelo Topcon Tools......................................................................................................................19Figura 14 - Arquivo de entrada dos dados no Transgeolocal............................................................................................................................20

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1: Coordenadas ajustadas da poligonal desenvolvida com estação total..............................................................................................21Tabela 2: Coordenadas dos vértices ajustados pelo Topcon Tools e transformados em coordenadas topográficas pelo Transgeolocal...........22Tabela 3: Tabela com as diferenças dos vértices nas 2 formas de obtenção das coordenadas topográficas....................................................23

II


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RESUMEN

DENSIFICACIÓN DE LA RED DE REFERENCIACATASTRAL DEL MUNICIPIO DE SANTA MARIA - RS- BRASIL

Considerando La distribución demográfica, más de 82% de la población brasileña se concentra en centros urbanos con más de 20 mil habitantes y esta aglomeración urbana exige una serie de políticas públicas direccionada al desenvolvimiento sustentable de la sociedad. Es necesario que el espacio destinado a la aglomeración de la sociedad esté organizado y planeado a fin de suplir demandas básicas de infraestructura, áreas de ocio, transporte y controle ambiental. La red de referencia catastral es una herramienta básica para realizar la planificación adecuada, económicamente viable y ambientalmente sustentable de los centros urbanos. Al contrario del medio rural, que por fuerza de la Ley 10.267/2001 posee directrices nacionales de orientación para la realización del catastro, los municipios no tienen directrices nacionales, quedando a cargo de cada gestor su elaboración. El presente trabajo tiene por objeto comparar la precisión de una red de referencia catastral por dos métodos: uno utilizando equipamiento topográfico de mensuración de ángulos y distancias por medio de estación total y el otro por el Sistema Global de Posicionamiento por satélite, con posterior transformación de las coordenadas geocéntricas, para el plano topográfico local con el software Transgeolocal. De acuerdo con los resultados, se llega a la conclusión que los dos métodos propuestos son compatibles para la densificación de red de referencia catastral y atienden las escalas de planos catastrales urbanos.

Palabras-Clave: Red de Referencia Catastral; Norma NBR 14166; Plano topográfico local; Transgeolocal.

RESUMO

DENSIFICAÇÃO DA REDE DE REFERÊNCIACADASTRAL DO MUNICÍPIO DE SANTA MARIA - RS- BRASIL

Considerando a distribuição demográfica, mais de 82% da população brasileira concentra-se em centros urbanos com mais de 20 mil habitantes e esta aglomeração urbana exige uma série de politicas públicas voltadas ao desenvolvimento sustentável da sociedade. É necessário que, o espaço destinado à aglomeração da sociedade, esteja organizado e planejado a fim de suprir demandas básicas de infraestrutura, áreas de lazer, transporte e controle ambiental. A rede de referência cadastral é uma das ferramenta básica para realizar o planejamento adequado, economicamente viável e ambientalmente sustentável dos centros urbanos. Ao contrário do meio rural, que, por força da Lei 10.267/2001, possui diretrizes nacionais de orientação quanto ao formato do cadastro, os municípios não possuem diretrizes nacionais, cabendo a cada gestor municipal a sua elaboração. O presente trabalho visa comparar a precisão de uma rede de referência cadastral utilizando equipamento topográfico de mensuração de ângulos e distâncias através de uma estação total e o sistema de posicionamento global por satélite com posterior transformação das coordenadas para o plano topográfico local com o software Transgeolocal. Conclui-se que os dois métodos propostos são compatíveis para a densificação de redes de referência cadastral e atendem as escalas de plantas cadastrais urbanas.

Palavras-Chave: Rede de Referência Cadastral; NBR 14166; Plano topográfico local; Transgeolocal.

III


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IV


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1 INTRODUÇÃO

A evolução do crescimento dos centros urbanos, observado de forma mais acentuada nas ultimas décadas, coloca grandes desafios aos gestores públicos, à medida que exige uma série de politicas públicas voltadas ao desenvolvimento sustentável da sociedade. Para que a convivência em sociedade ocorra de forma harmoniosa, sem gerar conflitos que necessitem de arbitramento externo, é necessário que o espaço destinado à aglomeração da sociedade esteja organizado e planejado suprindo demandas de infraestrutura, áreas de lazer, transporte, controle ambiental e que a gestão desses equipamentos urbanos ocorra de maneira planejada e transparente por parte das administrações públicas.

O território brasileiro está dividido em 5.565 municípios, sendo que, 75% desses municípios possuem uma população de até 20 mil habitantes reunindo em seus territórios cerca de 33,9 milhões de pessoas. Porém, de uma população total de 190.732.694 de brasileiros, mais de 82% se concentram nos municípios que possuem população acima de 20 mil habitantes (IBGE, 2011).

A Lei 10.257 de 10 de julho de 2001 regulamenta os artigos 182 e 183 da Constituição Federal, estabelece diretrizes gerais da politica urbana e dá outras providências. A aludida Lei coloca em seu artigo 41 a obrigatoriedade de elaboração do plano diretor para cidades com população acima de 20 mil habitantes, cidades integrantes de regiões metropolitanas e aglomerações urbanas onde o poder público municipal possua interesse, integrantes de áreas de especial interesse turístico e área de influência de empreendimentos ou atividades com significativo impacto ambiental, de âmbito regional ou nacional.

Ao contrário do cadastro rural, que por força da Lei 10.267, de 28 de agosto de 2001, possui diretrizes nacionais com orientações quanto a sua elaboração, os municípios não possuem diretrizes nacionais de orientação. Contudo, o município é responsável pela legislação do solo urbano e com a normatização dos aspectos de uso do solo, bem como, da elaboração do plano diretor que integra aspectos de uso e zoneamentos das áreas urbanas, conforme interesse econômico, social e ambiental (CARNEIRO, 2001).

A Rede de Referência Cadastral, conforme a NBR 14.166, é assim definida:

“Rede de apoio básico de âmbito municipal para todos os serviços que se destinem a projetos, cadastros ou implantação e gerenciamento de obras, sendo constituída por pontos de coordenadas planialtimétricas, materializados no terreno, referenciados a uma única origem (Sistema Geodésico Brasileiro - SGB) e a um mesmo sistema de representação cartográfica, permitindo a amarração e conseqüente incorporação de todos os trabalhos de topografia e cartografia na construção e manutenção da Planta Cadastral Municipal e Planta Geral do Município, sendo esta rede amarrada ao Sistema Geodésico Brasileiro (SGB); fica garantida a posição dos pontos de representação e a correlação entre os vários sistemas de projeção ou representação.”

Trata-se, portanto, de uma rede que serve ao controle de cadastro para fins de cobrança de imposto, controle ambiental, segurança jurídica e principalmente para fins de planejamento urbano, sendo fonte primária na elaboração e gestão do Plano Diretor Municipal.

A implantação de uma rede de referência cadastral deve ser embasada na NBR 14166 que regulamenta a implantação de rede de referência cadastral. Este trabalho tem por objetivo testar, em uma área limitada do município de Santa Maria, outra metodologia que se baseia na utilização do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) e nas transformações das coordenadas geodésicas, assim obtidas, para o plano topográfico local, mediante a aplicação do método de rotações e translações de sistemas de coordenadas. Para tal foi empregado o software TRANSGEOLOCAL desenvolvido por Dal’Forno et al. (2008).

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2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 CADASTRO TÉCNICO MULTIFINALITÁRIO

O cadastro Técnico Multifinalitário trata-se de um sistema de registro da propriedade imobiliária realizado de forma geométrica e descritiva, composta por um conjunto integrado de subsistemas, sobre uma base cartográfica única. Um dado, ou uma informação, só possui algum significado, à medida que for relacionado a um elemento de posição conhecida, ou esteja posicionado em relação à superfície terrestre global (Blachut, 1974 apud BONIFACIO et al., 2006).

Para Loch (2001), o Cadastro Técnico Multifinalitário compreende um conjunto de mapas temáticos e informações descritivas sobre uma base de dados cartográficos, que tem por finalidade propiciar, ao gestor público, ferramentas adequadas ao planejamento urbano, com vista à cobrança adequada de impostos, ao controle ambiental, ao transporte e à mobilidade urbana, ao planejamento da infraestrutura necessária e ao desenvolvimento sustentável dos centros urbanos.

