Tema 2 Módulo 3 Aplicações da Geomática para estudo de áreas

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MÓDULO 3
 Identi�car o estudo de áreas com a Geomática
APLICAÇÕES DA GEOMÁTICA PARA ESTUDO DE ÁREAS
11:22
Neste módulo, vamos estudar sobre a aplicação de conhecimentos da Geomática na análise de áreas e no
georreferenciamento de mapas em formato digital.
Vamos apresentar também uma ferramenta on-line para conversão de sistemas de coordenadas.
TRANSFORMAÇÃO DE DATUM
Como vimos anteriormente, a Geodésia estuda a forma e as dimensões da Terra. Ao longo dos séculos, com a
evolução do conhecimento nas áreas da Matemática, Astronomia e Física, bem como do desenvolvimento
tecnológico de equipamentos de medição, os parâmetros de�nidores dos modelos terrestres foram aprimorados.
Consequentemente, os sistemas de coordenadas de referência também se aperfeiçoaram, a �m de proporcionar
resultados mais coerentes com a realidade.
Saiba mais
No Brasil, ainda é comum encontrar cartas topográ�cas produzidas nas décadas de 1970 e 1980. Parte
delas foi representada no sistema Córrego Alegre, enquanto as demais foram representadas no sistema
SAD-69, que vigorou entre 1979 e 2015.
Ambos eram sistemas de referência local, ou seja, o centro de elipsoide de referência não coincide com o
centro de massa da Terra. Desde 2015, o sistema de referência o�cial em vigor no país é o SIRGAS 2000,
geocêntrico e ajustado às Américas.
Uma vez que ainda há muitos documentos legados produzidos pelas três esferas da administração pública, a
transformação entre sistemas de coordenadas ainda se faz necessária para eliminar os deslocamentos gerados
pela mudança de referência. Mesmo que os softwares de geoprocessamento da atualidade reconheçam centenas
de referências catalogadas e consigam realizar as transformações em tempo de exibição (alguns empregam o
termo on-the-�y), algumas vezes o processo se faz necessário para conjuntos de coordenadas sem a necessidade
de instalar softwares so�sticados.
Há algumas iniciativas de ferramentas de coordenadas disponíveis on-line que possibilitam as seguintes ações:
Transformação
Entre diferentes sistemas de referência.
e
Conversão
Entre diferentes formas de
representação, como geográ�cas para
projetadas e vice-versa.
Exemplo
Uma delas é a calculadora geográ�ca implementada e disponibilizada pelo Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais (INPE).
Além da conversão das coordenadas, o site do INPE também disponibiliza a funcionalidade de cálculo da distância
entre o ponto de partida e de chegada e de cálculo de meridiano central, que de�ne o fuso do sistema de
coordenadas do sistema Universal Transversa de Mercator (UTM), que abrange a coordenada informada como
entrada.
 Funcionalidades da calculadora geográ�ca.
Exemplo
Um exemplo é a localização do monumento do Cristo Redentor, no Rio de Janeiro, com coordenadas 22° 57’
06”S e 43° 12’ 37”O, de acordo com o Google Earth (referência WGS84).
 Localização do Cristo Redentor no Google Earth on-line.
Captura de tela do Software Google Earth
Para posicioná-lo sobre uma carta topográ�ca com coordenadas geográ�cas no sistema SAD-69 é necessário
inserir os parâmetros da transformação na calculadora geográ�ca: coordenadas e datum de entrada (WGS84),
assim como a projeção e o datum de saída.
As coordenadas resultantes são apresentadas no formato sexagesimal (graus, minutos e segundos) e em graus
decimais. Além das coordenadas geográ�cas (sexadecimal e decimal), a calculadora aceita como entrada e como
saída coordenadas projetadas (UTM, policônica, Albers, entre outras).
 Transformação de coordenadas WGS84 para SAD69.
O resultado da conversão pode ser visualizado no Google Maps, caso o usuário clique no link correspondente.
Entretanto, o marcador criado possui as coordenadas transformadas. No exemplo da imagem acima, os valores
representados em SAD69 são colocados em um mapa representado em WGS84.
