INTRODUÇÃO À TOPOGRAFIA -...
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Prof. Paulo Carvalho, M.Sc. Prof. Márcia Macedo, M.Sc. Poli, Brasil.. 2014 INTRODUÇÃO À TOPOGRAFIA Topografia
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Prof. Paulo Carvalho, M.Sc.
Prof. Márcia Macedo, M.Sc.
Poli, Brasil.. 2014
INTRODUÇÃO À TOPOGRAFIA
Topografia
Precisão
Levantamentos
Divisões
Definições
TEMAS.
2/27 Prof. Márcia
Definições
Topografia:
• Topo + Graphein = Lugar + Descrição:
• Descrição de um lugar
• Descrição da forma e características geométrica de um lugar.
Geodésia:
• Geo: Terra, Daiden = Dividir
• Determinação da forma e as dimensões da Terra.
Precisão
Levantamentos
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3/27 Prof. Márcia
Definições
É uma ciência aplicada, baseada na geometria e na
trigonometria, que tem por objeto principal a medição e a
representação gráfica da configuração da superfície terrestre
guardando as formas e proporções de parcelas do terreno,
incluindo o relevo. - as posições das localidades, cursos
d´água vias de transporte e de comunicação, culturas
agrícolas, enfim, todos os acidentes naturais e artificiais do
terreno.
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Divisões da Topografia
Segundo Lelis Espartel:
Obs: Conceito utilizado até o final dos anos 70
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Geomática (ICA) – uma divisão mais atual
Um conjunto de ciências cartográficas que usando uma
abordagem sistemática, integra todos os meios utilizados
para a aquisição e gerenciamento de dados espaciais,
proporcionando a compreensão necessária nas atividades de
produção, coleta, armazenagem, análise, transmissão e
gerenciamento de informações espaciais relacionadas com o
meio ambiente e com os recursos terrestres e naturais.
Engloba as atividades de levantamento de informações
geográficas para o mapeamento, integrando elementos de
diversas áreas das geociências tais como: topografia,
cartografia, hidrografia, geodésia, fotogrametria,
sensoriamento remoto e todas as técnicas de mapeamento
digital.
Obs: ICA, 1995
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As Ciências da Geomática Topografia
Descrição ou delineação minuciosa de uma localidade. Configuração do relevo de um terreno com a posição de seus acidentes naturais ou artificiais. Descrição anatômica e minuciosa de qualquer parte do organismo humano.
Cartografia
Conjunto de estudos e operações científicas, artísticas, e técnicas, baseado nos resultados de observação, visando à elaboração e preparação de cartas, projetos e outras formas de expressão.
Geodésia
Ciência que se ocupa da determinação do tamanho e forma da Terra (geóide), por meio de medições como triangulação, nivelamento e observações gravimétricas, e que determina o campo gravitacional esterno da Terra
Fotogrametria
Ciência aplicada, a técnica e a arte de extrair de fotografias métricas, a forma, as dimensões e a posição dos objetos nelas contidos.
Sensoriamento Remoto
Técnica de obtenção de informações sobre um objeto, uma área, uma feição ou um fenômeno no Planeta Terra, sem que haja contato físico.
Geoprocessamento
Tecnologia que abrange o conjunto de procedimentos de entrada, manipulação armazenamento e análise de dados espacialmente referenciados
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Divisões da Topografia
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Divisões da Topografia
Topometria:
• Consiste no estudo de métodos e instrumentos para a obtenção
e cálculo das posições dos pontos sobre o terreno e divide-se
em:
• Planimetria: determina as posições relativas dos pontos
topográficos
• Plano horizontal de projeção (X e Y)
• Altimetria: quantificar as distâncias verticais
• Plano vertical de projeção (Z)
Topologia:
• Consiste no desenho topográfico:
• Transferir para o papel os detalhes obtidos nos trabalhos
topométricos para representar e descrever o terreno.
