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1 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S 2 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S 3 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Núcleo de Educação a Distância GRUPO PROMINAS DE EDUCAÇÃO Diagramação: Rhanya Vitória M. R. Cupertino PRESIDENTE: Valdir Valério, Diretor Executivo: Dr. Willian Ferreira. O Grupo Educacional Prominas é uma referência no cenário educacional e com ações voltadas para a formação de profissionais capazes de se destacar no mercado de trabalho. O Grupo Prominas investe em tecnologia, inovação e conhecimento. Tudo isso é responsável por fomentar a expansão e consolidar a responsabilidade de promover a aprendizagem. 4 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Prezado(a) Pós-Graduando(a), Seja muito bem-vindo(a) ao nosso Grupo Educacional! Inicialmente, gostaríamos de agradecê-lo(a) pela confiança em nós depositada. Temos a convicção absoluta que você não irá se decepcionar pela sua escolha, pois nos comprometemos a superar as suas expectativas. A educação deve ser sempre o pilar para consolidação de uma nação soberana, democrática, crítica, reflexiva, acolhedora e integra- dora. Além disso, a educação é a maneira mais nobre de promover a ascensão social e econômica da população de um país. Durante o seu curso de graduação você teve a oportunida- de de conhecer e estudar uma grande diversidade de conteúdos. Foi um momento de consolidação e amadurecimento de suas escolhas pessoais e profissionais. Agora, na Pós-Graduação, as expectativas e objetivos são outros. É o momento de você complementar a sua formação acadêmi- ca, se atualizar, incorporar novas competências e técnicas, desenvolver um novo perfil profissional, objetivando o aprimoramento para sua atua- ção no concorrido mercado do trabalho. E, certamente, será um passo importante para quem deseja ingressar como docente no ensino supe- rior e se qualificar ainda mais para o magistério nos demais níveis de ensino. E o propósito do nosso Grupo Educacional é ajudá-lo(a) nessa jornada! Conte conosco, pois nós acreditamos em seu potencial. Vamos juntos nessa maravilhosa viagem que é a construção de novos conhecimentos. Um abraço, Grupo Prominas - Educação e Tecnologia 5 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S 6 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Olá, acadêmico(a) do ensino a distância do Grupo Prominas! . É um prazer tê-lo em nossa instituição! Saiba que sua escolha é sinal de prestígio e consideração. Quero lhe parabenizar pela dispo- sição ao aprendizado e autodesenvolvimento. No ensino a distância é você quem administra o tempo de estudo. Por isso, ele exige perseve- rança, disciplina e organização. Este material, bem como as outras ferramentas do curso (como as aulas em vídeo, atividades, fóruns, etc.), foi projetado visando a sua preparação nessa jornada rumo ao sucesso profissional. Todo conteúdo foi elaborado para auxiliá-lo nessa tarefa, proporcionado um estudo de qualidade e com foco nas exigências do mercado de trabalho. Estude bastante e um grande abraço! Professora: Aline Carneiro Silverol 7 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S O texto abaixo das tags são informações de apoio para você ao longo dos seus estudos. Cada conteúdo é preprarado focando em téc- nicas de aprendizagem que contribuem no seu processo de busca pela conhecimento. Cada uma dessas tags, é focada especificadamente em partes importantes dos materiais aqui apresentados. Lembre-se que, cada in- formação obtida atráves do seu curso, será o ponto de partida rumo ao seu sucesso profissional. 8 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Neste módulo, serão analisados os principais conceitos referen- tes à Topografia, bem como sua relação com a Cartografia e a Geodésia, além da utilização dos dados topográficos no geoprocessamento. A Topo- grafia é uma ciência que tem por objetivo descrever um lugar, ou seja, ca- racterizá-lo conforme as suas características planimétricas e altimétricas, de forma que possa fornecer os subsídios necessários para embasar as modificações e intervenções necessárias no terreno para as diversas apli- cações. A cartografia e a geodésia são essenciais para a Topografia, já que são responsáveis por todo o embasamento teórico que é utilizado por essa ciência, de maneira que seus conceitos essenciais para os levantamentos topográficos estão explicitados neste módulo. Ainda, será abordada a apli- cação da topografia no geoprocessamento, onde é possível perceber a im- portância dos levantamentos topográficos para uma infinidade de projetos. Topografia. Cartografia. Geodésia. Geoprocessamento. Levantamento Topográfico. 