Sistemas de Referenciação

Geográfica

Coordenadas e Sistemas de Referência

• Qualquer processo de representação geográfica exige que se atribuam coordenadas a pontos: os dados relativos à localização na superfície terrestre de um objecto permitem identificar onde se encontra esse objecto

Referenciais astronómicos

• utilizados para definir a posição aparente dos astros na esfera celeste

• a partir destas posições aparentes é possível calcular:– latitude– longitude– azimute astronómico

Referenciais elipsoidais• recorrem a uma superfície elipsoidal ou ao geóide• as coordenadas nestes referenciais (ditas

elipsoidais ou geodésicas) são– latitude (relativamente ao

plano equatorial do elipsóide)

– longitude (relativamente a um meridiano convencionado)

– altitude elipsoidal (medida segundo a normal ao elipsóide)

Referenciais cartográficos

• baseiam-se num sistema de 2 eixos definidos num plano

• os valores das coordenadas são obtidos por meio de projecções cartográficas aplicadas às coordenadas elipsoidais

Superfícies de referência

Superficie teórica para modelar a superfície da terra.• Superfície de referência geodésica (ou elipsóide de

referência): modelo com forma e dimensões próximas da terra para estabelecer as coordenadas geográficas dos lugares;

• Superfície de referência cartográfica: modelo da terra com base no qual se calculam as projecções cartográficas (plano, esfera ou elipsóide de revolução).

Modelos da superfície da terra

• Geóide: é uma superfície equipotencial do campo gravítico terrestre e coincide aproximadamente com a superfície do nível médio das águas do mar;

É determinado por observações astronómicas, medições gravimétricas ou pelo estudo das perturbações orbitais de satélites artificiais da Terra.

Este modelo é demasiado complexo para ser usado como superfície de referência.

Ondulações do geóide (sobrelevação de 15000:1)

Vista do geóide em perspectiva

Ondulações do geóide

máxima:

+70 m (oceano Atlântico)

mínima:

-100 m (oceano Índico)

Modelos da superfície da terra

• Modelo elipsoidal (elipsóide de revolução): é o modelo usado como superfície de referência geodésica e como superfície de referência cartográfica para pequenas escalas (inferiores a 1/5.000.000).

Exemplos de elipsóides:• Elipsóide de Hayford (ou Internacional);• WGS84

Geóide e elipsóide de referência: o afastamento relativo ao elipsóide de referência é designado por ondulação do geóide.

Diferenças de cota entre o geóide e o elipsóide de Hayford (com fixação em Melriça) em Portugal Continental

Modelos da superfície da terra

• Modelo esférico: é usado como superfície de referência cartográfica para pequenas escalas.

• Modelo plano: é usado como superfície de referência cartográfica para escalas em geral maiores do que 1/5.000.000. Em áreas muito limitadas (até alguns quilómetros de raio) pode usar-se directamente o plano para registar distâncias e ângulos entre objectos.

Datum geodésico

É o conjunto de parâmetros que constituem a referência de um determinado sistema de coordenadas geográficas.

Para o elipsóide, o datum inclui as dimensões dos semieixos e a posição do elipsóide relativamente ao globo terrestre.

Data locais e globais

• Num datum local a posição do elipsóide é determinada pela latitude, longitude e altitude de um ponto de fixação;

• Num datum global, a posição do elipsóide coincide geralmente com a do centro de gravidade da Terra.

A escolha dos parâmetros de um datum é feita de modo a que as coordenadas astronómicas e geodésicas do ponto de fixação sejam coincidentes.

Ponto de fixação (datum local)

Rede geodésica

• é um conjunto de pontos distribuídos de forma homogénea num território, formando uma malha triangular, cujas posições relativas e coordenadas geográficas, referidas ao elipsóide de referência, são conhecidas com grande exactidão

– vértices geodésicos (bolembreanos)• 1ª ordem - pirâmides distando 30 a 60 km• 2ª ordem - cilindro + cone listados distando 20 a 30 km• 3ª ordem - cilindro + cone distando 5 a 10 km

Projecções cartográficas

Planificação

• As representações planas de fenómenos localizados sobre a superfície terrestre requer a planificação de uma parte do elipsóide.

• Idealmente, uma carta não deveria conter deformações:

– deveria preservar as posições relativas de todos os locais

– deveria permitir determinar as distâncias reais entre objectos

– deveria permitir determinar as direcções reais entre objectos

Deformações

Mas a superfície terrestre não é planificável …

Por isso, em qualquer processo de planificação é necessário abdicar de algumas propriedades métricas originais

Projecção cartográfica

• As funções de projecção do elipsóide no plano chamam-se projecções cartográficas

• As projecções mais utilizadas requerem:– uma superfície plana ou planificável (cilindro

ou cone)– posicionamento desta superfície relativamente

ao elipsóide

Projecções cartográficas

• Projecção cartográfica - processo de transformação de pontos de uma superfície curva em pontos de uma superfície plana

Sistemas de referenciação

• Grade geográfica: constituída por uma rede de meridianos e paralelos (independente da projecção cartográfica)

• Quadrícula cartográfica: estabelece um sistema de coordenadas planas rectangulares. É uma malha quadrada de meridianas e paralelas que se sobrepõe a uma projecção cartográfica.

Grade geográfica e quadrícula cartográfica

• O eixo das ordenadas da quadrícula cartográfica (meridiana origem) deve coincidir com o meridiano central da projecção;

• O eixo das abcissas da quadrícula cartográfica (perpendicular origem) é normal à meridiana origem num ponto designado por ponto central da quadrícula.

Nortes de uma carta

• Norte geográfico

• Norte cartográfico

Nota: numa as direcções cartográficas Norte-Sul e Este-Oeste nem sempre são perpendiculares (depende da projecção)

Parâmetros de um sistema de projecção

• Datum geodésico;• Projecção• Ponto Central da quadrícula;• Origem das coordenadas da quadrícula

(pode não coincidir com o ponto central da quadrícula: para as coordenadas serem sempre positivas);

• Outros parâmetros.

Projecções conformes: mantêm as formas (ângulos)

Projecções equivalentes: mantêm as áreas

Projecções equidistantes: mantêm distâncias segundo certas direcções (chamadas linhas padrão)

Projecção conforme

Projecção equivalente

Projecção não conforme nem equivalente