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Conceito de Topografia: PLANIMETRIA
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Aplicações
Obras viárias (Pontes, Rodovias, Ferrovias, etc)
Núcleos habitacionais,
Edifícios
Portos e Aeroportos
Hidrografia
Usinas hidrelétricas
Telecomunicações
Sistemas de água e esgoto
Planejamento
Urbanismo
Paisagismo
Irrigação
Drenagem
Cultura e reflorestamento
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Levantamentos Topográficos
O levantamento topográfico consiste em:
• Todas as atividades que visam à representação - planimétrica ou altimétrica - em carta ou planta dos pontos notáveis, assim como dos acidentes geográficos e outros pormenores de relevo de uma porção de terreno, incluindo o seus dados numéricos.
Tipos de Levantamentos
• de terrenos;
• de obras
• conforme a obra
• de estruturas;
• para controle de obras e estruturas;
• municipais;
• de estradas;
• hidrográficos;
• de minas;
• Geológicos;...
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Levantamentos topográficos
• Em mapeamentos de pequenas áreas, os efeitos da
curvatura terrestre pode ser desconsiderados.
Nestes casos, a superfície do planeta pode ser considerada
plana e as linhas Norte-Sul (linhas de meridianos) podem ser
consideradas paralelas.
Isto simplifica consideravelmente os cálculos da Topografia ao
se trabalhar com geometria e trigonometria plana
exclusivamente.
• Para isso, a área de trabalho deve ser limitada a uns
poucos quilômetros quadrados.
80km segundo a NBR 13.133/94
30km na prática
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Levantamentos geodésicos
Em mapeamentos de grandes áreas, devem ser realizados ajustes matemáticos das medições para a curvatura da Terra.
São aqueles que consideram a curvatura da superfície terrestre • A terra pode-se representa por um elipsóide de revolução, de radio equatorial
médio de 6370km e excentricidade de 1/297.
Ao ser considerada a curvatura, estes levantamentos podem ser aplicados em grandes ou pequenas extensões.
• Os métodos utilizados som semelhantes aos topográficos, somente mais apurados e com maiores precisões.
A maioria dos Levantamentos geodésicos são realizados por órgãos oficiais de governo:
• IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística.
• DSG: Diretoria de Serviço Geográfico do Exercito.
• Estes órgãos estabelecem uma rede de pontos de referencia que fornecem informações precisas sobre as suas posições horizontais e verticais relativos a um Sistema de Referência Oficial.
Todo outro tipo de levantamento, de menor precisão, baseiam-se neste tipo de rede (Rede Geodésica Brasileira)
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Levantamento Topográfico na NBR 13.133
DEFINIÇÃO NBR:
• O conjunto de métodos e processos que, através de medições
de ângulos horizontais e verticais, distâncias horizontais,
verticais e inclinadas, com instrumental adequado à exatidão
pretendida...
• Para atingir os objetivos da Topografia, será necessário ter os
conceitos básicos de medição de distâncias, ângulos e
direções.
• Item 3.12 NBR 13.133, 1994
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Divisões
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15/27 Prof. Márcia
Levantamentos geodésicos
Em mapeamentos de grandes áreas, devem ser realizados
ajustes matemáticos Levando em consideração a curvatura
da Terra.
• Os métodos utilizados som semelhantes aos topográficos com
maiores precisões e exatidões.
A maioria dos Levantamentos geodésicos são realizados
por órgãos oficiais de governo:
• IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística.
• DSG: Diretoria de Serviço Geográfico do Exercito.
Todo outro tipo de levantamento, de menor precisão,
baseiam-se neste tipo de rede (Rede Geodésica Brasileira)
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Prof. Gabriel Cremona Parma, Dr. Eng.
Medições
Conceitos e instrumental de precisão
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Medições Em geral:
• Medir = contar = números exatos
• 12 pessoas na sala
• R$23,65
Nas Ciências Físicas
• Medir = comparar com uma unidade padrão
Unidades usuais na Topografia:
• Linear: Metro
• Aproximar nos resultados finais:
Até o centímetro (2 casas decimais depois do metro)
• Angular: Grau sexagesimal:
• Em graus, minutos e segundos
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18/27 Prof. Márcia
Medições
Em Topografia:
• Valores exatos ou verdadeiros: desconhecidos!
• Distâncias, alturas, desníveis, ângulos, direções...
• A qualidade da medição depende do instrumento de medida:
• Régua escolar,
• Régua metálica dividida ao meio milímetro
• Paquímetro
• Micrometro
• Distanciômetro
• Quanto melhor o instrumento de medida, melhor o resultado
• Se bem usado!