9 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S CAPÍTULO 01 INTRODUÇÃO À TOPOGRAFIA Apresentação do Módulo ______________________________________ 10 12Histórico da Topografia ________________________________________ Divisão da Topografia ___________________________________________ Objetivos e Conceitos Fundamentais em Topografia ___________ Equipamentos e Aplicações em Topografia ____________________ Recapitulando _________________________________________________ 14 16 19 26 CAPÍTULO 02 TOPOGRAFIA E SUAS RELAÇÕES COM A CARTOGRAFIA Topografia e Cartografia _______________________________________ Recapitulando _________________________________________________ 30 45 Recapitulando _________________________________________________ Fechando a Unidade ___________________________________________ Referências ____________________________________________________ 62 66 69 CAPÍTULO 03 TOPOGRAFIA, GEODÉSIA E GEOPROCESSAMENTO Topografia e Geodésia _________________________________________ Topografia e Geoprocessamento _______________________________ 48 55 10 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S O homem e a sociedade como um todo, a partir do avanço das tecnologias e do uso do espaço geográfico, perceberam a necessidade de estudá-lo e caracterizá-lo, cada vez mais, para que seu uso fosse otimizado. Além disso, há também a necessidade de controle do espaço ocupado, de modo que as propriedades e outras porções do espaço pu- dessem ser organizadas e controladas com relação ao registro, a posse e ao pagamento de impostos. A topografia é uma área do conhecimento que tem por objetivo principal a descrição de um lugar. Nesse sentido, a topografia contri- bui também no entendimento, na descrição e na representação gráfica sobre uma superfície plana, partes da superfície terrestre, mas descon- siderando a curvatura do planeta Terra. Ainda, a Topografia pode ser definida como a ciência que utili- za instrumentos e métodos para obter a representação gráfica de uma porção do terreno sobre uma superfície plana. Além disso, também pode determinar o contorno, a dimensão e a posição relativa de uma porção limitada da superfície terrestre, sem levar em conta a curvatura resultante da esfericidade terrestre. Através dos levantamentos planimétricos, onde a caracteriza- ção das áreas é feita considerando as grandezas associadas ao plano horizontal, como também dos levantamentos altimétricos, onde as gran- dezas se referem ao plano vertical,é possível conhecer a porção da superfície terrestre, de modo que seus elementos possam ser represen- tados e interpretados. Essa interpretação é de grande importância, por exemplo, em estudos relacionados a obras de engenharia civil, como estradas, pontes e outras construções, pois cada terreno apresenta ele- mentos importantes na perspectiva horizontal e vertical, de modo que, muitas vezes, torna-se necessária a adoção de medidas para a execu- ção das obras, como cortes, aterramentos, etc. A topografia, juntamente com a cartografia, trabalha com os aspectos relacionados à planimetria e altimetria, de modo a contribuir na caracterização do espaço geográfico de modo que ele possa ser utilizado e monitorado sob diversos aspectos. Além disso, outro papel importante da topografia é a marcação de pontos que possibilitam a localização precisa deles no espaço. A as- sociação entre a geodésia a e topografia permitem que os pontos de um terreno, por exemplo, sejam inseridos em sistemas de coordenadas, de forma que essas áreas possam ser localizadas de acordo com interes- ses públicos ou privados. A possibilidade de georreferenciamento dos pontos e das marcações realizadas pelos levantamentos topográficos permitem o estabelecimento de limites de propriedades, além da verifi- 11 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S cação das divisas e a regulamentação de propriedades. Além dessas aplicações já bem conhecidas, graças ao avanço e a disseminação das tecnologias, especialmente dos Sistemas de In- formação Geográfica, os