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AULA 03AULA 03Fundamentos de TopografiaFundamentos de Topografia
Laboratório de Cartografia Digital - CTUFES
A1A1Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________
CONCEITOS BÁSICOS EM TOPOGRAFIA
Definição:A palavra "Topografia" deriva das palavras gregas"topos" (lugar) e "graphen" (descrever), o que significa,a descrição exata e minuciosa de um lugar.(DOMINGUES, 1979).
Finalidade:Determinar o contorno, dimensão e posição relativa de
li i d fí i fuma porção limitada da superfície terrestre, do fundo dosmares ou do interior de minas, desconsiderando a
f i icurvatura resultante da esfericidade da Terra.(DOMINGUES, 1979).
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CONCEITOS BÁSICOS EM TOPOGRAFIA
O Pl T áfiO Plano Topográfico:Projeção Ortogonal Cotada e denomina-se Superfície Topográfica.Os limites desta superfície, bem como todas as suas particularidades naturais oup partificiais, serão projetadas sobre um plano considerado horizontal.A esta projeção do terreno dá-se o nome de Planta ou Plano Topográfico.(ESPARTEL, 1987).(ESPARTEL, 1987).
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A1A1Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________
Planimetria ⇒ Metodologia que tem por finalidade a
CONCEITOS BÁSICOS EM TOPOGRAFIA
Planimetria ⇒ Metodologia que tem por finalidade adeterminação, no terreno, dos dados necessários àrepresentação em plano horizontal, da forma e da posiçãop ç p , p çrelativas de todos os acidentes que nele se encontram,comportando, assim, a medida de ângulos e de distânciasreferidas àquele plano.
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CONCEITOS BÁSICOS EM TOPOGRAFIA
Altimetria ⇒ Método que nos fornece os dadosnecessários à representação, em um plano horizontal dorelevo da superfície terrestre objeto de levantamentorelevo da superfície terrestre objeto de levantamento.
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CONCEITOS BÁSICOS EM TOPOGRAFIA
Plani-altimetria ⇒ Operação que congrega aPlanimetria e a altimetria.
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A2A2Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________
7FUNDAMENTOS DE TOPOGRAFIA
LimitesLimites
dda
fiTopografiap g
A2A2Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________
8LIMITES DA TOPOGRAFIA|
A B
a
t
A’a e
Rm ate −=Rm
ate =C id d
α
O Considerando:
Rm = 6.366.193 m
e Fazendo
α 1 grauα = 1 grau
Calcular o Erro e
A2A2Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________
9LIMITES DA TOPOGRAFIA|
A B
a
t
R o3602 ↔A’
a eRm
R oπ 360.2 ↔
Rm aα
α↔α
O Ra o πα 2360
⋅=
t αα tantan ⋅=⇒= mm
RtRt
A2A2Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________
10LIMITES DA TOPOGRAFIA|
A2A2
ate −= ate −=a = 111,11 Km E para:
30´ ?t = 111,12 Km α= 30´ ?
Logo:
0 01 K
e
30” ?e = 0,01 Km α = 30” ?
A2A2Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________
11LIMITES DA TOPOGRAFIA|
Considerando o Raio Médio da Terra: 6.370 KValor de α Distância a Arco t Erro (a - t)Km
01º 111.188,763m 111.177,473m 11,29 m
01' 1.852,9578673m 1852,95789126m 0,0217809mm
30'' 926,4789511m 926,4789445m 0,0065332mm
01'' 30,8826304m 30,8826314m 0,0010175mm
A2A2Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________
12LIMITES DA TOPOGRAFIA|
Qual da Área de Abrangência a partir de um t ?ponto?
t
1´α = 1´
t 1 852 mt = 1.852 m
A = 10 77 Km2A = 10,77 Km2
APAP11
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________13
Instrumentos Topográficos:Topográficos:
Procedimentos, Métodos, Instalação
e Operação
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________14APAP
11
Teodolitos e Estações TotaisTeodolitos e Estações Totais
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________15APAP
11
Tripés
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________16APAP
11
TrenasTrenas
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________17APAP
11
Balisas
Nível de Cantoneira
Mi
Nível de Cantoneira
MirasEstádiasRéguas
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________18APAP
11
Fio de Prumo
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________19Leitura de Mira
APAP11
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________20Leitura de Mira
APAP11
Imagem Direta
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________21Leitura de Mira
APAP11
Imagem Direta
RI = 1,350 m,350
RS = 1,500 m
RM = 1,425 m
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES___________________________________________________________22Leitura de Ângulos – Teodolitos Ópticos-Mecânicos
APAP11
Imagem Direta192193 H
0 1 2 3 4 5 6
192o 55´
0 1 2 3 4 5 6
8889 V
´88o 53´
Teodolito Theo 020 ausJena
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES23 APAP
11Leitura de Ângulos – Teodolitos Eletrônicos
A3A324PLANIMETRIA
Medidas LinearesMedidas Lineares:
A3A325
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFESPLANIMETRIA
___________________________________________________________p g g
DVV
DH
Distância Horizontal (DH): é a distância medida entre doispontos, no plano horizontal. Este plano pode, conforme indicado nap , p p p ,figura, passar tanto pelo ponto A, quanto pelo ponto B em questão.