Tal representação pode exibir a ordem de grandeza dos deslocamentos decorrentes da transformação. Inserindo
os dois pares de coordenadas na ferramenta de cálculo de distância, veri�ca-se que o deslocamento horizontal
obtido da seleção equivocada do datum é da ordem de 70m.
 Visualização do resultado da transformação de coordenadas no Google Maps®.
Captura de tela do Software Google Earth
 Cálculo do deslocamento horizontal entre coordenadas transformadas.
APRESENTANDO O GOOGLE EARTH
O desenvolvimento de globos digitais para exibição de dados georreferenciados permitiu aos usuários maior
agilidade no acesso e no uso da informação geográ�ca por meio de uma interface intuitiva e de imagens de boa
resolução.
O conceito foi incrementado pela implementação de ferramentas básicas, como:
Inserção de dados do usuário (imagens, marcadores, caminhos e polígonos).
Medição de áreas e distâncias.
Elaboração de per�s altimétricos de caminhos de�nidos pelo usuário.
O Google Earth popularizou essa tecnologia, acrescentando ferramentas que permitem ao usuário inserir os dados
de seu interesse e realizar tarefas simples, como a medição de áreas e distâncias, a plotagem de per�s
longitudinais de relevo e a geração de mapas simpli�cados para exportação. Neste módulo, usamos a versão Pro
7.3.3.7786 (64-bit).
 Interface do Google Earth Pro.
Captura de tela do Software Google Earth
Objeto com interação.
PAINEL NÚMERO 1 
PAINEL NÚMERO 2 
PAINEL NÚMERO 3 
PAINEL NÚMERO 4 
PAINEL NÚMERO 5 
PAINEL NÚMERO 6 
PAINEL NÚMERO 7 
Estudo de áreas usando Google Earth
Na barra de tarefas (painel 3), selecione a ferramenta Régua, e, em seguida, a aba Caminho. Con�gure a unidade
de exibição da resposta selecionando-a entre as opções existentes na caixa suspensa existente na aba.
Você sabia
Existe a opção para habilitar a funcionalidade de exibir o per�l de elevação, gerando um grá�co que ilustra a
altitude e a declividade ao longo do caminho de�nido pelo usuário.
 Comprimento do caminho, com per�l de elevação.
Captura de tela do Software Google Earth
Com esse procedimento, nem a linha nem as estatísticas são armazenadas, podendo ser apagadas da tela ao
clicar no botão Limpar. Entretanto, o caminho (sem o per�l) pode ser salvo ao clicarmos no botão Salvar.
Na barra de tarefas (painel 3), selecione a ferramenta Régua, e, em seguida, a aba Polígono. Con�gure a unidade
de exibição do perímetro e da área selecionando-as entre as opções existentes na caixa suspensa existente na
aba.
Atenção
Não está disponível a opção para habilitar a funcionalidade de exibir o per�l de elevação, como no caso do
caminho.
Clique com o mouse nos pontos identi�cados no terreno até contornar a área desejada. Selecionando a opção
Navegação com mouse, as combinações das teclas Ctrl e Shift com os movimentos da roda do mouse permitem
posicionar a câmera para selecionar corretamente os vértices. Após a inclusão do terceiro vértice do polígono, o
perímetro e a área são atualizados.
Edições das posições do vértice são possíveis, bastando aproximar o cursor do mouse do vértice a ser ajustado,
até que o vértice �que na cor verde, clicar e arrastar o mouse até que o vértice esteja na posição desejada.
Com esse procedimento, nem o polígono nem as estatísticas são armazenados, podendo ser apagados da tela ao
clicarmos no botão Limpar. Entretanto, o polígono pode ser salvo ao clicarmos no botão Salvar.
Dica
Caso a área a ser estudada seja de�nida por pontos de coordenadas conhecidas (geográ�cas em WGS84), o
ideal é adicionar marcadores antes de utilizar as ferramentas de régua. O modo mais simples de adicionar
um marcador é clicar no botão correspondente na barra de ferramentas (painel 3).
A janela que se abre permite atribuir um nome ao marcador, inserir as coordenadas geográ�cas, alterar a
simbologia e de�nir a altitude (preferencialmente, selecionar a opção presa ao solo). Terminado o processo, o
marcador aparecerá no painel Lugares (número 5).