levantamentos topográficos podem contribuir para uma série de aplicações, como o cadastramento urbano e rural, estudos relacionados à paisagem e ao relevo, delimitação de bacias hidrográficas e outros fenômenos, como processos erosivos, etc. 12 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S HISTÓRICO DA TOPOGRAFIA Desde o surgimento dos nossos primeiros ancestrais, os ho- minídeos, entre 100.000 a 300.000 anos, nossos antepassados passa- ram por diversos processos de evolução. Os primeiros povos eram nômades, modo de vida em que o homem era um mero coletor e caçador, extraindo somente o que era oferecido pela natureza. À medida em que a demanda por alimentos foi aumentando, foi preciso encontrar mecanismos que pudessem suprir as necessidades dos grupos. O homem, ao descobrir e dominar as primei- ras técnicas agrícolas, pode fixar moradia em um local passando a não ser totalmente dependente da natureza. Dessa forma, ele abandonou o INTRODUÇÃO À TOPOGRAFIA TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S 13 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S modo de vida nômade e adotou o modo de vida sedentário. O cultivo de alimentos e a criação de animais foi se expandin- do, surgindo a agricultura e a pecuária. Além disso, os resultados dessa evolução resultaram na formação de grupos sociais mais complexos, além das primeiras vilas e cidades. Após o aparecimento das socie- dades mais organizadas e a expansão da agropecuária, os indivíduos perceberam a necessidade de demarcar seus domínios, tanto para o uso agrícola como também para a sua moradia. A demarcação de terras foi uma das primeiras manifestações da topografia e era realizada através de instrumentos rudimentares, mesmo sem os indivíduos saberem que ela, muito tempo depois, tor- nar-se-ia uma ciência. Os primeiros povos a criarem e a utilizarem os instrumentos to- pográficos foram os egípcios e os mesopotâmicos, sendo atribuído aos egípcios os primeiros registros da utilização da topografia já na época imperial, por volta de 3200 a.C. Após os egípcios e os mesopotâmicos, os chineses, hebreus, gregos e romanos também utilizaram a topografia para a definição dos limites territoriais. Os instrumentos topográficos construídos pelos egípcios, nes- sa época, eram bastante rudimentares, com baixa exatidão e precisão quando comparados aos instrumentos atuais. Entretanto, para a épo- ca, os resultados obtidos foram extraordinários, sendo a pirâmide de Quéops um dos exemplos mais marcantes. Os egípcios demoraram 30 anos para erguerem a pirâmide de Quéops, e esta foi construída com as medidas de 230,25m, 230,45m, 230,39m e 230,35m, respectivamente, paras as suas bases norte, sul, leste e oeste, errando apenas 20 cen- tímetros entres as bases. No caso dos ângulos, o erro correspondente aos quatro ângulos da base da pirâmide é de apenas 6´35’’. Ainda, as quatro arestas da pirâmide de Quéops apontam para os pontos colate- rais NE, SE, SO, e NO, incluindo também as outras pirâmides de Gizé. No decorrer do tempo, por questões de sobrevivência, orienta- ção, segurança, guerras, navegação, construção, entre outras necessi- dades, sempre foi imprescindível para o homem conhecer o meio em que vive e desenvolver suas atividades. Neste sentido, a representação do espaço era baseada na observação e na descrição do espaço. Podemos afirmar, de acordo com a própria história da Cartografia, antes mesmo do 14 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S homem desenvolver a escrita, ele já desenhava seus mapas para fins de localização e orientação. À medida que ele foi descobrindo novas manei- ras de representação, surgiram técnicas e equipamentos de medição que facilitaram a obtenção de dados para posterior representação. Com o passar dos séculos, os instrumentos e métodos, tanto nos requisitos técnicos quanto eletrônicos, tornando as interfaces e a sua operação mais amigáveis, com uma maior oferta de recursos para o operador, melhor controle dos erros e, consequentemente, a apresen- tação de resultados mais precisos e exatos. Nesse sentido, é de grande importância a representação grá- fica de uma porção da superfície da Terra para a sociedade, especial- mente, em proporções reduzidas, com todas as formas de relevo pre- sentes, como montanhas, vales, serras, além de elementos naturais, como rios e lagos, e também construídos, como