A partir dos dados dos mapas temáticos, que compõem os cadastros técnicos multifuncionais é possível realizar a integração entre essas informações e, a partir daí, extrair outras informações, ou mesmo, outros mapas a fim de melhor elucidar certas situações ou conflitos decorrentes da aglomeração urbana.

A base cadastral compõe-se da carta de cadastro imobiliário, onde são representadas as parcelas dos imóveis em relação a todos os imóveis do município, a base métrica que representa o registro técnico das mensurações com informações de distâncias, áreas e coordenadas, o registro de parcelas com os atributos mais importantes daquele lote e o registro de proprietários e direitos que representa a situação legal de domínio das parcelas (Souza, 2001).

Figura 1 - Os 3 componentes do arquivo cadastral. Fonte: Fonte Philips, 2003

A utilização do cadastro, segundo historiadores, já foi empregada desde as colonizações ao longo dos rios Tigre, Eufrates e Nilo, para subsidiar a cobrança de impostos, por parte dos mandatários da época. Dentre os cadastros, considerados modernos, tem-se o cadastro do ducado de Milão, uma das obras mais exatas e cuidadosamente elaboradas (Philips, 2003).

Ainda, segundo Philips (2003), a importância de um cadastro bem elaborado era preocupação constante de Napoleão Bonaparte, tendo em vista que o mesmo serviria para delimitar as propriedades, classificá-las quanto ao uso, fertilidade, capacidade produtiva e, com isso, evitaria futuros litígios.

Os dados cadastrais devem ser confiáveis para todas as possíveis utilizações. Daí, a importância da organização, manutenção e necessidade de constante atualização das informações para o correto resultado e aplicação das informações geradas.

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2.1.1 Cadastro no Brasil

O cadastro no Brasil é caracterizado pela falta de padronização, tanto em aspectos conceituais, como em técnicos e legais. Nunca foi tratado com a atenção merecida. Isso se deveu a forma com que a nossa colonização ocorreu. Enquanto, a América colonizada pelos espanhóis fundava as suas cidades em locais estratégicos do ponto de vista militar e, o crescimento dessas cidades se dava a partir de um planejamento prévio, as cidades de colonização portuguesas não respondiam a nenhuma estrutura especifica e o seu crescimento ocorria conforme os ciclos econômicos e os acidentes geográficos locais (Argenta et al., 2009)

A situação atual, do cadastro no Brasil, merece uma atenção maior por parte dos gestores públicos, a fim de implementar ações coordenadas para elaboração, gestão e atualização de um cadastro multifinalitário que atenda a todas as demandas municipais.

A responsabilidade do cadastrado no Brasil ocorre de forma fragmentada. Enquanto, a Receita Federal e o Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária (INCRA) são responsáveis pelo cadastro dos imóveis rurais, os imóveis urbanos são de responsabilidade das prefeituras. Dentro de um mesmo município, muitas vezes, é possível encontrar uma duplicação de informações, pois diferentes setores da administração municipal produzem a mesma informação, enquanto que outros setores ficam deficitários em alguns aspectos informativos. Isso demonstra a falta de integração das informações e o desperdício de recursos, tão escassos, em alguns municípios (Carneiro, 2006).

Ainda, segundo Carneiro (2006), existe uma falha muito grande nos cadastros existentes no Brasil, que se refere a falta de integração entre as informações cadastrais e as informações de domínio dos imóveis, ou seja, as informações de titularidade do bem. Em muitos casos, existem prejuízos incalculáveis oriundos de ações de desapropriação, ou cobrança tributária ineficiente, devido à falha nas informações de titularidade e direito do bem.

A perfeita integração entre o cadastro e o cartório traria como conseqüência a descrição do imóvel (cadastro) e a sua titularidade (registro de imóveis). Um exemplo disso, e que indica o caminho a ser trilhado no âmbito municipal, é a Lei 10.267/2001, que estabelece a interligação entre o INCRA e os registros de imóveis e, Leis, como a 10.931/2004, que permite a retificação administrativa dos imóveis pelo próprio oficial do Registro de Imóveis a requerimento do proprietário, ou por iniciativa do próprio oficial, desde que, apresentada planta topográfica assinada por profissional habilitado com a devida anotação de responsabilidade técnica.

Um importante passo, nesse sentido, ocorreu com a publicação da Lei 10.257/2001, conhecida como Estatuto das Cidades, que regulamenta instrumentos urbanísticos, jurídicos e exige a elaboração de planos diretores para cidades com população acima de 20 mil habitantes, cidades integrantes de regiões metropolitanas e aglomerações urbanas, onde o poder público municipal possua interesse, integrantes de áreas de especial interesse turístico e área de influência de empreendimentos ou atividades com significativo impacto ambiental de âmbito regional ou nacional. Desta forma, o cadastro passa a ser inserido com a importância devida para um planejamento de desenvolvimento sustentável.

ara a implementação de um cadastro existem dois pontos fundamentais, a serem considerados: um se refere à identificação única dos imóveis e, o segundo ponto, é a utilização de um sistema de referência único para as medições. A identificação única irá permitir a integração entre diferentes setores e informações geradas a partir de varias fontes. Já, o sistema de referência, irá permitir que os levantamentos, as plantas de loteamentos e os projetos de intervenção urbana possam ser integrados ao cadastro e, dessa forma, a atualização acontece simultaneamente e com baixos custos (Carneiro, 2006).

2.2 REDE DE REFERÊNCIA CADASTRAL MUNICIPAL

A Rede de Referência Cadastral Municipal (RRCM) pode ser entendida como uma entidade geométrica gerada a partir de medições geodésicas e topográficas. Ela é a estrutura básica sobre a qual se agregam informações cadastrais como: limites das propriedades, vias de deslocamento e serviços de infraestrutura com coordenadas representadas em uma projeção geodésica plana, que pode ser tanto cartográfica como topográfica. (Romão, et al., 1996 apud Romão et al., 2002)

Uma rede de referência deve possuir uma densidade de pontos de apoio com qualidade de informações, de modo a dar suporte às operações topográficas e geodésicas localizadas, ou com possibilidade de maior densificação com o decorrer do tempo, a fim de dar suporte e ser ampliada para os espaços que possam a vir integrar as zonas urbanas.

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_________________________________________________________________________________________________________________________________ As modernas tecnologias de medições geodésicas e topográficas, tais como: o emprego do sistema de

navegação por satélites (GNSS) e a taqueometria eletrônica são ferramentas a serem utilizadas na implantação de uma rede de referência cadastral. Por sua vez, a Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo (RBMC), pertencente ao Sistema Geodésico Brasileiro é o suporte para a definição de uma origem única.

2.2.1 Marcos da Rede Cadastral de Santa Maria.

A Prefeitura Municipal de Santa Maria, por meio do Escritório da Cidade de Santa Maria (ECSM), homologou uma rede geodésica composta por 35 marcos geodésicos, implantados em diferentes datas, pelo IBGE, ECSM e Colégio Politécnico da Universidade Federal de Santa Maria, com o objetivo de unificar e atualizar os dados da rede de referência do município.

O objetivo principal dos marcos da rede municipal é permitir que qualquer trabalho desenvolvido, no perímetro urbano de Santa Maria, possa estar referenciado a um mesmo sistema de referência e com isso permitir a integração de projetos e dados que venham a ser desenvolvidos, tanto por agentes do município, como por empresas privadas (Prefeitura Municipal de Santa Maria, 2011).

A autoridade municipal, ainda, coloca como benefícios adicionais da rede de referência cadastral, o incentivo à elaboração e atualização de plantas cadastrais do município, referenciar todos os serviços topográficos de demarcação, de anteprojetos, de projetos, de implantação e acompanhamento de obras de engenharia e de urbanização permitindo que órgãos públicos tenham um maior controle da malha fundiária do município.

O marco PMSM-M17 (monografia no anexo 1) situado em frente ao Centro Administrativo Municipal é o ponto origem do sistema topográfico local (PTL) e possui as pseudo-coordenadas de partida de X: 150.000,00 e Y: 250.000,00. As altitudes ortométricas dos marcos foram determinadas por meio do software MAPGEO 2010 do IBGE.

