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GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO “A Faculdade Católica Paulista tem por missão exercer uma ação integrada de suas atividades educacionais, visando à geração, sistematização e disseminação do conhecimento, para formar profissionais empreendedores que promovam a transformação e o desenvolvimento social, econômico e cultural da comunidade em que está inserida. Missão da Faculdade Católica Paulista A v. Cristo Rei, 305 - Banzato, CEP 17515-200 Marília - São Paulo. www.uca.edu.br Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida por qualquer meio ou forma sem autorização. Todos os gráficos, tabelas e elementos são creditados à autoria, sal- vo quando indicada a referência, sendo de inteira responsabilidade da autoria a emis- são de conceitos. Diretor Geral | Valdir Carrenho Junior GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO SUMÁRIO AULA 01 AULA 02 AULA 03 AULA 04 AULA 05 AULA 06 AULA 07 AULA 08 AULA 09 AULA 10 AULA 11 AULA 12 AULA 13 AULA 14 AULA 15 AULA 16 INTRODUÇÃO À GEOTECNOLOGIA PRINCIPAIS COMPONENTES DA GEOTECNOLOGIA CONHECIMENTOS FUNDAMENTAIS PARA A GEOTECNOLOGIA SISTEMAS DE COORDENADAS SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS (SIG) OPÇÕES DE SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS GEOTECNOLOGIA E SUAS APLICAÇÕES NA ENGENHARIA CIVIL INTRODUÇÃO A TOPOGRAFIA EQUIPAMENTOS DE USO NA TOPOGRAFIA REVISÃO DE MATEMÁTICA MEDIÇÃO DE DISTÂNCIA MEDIÇÃO DE DIREÇÃO LEVANTAMENTO PLANIMÉTRICO LEVANTAMENTO ALTIMÉTRICO E PLANIALTIMÉTRICO CÁLCULO DE ÁREAS E VOLUME PROJETO TERRAPLANAGEM 6 11 15 20 24 28 31 35 39 45 51 56 61 67 70 80 FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 4 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO INTRODUÇÃO Olá, caro (a) aluno (a)! Seja bem-vindo (a) ao curso de Geotecnologia e Topografia. Elaboramos este material de estudo para ampliar o conhecimento do aluno (a) na Engenharia Civil. Durante esse livro vamos apresentar inúmeros tópicos essenciais e enfatizar a importância da Geotecnologia e da Topografia na Construção Civil e o impacto ambiental. Esse material foi desenvolvido de maneira clara e abrangente para ser utilizado ao longo das aulas, tentando dessa forma sintetizar o conhecimento relacionado ao tema e formar uma base sólida para que o aluno tenha uma boa atuação nesta área, com finalidade de estudar os métodos e técnicas para obter levantamentos geográficos e topográficos. A expectativa deste texto é colaborar na tomada de decisões sobre os problemas urbanos, rurais e ambientais, e as ferramentas tecnológicas utilizadas na Geotecnologia e na Topografia complementa na otimização de tempo para levantamento de dados. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 6 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 1 INTRODUÇÃO À GEOTECNOLOGIA A Geotecnologia se iniciou na década de 1950 nos Estados Unidos e na Inglaterra, com intenção de aperfeiçoar a produção e manutenção de mapas e consequentemente reduzir custos, na época o investimento em informática era muito alto e não era evoluído o suficiente, e não poderia ser classificado como um sistema de informação. Houve uma evolução significativa na tecnologia dos computadores e softwares na década de 1980 nos sistemas de informações geográficas, isso aconteceu após a fundação da NCGIA (National Centre for Geographical Information and Analysis) em 1989, quando o geoprocessamento passou a ser certificado como uma disciplina científica independente. No Brasil a Geotecnologia também foi implantada na década de 1980, quando o Prof.º Jorge Xavier da Silva (UFRJ) se empenhou na divulgação da tecnologia nos sistemas de informações geográficas. Em 1982, através de um congresso da União Geográfica Internacional no Rio de Janeiro, Roger Tomlinson que é responsável pela criação do primeiro SIG (Canadian Geographical Information System) ofereceu uma parceira a um grupo interessados a desenvolver e investir na tecnologia. Atualmente, nós podemos adquirir pelas ferramentas Google Maps ou no Google Earth algumas informações. Essas ferramentas que precisam somente do uso de uma conexão à internet, possibilitam o acesso a qualquer parte do planeta através de imagens de satélite em modelo 3D e GPS, um dos sistemas mais utilizados e rápidos para conseguir dados existentes. Fonte: https://www.pexels.com/pt-br/foto/abstrair-abstrato-aconselhamento-ao-ar-livre-443422/ FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 7 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Anote isso Apresento algumas ferramentas que são utilizadas para o levantamento de dados geográficos: - Topografia - Fotogrametria - Sensoriamento Remoto - Posicionamento por satélite - Geostática - Banco de dados geográficos - Web mapping - Sistema de Informação geográfica (SIG), ou seja, conjunto de técnicas rela- cionadas ao método da informação espacial. Fonte: https://www.pexels.com/pt-br/foto/america-do-norte-antiguidade-antiquario-arte-414916/ A Geotecnologia é responsável por reunir, organizar e tratar as informações utilizadas em Geoprocessamento, em particular daquelas destinadas à manutenção da base car- tográfica, utilizado em diversas áreas como Cartografia, Análise de Recursos Naturais, Comunicação, Transportes, Energia e Planejamento Urbano e Regional. O Geoprocessamento é um conjunto de técnicas que serão realizadas em um ambiente SIG com o intuito de modificar um dado espacial em informação, dentro desse FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 8 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO processo são utilizadas ferramentas de geotecnologia. Esse conjunto de tecnologias é utilizado para realizar as etapas que vão desde a coleta até o armazenamento das informações com referência geográfica de um terreno em análise. Anote isso Segundo a ABNT (Associação de Normas Técnicas), mapa é a “representação gráfica, em geral uma superfície plana e numa determinada escala, com a representação de acidentes físicos e culturais da superfície da Terra, ou de um planeta ou satélite” já, a palavra carta é a representação dos aspectos naturais e artificiais da Terra destinadas a fins práticos da atividade humana, permi- tindo a avaliação precisa de distâncias, direções e a loca- lização plana, geralmente em média ou grande escala, de uma superfície da Terra, subdividida em folhas, de forma sistemática, obedecida um plano nacional ou internacio- nal. ABNT (ASSOCIAÇÃO DE NORMAS TÉCNICAS). Mapa Escala 1:20.000.000 Fonte: https://www.guiageografico.com/mapas/mapa-brasil.htm FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 9 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO CARTA Escala 1: 50.000 Essa carta refere-se à cidade de Marília – São Paulo, onde se localiza a sede da Faculdade Católica Paulista. Fonte: ftp://geoftp.ibge.gov.br/cartas_e_mapas/folhas_topograficas/editoradas/escala_50mil/ Nesse link você pode fazer o download da carta da sua cidade, disponibilizada no site do IBGE. Disponível em: ftp://geoftp.ibge.gov.br/cartas_e_mapas/folhas_topograficas/ editoradas/escala_50mil/ ftp://geoftp.ibge.gov.br/cartas_e_mapas/folhas_topograficas/editoradas/escala_50mil/ ftp://geoftp.ibge.gov.br/cartas_e_mapas/folhas_topograficas/editoradas/escala_50mil/ ftp://geoftp.ibge.gov.br/cartas_e_mapas/folhas_topograficas/editoradas/escala_50mil/ FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 10 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Isso está na rede Para agregar o material de estudo, apresento o artigo do Coordenador do Laboratório de Geoprocessamento (LAGEOP) da UFRJ. Boa leitura! http://www.ufrrj.br/lga/tiagomarino/artigos/oqueegeoprocessamento.pdf FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 11 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 2 PRINCIPAIS COMPONENTES DA GEOTECNOLOGIA Cartografia digital A cartografia é uma técnica aplicada em mapas e cartas cartográficas, quando modificado em imagensproporciona informações relevantes para a Geotecnologia, seu processo envolve estudos, coleta de dados, fenômenos, observação de fatos e, principalmente, dados científicos associados à superfície terrestre. A Cartografia digital é um conjunto de ferramentas cartográficas em formato digital, que inclui softwares e hardware para formatar e escanear os dados coletados para apre- sentar os mapas, cartas ou fotografias aéreas com melhor resolução essa formatação é realizada através da escala do produto digitalizado. Informática Devido à evolução da informática, os computadores e aplicativos proporcionou um avanço das geotecnologias, permitindo um amplo volume de dados essenciais de diferentes projetos elaborados em geoprocessamento, que diferencia as análises geográficas, otimizando o tempo dos profissionais. Os computadores correspondem ao Hardware - é um conjunto de equipamentos eletrônicos que ao se conectar, fazem o equipamento funcionarem e garante o desempenho das operações do Geoproces- samento, e o Software - são aplicativos que executam as atividades, com o objetivo de armazenar, visualizar, analisar e plotar as informações geográficas. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 12 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Processamento digital de imagens O processo digital de imagens refere-se a uma captura de imagem que pode ser representada em duas ou mais dimensões, após, essa imagem deve ser modificada e adequada com a propósito de ajustá-la à necessidade de um trabalho em específico através de um tratamento computacional. A função primordial do processamento digital é fornecer ferramentas para facilitar a identificação e a extração das informa- ções contidas nas imagens, para posterior interpretação (CROSTA, 1992 apud MOTA, FONTANA; WEBER, 2001). Para elaborar um trabalho para a geotecnologia, podem-se utilizar alguns proce- dimentos como: elaboração de fusões de imagens, imagens de satélite, correções atmosféricas, entre outros. Sistemas de informações geográficas (SIG) O Sistema de Informação Geográfica conhecido com SIG é uma ferramenta tecno- lógica utilizada para a geotecnologia que coleta informações de várias fontes e cria um banco de dados que permite realizar análises mais enigmáticas, com o objetivo de automatizar a produção de documentos cartográficos. O SIG é uma das ferramen- tas mais relevantes para a Geotecnologia e vamos abordar esse tema na Aula 4 com mais detalhes. Sensoriamento Remoto Entende-se como Sensoriamento Remoto a captação ou registro de imagens e infor- mações sobre a superfície da terra, segundo as ferramentas que atua como mediação nesse processo, para posteriormente concluir estudos técnicos. Atualmente, essa técnica é utilizada é associada à aplicação de imagens de satélites, que proporciona imagens reais de qualquer parte externa da Terra, colaborando no mapeamento e nos estudos de área, com a evolução tecnológica os sensores que operam em elevadas altitudes para certificar das melhores informações sobre a superfície, são os aviões, além dos satélites. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 13 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Para se obter um melhor resultado durante a coleta das imagens é preciso que o sensor esteja posicionado verticalmente para se evitar distorção, independente do tipo do equipamento de medição que será utilizado. Podemos dividir o Sensoriamento Remoto em: Orbital: imagens capturadas por sensores localizados nas órbitas ao redor da terra, utilizadas pelos equipamentos de satélite, coletando informações a determinado inter- valo de tempo e espaço. Sub-orbital: imagens captadas por sensores aerotransportados que utilizam desloca- mento, como o avião, balões ou veículos aéreos não tripulados, o mesmo não localizado em órbita. São imagens fotográficas aéreas. Sistema de posicionamento global (GPS) O modelo GPS é constituído por vários satélites que orbitam a Terra, que passam duas vezes por dia pelo mesmo ponto da superfície terrestre, com isso ele capta os sinais de rádio que são transmitidos pelos satélites e através da localização o sistema calcula e informa a coordenada de qualquer ponto da superfície da Terra. O objetivo dos aparelhos GPS é mapear a superfície terrestre e automatizar a coleta de informações otimizando o tempo nas análises de áreas. Fonte: https://www.pexels.com/pt-br/foto/comprimido-dado-guia-informacao-38271/ FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 14 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Topografia e levantamentos de campo A topografia proporciona o levantamento de dados essenciais, especialmente para áreas pequenas. Esse método é mais utilizado em áreas urbanas para mapear os dados através dos levantamentos topográficos, mesmo sabendo que temos a tecnologia a nosso favor, a confirmação em campo complementa o levantamento de dados e em alguns projetos isso é primordial. Isso está na rede O site do IBGE oferece muitos conteúdos que vão agregar no desenvolvi- mento dessa disciplina. Na opção “O QUE É CARTOGRAFIA” tem mais itens que você pode explorar, como: Forma da Terra, Altitude, Coordenadas Geo- gráficas, Escala, Sensoriamento Remoto, Aerofotogrametria e Mapeamento Temático, esses itens têm uma explicação objetiva através de vídeos para melhor entendimento. https://atlasescolar.ibge.gov.br/conceitos-gerais/o-que-e-cartografia.html https://atlasescolar.ibge.gov.br/conceitos-gerais/o-que-e-cartografia.html FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 15 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 3 CONHECIMENTOS FUNDAMENTAIS PARA A GEOTECNOLOGIA Nesse tópico vamos apresentar o sistema geodésico de referência que é um sistema de coordenadas, que será necessário para o desenvolvimento das atividades. Os dados geográficos descrevem os objetos do mundo real com base (1) na localiza- ção geográfica - posição em relação a um sistema de coordenadas; (2) nos relaciona- mentos espaciais ou topológicos - relações espaciais entre objetos; e (3) em atributos temáticos - propriedades medidas ou observadas dos objetos (BARBOSA, 1997). Sistema Geodésico de Referência (SGR) A evolução tecnológica possibilitou o crescimento dos sistemas representativos da terra, o Sistema Geodésico de Referência possibilita a localização espacial detalhada da superfície terrestre, por intermédio dos conjuntos de coordenadas específicas (X,Y,Z) da superfície, representado por figuras geométricas. Vamos aprofundar mais sobre esse assunto na próxima aula. Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) O IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) é responsável pela manuten- ção e implantação do sistema SGB, esse sistema é um conjunto de pontos geodésicos representados na superfície física da terra implantada na delimitação da fronteira do país, esses pontos são estabelecidos por processos operacionais associados ao sis- tema de coordenadas geodésico, a partir disso é gerada a definição de uma superfície de referência ou elipsoide. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 16 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Superfície de Referência (elipsoide e geoide) A Geodésia determina a forma e dimensões da terra, dividindo a Terra em três superfícies: a física terrestre, elipsoide e geoide, esse é seu principal objetivo. Para isso acontecer é necessária a utilização do método de Superfície de Referência. Fonte: https://www.lapig.iesa.ufg.br/lapig/cursos_online/gvsig/superfcies_de_referncia.html O elipsoide é a superfície de refe- rência para os cálculos de posição, distâncias, direções e outros elementos geométricos da cartografia (ROCHA, 2000). O geoide pode ser conceituado como uma superfície coincidente com o nível médio dos mares e gerada por um conjunto infinito de pontos, cuja medida do poten- cial do campo gravitacional da Terra é constante e com direção exatamente perpendicular a esta (FITZ, 2008). Datum Córrego Alegre Nasdécadas de 1950 e 1970 o Datum foi oficialmente adotado pelo Brasil. Datum refere-se ao modelo matemático teórico da representação da superfície da Terra, relacionado ao nível do mar, empregado pelos cartógrafos, expressado nas cartas ou mapas. Simplificando, esse sistema caracteriza por ser uma superfície de referência Fonte: https://tinyurl.com/ y5bcgux6 FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 17 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO posicionada em relação a Terra, a partir da representação gráfica dos paralelos e meri- dianos, a medição dos parâmetros e pontos de controle aplicado, define-se a forma tridimensional da Terra. São utilizados como controle nos trabalhos de mapeamentos geodésicos e topográficos. Anote isso 1 - Paralelos: são linhas paralelas do Equador, dividindo o globo em círculos cada vez menores. O equador possui valor zero, crescendo para norte e sul até 90 graus. 2 - Meridianos: são linhas que passam pelos polos e ao redor da terra, a numeração cresce para oeste e leste a 180 graus. Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Paralelo#/media/Ficheiro:Meridian-International.PNG Segundo (IBGE), o posicionamento e orientação no ponto Datum, vértice Córrego Alegre foram efetuados astronomicamente. Foram adotados os seguintes parâmetros na definição deste Sistema: FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 18 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Superfície de referência: Elipsoide Internacional de Hayford 1924 Semieixo maior : 6378388 metros. Achatamento : 1/297 Ponto Datum : Vértice Córrego Alegre Coordenadas: γ = - 19° 50′ 14″.91 λ = -48° 57′ 41″.98 h = 683.81 metros (em relação ao nível do mar) Com o objetivo de ter o melhor conhecimento do geoide foram estipuladas 2113 estações gravimétricas em uma área circular em torno de um Datum, após os resulta- dos dessa pesquisa foi escolhido um novo Datum o vértice Chuá, marcado como outro ponto de referência, nomeado como Astro Datum Chuá. Astro Datum Chuá O sistema Astro Datum Chua foi adotado como um sistema de referência provisório porque no final do período da utilização do Datum Córrego Alegre iniciou o uso do SAD 69, no qual foram editadas algumas cartas topográficas. Este sistema tinha como ponto de origem o vértice Chuá e como elipsoide de referência o Hayford. O mesmo foi estabelecido com o propósito de ser um ensaio ou referência para a definição do SAD 69. Suas características básicas são semieixo maior a = 6.378.388 m, semieixo menor b = 6.378.160 m, achatamento f = 1/297000 (IBGE, on line). Datum Sul Americano de 1969 (South American Datum - SAD 69) Na definição do sistema SAD 69 considerou como modelo geométrico da Terra o Elipsoide de Referência Internacional de 1967, proposto pela Associação Internacional de Geodésia (International Association of Geodesy - IAG). Este é o sistema de referência adotado atualmente no Brasil. O Datum sul americano foi desenvolvido para ser um sistema de referência único para a América do Sul, no entanto, o mesmo deverá ser substituído pelo SIRGAS. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 19 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Sistema de Referência Geocêntrico para a América do Sul – SIRGAS Em outubro de 1993 em Assunção no Paraguai, foi criada o SIRGAS em uma Confe- rência Internacional para a definição de um Datum Geocêntrico para a América do Sul, com o objetivo de definir e introduzir um Datum Geocêntrico. Suas características foram definidas a partir da materialização do International Terrestrial Reference System (ITRS) na América do Sul via estações GPS, com modelo geométrico geocêntrico formado por eixos coordenados baseados no ITRS e parâmetros do elipsoide de referência GRS80 (Geodetic Reference System 1980). WGS 84 (World Geodetic System 1984) Esse sistema tem o objetivo de fornecer posicionamento e navegação em qualquer parte do mundo, trata-se de uma referência diária do sistema de GPS. WGS84 é a quarta versão do sistema de referência geodésico global determinado pelo Departamento de Defesa Americana (DoD) é constituído por um sistema de coordenadas para a terra, que define-se por uma superfície de: Superfície de Referência Esferoidal (elipsoide): para dados de altitude. Superfície Gravitacional Equipotencial (geoide): que define o nível do mar. Isso está na rede Para obter informações geográficas mais rápidas são necessárias tecnologias avançadas, nesse link apresento uma ferramenta excelente para você conhecer. http://processamentodigital.com.br/2018/05/29/smarteye-geoprocessamen- to-interoperabilidade-e-correlacionamento-de-dados/ http://processamentodigital.com.br/2018/05/29/smarteye-geoprocessamento-interoperabilidade-e-correlacionamento-de-dados/ http://processamentodigital.com.br/2018/05/29/smarteye-geoprocessamento-interoperabilidade-e-correlacionamento-de-dados/ FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 20 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 4 SISTEMAS DE COORDENADAS As coordenadas proporcionam a localização precisa de pontos da superfície da terra que são gerados a partir dos sistemas de referência, e estes a partir da figura de um elipsoide. Temos dois sistemas de coordenadas que são aplicados no Brasil: Coordenadas Geográfica – fundamentada por coordenadas geodésicas As coordenadas Geográficas consistem em um sistema de localização que se estru- tura por linhas imaginárias chamadas de paralelos que atravessam a terra horizontal- mente no sentido leste - oeste ou meridianos que atravessam a terra verticalmente no sentido leste - oeste e suas medidas em graus são respectivamente, as latitudes e as longitudes e as unidades de medidas são representadas grau, minuto, segundo. A partir da conciliação dessas linhas imaginárias cria-se uma referência específica para cada ponto do mundo, permitindo a sua identificação exata. Anote isso Latitude: é a distância medida em graus de um determinado ponto da super- fície em relação à Linha do Equador. Pode variar de 0º a 90º e estar ao Norte ou ao Sul. Longitude: é a distância medida em graus de um determinado ponto da superfície em relação ao Meridiano de Greenwich. Pode variar de 0º a 180º e estar a Leste ou a Oeste. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 21 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Coordenadas_geogr%C3%A1ficas#/media/Ficheiro:WorldMapLongLat-eq-circles-tropics-non.png Sobre a linha do Equador localiza-se uma latitude de 0 grau, à medida que se trans- fere para o norte aumenta a latitude e ao se transferir para o sul ela diminui, com isso as latitudes são distâncias em graus de qualquer ponto da terra em relação à linha do Equador, suas medidas vão de -90 graus até 90 graus. E em relação ao Meridiano de Greenwich são as longitudes. Tudo que estiver sobre a linha que possui 0°de longitude, e ao se deslocar para o leste a sua longitude aumenta e ao se deslocar para o oeste ela diminui, em função disso as longitudes são à distân- cia em graus de qualquer ponto da Terra associado ao Meridiano de Greenwich e suas medidas vão de -180 graus até 180 graus. Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Coordenadas_geogr%C3%A1ficas#/media/Ficheiro:Mapa_coordenadas_geogr%C3%A1ficas_editado.jpg FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 22 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Coordenadas UTM (Universal Transversa de Mercator) – baseada em coordenadas plano-retangulares A utilização das coordenadas UTM é muito relevante para trabalhos de geoproces- samento, nesse sistema, a Terra, representada por um elipsoide foi dividida por uma projeção de 60 cilindros transversa (aquele onde o eixo do cilindro está no plano do equador) na superfície de referência cada cilindro é responsável pela representação de 6 graus de longitude, contada a partir do antimeridiano de Greenwich, em sentido anti-horário para o observador situado no polo norte. A interpretação das coordenadasUTM são valores métricos (em metro) que facilita a representação das informações. Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Universal_Transversa_de_Mercator#/media/Ficheiro:LA2-Europe-UTM-zones.png FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 23 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Isso está na rede Você sabia que é a partir das longitudes que são traçados os fusos horários. Acesse esse link e saiba mais! https://www.todamateria.com.br/fusos-horarios/ https://brasilescola.uol.com.br/geografia/fuso-horario.htm https://www.todamateria.com.br/fusos-horarios/ FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 24 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 5 SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS (SIG) Para aprender melhor sobre a evolução dos Sistemas de Informações Geográficas faremos um breve histórico desde o início até hoje. O principal objetivo desse sistema é realizar a análise de informações geográficas e representação espacial por aplicativos de computador. Na década de 1940 quando lançou o primeiro computador, pode- se dizer que foi quando surgiram os SIGs, o ENIAC (Eletronic Numerical Integrator and Com- puter) desenvolvido na Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos. O processo de automatização da produção de mapas para representar informação associada à botânica, iniciou em 1950 na Inglaterra, nesse mesmo período nos Estados Unidos na cidade de Detroit, os softwares se especializaram na organização do tráfego da cidade. Em 1960 foi constituído o primeiro centro de pesquisas e desenvolvimento de SIG na Universidade de Washington. Devido à necessidade de informações mais concretas, em 1970 aconteceu um grande progresso no desenvolvimento de hardware (processado- res e equipamentos), e os termos utilizados eram SIG & CAD. Logo, em 1980, após um avanço significativo, foi formado centros de pesquisa em SIG (inicialmente acadêmi- cos), nessa época no Brasil a SAGA (Sistema de Análise Geo-Ambiental) desenvolvida na UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro) iniciou o uso dos SIGs, e juntamente nesse mesmo período a INPE ((Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) passou a desenvolver o SITIM (1984-1990), e em seguida o SPRING. No presente momento, nós temos inúmeros SIGs disponíveis no mercado, incluído alguns de distribuição gratuita, que é o caso do SPRING. Com a evolução tecnológica, os sistemas estão cada vez mais garantindo a qualidade das informações geográficas, e o surgimento dos softwares híbridos possibilita a informações mais rápidas e inclusive a ferramenta de consulta via web, no caso do Google Earth. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 25 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Definições de SIG Fitz (2008) define SIG como: um sistema constituído por um conjunto de progra- mas computacionais, o qual integra dados, equipamentos e pessoas com o objetivo de coletar, armazenar, recuperar, manipular, visualizar e analisar dados espacialmente referenciados a um sistema de coordenadas conhecido. Com o objetivo de gerar mapas temáticos, imagens de satélites, cartas topográficas e gráficos. As informações para determinar um projeto de um SIG estão relacionadas aos ele- mentos Hardware: compartilhamento dos dados, garantindo o desempenho necessário para atender demanda equivalente ao número de usuários, visando custo e benefício, e Softwares devem atentar-se aos seus componentes: a interface com usuário, formas de entrada e associação de dados, funções de processamento gráfico e de imagens, capacidade de visualização e de plotagem, e a capacidade de armazenamento e recu- peração de dados organizados sob a forma de banco de dados geográficos. A interação do usuário com o SIG deve ser transparente no fluxo lógico, contendo facilidade na operação, para que o resultado final esteja de forma clara e sintética, sendo esse um fator importante para obter um desfecho confiável. Aplicações dos SIGs Um SIG deve proporcionar dados relacionados à: • Associação de atributos à informação espacial. • Análises estatísticas. • Cálculos de áreas e distâncias. • Cruzamento de dados espaciais. • Consultas a bancos de dados. • Determinação de trajetos de menor custo, resistência ou distância. • Estabelecimento de zonas de interesse. • Identificação de informações posicionadas espacialmente. • Localização espacial de dados. • Modelagens numéricas de informações. • Quantificação de eventos associados a uma localização espacial. • Processamentos de imagens digitais. • Reclassificação de objetos com combinações de atributos de interesse. • Relacionamento entre localizações espaciais de dados. • Simulação de mudanças entre diferentes períodos em determinadas condições. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 26 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Áreas de Aplicações dos SIGs Todas as áreas que apresentam informações mapeadas sejam ao espaço físico ou relações sociais, econômicas e humanas. As áreas relevantes são: Exemplos de Aplicações dos SIGs • Cadastros de espécies vegetais e animais. • Determinação de áreas economicamente mais propícias a uma cultura agrícola. • Determinação de áreas com risco à erosão. • Delimitação de áreas de proteção e preservação. • Estudo de capacidade de uso das terras. • Escolha da melhor área para implantação de escolas, hospitais, creches, comércios, indústrias, represas. • Geração de mapas de acidentes de trânsito ocorridos em determinados perío- dos, em determinada região. • Monitoramento ambiental. • Modelagens de expansão de atividades ou ocupações. • Previsão de safras agrícolas. • Planejamento do escoamento da produção. • Zoneamentos ambientais, econômicos, sociais. Sistema CAD, CAM, AM/FM Sistemas CAD CAD (Computer Aided Design), ou seja, desenho auxiliado por computador, com o intuito de desenvolver projetos nas áreas de engenharia. Adiante, os profissionais pas- saram a utilizar esse sistema que armazena informações de modo sequencial, como • Análises geográficas • Mapas ambientais • Agricultura de precisão • Processamento digital de imagens • Geodésia e fotogrametria • Produção cartográfica • Modelagem numérica do terreno • Planejamento – urbano, rural, ambiental • Modelagem de redes • Planejamento de negócios • Mapas cadastrais FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 27 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO elementos gráficos, para representar a cartografia digital. A diferença elementar entre os CADs para os SIGs é que o CAD não desempenha a função de análises espacial, com isso há limitações nos processos do geoprocessamento. Mas não impede de ser utilizado uma vez que retrata boa funcionalidade, com a evolução de representação gráfica e a possibilidade de edição e impressão. Sistemas CAM Computer Aided Mapping (CAM) é um aprimoramento do CAD. Esse sistema elabora mapas digitais ou fonte de dados auxiliados por computador, utilizando camadas (layers) de entidade gráfica, mas ainda não apresentam todas as características de um SIG. Sistemas AM/FM AM - Automated Mapping, FM - Facility Management ou mapeamento automatizado. São sistemas que têm maior capacidade de armazenamento e análise de dados para a elaboração de relatórios são baseados no CAD, mas são menos precisos. Anote isso FONTES DE DADOS Pode se obter dados das análises de geotecnologias nas bases oficiais ou pelo próprio interessado, segue as principais fontes: • IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística); • INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais); • DSG (Diretoria de Serviço Geográfico do Exército); • CPRM (Companhia de Pesquisa e Recursos Minerais); • EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária); • IBAMA (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e Recursos Naturais Renováveis); • Universidades, órgãos públicos estaduais e prefeituras municipais. • Além destes, órgãos internacionais como a NASA (National Aeronautic and Space Administration) e o GLCF (Global Land CoverFacility) também disponibilizam dados de qualidade gratuitamente. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 28 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 6 OPÇÕES DE SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS Apresento alguns aplicativos SIGs disponíveis atualmente, que são mais utilizados em nosso país. Spring (Sistema de Processamento de Informação Georreferenciadas) É um sistema de informação geográfica, com a função de processamento de imagens, análises espaciais, modelagem numérica de terreno e consulta a banco de dados espaciais. Esse software foi desenvolvido pela Divisão de Processamento de Imagens (DPI) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), utilizados nos ambientes Windows e Linux com o objetivo de integrar as tecnologias de Sensoriamento Remoto e sistema de informação Geográfica, utilizar modelo de dados orientado a objetos para aperfeiçoar as informações dos estudos ambientais e cadastrais e fornecer ao usuário ambiente intera- tivo para visualizar, mani- pular e editar imagens e dados geográficos. Fonte: http://www.clickgeo.com.br/spring-tecnologia-brasileira-para-sig/ FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 29 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO ArcGIS O ArcGis é um sistema que oferece um conjunto de funcionalidade baseado na localização para se adquirir informações geográficas utilizado para criar, gerenciar, compartilhar e analisar dados espaciais, permitindo o compartilhamento com outras pessoas por meio de aplicativos, mapas e relatórios. Desenvolvido pelo ESRI (Environ- mental Systems Resources Institut), com o objetivo de expressar um ótimo desempenho com arquivos vetoriais. Fonte: https://www.esri.com/arcgis-blog/wp-content/uploads/2015/09/SanDiego2D3DWThematics2_640.jpg Idrisi O Idrisi é um Sistema de Informações Geográficas que computa com um banco de dados capaz de capturar, armazenar, recuperar e manipular informações digitais, georreferenciadas, provenientes de imagens, mapas e modelos numéricos do terreno e de efetuar análises geográficas e gerar a saída de dados na forma de mapas, gráficos, tabelas etc. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 30 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Seu nome tem origem devido ao explorador, geográfico e escritor do século XII Muhammad Al-Idrisi, sendo um software que possibilita inúmeras aplicações em geoprocessamento. Fonte: https://www.researchgate.net/figure/Figura-4-Tela-do-Idrisi-Taiga_fig4_321109871 ENVI A sigla ENVI significa: “Ambiente para visualização de imagens” é um aplicativo de software usado para processar e ana- lisar imagens geoespaciais. Com a sua tecnologia moderna, proporciona ima- gens com resolução de alta qualidade. Isso está na rede Baixe algum aplicativo de Sistemas de Informação geográfica para brincar um pouco e entender melhor os conceitos apresentados: http://geosaber.weebly.com/sig-gratuito.html Fonte: https://software.com.br/p/envi-image-analysis-software http://geosaber.weebly.com/sig-gratuito.html FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 31 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 7 GEOTECNOLOGIA E SUAS APLICAÇÕES NA ENGENHARIA CIVIL Através da geotecnologia se obtém informações espaciais e análises complexa sobre um escolhido território, constituindo informações precisas sobre as condições do uso e da ocupação do solo, principalmente para quem atua nas áreas de planeja- mento urbano, construção e licenciamento de obra. Diante disso, podemos aplicar o geoprocessamento na construção civil inúmeras formas. Cadastro Predial O cadastro predial é o registro do imóvel realizado por órgãos públicos, os mesmos são encarregados por recolher dados a respeito de zonas urbanas para a população, representados por mapas ou memoriais descritivos. Através do geoprocessamento com o SIG, o controle é mais eficaz para o IPTU (imposto calculado com bases nos dados de registro) e no orçamento municipal, aconselham-se os municípios utilizarem essa ferramenta, pois é a fonte de informação geográfica e compreende maior precisão e cobrança mais assertiva de valores e com isso os incorporadores e consumidores da região também ganha tempo. Além disso, o cadastro predial fornece informações essenciais para a gestão do zoneamento, pois oferecem dados sobre o uso territorial e instrumentalizam o planejamento municipal de acordo com a legislação vigente. Cadastro de infraestrutura Entende-se como infraestrutura um conjunto de serviços básicos indispensáveis a um município ou sociedade, como abastecimento e distribuição de água, energia elétrica, serviços básicos de saneamento (rede de água e esgoto). Esse cadastro é o registro de dados relacionado à infraestrutura de determinada área, esses dados FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 32 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO auxiliam tanto a gestão pública como os construtores, pois determinam as particula- ridades de cada área, deste modo, essas informações auxiliam o início de uma nova obra, pois não haver necessidade de executar alguma obra adicional de infraestrutura nessa área em específico. Fonte: https://rexperts.com.br/como-orcar-loteamentos-obras-infraestrutura/ Planejamento urbano O Plano Diretor Urbano (PDU) é uma ferramenta básica da política de desenvol- vimento urbano, obrigatório para cidades com mais de 20 mil habitantes, com o objetivo de acompanhar o crescimento e a modificação existente. Ele visa o cresci- mento sustentável e positivo das cidades, obedecendo a suas restrições ambientais e demais aspectos. Para o planejamento urbano o SIG nos fornece análises de informações urbanas capazes de sabermos os eixos logradouros, após isso é possível determinar onde há pavimentação ou não. Essa ferramenta abrange informações em um só lugar, dados de zoneamento, mapas, urbanizações e características ambientais, em função desse conjunto de informações, pode-se ter o conhecimento a respeito de determinada área e consegue planejar e decidir com maior precisão. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 33 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Fonte: https://dicasdearquitetura.com.br/cidade-sem-planejamento-e-como-casa-sem-projeto/ Expansão de unidades habitacionais O principal fator que se deve consi- derar antes da execução das unidades habitacionais é realizar um estudo de viabilidade com dados e informações do serviço de geoprocessamento; é através dessas informações que facilita uma estimativa populacional. Com isso podemos identificar áreas clandestinas, visando uma proposta de regularização, identificar zonas de risco pluvial, a partir da estimativa de áreas impermeabilizadas, veri- ficar vazios urbanos com o incentivo de ampliação por meio de densidades construtivas. Diante disso, as vantagens que o SIG oferece são perceptíveis, pois contribui a realizar um crescimento e conseguir uma visão completa da localidade. A geotecnologia cria soluções para iniciar, manter e encerrar uma investigação de forma correta, pois sua metodologia tem como base o uso de bancos de dados, com isso o processo de tomada de decisão se torna muito mais efetivo. Fonte: https://oimparcial.com.br/cidades/2019/02/ contemplados-no-ultimo-sorteio-do-minha-casa-minha-vida-sao-convocados/ FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 35 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 8 INTRODUÇÃO A TOPOGRAFIA O termo Topografia cuja origem significa “descrição de lugar”, define-se como sendo a ciência que estuda uma área limitada da superfície terrestre, com o intuito de conhe- cer sua forma (quanto ao contorno e ao relevo) e a posição que a mesma ocupa no espaço geográfico georreferenciado. Através de equipamentos e métodos que se des- tinam para a representação do terreno sobre uma superfície plana