Saiba mais
Os lugares podem ser exportados em formato KML, nativo do Google Earth e reconhecido pelos principais
softwares de geoprocessamento.
 Área e perímetrode um polígono.
Captura de tela do Software Google Earth
 Inserindo novo marcador no Google Earth.
Captura de tela do Software Google Earth
Caso os dados estejam organizados em arquivos georreferenciados, tanto vetoriais quanto matriciais, é possível
importá-los, respeitadas as limitações de hardware para a manipulação de arquivos muito complexos.
Selecione no menu principal a opção Arquivo e, em seguida, a opção Importar.
Dica
Podem ser importados arquivos nos formatos shape�le, KML e GeoTIFF, entre outros.
GEORREFERENCIAMENTO DE MAPAS NO AUTOCAD
Levantamentos topográ�cos, projetos de engenharia e imagens originalmente são representados em sistemas de
coordenadas próprios. No caso das imagens, o sistema de coordenadas é baseado em linhas e colunas a �m de
identi�car a posição de um pixel. Os outros dados podem se basear em coordenadas arbitrárias.
Entretanto, ao integrar o projeto em contextos mais abrangentes, é necessário transformar as coordenadas para
que se ajustem ao sistema de coordenadas de referência (no terreno), rotacionando, transladando e aplicando
fatores de escala ao conjunto de coordenadas original.
Os parâmetros dessa transformação são calculados com base na associação das coordenadas de alguns pontos
de controle no sistema de origem com as coordenadas de terreno representadas no sistema de destino. As
coordenadas de terreno podem ser obtidas por meio de levantamentos geodésicos ou pela identi�cação das
coordenadas do local em outro mapa.
Exemplo
Para exempli�car o georreferenciamento de uma imagem, vamos inserir uma ortofoto na escala de 1:25.000,
produzida e disponibilizada pelo Instituto Brasileiro de Geogra�a e Estatística (IBGE). A ortofoto cobre parte
da Baía de Guanabara, no Rio de Janeiro, com latitudes variando entre 22° 52’ 30”S e 23° S e longitudes
variando entre 43° 7’ 30”O e 43° 15’ O (CONCAR, 2011).
A versão do AutoCAD utilizada é a 2021. Entretanto, as funcionalidades utilizadas estão disponíveis nas versões
anteriores.
 Ortofoto 1:25.000 – BAÍA DE GUANABARA.
Antes de iniciar com o georreferenciamento da ortofoto, é necessário con�gurar as unidades de trabalho. No
AutoCAD, o comando UN (Unidades) abre a janela para ajuste das con�gurações. Vamos selecionar os valores
conforme a �gura a seguir.
 Con�guração de unidades no AutoCAD.
Captura de tela do Software AutoCAD
Veri�que se a opção Ajustar o cursor para pontos de referência 2D está ativado na barra de ferramentas no canto
inferior direito, acionando a tecla F3 ou por meio do comando OSNAP.
 Botão para con�gurar o ajuste do cursor para pontos de referência 2D.
Captura de tela do Software AutoCAD
Posicione os pontos de controle para o georreferenciamento. As coordenadas dos pontos de controle podem ser
extraídas de mapas já existentes ou medidas no terreno.
Saiba mais
Os pontos de controle são locais facilmente identi�cados na imagem (ou no projeto) que servirão de
referência para o ajuste dos parâmetros de rotação, translação e escala.
Como a área de trabalho do AutoCAD é cartesiana, as coordenadas dos pontos de controle devem ser projetadas
para sistemas cartesianos. Um sistema de coordenadas cartesiano muito empregado na representação de
pequenas áreas é o Universal Transverse Mercator (UTM), sobre o qual já falamos antes.
Dica
Para grandes extensões de área, especialmente aquelas que usam mais de um fuso, pode ser usado o
sistema de�nido por uma projeção policônica.
Nas áreas grandes, que utilizam mais de um fuso horário, as coordenadas em UTM são su�cientes, sendo obtidas
por meio da transformação das coordenadas geográ�cas da foto (representadas em SIRGAS 2000), empregando
a calculadora geográ�ca de que falamos antes.