2.3 SISTEMA GEODÉSICO BRASILEIRO - SGB

O Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) teve inicio em maio de 1944 e, desde então, o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE vem desenvolvendo trabalhos no sentido de densificação da rede geodésica brasileira. Inicialmente, essa densificação era realizada utilizando os chamados métodos clássicos de posicionamento (triangulação, trilateração e poligonação geodésica). A partir do desenvolvimento do posicionamento utilizando satélites, inicialmente com o sistema TRANSIT e, modernamente, com o conceito de navegação global por satélites (GNSS) o IBGE passou a utilizar esse método com o objetivo de densificar a rede em todo o território brasileiro (Zas, 2009).

Por definição, o SGB é constituído por um conjunto de pontos geodésicos distribuídos no território brasileiro que possuem coordenadas geodésicas de latitude, longitude e altitude ortométrica determinadas segundo modelos geodésicos de precisão, que possuem precisão compatível com as finalidades a que se destinam (Bonifacio et al., 2006).

O IBGE, dentro de suas atribuições, vem gerenciando e expandindo a Rede de Monitoramento Contínuo (RBMC), que conta atualmente com 85 estações distribuídas em todo o território brasileiro. As estações possuem receptores de dupla freqüência, em funcionamento permanente, gravam as informações de posição a uma taxa de 15 segundos, armazenam essas informações em um arquivo diário e disponibilizam diariamente as observações coletadas através de um sistema online, mantido pelo IBGE, que pode ser acessado diretamente da página do Instituto.

2.3.1 Sistema de Referencia para as Américas – SIRGAS 2000

Com objetivo de adotar para o Brasil um novo sistema geodésico de referência, unificado, moderno e de concepção geocêntrica, o IBGE através de seis grupos de trabalhos desenvolveu o projeto de mudança do referencial geodésico. A partir desse projeto o país passou a adotar o Sistema de Referência Geocêntrico para as

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_________________________________________________________________________________________________________________________________Américas (SIRGAS 2000) correspondendo a realização do ano 2000 do International Terrestrial Reference (ITRF 2000) no continente americano. A época adotada para o Sistema SIRGAS é 2000.4 a qual corresponde à época da campanha SIRGAS 2000 (IBGE, 2011).

Foi estabelecido um período de transição entre os sistemas de referência adotado até então (SAD69) e, o sistema oficial único SIRGAS 2000, cujo prazo de transição finda em 2014.

O sistema SIRGAS 2000 possui a seguinte caracterização:

Sistema Geodésico de Referência: Sistema de Referência Terrestre Internacional - ITRS (International Terrestrial Reference System).

Figura geométrica para a Terra:

Elipsóide do Sistema Geodésico de Referência de 1980 (Geodetic Reference System 1980 – GRS80).

Semieixo maior a = 6.378.137 m.

Achatamento f = 1/298,257222101.

Origem: Centro de massa da Terra

Orientação: Pólos e meridiano de referência consistentes em ±0,005” com as direções definidas pelo BIH (Bureau International de l´Heure), em 1984,0.

Época de Referência das coordenadas: 2000,4

Materialização: Estabelecida por intermédio de todas as estações que compõem a Rede Geodésica Brasileira, implantadas a partir das estações de referência (IBGE, 2005).

2.3.2 Ondulação geoidal – MAPGEO2010

Em outubro de 1945 o IBGE iniciou os trabalhos de nivelamento de alta precisão dando início à rede altimétrica do Sistema Geodésico Brasileiro que adota atualmente o marégrafo de Imbituba em Santa Catarina como o seu datum altimétrico.

Com a utilização dos sistemas globais de navegação para o posicionamento e, devido às dificuldades para desenvolvimento de redes altimétricas, ocorreu uma demanda crescente para atualização do modelo de ondulação geoidal. Esses modelos permitem que os usuários dos sistemas de navegação convertam suas alturas geométricas (referidas ao elipsóide) em alturas ortométricas (referidas ao geóide). O IBGE, com o objetivo de atender essa demanda, lançou o software MAPGEO2010 em substituição ao MAPGEO2004. O MAPGEO2010 apresenta resolução de 5’ de arco e atualização do sistema de interpolação de ondulações geoidais.

Para converter a altitude elipsoidal (h), obtida através de sistemas de navegação, em altitude ortométrica (H), utiliza-se a seguinte fórmula H ≈ h – N. Onde N é a ondulação (ou altura) geoidal fornecida pelo programa, dentro da convenção que considera o geóide acima do elipsóide se a altura geoidal tiver valor positivo e abaixo em caso contrário (IBGE, 2011).

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Figura 2: Relações entre a altura ortométrica, a geométrica e a ondulação geoidal. Fonte: IBGE, 2011.

2.4 SISTEMA NAVEGAÇÃO POR SATÉLITES – GNSS

O chamado sistema GNSS (Global Navigation Satellite System – Sistema global de navegação por satélites) é um termo adotado em 1991, durante a 10a Conferencia de Navegação Aérea, para designar os sistemas de radionavegação que seriam utilizados como fonte primária para navegação aérea no século XXI. O sistema de posicionamento utilizando satélites artificiais é extremamente útil e possibilita diversas aplicações que englobam as ciências geodésicas e cartográficas, o meio ambiente, a navegação área, o controle de frotas e usos na agricultura, entre outras aplicações diversas do sistema.

O primeiro sistema surgiu na década de 1970, nos Estados Unidos e foi chamado de NAVSTAR-GPS (Global Positioning System), resultado da fusão de dois programas de navegação do governo norte-americano desenvolvidos pelo DoD (Department of Defense). De forma paralela ao sistema GPS, a antiga URSS (União das Repúblicas Socialistas Soviéticas) desenvolveu o sistema GLONASS (Global Orbiting Navigation Satellite System), similar ao sistema americano na sua configuração e objetivo. Alguns equipamentos, como o Topcon Hiper, utilizam em conjunto com o sistema GPS o sinal do sistema GLONASS nas suas determinações.

Na década de 1990 a Agência Espacial Européia propôs o desenvolvimento do sistema Galileo com controle pela comunidade civil e com interoperabilidade entre os sistemas GPS e GLONASS. Além dos sistemas citados existem sistemas em desenvolvimento como, por exemplo, o sistema Chinês Compass e o sistema indiano Gagan (Monico, 2008).

Os sistemas de navegação vêm sendo utilizados para apoio das redes de referência cadastral. Têm sido empregados na elaboração de plantas cadastrais que se apoiam em técnicas como a Fotogrametria, bem como, na coleta de elementos cadastrais, entre os quais se pode citar os elementos de infraestrutura, tais como, as redes de energia, água, telefonia, postes e esgoto (Peixoto, 1997).

2.5 ESTAÇÕES TOTAIS

Os chamados métodos convencionais topográficos utilizam medições angulares e lineares para realizar a determinação das formas e dimensões da superfície terrestre e na sua determinação não consideram a curvatura da superfície física da terra (McCormac, 2007, p.1-5).

O aparecimento dos distânciômetros eletrônicos, que utilizam ondas eletromagnéticas para a determinação de distâncias, foi um dos mais importantes avanços da instrumentação voltada para a topografia (Wolf & Brinker, 1994 apud Souza, 2001).

As estações totais combinam três componentes básicos: i) o medidor eletrônico de distâncias; ii) um teodolito eletrônico; e iii) um microprocessador interno. A estação total é capaz de medir e armazenar informações de

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_________________________________________________________________________________________________________________________________ângulos horizontais e verticais e distâncias inclinadas. Como possuem porcessadores esses equipamentos calculam de forma instantânea as coordenadas e os pontos de amarração do levantamento. (Souza, 2001).

Ainda, segundo Souza, o constante avanço das tecnologias na área da agrimensura possibilita que estejam disponíveis no mercado estações com funções especificas voltadas à utilização no meio urbano. Como exemplo cita as medições sem prismas e as estações denominadas de robóticas, que utilizam servos motores e possuem funções de reconhecimento e buscas automáticas de prisma, possibilitando uma maior precisão quanto ao local exato da mensuração e possibilitando a operação e o controle do equipamento de forma remota.

2.6 NBR 14166:1998

Segundo Idoeta (1996, apud Pelegrina et al, 2010), a rede de referência cadastral municipal proporciona ao município uma infraestrutura de apoio geodésico e topográfico que normatiza todos os trabalhos que venham a ser executados, seja pelo poder publico ou, por particulares e permite que esses trabalhos sejam inclusos em um mesmo sistema.