• Mas nunca obter-se-á o valor verdadeiro do objeto medido!
• Sempre estimar-se-á o valor medido.
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Instrumentos de Medida
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20/27 Prof. Márcia
Instrumental Topográfico
Teodolito Mecânico
Teodolito
Ótico-mecânico
Estação Total
Bússolas
Bússola
Eletrônica
Níveis de mão
Clinómetro Abney
Roda
Agrimensor
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Instrumental Topográfico
Prismas e
Bastão Piquetes e Estacas Miras:
Réguas
verticais
Tripé
Balizas
Nível
Cantoneira
Fichas
Trenas
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Exatidão e Precisão no tiro ao alvo
A B C
Preciso e exato Preciso Atirador ruim
Conceitos relacionados:
- Distribuição de frequência
- Probabilidades
- Desvio Padrão amostral e a populacional
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23/27 Prof. Márcia
Erros e erros grosseiros
Preocupação da topografia:
• Precisão dos trabalhos • Exatidão dos trabalhos
A percepção humana não é perfeita: • Erros são cometidos nas medições
Sempre existe diferença entre as quantidades medidas e as magnitudes verdadeiras dessas quantidades.
• Essas diferenças são chamadas de erros
Erros:
• Grosseiros: • Equivocações, falta de atenção no trabalho
• Desconsiderados quando bem feito um trabalho
• Erros sistemáticos: • Inerentes à imperfeição dos sentidos, dos instrumentos de medida e pelas
condições atmosféricas no processo de medição.
• Erros aleatórios: • Erros residuais de muitas fontes diferentes.
• São sempre pequenos, se acumulam e se embaçam na teoria das probabilidades.
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24/27 Prof. Márcia
Erros
Grosseiros:
• Equivocações, falta de atenção no trabalho
• Desconsiderados quando bem feito um trabalho
Erros sistemáticos:
• Não podem ser eliminados
• Pode-se diminuir ou compensar a sua influência nos resultados
das medidas por cálculos simples e trabalho quedados.
Erros aleatórios:
• Os mais problemáticos por ser sumas de causas não conhecidas
• Respeitam as leis da Estatística e Probabilidades
• Podem ser analisados e estudados em seu resultado global
• Permitem analisar a precisão e exatidão de uma medição.
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Fontes de erros
Erros operacionais:
• Ninguém tem sentido perfeito da visão e do tato.
• Sempre uma medida é uma estimativa.
Erros instrumentais:
• Os instrumentos não podem ser fabricados com perfeição
absoluta.
• Desgaste pelo tempo das partes de um instrumento
Erros naturais:
• Causados pela temperatura, umidade variações no campo
eletro-magnético,...
• Uma trena de aço usada sobre pavimento numa área muito quente,
pode chegar á uma temperatura de 50° ou 60° e foi fabricada a
uma temperatura de 20°
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Erros sistemáticos e aleatórios
Erro sistemático:
• Sobre as mesmas condições constante de experimento, o erro
permanece o mesmo tanto em sinal como em magnitude.
• É cumulativo.
• Pode-se corrigir a influência dele na medição pela aplicação
de simples modelos matemáticos.
• Em cada situação poder-se-á estudar sua influência
Erro aleatório ou acidental:
• De magnitude e direção desconhecida.
• Ficam fora do controle operacional do Profissional.
• Respondem á teoria das probabilidades.
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Erro provável
O termo erro do 50% ou erro provável de uma medida foi durante muito tempo utilizado.
• Se uma medida tem um erro de 50% de ±0,03m, implica que:
• Há 50% de chance de que esta medida possuir um erro menor ou igual a 0,03m e 50% de chance de ter um erro maior á esse valor.
Um profissional desprevenido pode falar:
• “Eu quero uma medida 100% segura, isto é: 0% de probabilidade de erro”
• O qual é impossivel.
Pode-se trabalhar com erros de 68,3%, de 90%, de 95%,...
• Uma medida de 192,73m com um erro de 90% de ±0,03m diz que:
• Existe uma chance do 90% que o erro seja menor ou igual a 0,03m e uma chance de 10% que o erro seja maior,
• ... para quaisquer medida realizada com o mesmo instrumento e método analisado.