de projeção, o plano topográfico é um plano perpendicular à direção vertical do lugar, com isso os terrenosserão projetados sobre um relacionado plano. A esta projeção ou imagem figurada do terreno dá-se o nome de PLANTA ou PLANO TOPOGRÁFICO (ESPARTEL, 1987). Definição: a palavra “Topografia” deriva das palavras gregas “topos” (lugar) e “gra- phen” (descrever), o que significa a descrição exata e minuciosa de um lugar (DOMIN- GUES, 1979). Segundo Domingues (1979), a finalidade da Topografia é determinar o contorno, dimensão e posição relativa de uma porção limitada da superfície terrestre, do fundo dos mares ou do interior de minas, desconsiderando a curvatura resultante da esfericidade da Terra. Compete ainda à Topografia, a locação no terreno de projetos elaborados de Engenharia (DOMINGUES, 1979). A topografia fornece equipamentos e métodos para aprimorar o conhecimento e certificar uma implantação correta da obra ou serviço dessa forma, a topografia é a base de qualquer projeto ou de qualquer obra realizada por engenheiros ou arquitetos, por exemplo, edificações, planejamento urbano, paisagismo, irrigação, drenagem, reflo- restamento, aeroportos etc. História No início a topografia era representada apenas por “rabiscos”. Com todas as ciências necessárias o homem descobriu a topografia para atender às necessidades de des- crever a posição de algum local de interesse comum que poderia ser o traçado de um caminho que levasse até o curso d’água, à caça, ao abrigo etc. Conforme foi passando FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 36 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO o tempo, o homem compreendeu que era essencial detalhar com mais rigor essas des- crições, passando a conter noções de direção, distâncias e relevo dos locais descritos. A partir dessa carência, iniciou as primeiras invenções de métodos e instrumen- tos que contribuíram a não se perder nesses trajetos, surgiram os aparelhos, como lunetas, os espelhos e outros recursos para utilização da navegação marítima. Esses instrumentos utilizados por navegantes avistaram os astros, procedendo a cálculos e, assim, conseguiam determinar uma direção mais otimista. Em meados do século XVII, foi desenvolvido um instrumento chamado Sextante, usado para medir a distância vertical entre um astro e a linha do horizonte para fins de cálculo da posição e para corrigir os eventuais erros da navegação estimada, mas nada proíbe que seja utilizado para calcular distâncias medindo ângulos verticais desde o ponto de observação até um dado objeto, por exemplo: o farol. Isto está na rede Acesse o link abaixo da figura para entender melhor como utilizar um Sextante: Fonte: https://pt.wikihow.com/Usar-um-Sextante FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 37 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Isto está na rede Logo em seguida no século XVIII, foi construído o Teodolito que é um ins- trumento de precisão óptico que mede ângulos verticais e horizontais, empregado em inúmeros setores como a navegação, na construção civil, na agricultura na meteorologia. As figuras abaixo ilustram três gerações de teodolitos: Teodolito de trânsito (mecânico e de leitura externa) Teodolito ótico (prismático e com leitura interna) Teodolito eletrônico (leitura digital) Como podemos ver, a evolução do Teodolito aconteceu gradativamente, e hoje o mais uti- lizado é o Teodolito eletrônico, ele permite a medição eletrônicas dos ângulos verticais e horizontais, baseada na leitura digital de um círculo graduado em forma binária (duas uni- dades de medida). http://www2.uefs.br/geotec/ topografia/apostilas/topogra- fia(5).htm http://www2.uefs.br/geotec/ topografia/apostilas/topogra- fia(5).htm http://www2.uefs.br/geotec/ topografia/apostilas/topo- grafia(5).htm FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 38 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Anote isso Para que a topografia faça seu trabalho, ela utiliza diversos equipamentos como: a trena, o nível, o teodolito, a estação total, o GPS e os computadores, e conta também com a matemática e suas ferramentas como trigonometria, a geometria e as figuras que trabalham nessas ciências, ou seja, triângulos, os polígonos, os ângulos, projeções etc, vamos ver tudo isso mais adiante. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 39 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 09 EQUIPAMENTOS DE USO NA TOPOGRAFIA A denominação equipamentos se aplica a todo dispositivo essencial para a execução de um trabalho de Topografia. - Para campo: piquete, estaca, tachinha, prego, martelo, marreta, facão, motosserra, pincel, tinta em lata, tinta spray, mangueira, guarda-sol, prancheta na mão, caderneta de campo para anotação, marco de concreto, baliza, prumo, trena, mira, tripé, bipé, prisma, bússola, nível, teodolito, estação total, GPS de navegação, GPS de precisão. - Para escritório: lapiseira, borracha, régua, transferidor, compasso, escalímetro, planímetros, papéis, mesa para desenho, computador e plotter, Apresento alguns equipamentos mais específicos para seu entendimento. Piquete Utiliza-se os piquetes para marcar corretamente os extremos do alinhamento a ser medido. Pode ser representado da seguinte forma: - fabricados de madeira roliça ou de seção quadrada com a superfície no topo plana; - assinalados (marcados) na sua parte superior com tachinhas de cobre, pregos ou outras formas de marcações que sejam permanentes; - comprimento variável de 15 a 30 cm; - diâmetro variando de 3 a 5 cm; - é cravado no solo, porém, parte dele (cerca de 3 a 5 cm) deve permanecer visível, sendo que sua principal função é a materialização de um ponto topográfico no terreno. Fonte: https://tinyurl. com/yyaeocwj FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 40 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Estaca O estaqueamento constitui na concretização de pontos ao longo de um alinhamento, sendo a distância entre os pontos constante. Um exemplo relevante é o estaqueamento ao longo de um alinhamento é a locação do eixo de uma estrada, na qual as estacas são posicionadas de 20 em 20 metros. Fonte: http://akr.com.br/2016/10/03/locacao-de-estacas/ Caderneta de Campo Aconselha utilizar a caderneta de campo para anotar todas as informações refe- rentes ao levantamento de dados a campo. É uma ferramenta essencial para eta- pas pós-campo, feita para auxiliar não só você que a elaborou, mas também outros pesquisadores. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 41 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Exemplo: Fonte: http://topfumec.blogspot.com/2014/06/caderneta-de-nivelamento.html Marco de concreto O marco para topografia são peças de concreto armado, de alta resistência, utilizados para demarcar terrenos e áreas. Baliza São utilizadas para manter o alinhamento, na medição entre pontos, quando há necessidade de se executar vários lances. Suas características são: − constituídas em madeira ou ferro, arredondado, sextavado ou oitavado; − terminadas em ponta guarnecida de ferro; − comprimento de 2 metros; − diâmetro varia de 16 a 20 mm; − pintadas em cores contrastantes (branco e vermelho ou branco e preto) para permitir que sejam facilmente visualizadas à distância; Fonte: http://www.blocasapre.com.br/ marco-de-concreto/ FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 42 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Devem ser mantidas na posição vertical, sobre o ponto marcado no piquete, com auxílio de um nível de cantoneira. Fonte: https://sites.google.com/site/monitoriaativa/home/topografia Nível de Cantoneira A cantoneira é um aces- sório feito de ferro ou plás- tico, com uma bolha circular que serve para ser acoplada à baliza, deixá-la correta- mente na vertical. Prisma É um acessório utilizado para refletir os sinais emitidos pelos aparelhos ele- trônicos e serve de anteparo para esses sinais retornarem ao aparelho disparando seu sistema de processamento. Por ser constituído de espe- lhos de vidro é frágil e precisaser trans- portado sempre em seu estojo protetor. Bipé É uma ferramenta com dois pés, reguláveis que serve para instalar o prisma, seus pés são apontados para melhor fixação no terreno, deve ser trans- portado sempre com os pés recolhidos e fixados entre si. Teodolito O teodolito eletrônico é um equipa- mento destinado à medição de ângulos, horizontais ou verticais, objetivando a determinação dos ângulos internos ou externos de uma poligonal, bem como a posição de determinados detalhes necessários ao levantamento (VEIGA et al, 2007). Fonte:https://tinyurl. com/yyfs9awh Fonte: https://tinyurl. com/y4w6yfvn Fonte: https://tinyurl. com/yxzpdwbd FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 43 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Fonte: https://www.passeidireto.com/arquivo/40818104/componentes-do-teodolito Estação total É um aparelho que tem as mesmas características básicas do teodolito, composto de luneta com movimentos: vertical e horizontal, dois discos graduados, mas totalmente digital, inclusive fazendo cálculos e armazenando dados que, após a operação, serão carregados em um programa específico que vai planilhar, calcular e desenhar a operação efetuada, diminuindo consideravelmente o trabalho e o tempo gastos no campo e no escritório. GPS O GPS trabalha recebendo sinais de satélites artificiais, possibilitando a posição do mesmo em tempo real. O privilégio do rastreador de satélite GPS (Global System Fonte: https://tinyurl.com/y5f2tfb3 FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 44 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Position) num levantamento topográfico é que o trabalho fica geor- referenciado, isto é, todo amarrado na rede de triangulação geodésica nacional. Com o crescimento avançado da tecnologia empregada no uso de satélites artificiais (GPS), os aparelhos vão se atu- alizando e há novas formas de utilizá-los, o que faz