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), através da NBR 14166:1998, define o que vem a ser uma rede de referência cadastral e estabelece a infraestrutura geodésica e topográfica que proporciona a normatização e a sistematização dos levantamentos topográficos, quer pelos métodos clássicos, aerofotogramétricos ou utilizando receptores GNSS.

A NBR 14166:1998 possui como objetivos: apoiar a elaboração e atualização dos levantamentos cadastrais municipais, amarrar os levantamentos de um modo geral, permitindo a incorporação e consequente atualização das plantas cadastrais dos municípios e referenciar todos os trabalhos de topografia ocorridos no município.

Segundo Pelegrina (2010) uma rede só será eficiente à medida que esta tiver uma boa publicidade, acesso aos seus dados e, esteja apoiada em legislação municipal obrigando a sua utilização, e nesse sentido, (NBR 14166:1998 define, de forma bem clara, a forma de oficialização das redes municipais, inclusive com modelo de decreto e modelo de lei municipal para instituir a base cartográfica municipal.

2.6.1 Plano Topográfico Local

No Plano Topográfico Local (PTL) a curvatura terrestre é desconsiderada e o ponto sobre a superfície, origem do sistema, está no ponto de tangência deste plano com a superfície de referência adotada pelo sistema geodésico brasileiro e é perpendicular a vertical do lugar. Nesse caso, o PTL é denominado de Sistema Astronômico Local. Ele recebe a designação de Sistema Geodésico Local quando a sua perpendicularidade é em relação à normal ao elipsóide.

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Figura 3 - Elementos do sistema topográfico local. Fonte: NBR 14166:1998

Em razão de desconsiderar a curvatura terrestre o plano topográfico local possui dimensão máxima limitada a metade da diagonal de um quadrado de 100 Km de lado correspondendo a 70.710,68 metros a partir da origem do sistema topográfico local.

Figura 4 - Distância máxima da origem do plano topográfico. Fonte: NBR 14166:1998

Existe, ainda, o limite de 150 metros para mais ou para menos para a altitude com relação ao plano topográfico local, devido ao fator de redução ou ampliação das distâncias horizontais de maneira que o erro relativo seja inferior a 1/40.000. Limite imposto devido ao fato que as distâncias horizontais são reduzidas à altura do plano topográfico local (Dal’Forno et al., 2010).

2.6.2 Transformação de coordenadas geodésicas em coordenadas plano-retangulares no Sistema Topográfico Local

8


_________________________________________________________________________________________________________________________________Os procedimentos, conceitos e fórmulas matemáticas para a transformação de coordenadas geodésicas em

coordenadas plano retangulares no sistema topográfico local e cálculo da convergência meridiana estão descrito na NBR 14166:1998 e seus anexos, conforme formulação abaixo:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

Onde:

Considerar negativo no hemisfério sul e crescendo positivamente para oeste. Os coeficientes C e D são negativos no hemisfério sul.

é o raio de curvatura da seção meridiana do elipsoide de referência em (Origem do sistema);

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_________________________________________________________________________________________________________________________________

é o raio de curvatura da seção normal ao plano meridiano do elipsoide de referência em ;

é o raio de curvatura da seção normal ao plano meridiano do elipsoide de referência em P;

c é o fator de elevação;

a é o semi-eixo maior do elipsóide de referência;

b é o semi-eixo menor do elipsóide de referência;

e é a primeira excentricidade do elipsóide de referência;

f é o achatamento do elipsóide de referência;

é a altitude ortométrica média do terreno ou altitude do plano topográfico local;

é o raio terrestre igual a , adotado como raio da esfera de adaptação de Gauss, em metros;

M é o raio de curvatura da elipse meridiana e elipsoide de referência na origem do sistema topográfico local, em metros;

N é o raio de curvatura da elipse normal a elipse meridiana na origem do sistema topográfico local, em metros e devido a grandeza de face a pequenez de para feito da NBR pode ser utilizada a fórmula simplificada abaixo:

(20)

Para cálculo da convergência meridiana a partir das coordenadas geodésicas no sistema topográfico local a NBR apresenta as seguintes fórmulas:

(21)

Sendo (22)

(23)

(24)

Onde:

é a convergência meridiana no ponto considerado;

é a latitude da origem do sistema;

é a latitude do ponto geodésico de apoio imediato considerado;

é a longitude de origem do sistema;

é a latitude média entre o ponto geodésico de apoio imediato considerado (P) e a origem do sistema.

2.7 MÉTODO DAS TRANSLAÇÕES E ROTAÇÕES

Com a evolução dos métodos e técnicas de mensuração, novas metodologias vêm sendo utilizadas para a transformação de coordenadas geodésicas em coordenadas plano retangulares no sistema topográfico local, dentre essas metodologias pode-se destacar a que transforma as coordenadas expressa no Sistema Geodésico Cartesiano Tridimensional em coordenadas do Sistema Geodésico Local utilizando o método de translações e rotações (Dal’Forno et al., 2010).

Ainda, segundo Dal’Forno et al. (2010), a partir do surgimento e vasta utilização dos sistemas de navegação global por satélite as coordenadas tridimensionais geocêntricas passaram a receber uma atenção especial. Essas coordenadas geocêntricas permitem calcular as coordenadas cartesianas em qualquer ponto da superfície terrestre. A partir dessas coordenadas tridimensionais é possível determinar suas coordenadas elipsoidais, bem como,

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_________________________________________________________________________________________________________________________________realizar a conversão para outro sistema de coordenadas, tais como o topográfico (PTL), ou o cartográfico como a projeção Universal Tranversa de Mercator (UTM).

2.7.1 Transformação do Sistema Geodésico Cartesiano para o Sistema Geodésico local por translações e rotações

O sistema de coordenadas local proporciona apoio aos levantamentos topográficos onde se realizam medidas de ângulos e distancias utilizando técnicas e equipamentos de topografia clássica (Monico, 2008).

Ainda segundo Monico, o sistema de coordenadas locais é cartesiano, possui os três eixos mutuamente ortogonais e é definido com relação a normal ao elipsoide ou ao vetor de gravidade local e o eixo N possui direção norte e o eixo E direção leste e o eixo U é a normal.

A transformação de coordenadas geodésicas em coordenadas topográficas locais, utilizando matrizes de translações e rotações, pode ser realizada utilizando as formulações matemáticas apresentadas por Andrade (1998, pg. 76) e conforme transcritas a seguir:

= (25)

Lembrando que as matrizes de rotação são dadas por

Rx() = (26)

Ry() = (27)

Rz() = (28)

= *

* (29)

Onde:

t, u e v são coordenadas topográficas transformadas no plano topográfico local;

e Representam a latitude e longitude geodésica do ponto escolhido como origem do sistema;

X, Y e Z são as coordenadas geodésicas cartesianas tridimensionais do ponto a transformar;

e são as coordenadas geodésicas cartesianas tridimensionais do ponto escolhido para origem do sistema.

Convém salientar que o emprego dessa metodologia envolve dados coletados tanto no Sistema Astronômico Local (estação total) como no Sistema Geodésico Local (GPS). No entanto, esta incompatibilidade de sistemas pode ser negligenciada, nos casos freqüentes, onde se têm distâncias curtas e diferenças de níveis pequenas.

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_________________________________________________________________________________________________________________________________

3 MATERIAL E MÉTODOS

Este trabalho foi realizado no perímetro urbano do município de Santa Maria, RS, Bairro de Fátima, dentro de uma área limitada pelas ruas Visconde de Pelotas, Professor Teixeira, Appel, Olavo Bilac, Tuiuti e as Avenidas Presidente Vargas e Borges de Medeiros.

3.1 MATERIALIZAÇÃO DAS ESTAÇÕES DA POLIGONAL

A materialização das estações da poligonal foi feita da seguinte maneira: i) foram chumbados, junto ao meio-fio, 17 pinos metálicos, com a identificação da estação e definição do centro de visada; ii) 2 chapas metálicas, chumbadas junto ao meio fio, com identificação da estação, da empresa responsável pelo trabalho, telefone para contato e a inscrição “protegida por lei”. A figura 5 mostra esses elementos.