A3A326
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFESPLANIMETRIA
___________________________________________________________p g g
DVV
DH
Distância Vertical ou Diferença de Nível (DV ou DN): é a distânciamedida entre dois pontos, num plano vertical que é perpendicular aop , p q p pplano horizontal. Este plano vertical pode passar por qualquer um dospontos A/A’ ou B/B’.
A3A327
Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFESPLANIMETRIA
___________________________________________________________p g g
DVV
DH
Distância Inclinada (DI): é a distância medida entre dois pontos, emplanos que seguem a inclinação da superfície do terreno.p q g ç p
A3A328
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PLANIMETRIA___________________________________________________________p g g
Medidas Lineares
Diretas Indiretas
29
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PLANIMETRIAA3
___________________________________________________________p g g
Medidas LinearesMedidas Lineares•Indiretas: Nas medições indiretas, por estadimetria, a precisãodependerá dos erros cometidos nas leituras dos ângulos horizontaisdependerá dos erros cometidos nas leituras dos ângulos horizontaise verticais e nas leituras dos retículos.
A3A330
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PLANIMETRIA___________________________________________________________p g g
Medida de Distância: Distância Horizontal:Medida de Distância: Distância Horizontal:•a) Visada Horizontal :
o
Aláticos
2
Aláticos
Analáticos2DH12 = 100.H + C
1 DH12 = 100.H
31
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PLANIMETRIAA3
___________________________________________________________p g g
Medida de Distância: Distância HorizontalMedida de Distância: Distância Horizontalb)Visada Inclinada :
M
o Rα: Ang. Incl. Da Luneta
2
1
32
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PLANIMETRIAA3
___________________________________________________________p g g
Medida de Distância:Medida de Distância:
Para instrumentos Aláticos:Para instrumentos Aláticos:Para instrumentos Aláticos:Para instrumentos Aláticos:DHDH1212 = 100.H.cos= 100.H.cos2 2 αα +C+C
Para instrumentos Analáticos:Para instrumentos Analáticos:DHDH1212 = 100.H.cos= 100.H.cos2 2 αα
33
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PLANIMETRIAi â i i
A3
___________________________________________________________p g g
Distância Vertical:• a) Visada Ascendente :
Distância Vertical:b) Visada Descendente) b) Visada Descendente
o α
oα
o α
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PLANIMETRIAA3
___________________________________________________________p g g
Distância Vertical ou Diferença de Nível:
Em resumo :
VISADAASCENDENTE VISADADESCENDENTEVISADA ASCENDENTE VISADA DESCENDENTE
⎩⎨⎧
=−=+
+−=decliveaclive
imHDN)()(
22sen100 α
⎩⎨⎧
=−=+
−+=aclivedeclive
imHDN)()(
22sen100 α
⎩ )( ⎩ )(
Medidas Angularesg
Ângulos VerticaisÂngulos Horizontais
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Medidas Angularesg
Ângulos Horizontais: Ângulos Verticais:
-Ângulo Interno / Externo
A i t
-Ângulo Zenital
 l d I li ã d L t-Azimute
-Rumo
-Ângulo de Inclinação da Luneta
-Ângulo Nadiral-Deflexão
-Ângulo Nadiral
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A4A437
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PLANIMETRIAM did A l A i___________________________________________________________p g gMedidas Angulares: Azimute
A4A438
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PLANIMETRIA___________________________________________________________p g g
Medidas Angulares: AzimuteAzimutes ⇒ Ângulo contado a partir da ponta Norte domeridiano, no sentido horário, variando de 0º a 360º, entre omeridiano e o alinhamento. Podem ser: Verdadeiros ouMagnéticos , conforme o meridiano adotado como referência.
Azimute Magnético e Azimute Verdadeiro
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A4A440
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PLANIMETRIA___________________________________________________________p g g
Medidas Angulares: RumoRumo ⇒ é o menor ângulo que o alinhamento faz com omeridiano (direção Norte-Sul). Os rumos são contados a
ti d N t d S l tid h á i ti h á ipartir do Norte ou do Sul, no sentido horário ou anti-horário,conforme os quadrantes em que se encontram, e variam de 0ºa 90ºa 90 .