Então, serão criados dois pontos por meio do comando PONTO, informando as coordenadas UTM de dois vértices
opostos da imagem. É possível inserir círculos por meio do comando CIRCULO, informando as coordenadas UTM
dos centros e estabelecendo um raio de 100m para facilitar a visualização.
 Locação de pontos de controle no AutoCAD.
Captura de tela do Software AutoCAD
Em seguida, no menu principal, selecione a opção Inserir. Clique em Anexar para selecionar a imagem que será
georreferenciada.
 Localização do botão para anexar imagem.
Captura de tela do Software AutoCAD
Na janela que se abre, selecione a imagem na pasta em que está armazenada. Clique então no botão Abrir.
Dica
A imagem não precisa estar armazenada no local, isto é, no computador em que o AutoCAD está instalado.
Com o endereço Web (URL) da imagem, é possível acessar a �gura por meio do botão Pesquisar na Web.
 Diálogo de seleção da imagem a ser georreferenciada.
Captura de tela do Software AutoCAD
A janela seguinte pergunta sobre o ponto de inserção da imagem, a escala e a rotação a serem considerados no
posicionamento da ortofoto. Selecione as opções de Especi�car na tela tanto para o Ponto de inserção quanto
para Escala.
O ponto de inserção corresponde ao canto inferior esquerdo da imagem, de modo que é recomendável clicar entre
os pontos de controle. A escala é então de�nida pelo movimento do mouse. A imagem inserida ainda não está em
escala.
 Imagem anexada sem georreferenciamento.
Captura de tela do Software AutoCAD
Para re�nar a rotação e de�nir a escala, vamos alinhar a imagem com base nos pontos de controle. Digite AL e a
opção ALINHAR estará disponível, ou acesse o botão pelo menu principal, opção Padrão, bloco Modi�car.
Selecione o objeto a ser alinhado, a imagem, clicando sobre ela. O programa pedirá o primeiro ponto da imagem a
ser alinhado. Use as ferramentas de navegação e visualização para selecionar o pixel que corresponde ao ponto de
controle com um clique do mouse.
Em seguida, o programa pedirá o ponto de controle correspondente, de�nido pelo ponto inserido anteriormente (ou
pelo centro do círculo). O processo se repete mais uma vez. O programa pede para Especi�car o terceiro ponto de
origem ou <continuar>.
Selecione continuar e “Sim” à pergunta redimensionar objetos com base nos pontos de alinhamento. Não é
necessário inserir o terceiro ponto. A imagem sobrepõe os círculos, como se pode observar ao ocultar a imagem, e
as coordenadas são exibidas na janela Propriedades.
 Imagem alinhada aos pontos de controle.
Captura de tela do Software AutoCAD
Dica
O recurso de alinhamento também é empregado no caso de dados em formato vetorial, devendo o usuário
selecionar todos os vetores na primeira etapa do comando.
Os resultados obtidos com dados criados em um sistema cartesiano (sem a necessidade de transformação) são
melhores. Outros modelos de georreferenciamento demandam maior número de pontos de controle e minimizam
distorções decorrentes da geometria da imagem e das transformações realizadas em sua produção.
 VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. A navegação com mouse no Google Earth pode ser incrementada se o usuário
pressionar algumas teclas enquanto arrasta o mouse ao longo da cena. Uma dessas teclas
é
Comentário
Parabéns! A alternativa "D" está correta.
Pressionando a tecla Shift, clicando e arrastando o mouse, o usuário rotaciona a cena de modo
que o local do objeto permaneça �xo e a câmera passe a girar em volta do objeto.
2. Qual é o comando que deve ser executado para georreferenciar no AutoCAD uma
Alt.A)
Escape.B)
Setas direcionais.C)
Shift.D)
Tabulação.E)
imagem exportada do Google Earth?
Comentário
Parabéns! A alternativa "A" está correta.
Este comando faz o alinhamento de alguns objetos com outros objetos adquiridos em 2D e 3D,
no caso do Google Earth.
Com o comando alinhar, é possível fazer com que um, dois ou três pares de pontos sejam
utilizados para movimentação, rotação ou inclinação dos objetos, alinhando-os com pontos em
outro objeto.
Alinhar.A)
Mover.B)
Escala.C)
Circulo.D)
Georreferenciar.E)