Figura 5 - Pino e chapa de identificação dos vértices da poligonal. Fonte: os autores

3.2 LEVANTAMENTO DA POLIGONAL

O método empregado foi de uma poligonal fechada constituída de 19 vértices, onde são conhecidas as coordenadas do vértice de partida e do vértice de chegada, o que permite analisar o erro de fechamento angular e linear. A primeira estação foi o vértice B01 e como estação de ré o vértice B02. A poligonal, após fechamento ,apresentou um perímetro de 1.927,687 metros e uma área superficial de 207.870,569 m2.

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_________________________________________________________________________________________________________________________________

Figura 6 - Vértices da poligonal sobre a imagem do Google Earth. Fonte: Google Earth

3.3 ESTAÇÃO TOTAL UTILIZADA

O levantamento da poligonal foi realizado utilizando uma estação total da marca Leica modelo TC805 Power com precisão angular de 5” e linear de 2 mm mais 2 ppm com capacidade de armazenamento de 18.000 pontos fixos ou 12.500 bloco de dados, alcance de leitura de até 400 metros sem prisma e compensador de nível liquido nos dois eixos.

Figura 7 - Estação total utilizada no levantamento da poligonal. Fonte: os autores

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_________________________________________________________________________________________________________________________________

3.3.1 Método de levantamento

O método de levantamento topográfico adotado para percorrer os 19 vértices da poligonal foi o caminhamento perimétrico. A estação de partida da poligonal foi o vértice B01 de coordenadas X=148.778,142 Y=249.011,455 e Z=105,176 e o vértice de ré da poligonal foi o vértice B02 de coordenadas X=148.748,543 Y=249.135,284 e Z=102,247, com base nas coordenadas dos vértices de partida o azimute do alinhamento B01 – B02 foi de 346°33’24”.

As coordenadas dos vértices B01 e B02 foram determinadas a partir de rastreio dos vértices com equipamento GNSS de dupla frequência por 2 horas e ajustamento das observações com o software Topcon Tools versão 7.5.1 utilizando dados das estações da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo (RBMC) de Santa Maria e Porto Alegre.

Após o ajustamento das coordenadas elipsoidais foi realizado a transformação destas para o plano topográfico local pelo método de translações e rotações e utilizando o software Transgeolocal.

No desenvolvimento do caminhamento as leituras dos vértices de vante e de ré foram realizadas na posição direta e na posição inversa da luneta, constituindo um total de 4 repetições para o mesmo vértice.

3.4 MAPGEO

O MAPGEO2010 V1 é um sistema que fornece a ondulação ou altura geoidal (N) necessária à conversão de altitudes elipsoidais em alturas ortométricas, compatíveis com os Sistemas Globais de navegação por Satélites (GNSS), em altitudes consistentes com o nível médio do mar (NMM) e a Rede Altimétrica de Alta Precisão (RAAP) do Sistema Geodésico Brasileiro (SGB).

Assim como os similares anteriores (MAPGEO96, MAPGEO2004), foi concebido e produzido conjuntamente pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), através da Coordenação de Geodésia (CGED), e pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP). Possui dois componentes: o Modelo de Ondulação Geoidal com resolução de 5' de arco, e o Sistema de Interpolação de Ondulação Geoidal, possibilitando assim a obtenção da altura geoidal (N) de um ponto ou conjunto de pontos cujas coordenadas refiram-se tanto a SIRGAS2000 quanto a SAD69 (IBGE, 2010).

O referencial de nível dos vértices de partida da poligonal (B01 e B02) foi obtido por meio da determinação da ondulação geoidal e posteriormente subtração da altura elipsoidal dos vértices (H=h-N). Onde H representa a altura ortométrica do vértice, h representa a altura elipsoidal e N a ondulação geoidal calculada pelo software MAPGEO2010.

No levantamento da poligonal com a estação total as cotas dos vértices foram determinadas a partir da diferença de nível em relação ao vértice de partida, já as alturas ortométricas obtidas pelo rastreamento geodésico foram obtidas a partir da determinação da altura elipsoidal e da ondulação geoidal com o software MAPGEO 2010.

3.5 RECEPTOR UTILIZADO

No levantamento dos vértices da poligonal foi utilizado receptores de dupla frequência modelo Topcon Hiper + e Topcon Hiper GGD.

Especificações do equipamento (Informações técnicas do fabricante).Receptor GPS totalmente integrado (receptor, antena, bateria e carregador), com 40 canais universais, capaz

de rastrear sinais de satélites GPS e GLONASS, taxa de atualização de 1 Hz, 16 Mb de memória interna, CoOp Tracking System (melhor recepção dos sinais em condições desfavoráveis) e interface MINTER. Precisão horizontal de 3mm + 1ppm.

A taxa de gravação dos dados foi mantida em 5 segundos durante todo o período de levantamento.

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_________________________________________________________________________________________________________________________________

Figura 8 - Receptor Topcon Hiper+ e Hiper GGD utilizado nas observações geodésicas. Fonte: os autores

3.6 LEVANTAMENTO DA POLIGONAL COM RECEPTOR GNSS

Os vértices utilizados na poligonal levantada com estação total foram rastreados também com equipamento GNSS para determinação de suas coordenadas elipsoidais e essas coordenadas foram transformadas para o plano topográfico local pelo método de rotações e translações com o software Transgeolocal.

No rastreamento dos vértices da poligonal foi utilizado o método denominado de relativo estático rápido, onde no vértice B01 foi instalado um rastreador GNSS (Topcon Hiper+) o qual foi utilizado como estação base para ajustamento dos demais vértices da poligonal, em razão do vértice B01 possuir coordenadas rastreadas e ajustadas a partir da RBMC. Enquanto um receptor estava instalado coletando observações no vértice B01, outro equipamento GNSS (Topcon Hiper GGD) realizava a ocupação dos demais vértices da poligonal por um período mínimo de 5 minutos e com taxa de gravação das observações 5 segundos.

3.7 AJUSTAMENTO DA POLIGONAL LEVANTADA COM A ESTAÇÃO TOTAL

O ajustamento da poligonal levantada com a estação total foi realizado com o software Posição, sendo as medições ajustadas pelo método dos mínimos quadrados. Para realizar o ajustamento é necessário que o arquivo de entrada, dos dados medidos com a estação, esteja formatado de modo que, o programa consiga identificar as leituras e a sequência do caminhamento.

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_________________________________________________________________________________________________________________________________

Figura 9 - Parâmetros de configuração do software Posição. Fonte: os autores

Figura 10 - Formato do arquivo de entrada dos dados. Fonte: os autores

Para realizar o ajustamento da poligonal e obter as coordenadas topográficas dos vértices do caminhamento é necessário indicar as coordenadas do vértice da primeira estação, da estação de ré e indicar a sequência de vértices utilizados no caminhamento conforme a figura 11.

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_________________________________________________________________________________________________________________________________

Figura 11 - Dados de partida e sequência da poligonal. Fonte: os autores

Figura 12 - Croqui da poligonal com as respectivas elipses de erro. Fonte: os autores

3.8 AJUSTAMENTO DOS VÉRTICES COLETADOS COM RASTREADOR GNSS

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_________________________________________________________________________________________________________________________________A poligonal levantada com rastreador GNSS foi ajustada com o software Topcon Tools versão 7.5.1. O

software fornece soluções de pós processamento de dados GPS e GLONASS, L1, L1/L2 e RTK, ajuste de redes geodésicas, teste analíticos do qui-quadrado e Tau, análise gráfica dos satélites e ferramentas como exportação e importação de arquivos Rinex, DXF, SHP entre outros.

No ajustamento dos vértices rastreados foi utilizado o vértice B01 como base para ajustar os demais vértices, neste caso é necessário indicar no software o ponto de controle bem como indicar as suas coordenadas.

Figura 13 - Mapa do ajustamento dos pontos pelo Topcon Tools. Fonte: os autores

3.9 TRANSGEOLOCAL

As transformações das coordenadas geodésicas para o plano topográfico local da poligonal desenvolvida com equipamento GNSS foram realizadas utilizando a metodologia da matriz de rotação e translação do modelo utilizado pelo software Transgeolocal.

