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CARTOGRAFIA BÁSICA
Universidade Federal de PernambucoCentro de Tecnologia e GeociênciasDepartamento de Engenharia Civil
CARTOGRAFIA BÁSICA
Alfredo Ribeiro
INTRODUÇÃO
• Gestão do meio ambiente exige o uso de informações geográficas
• Coleta e manipulação de dados cuja localização espacial é necessária para sua localização espacial é necessária para sua completa caracterização
• Necessidade de se dispor de uma base cartográfica adequada de modo a permitir a integração dos diversos dados
Compreender mapas requer o conhecimento de algunsconceitos básicos de cartografia, que são utilizados naelaboração dos mesmos:
• Forma da Terra (geóide, elipsóide, superfície física,
Bases Cartográficas para SIG
• Forma da Terra (geóide, elipsóide, superfície física,datum)
• Projeções Cartográficas (como a Terra é rebatida numplano)
• Sistemas de Coordenadas (define a posição no espaço)• Altimetria
Forma da Terra
Forma da Terra
Representação da
Terra como uma Esfera
Na realizadade, a Terra é
um esferóide com raio
ligeiramente superior no
Equador que nos polosEquador que nos polos
FORMA DA TERRA
Superfície Física
Elipsóide
Geóide
Esfera
ELIPSÓIDES DE REFERÊNCIA
Consistem em elipsóides que mais se aproximam do geóide na região considerada.
• Adotado para levantamentos geodésicos, topográficos e confecções de mapas;
• Definido pelos parâmetros a (semi-eixo maior), b (semi-eixo menor) e f (achatamento);eixo menor) e f (achatamento);
b
a
ELIPSÓIDES DE REFERÊNCIA
ELIPSÓIDESemi-eixo maior (a)
(m)Semi-eixo menor (b)
(m)Achatamento
(a-b)/a
Bessel 1841 6.377.397,16 6.356.078,96 1/299,15
Clarke 1866 6.378.206,40 6.356.583,80 1/294,98
Clarke 1880 6.378.249,15 6.356.514,99 1/293,46
Everest 1830 (Indiano) 6.377.276,35 6.356.075,30 1/300,80
Hayford 1909 (Córrego Hayford 1909 (Córrego Alegres)
6.378.388,00 6.366.991,00 1/297,00
IUGG 1967 (SAD 69) 6.378.160,00 6.356.774,72 1/298,25
Krassovsky 6.378.245,00 6.356.863,10 1/298,30
SIRGAS 2000 6.378.137,00 6.356.776,00 1/298,26
World Geodetic System 1984 (WGS-84)
6.378.137,00 6.356.776,00 1/298,26
GEÓIDE
• O geóide é definido como a superfície do campo de gravidade da Terra, que é aproximadamente o mesmo do nível médio do mar.
• Uma vez que a massa da Terra não é uniforme • Uma vez que a massa da Terra não é uniforme em todos os pontos, e a direção da gravidade muda, a forma do geóide é irregular.
Representações da forma da Terra
ElipsóideSuperfície do mar
Nível Médio do Mar é uma superfície de potencial gravitacional constante chamado de geóide.
Superfície da Terra
Geóide
DATUM
• Enquanto um elipsóide tenta se aproximar da forma da Terra, o datum define a posição do elipsóide com relação ao centro da Terra.
• O datum fornece a estrutura necessária de • O datum fornece a estrutura necessária de referência para posicionamento na superfície da Terra. Define a origem e a orientação das linhas de latitude e longitude.
DATUM TOPOCÊNTRICO
• Alinha o elipsóide para ajustar a superfície da Terra em uma região particular.
• Um ponto da superfície do elipsóide coincide com uma posição particular na superfície da com uma posição particular na superfície da Terra. Esse ponto é conhecido como ponto de origem do datum.
• As coordenadas do ponto de origem são fixas e todos os outros pontos são calculados a partir da origem.
DATUM GEOCÊNTRICO
• Usa o centro de massa da Terra como origem. O datum geocêntrico mais utilizado é o WGS 1984.
DATUM
SAD69
WGS84
276 m
Projeção de Mapas
PROJEÇÃO DE MAPAS
• A confecção de mapa exige a determinação de um método onde cada ponto da Terra corresponda a um ponto no mapa
• Os sistemas de projeção são uma tentativa de • Os sistemas de projeção são uma tentativa de retratar a superfície da Terra em uma superfície plana
PROJEÇÃO DE MAPAS
Coordenadas Geográficas e Projetadas
(φ, λ) (x, y)Projeção de Mapa
Tipos de Projeções
• Conica (Albers Equal Area, Lambert Conformal Conic) – boa para regiões quese desenvolvem no sentido Leste-Oeste
• Cilíndrica (Transversa de Mercator) –• Cilíndrica (Transversa de Mercator) –boa para regiões com sentido Norte-Sul
• Plana (Lambert Azimuthal Equal Area) –boa para visões globais
Projeções Conicas(Albers, Lambert)
Projeção Cilíndrica(Mercator)
Transverse
Oblique
Plana(Lambert)
PROJEÇÃO DE MAPAS
O mapa deve representar a Terra de forma semelhante e deve possuir as seguintes propriedades:
• Conformidade : manutenção da forma verdadeira das áreas
• Equivalência : manutenção das dimensões relativas das áreas
• Equidistância : relações constantes entre as distâncias dos pontos representados nos mapas e dos seus correspondentes na Terra
• Facilidade de identificação, no mapa, de coordenadas de pontos da Terra e vice-versa
Projeção e Datum
Dois conjuntos de dados podemdiferir na projeção e no datum. Por isso, é importante saber Por isso, é importante saber ambos para cada conjunto de dados.