A4A441
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PLANIMETRIA___________________________________________________________p g g
Medidas Angulares: RumoCasos Especiais:
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A4A443
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PLANIMETRIAMedidas Angulares:A i___________________________________________________________p g g Medidas Angulares:Azimutes
e Rumos:
A4A444
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PLANIMETRIAMedidas Angulares:___________________________________________________________p g g Medidas Angulares:
Ângulo Interno:ÂLeitura de um Ângulo Interno:
Ângulo formado entre o alinhamento anterior do caminhamento e onovo alinhamento medido internamente ao sentido danovo alinhamento, medido internamente ao sentido dapoligonal.Varia entre 0º e 180º.
Defl. Direita (DD)Âng. Interno (Î)
2
4
Î
 (Î)1
4
ÎÎ
Âng. Interno (Î)
Para:
3
Para:
A4A4
45
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PLANIMETRIAMedidas Angulares:A4A4___________________________________________________________p g g Medidas Angulares:
Transporte de Azimute:
Î
Î
Az12= Az01 - Î => Se Az12 > 180º (-180º)
Az23= Az12 - Î => Se Az12 < 180º (+180º)
Conceitos GeraisCálculos de Coordenadas
TopográficasN
L tit dLatitudeRCos R = LatDH
WE
Cos R Lat DH
DH
Lat = DH . Cos R
S
Conceitos GeraisCálculos de Coordenadas
TopográficasN
Sen R = Long R DH R
DHW
E Longitude
SLong = DH . Sen R
A6A648
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PLANIMETRIAMétodos de Levantamento Topográfico___________________________________________________________p g g Métodos de Levantamento Topográfico
Cálculo de Áreas Método:Analítico
).().().().().().( 211243343223 YXYXYXYXYXYX −+−+−2
).().().().().().( 21124334322301234
YXYXYXYXYXYXS
++=
XXXXXX- +
104321
YX
YX
YX
YX
YX
YX
|2S| =104321 YYYYYY
A6A649
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PLANIMETRIAMétodos de Levantamento Topográfico___________________________________________________________p g g Métodos de Levantamento Topográfico
Cálculo de Áreas Método:Analítico
[ ]∑n
YXYXS )()(2 [ ]∑ ++ −=i
iiii YXYXS0
11 ).().(.2=i 0
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ALTIMETRIA___________________________________________________________p g g
Cota (Cota Relativa) é definida como a distânciavertical de um ponto na superfície da Terra à umasuperfície qualquer de referência (Superfície dep q q ( pNível Aparente), podendo estar situada abaixo ouacima da superfície geoidal ou elipsoidalacima da superfície geoidal ou elipsoidal.
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ALTIMETRIA___________________________________________________________p g g
Altitude (Cotas Absolutas) é definida como adistância vertical de um ponto na superfície da Terraà superfície geoidal ou elipsoidal (Superfície dep g p ( pNível Real ou Matemática).
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ALTIMETRIA___________________________________________________________p g g
Métodos de Nivelamento
Nivelamento Barométrico
Nivelamento Trigonométrico
Nivelamento Geométrico
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento___________________________________________________________p g g Métodos de Nivelamento
Nivelamento Barométrico: Fórmulas Barométricas
Temperaturas não Lidas:
⎟⎞
⎜⎛ −= loglog.19100 BA
ABPP
DN ⎟⎠
⎜⎝ 760
log760
log.19100ABDN
PT ⎞⎛
Temperaturas Lidas:
AmAB P
PTDN log.
2731.18400 ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
BP273 ⎠⎝Do ponto mais baixo para o ponto mais alto
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento___________________________________________________________p g g Métodos de Nivelamento
Nivelamento Taqueométrico
Ascendente :
imHDN +−=2
.2sen..100 α2
eDescendent
iHDN
eDescendent
+.2sen100 α imHDN −+=
2..100
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento___________________________________________________________p g g Métodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico
Simples CompostoSimples Co posto
Está baseado na leitura de réguas ou miras graduadas, nãoEstá baseado na leitura de réguas ou miras graduadas, não envolvendo ângulos.
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento___________________________________________________________p g g Métodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: Instrumentos
Nível de Precisão e Mira
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento___________________________________________________________p g g Métodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: SimplesEste processo é utilizado quando não há mudança de estação,ou seja, quando uma estação é suficiente para visar todos osj , q ç ppontos desejados para o projeto a ser executado. Por diferençade leituras da mira, obtém-se as diferenças de nível entre os
ipontos visados .
(AI)C
PRCA
CB
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento___________________________________________________________p g g Métodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: Composto
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ALTIMETRIA___________________________________________________________p g g
Pontos Cotados e Curvas de Nível
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ALTIMETRIAPerfil a partir de Curvas de Nível___________________________________________________________p g g Perfil a partir de Curvas de Nível