O ponto de origem do sistema é o vértice PMSM M17 da rede municipal do município de Santa Maria, possuindo suas coordenadas ajustadas conforme monografia do vértice obtida a partir de dados oficiais do município.

O software necessita que os dados do arquivo de entrada estejam com a identificação da estação, latitude, longitude e altura elipsoidal e a primeira linha deve ser preenchida com os dados do ponto de origem do sistema.

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_________________________________________________________________________________________________________________________________

Figura 14 - Arquivo de entrada dos dados no Transgeolocal. Fonte: os autores

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_________________________________________________________________________________________________________________________________

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

As coordenadas topográficas obtidas pelo ajustamento da poligonal topográfica levantada com a estação total e as coordenadas topográficas obtidas a partir da transformação, no software Transgeolocal, das coordenadas geodésicas, foram agrupadas em tabelas comparativas, para a análise de resultados.

Ao marco de origem do plano topográfico local PMSM-M17 (vértice origem da Rede de Santa Maria) foi acrescida a constante para X de 150.000,00 e para Y de 250.000,00 conforme a NBR14.166:1998 e monografia oficial do vértice com a adição das constantes.

A poligonal topográfica ajustada apresentou os erros de fechamentos: angular de 0° 00’ 51”, linear de 0,024 metros e altimétrico de 0,148 metros.

Conforme a NBR 13.133, a poligonal foi classificada na classe II PAC com tolerância angular e altimétrica respectivamente de 0° 1’ 27,2” e 0,208 metros (O relatório completo de ajustamento consta no anexo 3).

As coordenadas geodésicas obtidas pelo rastreio dos vértices com equipamento GNSS ajustadas apresentaram o resultado seguinte: maior desvio padrão horizontal foi de 0,021 metros no vértice P7 e o maior desvio padrão altimétrico de 0,095 metros no vértice P17. No anexo 2 consta o relatório de ajustamento das observações de todos os vértices rastreados.

4.1 TABELA DE COORDENADAS DA POLIGONAL LEVANTADA COM ESTAÇÃO TOTAL

A tabela 1 mostra os valores de coordenadas topográficas horizontais bem como a cota dos vértices após o ajustamento no software Posição.

Tabela 1 - Coordenadas ajustadas da poligonal levantada com estação total

Vértice Coordenada X (E) Coordenada Y (N) Cota Z

B01 148.778,142 249.011,455 105,176B02 148.748,543 249.135,284 102,252P7 148.732,415 248.819,507 107,984P8 148.682,776 248.785,373 104,930P13 148.522,050 249.287,898 112,222P14 148.587,671 249.307,076 112,523P15 148.635,359 249.330,529 108,460P16 148.709,956 249.351,128 108,512P17 148.744,698 249.199,915 101,865P28 148.692,854 248.749,636 104,917P29 148.569,738 248.668,570 100,074P30 148.497,830 248.641,453 98,123P31 148.459,612 248.785,894 95,345P32 148.429,218 248.910,792 94,189P33 148.408,982 249.026,711 98,122P34 148.375,580 249.115,265 106,216P35 148.343,126 249.251,815 109,859P36 148.423,157 249.271,866 109,902P38 148.813,841 248.859,844 112,507

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_________________________________________________________________________________________________________________________________Observando a tabela 1 é possível visualizarr na primeira coluna a identificação do vértice; na segunda e

terceira coluna estão as coordenadas topográficas X (Este) e Y (Norte) respectivamente e na quarta coluna a cota do vértice.

4.2 TABELA DE COORDENADAS DOS VÉRTICES RASTREADOS COM EQUIPAMENTO GNSS.

A tabela 2 mostra as coordenadas topográficas dos vértices rastreados com o Hiper, transformadas com o software Transgeolocal e a cota obtida a partir da ondulação geoidal.

Tabela 2 - Coordenadas dos vértices ajustados pelo Topcon Tools e transformados em coordenadas topográficas pelo Transgeolocal

Vértice Coordenada X (E) Coordenada Y (N) Z (Mapgeo 2010)

B01 148.778,142 249.011,455 105,176B02 148.748,543 249.135,284 102,247P7 148.732,377 248.819,501 107,903P8 148.682,736 248.785,372 104,883P13 148.522,059 249.287,909 112,215P14 148.587,657 249.307,068 112,483P15 148.635,387 249.330,57 108,506P16 148.709,970 249.351,118 108,505P17 148.744,704 249.199,931 101,786P28 148.692,808 248.749,632 104,840P29 148.569,703 248.668,579 100,068P30 148.497,790 248.641,458 98,102P31 148.459,576 248.785,906 95,326P32 148.429,203 248.910,816 94,164P33 148.408,973 249.026,717 98,122P34 148.375,578 249.115,294 106,230P35 148.343,128 249.251,836 109,830P36 148.423,176 249.271,907 109,894P38 148.813,800 248.859,823 112,434

Observando a tabela 2, na primeira coluna consta a identificação da estação; na segunda e terceira coluna estão as coordenadas topográficas obtidas a partir da transformação dos dados geodésicos ajustados no software Topcon Tools e convertidos em coordenadas topográficas com o software Transgeolocal tendo como ponto de origem o marco M17 localizado em frente ao centro administrativo do município de Santa Maria.

A quarta coluna refere-se a altitude ortométrica dos vértices, para obter estes dados foi realizado o cálculo da ondulação geoidal dos vértices da poligonal e a partir da altura elipsoidal obtida após o ajustamento dos dados obteve-se a altitude ortométrica mostrada na tabela 2.

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_________________________________________________________________________________________________________________________________

4.3 TABELA DAS DIFERENÇAS DE COORDENADAS OBTIDAS COM ESTAÇÃO TOTAL E AS COORDENADAS OBTIDAS A PARTIR DO RASTREIO E

TRANSFORMAÇÃO DE COORDENADAS.

Tabela 3 - Tabela com as diferenças dos vértices nas 2 formas de obtenção das coordenadas topográficas.

Vértice Delta X Delta Y Delta Total Delta Cota

B01 0,000 0,000 0,000 0,000B02 0,000 0,000 0,000 0,005P7 0,038 0,006 0,039 0,081P8 0,040 0,001 0,040 0,047P13 -0,009 -0,012 0,015 0,007P14 0,014 0,008 0,016 0,040P15 -0,028 -0,041 0,050 -0,046P16 -0,014 0,010 0,017 0,007P17 -0,006 -0,016 0,017 0,079P28 0,046 0,003 0,046 0,077P29 0,035 -0,009 0,037 0,006P30 0,040 -0,005 0,041 0,021P31 0,036 -0,012 0,038 0,019P32 0,015 -0,024 0,028 0,025P33 0,009 -0,006 0,011 0,000P34 0,002 -0,029 0,029 -0,014P35 -0,002 -0,021 0,021 0,029P36 -0,019 -0,041 0,046 0,007P38 0,041 0,021 0,046 0,073

Média 0,022 0,015 0.030 0,026Desvio Padrão 0,016 0,013 0,015 0,035

Analisando os resultados da tabela 3 observa-se uma diferença linear entre as coordenadas topográficas dos vértices não superior a 5 centímetros e 8 centímetros de diferença vertical.

A diferença média do delta total (planimétrico) ficou em 0,030 m e seu desvio padrão foi de 0,015 m o que indica, com um grau de certeza a 95%, que os vértices poderiam estar deslocados de um valor entre 0,000 m e 0,060 m quando se optasse por um dos dois métodos propostos. Observa-se, assim, que nenhum vértice está fora deste intervalo o que permite afirmar que se pode usar, indiferentemente, qualquer um dos métodos para se densificar uma rede de referência cadastral sem prejuízo de precisão, desde que seguidos os métodos aqui apresentados e equipamentos empregados.

Pode-se afirmar que qualquer mapeamento empregando os dados, aqui obtidos, apresentará uma resolução compatível com uma escala inferior ou igual a 1:300 ao nível de significância de 5 %.

Os vértices B01 e B02 não apresentaram diferença horizontal, pois suas coordenadas de partida para o caminhamento perimétrico com a estação total foram determinadas a partir das coordenadas elipsoidais do rastreio GNSS, já a altura vertical possuí uma diferença (delta) em razão do ajustamento vertical aplicado a todos os vértices da poligonal levantada com estação total.

