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3. TOPOGRAFIA Definição , Objectivo. Cartas Topográficas Coordenação do Apoio Horizontal Medição de Ângulos Medição de Distâncias Altimetria Levantamentos Fotogramétricos – Definição/Objectivo.

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A GEODESIA define, pelas suas coordenadas geodésicas

(ϕ,λ), as posições de pontos, sobre o elipsóide . O conjunto

desses pontos é conhecido por “esqueleto” ou “apoio”

geodésico.

CAMPO GEODÉSICO , em torno de P, aquele em que é lícito

substituir o elipsóide pela esfera local (para operações

respeitantes à medição de distâncias e ângulos horizontais).

A CARTOGRAFIA MATEMÁTICA permite estabelecer a

correspondência entre as coordenadas geodésicas dos pontos

que a Geodesia definiu e as coordenadas rectangulares dos

mesmos pontos, por meio de um Sistema de Representação

Plano que conduza a deformações mínimas.

A TOPOGRAFIA efectua o desenho da carta ou planta

topográfica procedendo a um levantamento de pormenor da

região a cartografar, apoiado em “vértices”, cujas

coordenadas planas ela determina recorrendo a processos da

geometria plana.

CAMPO TOPOGRÁFICO – porção da superfície terrestre em

torno de um ponto, na qual se pode considerar uma

identidade suficientemente válida entre a esfera local e o

plano tangente à mesma no ponto considerado. SUPERFÍCIE TOPOGRÁFICA – Superfície de uma região

suficientemente pequena de terreno, onde, para além de ser

possível desprezar a curvatura da Terra, as verticais em

cada ponto dessa região formam um feixe de rectas

paralelas.

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LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO – Conjunto de operações

de campo e gabinete que permitem uma exacta representação

da forma e dos pormenores do terreno. Abrange :

- LEVANTAMENTO PLANIMÉTRICO – consiste na fixação dos pontos do pormenor a representar no plano topográfico (depende da escala de representação) - LEVANTAMENTO ALTIMÉTRICO – consiste na atribuição da respectiva altitude a um certo número de pontos do relevo do terreno (independente da escala de representação)

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LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO Recolha de informação necessária à elaboração de uma planta ou carta topográfica de uma região. POSICIONAMENTO – Conjunto de métodos e técnicas para a determinação da posição de pontos da superfície terrestre. POSIÇÃO DE UM PONTO – Constituída pelas Coordenadas Bidimensionais relativas a um determinado Sistema de Projecção Cartográfica e pela respectiva altitude ortométrica (H).

MÉTODOS : - Clássicos (regiões pouco extensas) Baseiam-se na medição de ângulos azimutais, ângulos verticais(zenitais), distâncias e disníveis ortométricos . EQUIPAMENTOS : - Teodolitos – medição de ângulos;

- DEM - Equipamentos electrónicos de medição de distância ; - Níveis Ópticos (N.O.) , N.O. de colimação automática e N.O. Numéricos (Digitais); - Estações totais – Teodolito Electrónico + DEM

- Fotogramétricos – Baseiam-se na medição de fotocoordenadas (coordenadas em imagens fotográficas do terreno).

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FOTOGRAMETRIA Ciência e técnica que permite a obtenção de informação sobre os objectos e o ambiente por meio de processos de registo, medição e interpretação quer de imagens fotográficas ( aéreas ou terrestres ) quer de padrões de radiação electromagnética . - Fotogrametria MÉTRICA Medição rigorosa de posições relativas de pontos em fotografias. Campo de Actuação

Obtenção de informação terreno através de Fotografia Aérea

Tratamento foto Produção Cartográfica - Fotogrametria INTERPRETACTIVA Reconhecimento e identificação de objectos através de cuidadosa análise e correlação de padrões, quer na fotografia quer a partir de dados provenientes de sensores como camâras multi-espectrais, radares ....

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Aplicações : - Produção Cartográfica ;

- Apoio Planeamento ;

- ( Reconstituição de Acidentes , Medicina ) ;

- Militares ;

- Astronomia Posição ;

- Património Terrestre

Tipos de Fotografias : - Fotografia Vertical

- Fotografia Inclinada

- Panorâmica

- Oblíqua

Camâra

Inclinação <= 3º

.Lente única .Lentes Múltiplas (fotointerpretação) - controlo ambiental - lev. Recursos naturais .Para fiadas .Panorânicas

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LEVANTAMENTO FOTOGRAMÉTRICO Cobertura Fotográfica de uma Zona São tiradas fotografias ao longo de trajectórias - Fiadas