também com que o custo fique mais acessível por ter seus custos de fabricação reduzidos e, consequentemente, seu valor para compra. Esses fatores trazem uma mudança relevante em tudo que envolve o processo do trabalho da Topografia. Isso está na rede Amplie seus conhecimentos e acesse esse link para saber mais sobre o Teodolito, um dos equipamentos mais utilizados na Topografia. http://adenilsongiovanini.com.br/blog/teodolito-eletronico/ Fonte: http://esferatopografia.com.br/ http://adenilsongiovanini.com.br/blog/teodolito-eletronico/ FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 45 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 10 REVISÃO DE MATEMÁTICA É importante lembrar de alguns conceitos bastante simples de matemática, porém necessários ao aprendizado da Topografia. Utiliza-se principalmente a Geometria e a Trigonometria, vastamente utilizadas em inúmeras operações, como no levantamento, no projeto, na locação e no acompanhamento dos trabalhos. Geometria É uma área da matemática que estuda as formas geométricas desde o comprimento, área e volume. São as formas geométricas que ela utiliza para se expressar, como: ponto, reta, ângulo etc. Segmento de uma reta: nada mais é uma reta que possui um ponto final e inicial, chamados “extremos”. Ângulo: é a região que se situa no encontro de dois segmentos de reta, são definidos segundo suas aberturas e o valor de medida. Há diversas denominações, conforme apresentado abaixo: FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 46 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Na topografia vamos trabalhar com os ângulos medidos em graus, que tem para notação de descrita o símbolo (°). O grau é uma parte da divisão do círculo em 360 partes, portanto cada parte mede 1°. Dividindo-se o grau em 60 partes, obtemos 1 minuto, que representamos com a notação (′) ficando por escrito 1’. Dividindo-se o minuto em 60 partes, obtemos 1 segundo, que representamos com a notação (″), ficando por escrito 1”. Lembre-se: 1° = 60’ (1 grau tem 60 minutos) 1’ = 60” (1 minuto tem 60 segundos) Os ângulos podem ser escritos de duas formas: em graus, minutos e segundos (forma sexagesimal do ângulo), e em forma decimal do ângulo, nos dois casos o valor do ângulo é o mesmo. EXEMPLO: transformando os ângulos da forma sexagesimal para forma decimal. Exagonal: 5º 15’ 32” Decimal: 5,259 315’32” = 315+32/60’ = 315’+ 0,533 = 315,533’ = 5 + 15,533/60 = 5 + 0,259 = 3,259 ou seja, 315’32” = 5,259 Trigonometria É o ramo da matemática que trata das relações entre os lados e ângulos de triângulos. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 47 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AB: é o lado oposto ao ângulo C BC: é o lado oposto ao ângulo A AC: é o lado oposto ao ângulo B Razões Trigonométricas Anote isso Relembrando: Teorema de Pitágoras H² = C² + C² H= hipotenusa, é o lado do triângulo oposto ao ângulo reto. C = cateto, é um dos lados adjacentes ao ângulo reto. C = cateto, um dos lados adjacentes ao ângulo reto. Relação entre as distâncias horizontal, vertical, inclinada e a Trigonometria Fonte: https://www.seduc.ce.gov.br/wp-content/uploads/sites/37/2011/10/paisagismo_topografia_e_morfologia_dos_solos.pdf FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 48 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Distância Horizontal (DH): é a dis- tância medida entre dois pontos no plano horizontal, o ângulo formado no vértice A, pelas retas da distância horizontal e inclinada é o ângulo ver- tical (V). Distância vertical ou diferença de nível: é a distância medida entre dois pontos num plano vertical, que é perpendicular ao plano horizontal. Distância inclinada: é a distância medida entre dois pontos, seguindo a inclinação da superfície do terreno. PARA CALCULAR A DISTÂNCIA HORIZONTAL (DH) (DH) = (cateto adjacente) a partir do ângulo vertical (V) = (ângulo â) e da distância inclinada, temos: Cos (â) = cateto oposto (DH) /hipotenusa (DI), resumindo: (DH)= (DI) x Cos(V) Para calcular a distância horizontal a partir do ângulo e da distância vertical, temos: Tan (â) = cateto oposto (DH) /cateto adjacente (DV) = Tan (V) = (DV)/(DI), resumindo: (DH) = (DV)/Tan(V) Exemplo 1: A distância vertical for igual a 15m e o ângulo vertical igual a 06°00’36”: DV = 15m V(â) = 06°00’36” DH = (DV)/Tan(â) Substituindo: DH = 15/Tan 06°00’36” DH = 142,857m Exemplo 2: A distância inclinada for igual a 150m e o ângulo vertical igual a 2°10’00”: DI = 150m V(â) = 2°10’00” DH= (DI) x Cos(V) Substituindo: DH = 150 x cos 2°10’00” DH = 149,892m FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 49 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO PARA CALCULAR A DISTÂNCIA VERTICAL (DV) Sen (â) = cateto oposto (DH) /hipotenusa (DI), resumindo: (DV) = (DI) x Sen(â) Para calcular a distância vertical a partir do ângulo vertical e da distância horizon- tal, temos: Tan (â) = cateto oposto (DH)/cateto adjacente (DV) = Tan (V) = (DV)/(DH), resumindo: (DV) = (DH)xTan(V) Exemplo 1: A distância horizontal for igual a 1670m e o ângulo vertical igual a 00°10’36’’ DH = 1670m V(â) = 00°10’36’’ DV = DH x Tan(â) Substituindo: DV = 1670 x tan 00°10’36’’ DV = 5,149m Exemplo 2: A distância inclinada for igual a 250m e o ângulo vertical igual a 02°10’10”: DI: 250m V(â): 02°10’10” DV = DI x Sen(â) Substituindo: DV = 250 x sen 02°10’10” DV = 9,463m PARA CALCULAR A DISTÂNCIA INCLINADA (DI) Sen(â) = cateto oposto (DH)/hipotenusa (DI) = Sen(â) = (DV)/(DI), resumindo: (DI) = (DV)/Sen(â) Ou, Cos(â) = cateto adjacente (DV)/hipotenusa (DI) = Cos(â) = (DH)/(DI), resumindo: (DI) = (DH)/Cos(â) FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 50 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Exemplo 1: A distância horizontal for igual a 167m e o ângulo vertical igual a 12°10’36”: DH = 167m V (â) = 00°10’36 DI = (DH)/Cos(â) Substituindo: DI = 167/Cos 12°10’36” DI = 170,843m Exemplo 2: A distância vertical for igual a 250m e o ângulo vertical igual a 02°10’10”: DV = 250m V (â)= 02°10’10” DI = (DV)/Sen(â) Substituindo: DI = 250/Sen 02°10’10” DI = 6.604,164 m FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 51 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 11 MEDIÇÃO DE DISTÂNCIA Em Topografia a distância entre dois pontos quer dizer a distância horizontal, as dis- tâncias inclinadas são reduzidas às dimensões de sua projeção horizontal equivalente. Medidas lineares: - Distâncias Horizontais. - Distâncias Verticais ou diferença de Nível. - Medida Direta: quando o instrumento de medida é aplicado diretamente sobre o terreno. Materiais utilizados: trena, fitas de aço e corrente do agrimensor. - Medida Indireta: quando se obtém o valor da distância com o auxílio do cálculo trigonométrico. Materiais utilizados: • Acessórios: são instrumentos que irão ajudar na medida direta da distância. • Principais acessórios: nível de mangueira, piquetes, estacas testemunhas, balizas, nível de cantoneira e cadernetas de campo. Anote isso Para Medida Direta, considerar o fator abaixo: Correções por encurtamento ou dilatação de trenas DHc = distância horizontal corrigida La = L +- erro (comprimento aferido) DHm = distância horizontal medida DHc = La/L x DHm FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 52 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Exemplo: Um estudante de engenharia civil recebeu a tarefa de medir numa obra o seu perímetro com uma trena de 30m, que lhe foi fornecida. Na trena havia uma observação dizendo que a mesma estava encurtada em 4,2cm. Considerando que ele obteve a medida de 354,20m, qual o valor correto da medida? DHc = ? La = 30m + 0,042m = 30,042m L = 30m DHm = 354,20m DHc= 30,042/30 x 354,20 DHc= 354,70m O valor correto da medida é de 354,70m Medida Indireta A técnica de medida indireta de distância denomina-se TAQUEOMETRIA ou ESTA- DIMETRIA, são através do retículo ou estádia do teodolito e da régua graduada que são obtidas as leituras necessárias ao cálculo das distâncias horizontais e verticais. As observações de campo são realizadas com o auxílio de teodolitos, através desse aparelho realiza-se a medição do ângulo vertical ou ângulo zenital o qual, em conjunto com as leituras efetuadas, será utilizado no cálculo da distância. Fonte: http://www2.uefs.br/geotec/topografia/apostilas/topografia(2).htm FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 53 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Teodolito Fonte: https://www.passeidireto.com/arquivo/40818104/componentes-do-teodolito A estadia ou retículo do Teodolito é composto por: - Três fios estadimétricos horizontais • FS = fio superior • FM = fio médio • FI = fio inferior - Um fio vertical Mira ou Régua graduada Temos dois tipos de materiais: FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 54 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO 1) Madeira • bolinhas indicadoras do metro M • algarismos indicadores do centí- metro CM Fonte: https://www.render.com.br/areas/arquitetura-e-engenharia-civil/ topografia-fundamentos 2) Alumínio • Algarismos para indicação do metro M e do centímetro CM Fonte: https://topografialowcost.wordpress.com/2017/03/05/ instrumentos-utilizados-na-topografia/ Métodos de medidas indiretas Distância horizontal – Visada horizontal DH = 100 x H + C C é a constante de Reichembach, que assume o valor em CM para equipamentos com lunetas analáticas e valores que variam de 25cm a 50cm para equipamentos com lunetas aláticas. Lunetas analáticas: são modernas com a inclusão de mais de uma lente, chamada analisadora, graças a qual, a posição do foco do sistema passou a ser fixo e imutável: tais lunetas são chamadas por isso de analáticas e imutáveis. Lunetas aláticas: nos aparelhos antigos a posição do vértice do triângulo estadi- métrico era variável, já que o foco do sistema ótico variava com a distância do objeto visado (lunetas aláticas, isto é, variáveis). FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 55 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Distância horizontal – Visada inclinada Resumo: VISADA DISTÂNCIA HORIZONTAL Instrumentos analáticos Instrumentos aláticos HORIZONTAL DH = 100 x H DH = 100 x H + C INCLINADA DH = 100 x H x cos²α DH = 100 x H x cos²α + C Distância vertical ou diferença de nível – Visada ascendente DH = 50 x H x sen 2α - FM + l H = Fio superior + Fio inferior FM = Fio médio l = altura da luneta do instrumento baseado ao solo. A interpretação do resultado desta relação se faz da seguinte forma (l): DN = for (+) significa que o terreno, no sentido da medição, está em aclive. DN = for (-) significa que o terreno, no sentido da medição, está em declive. Distância vertical – Visada descendente DH = 50 x H x sen 2α + FM - l DN = for (+) significa que o terreno, no sentido da medição, está em declive. DN = for (-) significa que o terreno, no sentido da medição, está em aclive. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 56 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 12 MEDIÇÃO DE DIREÇÃO Medição de direção: são medidos em campo, a partir destas direções são calcula- dos ângulos. Ângulos horizontais São formados por dois planos verticais que contém direções formadas pelo ponto ocupado e pelo ponto visado. Sempre que possível, a pontaria deve ser realizada o mais próximo possível do ponto para evitar erros de leitura. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 57 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Ângulos verticais Trata-se do ângulo formado entre a linha do horizonte (plano horizontal) e a linha de visada, medindo no plano vertical que contém os pontos. Varia de 0°a +90°(acima do horizonte) e -90° (abaixo do horizonte). Ângulo zenital Esse ângulo é formado entre a vertical do lugar (zênite) e a linha visada, varia de 0° a 180°, sendo a origem do contagem no zênite. n: é o número de lados do polígono A soma dos ângulos internos de qualquer polígono de 5 lados é: Somatório dos ângulos medidos = (n - 2) x 180°, substituindo: 180° x (5 - 2) = 180° x 3 = 540° OBS: somando todos os ângulos da imagem dá um total de 540°. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 58 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO - A soma dos ângulos externos de qualquer polígono de 5 lados é: Somatório dos ângulos medidos = (n + 2) x 180°, substituindo: 180° x (5 + 2) = 180° x 7 = 1260° OBS: somando todos os ângulos da imagem dá um total de 1260°. Azimute (AZ): é o ângulo formado entre a direção Norte e Sul e ao alinhamento con- siderado, contado a partir do Polo Norte, no sentido horário. Ele varia de 0° a 360°. Rumo (R): é o menor ângulo que a direção faz com a Direção Norte-Sul, após o valor do rumo deve ser indicado o quadrante geográfico que o mesmo pertence, ou seja, NO, NE, SO ou SE. Conversão entre Rumo e Azimute Sempre que possível é recomendável a transformação dos rumos em azimutes, tendo em vista a praticidade nos cálculos de coordenadas, e também para a orientação de estruturas em campo. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 59 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO No 1º quadrante: R1 = Az1 No 2º quadrante: R2 = 180º - Az2 No 3º quadrante: R3 = Az3 - 180º No 4º quadrante: R4 = 360º - Az4 Exemplo No segundo quadrante: R2 = 180° - Az2 Az = 180° - R2 Az = 180° - 35° 25’ = 144° 35’ No primeiro quadrante: R1 = Az1 R1 = 33° 43’ FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 60 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO No quarto quadrante: R4 = 360° - Az4 Az4 = 360° - 38° 15’ Az4 = 321° 45’ No terceiro quadrante: R3 = Az4 - 180° Az4 = 233° 40’ - 180° Az4 = 53° 40’ FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 61 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 13 LEVANTAMENTO PLANIMÉTRICO O levantamento Planimétrico é a representação de um plano horizontal de um levanta- mento fornecido com a obtenção de distâncias e ângulos horizontais que definem uma área, este levantamentoé utilizado especialmente para determinar limites de um terreno. Com o objetivo de representar, por meio de desenho em planta as porções de terra de interesse, que podem ser: para registro em cartório de imóveis, para desenvolvimento de projetos, para controles das dimensões da área, para liberação do uso da área etc. Cálculo de coordenadas Inicialmente devemos determinar as coordenadas planas que são obtidas em função da distância de um vértice de um alinhamento e o Azimute ou Rumo (magnético ou geográfico), ou seja, X e Y. De uma forma bem simples, pode-se dizer que a projeção “X” é representação da distância entre dois vértices do alinhamento sobre o eixo das abcissas e a projeção “Y” a representação da mesma distância no eixo das ordenadas. Empregando os conceitos de Trigonometria Plana que lida com figuras geométricas de um único plano é possível calcular as projeções de “X” e “Y” da seguinte forma: FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 62 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO O método mais utilizado para determinar as coordenadas em Topografia é a Poli- gonação, principalmente para pontos de apoio planimétricos. O levantamento de uma poligonal elaborado através do método de caminhamento, percorrendo o contorno definido por uma série de pontos, medindo-se todos os ângulos. As poligonais podem ser: Fechada: parte de um ponto com coordenadas conhecidas e retorna ao mesmo ponto. Sua principal vantagem é permitir a verificação de erro de fechamento angular e linear. Aberta: parte de um ponto com coordenadas conhecidas e acaba em um ponto cujas coordenadas deseja-se determinar. Não é possível determinar erros de fechamento, portanto, devem-se tomar todos os cuidados necessários durante o levantamento de campo para evitá-los. Enquadrada: parte de dois pontos com coordenadas conhecidas e acabam em outros dois pontos com coordenadas conhecidas. Permite a verificação do erro de fechamento angular e linear. Segundo a NBR 13133 (ABNT, 1994, p. 7), a situação ideal é que pelo menos 2 pontos de coordenadas conhecidas sejam vinculados à rede geodésica (Sistema Geodésico FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 63 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Brasileiro). Neste caso, é possível, a partir de dois pontos, determinar o azimute de partida para o levantamento da poligonal. Um dos elementos necessários para definição de uma poligonal são os ângulos formados por seus lados. A medição destes ângulos pode ser feita utilizando técnicas como pares conjugados (PD e PI), por exemplo. São determinados os ângulos internos ou externos da poligonal. Para calcularmos precisamos saber de dois conceitos primordiais: estação ré e estação vante. No sentido do caminhamento, a estação anterior ocupada, denomina-se RÉ e a estação seguinte, VANTE. Estação Ocupada: é a posição que está locada nosso equipamento de medição. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 64 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO EXEMPLO: Neste caso, os ângulos determinados são chama- dos de ângulos horizontais horários (EXTERNOS). São obtidos da seguinte forma: estaciona-se o equipamento na estação onde serão efetua- das as medições, faz-se pontaria ré e depois pontaria vante. O ângulo horizontal externo será dado por: ÂNGULO = leitura de vante – leitura de ré Exemplo: Medida do ângulo horizontal Para poligonal fechada, antes de calcular os azimu- tes das direções é necessário fazer a verificação dos ângulos medidos. Uma vez que a poligonal forma um polígono fechado é possível verificar se houve algum erro na medição dos ângulos. Em um polígono qualquer o somatório dos ângulos externos é: Somatório dos ângulos medidos = (n + 2) x 180° Caso o valor dos ângulos não seja igual ao valor total de 1260°, deve fazer a correção do erro fechamento: 180° x (5 + 2) = 180° x 7 = 1260° FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 65 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Anote isso Verificação do erro de fechamento angular O erro angular cometido será dado por: ea = somatória dos ângulos medidos – (n+2) x 180° Esse erro terá que ser menor que a tolerância angular (ea), que pode ser enten- dida como erro máximo aceitável nas medições. Para cálculo de tolerância angular temos: εa = p x √m m = número de ângulos medidos na poligonal p = é a precisão nominal do equipamento de medição angular Se o erro cometido for menor que o erro aceitável, deve-se realizar uma dis- tribuição do erro entre as estações e somente depois realizar o cálculo dos azimutes. Caso seja maior que o erro aceitável é necessário refazer as medi- ções angulares no campo. EXEMPLO: ESTAÇÃO ANGULOS INTERNO (°) GRAUS DECIMAIS A 22° 33’ 42’’ 22,5617 B 131° 25’ 51’’ 131,4308 C 112° 56’ 23’’ 112,9397 FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 66 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO D 69° 40’ 58’’ 69,6827 E 203°37’ 07’’ 203,6186 SOMATORIA 540° 14’ 01” 540,2335 ESPERADO 540° 00’ 00” 540 ERRO ANGULAR -0,2335 Para corrigir o erro: 0,2335 / 5 = 0,047 Acrescentar - 0,047 para cada ângulo. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 67 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 14 LEVANTAMENTO ALTIMÉTRICO E PLANIALTIMÉTRICO Altitude: Pode ser definida de forma simples como a distância de um ponto sobre a superfície da Terra, contada sobre a vertical ou normal, e a superfície de referência ou de altitude zero, por convenção, respectivamente, geoide ou elipsoide (GEMAEL, 1987). O levantamento altimétrico consiste na definição das alturas de um terreno e registra o grau de declividade de um terreno. As curvas de nível são representações em planta baixa dos pontos de um terreno que apresentam uma mesma altura. Ao conectá-los por meio de linhas, essas curvas são obtidas. Desse modo, a principal função de uma altimetria é representar o relevo de uma área, informação fundamental para o entendi- mento das características de um terreno. Fonte: https://www.researchgate.net/figure/Figura-12-Representacao-do-relevo-de-uma-area-por-estrutura-discreta-curvas-de-nivel_fig1_309810437 FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 68 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Curvas de nível Entende-se como curvas de nível a distân- cia vertical acima, ou abaixo, de um plano de referência de nível, começando no nível médio dos mares, que é a curva de nível zero, cada curva de nível tem um determinado valor. A distância vertical entre as curvas de nível é conhecida como equidistância, cujo valor é encontrado nas informações margi- nais da carta topográfica. A superfície horizontal de referência para os trabalhos de nivelamento é o nível do mar, isto é, a superfície horizontal que guarda a mesma distância do nível médio do mar ao centro de massa da Terra. Nível do mar: é um plano de referência para todos os trabalhos de altimetria, para qualquer lugar sobre a superfície. O Datum (sistema de referência) vertical do Brasil é o nível médio das águas do mar observadas no marégrafo de Imbituba – SC. Fonte: https://static.docsity.com/documents_pages/notas/2014/05/07/6595c16d75fb3689112560f68477eb8b.png / Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/geografia/curvas-nivel.htm FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 69 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Para a engenharia a determinação da cota/altitude de um ponto é uma atuação fundamental para: • Projetos e execução de estradas; • Grandes obras de engenharia, como pontes, portos, viadutos, túneis, etc.; • Locação de obras; • Trabalhos de terraplenagem; • Monitoramento de estruturas; • Planejamento urbano; • Rede de esgoto e drenagem etc; LEVANTAMENTO PLANIALTIMÉTRICO O levantamento planialtimétrico representa, basicamente, a união entre os levanta- mentos planimétrico e altimétrico. Esse método permite tanto a medição das projeções horizontais quanto as diferençasde alturas do relevo. Portanto, gera um mapeamento mais completo, esse levantamento é necessário nos casos em que se necessita de um mapeamento detalhado das condições de um terreno. Esse levantamento é dividido em duas etapas: a medição de campo e o desenho técnico da planta topográfica, a execu- ção desse serviço varia de acordo com o tamanho e quantidade de detalhes do terreno. Fonte: https://www.ecotopo.com.br/o-que-e-usucapiao.html FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 70 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 15 CÁLCULO DE ÁREAS E VOLUME Cálculo de áreas A avaliação de áreas é uma atividade comum na Topografia, por exemplo, na com- pra e venda de imóveis rurais e urbanos esta informação se reveste de importância. Essencialmente nos processos para determinação de áreas podem ser definidos como analíticos, gráficos, computacionais ou mecânicos. Processo Gráfico Neste método, a área avaliada é dividida em figuras geométricas como: triângu- los, quadrados etc, a área final será definida pela somatória de todas as áreas das figuras geométricas. Processo Computacional No momento atual, há uma forma bastante prática para o cálculo de áreas. Baseado no emprego de algum programa gráfico, como o AutoCAD, no qual são desenhados os pontos que definem a área levantada e o programa calcula esta área. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 71 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=atZDLDC0HOg Processo mecânico Utiliza-se um equipamento denominado de planímetro, um dos modelos mais conhecidos é o planímetro polar que é constituído por duas hastes horizontais articuladas. A extremidade livre de uma das hastes é mantida fixa sobre a mesa, enquanto a extremidade livre da segunda haste é deslo- cada sobre o perímetro da área a ser medida. Processos analíticos Neste método a área é avaliada utilizando fórmulas matemáticas que permitem, a partir de coordenadas dos pontos que definem afeição, realizar os cálculos desejados. O cálculo da área de poligonais, por exemplo, pode ser realizado a partir do cálculo da área de trapézios formados pelos vértices da poligonal (fórmula de Gauss). Fonte: https://sca.profmat-sbm.org.br/sca_v2/get_tcc3.php?id=595 FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 72 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Cálculo das áreas dos trapézios FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 73 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Por Gauss temos: Exemplo: Exemplo: Poligonal A poligonal que tem 5 vértices, onde são conhecidas as suas coordenadas X (lon- gitudes) e Y (latitudes). FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 74 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO COORDENADAS X Y XA YA XB YB XC YC XD YD XE YE A área calculada com base nas coorde- nadas X (longitude) que são multiplicadas pela sua subsequente Y (latitudes) e vice- -versa (repete-se a primeira coordenada no final), somam-se as parcelas de cada sentido. A diferença em módulo dos dois sentidos corresponde à área dobrada da poligonal, ao final basta dividir o resultado em dois: Exemplo: Prático Dadas às coordenadas dos pontos de uma poligonal fechada, calcular a área, utili- zando o método de Gauss: FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 75 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO PONTO X (m) Y (m) 0 0,00 0,00 1 40,00 40,00 2 99,99 49,98 3 90,03 -9,26 4 50,02 10,02 Área: A = 0.5 |0x40 + 40 x 99,99 + 49,98 x 90,03 + (-9,26) x 50,02 + 10,02x0 - 0x40 + 40 x 49,98 + 99,99x(-9,26) + 90,03 x 10,02 + 50,02x0| A = (8036,114 – 1975,394) x 0,5 A= 3030,36m² Cálculo de volumes de terra Fonte: http://gbcengenharia.com.br/blog/calculo-de-empolamento-e-contracao-do-solo/ Conceito A medida do volume na topografia é sempre um valor aproximado devido à dificuldade de se definir exatamente a forma da superfície, sempre será uma média. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 76 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Método dos pesos FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 77 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Exemplo: calcular o volume de corte para a malhada abaixo. A cota de escavação é 100m e o lado da malha quadrada mede 20m. São dadas as cotas, em metros, de cada um dos vértices da malha. Malha triangular: poderemos também trabalhar com malhas triangulares irregulares. Porém, neste caso, teremos que calcular o volume de cada um dos sólidos triangulares independentemente, pois as áreas dos sólidos serão diferentes. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 78 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Exemplo: para malha triangular dada, calcular o volume de corte para a cota 30m e a cota de passagem. Empolamento de materiais Empolamento é o acréscimo de volume do solo quando este é retirado do seu estado natural. Considerando uma taxa de acréscimo aplicada sobre o volume do solo natural retirado, varia de acordo com o tipo de solo. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 79 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Como calcular o empolamento: Vfinal = Vcorte x Cofator Como calcular a compactação: Vfinal = Vtransportado x Cofator Cofator: • Rocha explodida: 1,5 • Solo argiloso: 1,40 • Terra Comum: 1,25 • Solo arenoso seco: 1,12 Exemplo: Calcular o volume final para fins de transporte de um solo classificado como terra comum, proveniente de um serviço de terraplanagem que foi avaliado em 4.320m². • Quantas caçambas de 12m² seriam necessárias para transportar esse solo? • Quantas caçambas correspondem ao empolamento? Vfinal = Vcorte x Cofator Terra comum (Cofator): 1,25 Vfinal = 4320 x 1,25 = 5.400 m³ Quantidade de caçambas: 5400/12 = 450 unidades Vempolamento = Vfinal = 5400 – 4320 = 1.080 m³ Quantidade de caçambas: 1.080/12 = 90 unidades FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 80 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO AULA 16 PROJETO TERRAPLANAGEM Procedimento que envolve movimentação de solo para adequação do terreno. Se a tarefa for a de nivelar o terreno ou deixá-lo em uma cota imposta para o projeto é necessário determinar a curva de nível de passagem que coincide com a altura média do terreno. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 81 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Perfis tranversais Interpolação simples para cálculo de distância Estudo de caso: Quadricula 40x40 FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 82 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Calcular a média ponderada das altitudes no método dos pesos Peso1: altitude exclusiva de uma quadrícula. Peso2: altitude comum a duas quadrículas. Peso4: altitude comum a quatro quadrículas. FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 83 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Determinar o volume da porção do terreno estudada: Determinar as áreas das secções: , FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 84 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Após o clculo das áreas das seções da porção do terreno, calcula-se o volume: FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 85 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO Corte e aterro para a cota de passagem de 58,95 m FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 86 GEOTECNOLOGIA E TOPOGRAFIA PROF. ESP. GUILHERME CASSAROTTI FERIGATO d1 = (0,45x40)/(0,45+0,25) = 25,71m d2 = 40 - 25,71 = 14,29 m Área de corte = A triângulo + área do trapézio Área de corte = (B.h)/2 + h/2 [E1 + E2 + 2x ∑Mi] Área de corte = (0,25 x 14,29)/2 + [40/2 (0,25 + 1,65 + 2x 1,15)] Área de corte = 1,786 + 84 = 85,786m² = 85,79m² Área de aterro = área do triângulo Área de aterro= (25,71 x 0,45)/2 = 5,78m² d1 = (0,45x40)/(0,45+0,65) = 16,36m d2 = 40 – 16,36 = 23,64 m Área de corte = A triângulo + área do trapézio Área de corte = (h/2 [E1 + E2
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