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5 CONCLUSÕES

A partir dos resultados obtidos no trabalho de comparação desenvolvido é possível concluir que:

Ambos os métodos são adequados, quando seguidas as orientações aqui apresentadas, para a execução de densificação de vértices de redes de referências cadastrais, expressas em coordenadas topográficas (distâncias à origem menor do que 70.710 m e diferenças de altitudes que permitam desprezar o desvio da vertical).

O software Transgeolocal mostrou-se adequado para efetuar as transformações necessárias à realização deste trabalho quando do emprego de uma única origem para a rede.

Os resultados permitem concluir também, no presente caso, que existe precisão compatível entre os dois métodos para a geração de plantas em escala igual ou inferior a 1:300 com um grau de certeza de 95%. Essa constatação está em acordo com as escalas usadas em levantamentos cadastrais urbanos.

Recomenda-se, ainda, maiores estudos com a finalidade de determinar as condições ideais de rastreio para utilizar equipamentos GNSS na densificação de redes de referência, tais como a determinação do tempo ideal de rastreio, a distância máxima da estação base (origem da rede) e a possibilidade da utilização da base da RBMC de Santa Maria como estação base para a ocupação rápida estática dos vértices de apoio.

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6 REFERÊNCIAS BIBLIOGÁFICAS

ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 14166, Rede de Referência Cadastral Municipal – Procedimento, Rio de Janeiro, 1998.

ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 13133, Execução de Levantamento Topográfico – Procedimento, Rio de Janeiro, 1994.

ANDRADE, J. B. de. Fotogrametria. Curitiba, SDEE, 1998. 246p.

ARGENTA, A.; POSTIGLIONE, G.S.; OLIVEIRA, F.H. A importância do cadastro urbano para fins de planejamento urbano - experiência em Florianópolis/Brasil e Santa Fé/Argentina. Viçosa, 2009.

BONIFACIO, M.B.; SEIXAS, A.; MARQUES DE SÁ, L.A.C. A utilização de redes geodésicas para o cadastro rural. In: 1° Simpósio de Geotecnologias no Pantanal. Campo Grande, 2006.

BRASIL. Lei n. 10.257, de 10 de Julho de 2011. Regulamenta os artigos 182 e 183 da constituição Federal, estabelece diretrizes gerais da politica urbana e dá outras providências. Casa civil Subchefia para Assuntos Juridicos, disponível em < http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/Leis/L4504.htm>. Acesso em: 10 de outubro de 2011.

BRASIL. Lei n. 10.267, de 28 de agosto de 2001. Altera dispositivos das Leis nos 4.947, de 6 de abril de 1966, 5.868, de 12 de dezembro de 1972, 6.015, de 31 de dezembro de 1973, 6.739, de 5 de dezembro de 1979, 9.393, de 19 de dezembro de 1996, e dá outras providências. Casa civil Subchefia para Assuntos Juridicos, disponível em < http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/Leis/LEIS_2001/L10267.htm>. Acesso em: 10 de outubro de 2011.

CARNEIRO, A. F. T; Cadastro e registro de imóveis em áreas rurais e urbanas: A lei 10.267/2001 e experiências nos municípios de São Paulo e Santo André. Revista Brasileira de Cartografia, n° 53, pp. 73-81. Dezembro, 2001.

CARNEIRO, A. F. T; Proposta de estruturação do cadastro brasileiro a partir de uma lei nacional de cadastro. Boletim do IRIB em Revista, São Paulo, v. 323, p. 186-195, 2005.

CARNEIRO, A. F. T; Intercâmbio entre cadastro e registro de imóveis no Brasil. I Congresso Ibero-americano de cadastro no Peru, 2006.

DAL'FORNO, G. L.; ANTONIAZZI, R. L; STRIEDER, A.J.; AGUIRRE, A. J.. Programa computacional para la Transformación de Coordenadas Geodésicas Geocéntricas en Coordenadas Topográficas Locales y el Proceso Inverso. In: X congreso Argentino y VII Latinoamericano de Agrimensura, 2008, Santa Fé. Anais Digital del X congreso Argentino y VII Latinoamericano de Agrimensura, 2008.

DAL’FORNO, G.L.; AGUIRRE, A.J.; HILLEBRAND, F.L.; GREGORIO, F.V. 2010. Transformação de coordenadas geodésicas em coordenadas no plano topográfico local pelos métodos da norma NBR 14166:1998 e o de rotações e translações. In: III Simpósio Brasileiro de Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação. Recife, 2010.

24


_________________________________________________________________________________________________________________________________

IBGE – Resolução PR nº 23, de 21 de janeiro de 1989, acesso internet em 10 de outubro de 2011.

IBGE – Resolução PR nº 01, de 25 de fevereiro de 2005. Acesso em 10 de outubro 2011.

JUNIOR, J.G.; SILVA, A.S.; VIEIRA, C.A.O. 2002. Cadastro Técnico Municipal de Cidades de Pequeno Porte. In: I Workshop sobre geoprocessamento da UFV. Vicosa, 2002.

LOCH, C. A realidade do cadastro técnico no Brasil. Anais do XIII Simpósio de Sensoriamento Remoto. Florianópolis, 2007.

MCCORMAC, J.C; Topografia/Jack MCCormac; tradução Daniel Carneiro da Silva; revisão técnica Daniel Rodrigues dos Santos, Douglas Corbari Corrêa, felipe Coutinho Ferreira da Silva – Rio de Janeiro: LTC, 2007.

MONICO, J. F. G; Posicionamento pelo GNSS: Descrição, fundamentos e aplicações – 2° edição – São Paulo: Editora UNESP, 2008.

PEIXOTO, R. S. S. L. Utilização de sistemas de informação geográfica para gerenciamento de cidades de pequeno porte – Dissertação de Mestrado. São Carlos. 174 p. Escola de Engenharia de são Carlos, Universidade de São Paulo.

PELEGRINA, M.A.; VALMORBIDA, L. Diagnóstico da cartografia aplicada ao cadastro fiscal – Estudo de caso município de Cascavel – PR. III Simpósio Brasileiro de Ciencias Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação. Recife, 2010.

PHILIPS, J. Recursos técnicos e humanos para o Levantamento e Registro de Informações - Modelo para os Cadastros Modernos. Simpósio de Cadastro Multifinalitário como Instrumento de Política fiscal e urbana. Brasília, 2003.

ROMÃO, V.M.C.; SILVA, T.F.; SILVA, A.S. A Lei 10.267 e a Norma 14.166: Procedimentos para o Georeferenciamento. Congresso Brasileiro de Cadastro Técnico Multifinalitário. Florianópolis, 2002.

SOUZA, G.C. Análises de metodologias no levantamento de dados espaciais para cadastro urbano. Tese de mestrado. São Carlos, 2001.

ZAS, L. R. T. Comparação de procedimentos para integração de levantamentos topográficos e levantamentos com GPS – Dissertação de mestrado. UFSM, 2009.

Site:http://www.ibge.gov.br Acesso em: 10 de outubro de 2011.

Site:http://www.santamaria.rs.gov.br/. Acesso em 10 de outubro de 2011.

Site:ftp://geoftp.ibge.gov.br/documentos/geodesia/pmrg/legislacao/RPR_23_21jan1989.pdf. Acesso em 10 de outubro 2011.

Site:ftp://geoftp.ibge.gov.br/documentos/geodesia/pmrg/Informativo1.pdf. Acesso em 10 de outubro de 2011.