Conjunto de Fiadas – Bloco Fotogramétrico Porquê fotografias com sobreposição? Permite Visão Estereoscópica

Sobreposição Lateral

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Bloco Fotogramétrico – Conjunto de fiadas Execução do Voo . Eacala . Planeamento . Escala de uma Fotografia é a razão entre as distâncias entre dois pontos medidos na fotografia e no terreno suposto horizontal . Altitude Voo cálculo escala intervem Coordenadas terreno H = h + f/s

f

H’

Positivo

a b

A B

Eixo Óptico

H’ altura de voo f distância focal H altitude de voo h altitude do terreno s escala da fotografia

)(

''

hHfs

hHHHf

ABabs

−=

−=

==Como a cota do terreno é variável Temos uma escala média dada por :

)( mm hH

fs−

=

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Planeamento do Voo Aerofotogramétrico Cálculo de todos os parâmetros nhecessários à produção de um mapa

- localização dos pontos onde devem ser tiradas as fotografias ; - direcção do voo ; - específicações camâra e filme ; - escala ; - altitude voo ; - sobreposição longitudinal (60%); - sobreposição lateral (30%) .

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sobreposição lateral PS = [(G-W)/G].100% distância espacial entre os eixos das fiadas Escala Distância Focal

Altura de Voo

sobreposição

Base Aérea

Sobreposição longitudinal PE = [(G-B)/G].100%

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Métodos Clássicos Planimetria Ângulos Horizontais Equipamento : Teodolito Constituição básica - 2 eixos ⊥ entre si (horizontal e vertical) - 1 luneta ⊥ eixo horizontal

- 2 círculos normais aos eixos graduados (0º a 360º) (0 a 400 grados) - alidades c/ índices para efectuar leituras - base de sustentação

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Métodos de Observação de ângulos horizontais - Eliminar erros : - excentricidade - graduação limbos - imperfeições estacionamento - torção - ....... - Método dos Giros de Horizonte Giro Simples - Colocar um teodolito em estação no ponto P

- Escolher para origem um ponto que garanta uma boa pontaria , por exemplo A - Apontar sucessivamente para A,B,C,D,A - Obtêm-se 5 leituras – as diferenças são uma medida dos respectivos ângulos horizontais

P

A

B

C

D

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Giro Duplo Aumentar o rigor das observações Directo Progressivo - Colocar um teodolito em estação no ponto P

- Pontaria para a origem, por exemplo A - Apontar sucessivamente para B,C,D - Pontaria para a origem, A

Inverter a luneta Inverso Retrógrado - Pontaria para a origem - Apontar sucesivamente para D,C,B

- Pontaria para a origem , A

P

A

B

C

D

D.P.

I.R.

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Exemplo - Método dos Giros de Horizonte Pontos Visados Giro Leituras Média Corr. Valor

Final DP 0º 00’ 12’’ 09’’A IR 180 00 21 20 15.5’’ 2.5 18 0º00’00’’

DP 34 27 17 20 B IR 214 27 23 24 21 1.8 23 34º27’05’’

DP 62 13 18 17 C IR 242 13 24 26 21.2 1.2 22 62º13’04’’

DP 277 26 53 50 D IR 7 27 06 05 58.5 0.6 59 277º26’41’’

DP 0 00 15 13 A IR 180 00 23 21 18 0.0 18

P

A

B

C

D

0º 00’ 12’’ 0º 00’ 09’’

34º27’17’’ 34º27’20’’

62º13’18’’ 62º13’17’’

277º26’53’’ 277º26’50’’

0º00’15’’0º00’13’’

180º00’23’’ 180º00’21’’

7º27’06’’ 7º27’05’’

242º13’24’’ 242º13’26’’

214º27’23’’ 214º27’24’’

180º00’21’’ 180º00’20’’

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- Método dos Ângulos Independentes

- Método dos Pares sobre Referência Métodos de Observação de ângulos verticais (zenitais) A medida dos ângulos é feita em pares de observações conjugadas. Cada par de observações conjugadas compreende : - Pontaria para o alvo ; - calagem do nível da vertical ; - leitura do limbo vertical (Z1), na posição directa ; - inversão da luneta e nova pontaria para o alvo ; - calagem do nível ; - leitura do limbo vertical (Z2), na posição inversa Se o Zero na direcção do Zénite : Distância zenital z = (Z1 + 360º -Z2)/2 Se o Zero na direcção do Horizonte : Altura a = ( l1 + (180 – l2) )/2 a > 0 se objecto abaixo horizonte a < 0 se objecto acima horizonte