Sistemas de Coordenadas
REDE GEOGRÁFICA
A rede geográfica é formada pelo conjunto de linhas imaginárias na linhas imaginárias na direção leste-oeste (paralelos) e na direção norte-sul (meridianos).
COORDENADAS GEOGRÁFICAS
As coordenadas geográficas de um ponto qualquer sobre a superfície terrestre correspondem ao conjunto da latitude e longitude.
Latitude : é o valor angular do arco compreendido entre o equador e o lugar de referência (varia de 0°a 90°)
Longitude : é o valor angular do arco compreendido entre o meridiano de Greenwich e o lugar de referência (varia de 0°a 180°)
COORDENADAS GEOGRÁFICAS
Lançar o ponto P de latitude 12º30’S e longitude 22º30’W e Q de latitude 17º28’N e 29º00’E.
SISTEMA UTM
No Brasil, adota-se a projeção cilíndrica denominada UTM (Universal Transversa de Mercator)
• A Terra é dividida em 60 fusos de 6°de longitude;• O cilindro transverso adotado como superfície de
projeção assume 60 posições diferentes (60 fusos UTM).projeção assume 60 posições diferentes (60 fusos UTM).
SISTEMA UTM
COORDENADAS PLANASBaseia-se na escolha de dois eixos perpendiculares cuja interseção é denominada origem, que é estabelecida como base para a localização de qualquer ponto do plano.
• Adequada para os enfoques da Engenharia;• Medidas de perímetro, área e volume;
SISTEMA UTM
SISTEMA UTM
Aplicação práticaSuponha que você está em campo e deseja determinar as coordenadas do ponto marcado na planta- Ponto onde é verificado lançamento de efluente industrial
Carta do Mundo ao Milionésimo
A carta internacional do mundo ao milionésimo (CIM) representa aTerra na projeção Conforme de Lambert num esquema de articulaçõesem escala de 1:1.000.000, abrangendo áreas de 4º de latitude por 6ºde longitude, faixas que correspondem a divisão da Terra emcoordenadas UTM.coordenadas UTM.
A abrangência nacional da CIM correspondente ao território brasileirototaliza 46 cartas.
O conhecimento da nomenclatura auxilia na identificação da posiçãoda área em estudo sobre a superfície terrestre e da escala em que amesma está representada.
Nomenclatura de cartasA nomenclatura na escalade 1:1000.000 da folha SD-21significa que:• S = ela está ao sul• D = está na zona entre 12º e 16º• D = está na zona entre 12º e 16ºde latitude, ou na 4ª zona abaixo doEquador• 21 = fuso localizado entre ascoordenadas 54º W e 60ºW de Longitude
O Brasil está entre os fusos 18 e 25 abrangendo 8 fusos, com longitudes entre 30º W e 78ºW. Municípios inclusos dentro de 2 fusos, podem gerar problemas na localização exata de feições ou de sobreposição de mapas. Neste caso, deve-se usar o bom senso para verificar se as bom senso para verificar se as informações podem ser transportadas para um só fuso ou se vai ser necessário trabalhar partes do mapa num fuso e parte no outro. Um exemplo é Pernambuco que está contido em 2 fusos, o 24 e o 25.
Altimetria
ALTIMETRIAA Altimetria tem por finalidade a medida da diferença de nível entre dois ou mais pontos no terreno. Através da Altimetria pode-se, portanto, estimar o relevo do terreno.
• Qualquer medida realizada deve • Qualquer medida realizada deve ser referenciada a uma superfície de comparação (Referência de Nível - RN) ;
• Altitude e cota;nível médio do mar
Ref. nível qualquer
superfície do terreno
altitude
cota ou altura
ALTIMETRIA
Altura ortométrica(geoide)
Altura elipsoidal(lidar, GPS)
Altura das marés (Nível do mar)
Geoide and Elipsoide
Superfície
Oceano
Geoide Anomalia Gravitacional
Anomalia Gravitacional é a diferença de elevação entre uma forma padrão da Terra (elipsoide) e uma superfície de potencial gravitacional constante (geoide).
Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE)A força da gravidade responde a mudanças no volume de água
A gravidade varia no tempo e no espaço.
Anomalia da gravidade no Texas, 2002 – 2012
Normal
Em 2011, perdeu-se 100 Km3 of water
GRACE and Texas Reservoir Water Storage
Satélites Grace
Armazenamento de água em reservatórios é fortemente corralacionado com dados dos satélites GRACE
In 2011, perdeu-se 100 Km3 de água no total
Normal
Reservatórios
Em 2011, perdeu-se 9 Km3 de água em reservatório
Normal
ALTIMETRIA
Datum Vertical
• O datum vertical define a elevação z;• Na prática a determinação do datum vertical
envolve um marégrafo ou uma rede de envolve um marégrafo ou uma rede de marégrafos para a medição do nível médio dos mares;
• No Brasil o ponto de referência para o datum vertical é o marégrafo de Imbituba, em Santa Catarina;
ALTIMETRIA
CURVAS DE NÍVEL
• O desenho da curva de nível é o método utilizado para a representação do relevo.
• A leitura do conjunto de sua distribuição fornece • A leitura do conjunto de sua distribuição fornece a idéia da dinâmica do relevo da área mapeada;
ALTIMETRIAPerfil Topográfico
200
100
40
50
Elevação
300
400
500
585
Depressão
30
20
10
2
ALTIMETRIAPerfil Topográfico
Talvegue Divisor de águas
50 40 30 20 10 20 30 40 50
BIBLIOGRAFIA
Geoprocessamento em Recurso Hídricos Princípios, Integração e Aplicação. Carlos A.B. Mendes; José Almir Cirilo, ABRH, 2001.
http://resources.arcgis.com/en/help/getting-started/articles/026n0000000s000000.htm
http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//003r00000001000000