25

ftp://geoftp.ibge.gov.br/documentos/geodesia/pmrg/Informativo1.pdf

ftp://geoftp.ibge.gov.br/documentos/geodesia/pmrg/legislacao/RPR_23_21jan1989.pdf

http://www.santamaria.rs.gov.br/


_________________________________________________________________________________________________________________________________

Site:http://www.veracidade.salvador.ba.gov.br/v3/images/veracidade/pdf/artigo5.pdf. Acesso em 10 de outubro de 2011.6

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http://www.veracidade.salvador.ba.gov.br/v3/images/veracidade/pdf/artigo5.pdf


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ANEXOS


_________________________________________________________________________________________________________________________________Anexo I - Monografia do vértice de origem PMSM-M17


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Anexo II - Relatório de ajustamento das observações do Software Topcon Tools

Cabeçalho do projeto Ajustamento

Nome do projeto: TCC 2011-09-24.ttp Tipo de Ajustamento: Plano + Altura, Minimal constraint

Pasta do projeto: D:\CAD\Topcon\TCC 2011-09-24 Nivel de Confiança: 68 %

Hora de criação: 24/09/2011 17:00:23 Numero de pontos Ajustados: 19

Criado por: Fabiano Gregorio Numero de Pontos de Controle Planimétricos: 1

Unidade linear: Meters Numero de Pontos Planimétricos Ponderados: 1

Unidade angulart: DMS Numero de vetores GPS usados: 18

Projeção: UTMSouth-Zone_22 : 54W to 48W Plano UWE A posteriori: 1 , Bounds: ( 1 , 1 )

Datum: SIRGAS2000 Numero de Pontos de Controle Altimétricos: 1

Hora: GMT Standard Time A posteriori altura UWE: 1 , Intervalo: ( 1 , 1 )

Relatório Resumo do Ponto

Nome Latitude Longitude Malha Norte (m) Malha Este (m) Alt Elip (m) Desv Padrão n (m) Desv Padrão e (m) Desv Padrão Hz (m) Desv Padrão u (m)

B01 29°41'38,52456"S 53°48'57,64123"W 6.711.798,578 227.516,668 114,696 0,004 0,004 0,006 0,009

B02 29°41'34,50294"S 53°48'58,74172"W 6.711.921,713 227.484,058 111,777 0,006 0,005 0,008 0,090

P7 29°41'44,75840"S 53°48'59,34429"W 6.711.605,474 227.475,553 117,423 0,017 0,013 0,021 0,040

P8 29°41'45,86612"S 53°49'01,19099"W 6.711.570,148 227.426,728 114,403 0,010 0,008 0,013 0,027


_________________________________________________________________________________________________________________________________

P13 29°41'29,54526"S 53°49'07,16525"W 6.712.068,876 227.253,828 121,745 0,006 0,005 0,008 0,014

P14 29°41'28,92334"S 53°49'04,72518"W 6.712.089,630 227.318,975 122,013 0,016 0,009 0,018 0,018

P15 29°41'28,16027"S 53°49'02,94973"W 6.712.114,295 227.366,144 118,036 0,012 0,007 0,014 0,025

P16 29°41'27,49323"S 53°49'00,17553"W 6.712.136,656 227.440,242 118,035 0,007 0,006 0,009 0,092

P17 29°41'32,40342"S 53°48'58,88421"W 6.711.986,280 227.478,651 111,306 0,014 0,011 0,018 0,095

P28 29°41'47,02738"S 53°49'00,81649"W 6.711.534,629 227.437,670 114,360 0,008 0,007 0,010 0,022

P29 29°41'49,65922"S 53°49'05,39612"W 6.711.450,572 227.316,506 109,588 0,009 0,008 0,012 0,028

Nome Latitude Longitude Malha Norte (m) Malha Este (m) Alt Elip (m) Desv Padrão n (m) Desv Padrão e (m) Desv Padrão Hz (m) Desv Padrão u (m)

P30 29°41'50,53974"S 53°49'08,07131"W 6.711.421,700 227.245,235 107,622 0,008 0,006 0,010 0,019

P31 29°41'45,84841"S 53°49'09,49206"W 6.711.565,250 227.203,508 104,856 0,008 0,007 0,011 0,022

P32 29°41'41,79164"S 53°49'10,62132"W 6.711.689,449 227.170,095 103,694 0,005 0,005 0,007 0,015

P33 29°41'38,02745"S 53°49'11,37311"W 6.711.804,884 227.147,051 107,652 0,010 0,007 0,013 0,023

P34 29°41'35,15056"S 53°49'12,61470"W 6.711.892,671 227.111,503 115,760 0,005 0,005 0,007 0,013

P35 29°41'30,71599"S 53°49'13,82096"W 6.712.028,454 227.075,734 119,360 0,007 0,005 0,008 0,017

P36 29°41'30,06451"S 53°49'10,84338"W 6.712.050,472 227.155,312 119,424 0,006 0,005 0,008 0,011

P38 29°41'43,44914"S 53°48'56,31539"W 6.711.647,781 227.556,015 121,954 0,016 0,012 0,020 0,036

Relatório Obs GPS

Nome Tipo Solução Status Distancia (m) Hora Início Duração Épocas Tipo Antena Rover Órbita Satélites GPS Satélites GLONASS Altura Antena Rover (m)

B01−B02 Fixo Ajustado 127,36 26/09/2011 14:20 00:07:25 89 HiPer GD/GGD Radio Difusão 7 2 2,00


_________________________________________________________________________________________________________________________________

B01−P7 Fixo Ajustado 197,35 24/09/2011 17:16 00:05:00 60 HiPer GD/GGD Radio Difusão 9 1 2,00














Nome Tipo Solução Status Distancia (m) Hora Início Duração Épocas Tipo Antena Rover Órbita Satélites GPS Satélites GLONASS Altura Antena Rover (m)




Observações GPS


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Nome PDOP North RMS(m) East RMS(m) RMS Horz RMS (m) Vert RMS (m) SigmaX (m) SigmaY (m) SigmaZ (m) Azimute dX (m) dY (m) dZ (m)

B01−B02 3,38 0,004 0,003 0,010 0,005 0,009 0,005 0,007 0,005 346°34'05,5603" 10,85 -64,94 109,03

B01−P7 2,64 0,017 0,012 0,044 0,021 0,039 0,022 0,031 0,023 193°24'56,5528" -91,69 47,81 -168,09

B01−P8 2,50 0,009 0,007 0,028 0,011 0,025 0,016 0,019 0,013 202°53'13,1646" -143,29 34,25 -196,23

B01−P13 2,46 0,005 0,003 0,012 0,006 0,010 0,008 0,007 0,005 317°11'50,0483" -122,20 -266,65 236,69

B01−P14 3,10 0,016 0,008 0,023 0,017 0,015 0,015 0,013 0,011 327°12'35,8721" -63,51 -235,76 253,19

B01−P15 7,24 0,011 0,005 0,027 0,013 0,023 0,018 0,017 0,010 335°54'19,4839" -20,15 -214,19 275,57

B01−P16 3,82 0,006 0,004 0,018 0,007 0,017 0,009 0,011 0,011 348°39'27,3234" 46,05 -178,37 293,42

B01−P17 3,94 0,013 0,010 0,036 0,017 0,031 0,019 0,022 0,020 349°56'45,6754" 26,41 -92,71 165,41

B01−P28 2,14 0,006 0,005 0,021 0,008 0,020 0,012 0,014 0,010 198°03'28,7259" -145,64 54,52 -227,27

B01−P29 2,49 0,008 0,007 0,028 0,011 0,026 0,018 0,018 0,013 211°18'07,6832" -271,16 17,59 -295,30

B01−P30 2,37 0,007 0,005 0,019 0,008 0,017 0,011 0,013 0,009 217°09'28,5141" -338,15 -12,64 -317,87

B01−P31 2,11 0,007 0,006 0,022 0,009 0,020 0,012 0,015 0,012 234°42'25,4213" -328,15 -91,02 -191,02

B01−P32 2,80 0,003 0,003 0,012 0,004 0,011 0,006 0,009 0,006 253°55'03,7690" -316,72 -158,07 -81,94

B01−P33 2,98 0,009 0,006 0,024 0,011 0,021 0,013 0,015 0,014 272°22'23,9309" -297,11 -219,12 16,79

B01−P34 2,75 0,003 0,002 0,009 0,003 0,009 0,005 0,006 0,005 284°28'12,4934" -293,99 -279,93 89,72

B01−P35 2,64 0,005 0,003 0,015 0,006 0,014 0,009 0,010 0,007 298°55'50,3376" -278,39 -356,19 206,56

B01−P36 2,94 0,005 0,003 0,009 0,005 0,007 0,005 0,005 0,005 306°16'31,5126" -207,88 -317,00 223,95

B01−P38 2,54 0,015 0,012 0,040 0,019 0,035 0,020 0,029 0,017 166°46'19,6608" -11,86 76,58 -135,32


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Anexo III - Relatório de ajustamento da poligonal desenvolvida com a estação total


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rede de referencia cadastral do municipio de santa maria

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