estradas, divisas, cida- des, entre outros. Se a porção da superfície da Terra a ser representada for de tal extensão que não seja necessário considerar a forma da Terra, ela constitui o objeto da topografia. A palavra topografia é originada do idioma grego, em que TOPOS significa lugar ou região, enquanto que GRAPHEN significa descrição, ou seja, descrição de um lugar. Existem diversos conceitos relacionados à topografia: ela pode ser definida como a ciência que tem por objetivo conhecer, descrever e representar graficamente sobre uma superfície plana, partes da superfície terrestre, desconsiderando a curvatura do planeta Terra; ainda, pode representar o estudo dos ins- trumentos e métodos utilizados para obter a representação gráfica de uma porção do terreno sobre uma superfície plana; ainda, consiste na determinação do contorno, da dimensão e da posição relativa de uma porção limitada da superfície terrestre, sem levar em conta a curvatura resultante da esfericidade terrestre (Coelho Neto et. al. 2014). A partir dessas definições, podemos compreender que a topo- grafia é uma ciência que estuda, projeta, representa, mensura e execu- ta uma parte limitada da superfície terrestre sem considerar a curvatura da Terra, até onde o erro de esfericidade poderá ser desprezível, e con- siderando os perímetros, dimensões, localização geográfica e posição (orientação) e objetos de interesse que estejam dentro desta porção (Coelho Neto et. al. 2014). DIVISÃO DA TOPOGRAFIA A topografia é dividida em quatro subáreas: a topologia, a topo- metria, a taqueometria e a fotogrametria. 15 TO P O G R A F IA A P LI C A DA A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S A fotogrametria consiste em uma técnica que permite o estudo e a definição das formas, das dimensões e das posições de objetos no espaço, utilizando-se de medições obtidas a partir de fotografias ou imagens digitais. A taqueometria refere-se a um processo para a obtenção rá- pida da distância e da diferença de cota entre dois pontos. Ela permite obter as coordenadas espaciais de um ponto a partir do outro, ou seja, de modo indireto. A topologia consiste no levantamento topográfico onde as for- mas exteriores da superfície da Terra são representadas, bem como as leis que regem o seu modelado. Já a topometria pode ser definida como um levantamento topo- gráfico que tem por objetivo medir os elementos característicos de uma determinada área. A topometria é subdividida em planimetria, altimetria e planialtimetria (Figura 1). Figura 1: Divisões da Topografia. Fonte: Elaborada pela autora, 2020. A planimetria é a parte da topografia que estuda o terreno, consi- derando somente as dimensões e as coordenadas planimétricas. Nesse caso, o relevo do terreno não é importante, mas, sim, as suas distâncias e os ângulos horizontais, a localização geográfica e a posição (orientação). A altimetria é a parte da topografia que estuda o terreno, consi- derando somente as dimensões e as coordenadas altimétricas. Nesse 16 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S caso, o relevo do terreno é importante e se avalia somente suas distân- cias e os ângulos verticais. A planialtimetria é a parte da topografia que estuda o terreno con- siderando as dimensões e as coordenadas planimétricas e altimétricas. Nessa situação, tanto o relevo do terreno como as suas distâncias horizon- tais e verticais, os ângulos horizontais e verticais, a localização geográfica e a posição (orientação) são relevantes para o levantamento topográfico. OBJETIVOS E CONCEITOS FUNDAMENTAIS EM TOPOGRAFIA O objetivo principal da topografia é a realização de um levan- tamento, através da medição de ângulos, distâncias e desníveis que permitam representar uma porção da superfície terrestre em uma es- cala adequada. Esse levantamento envolve operações efetuadas em campo, com coleta de dados para a sua posterior representação. Além disso, o objetivo principal do levantamento topográfico deve estar ali- nhado com as normas locais, regionais ou nacionais. Se a superfície terrestre fosse plana e horizontal, a representa- ção dos elementos topográficos seria fácil, bastando referenciá-los com um sistema de eixos, medir as coordenadas e representá-los em esca- la. No entanto, sabemos que a superfície terrestre não é um plano per- feito, apresentando muitas irregularidades, além da sua curvatura geral. Para que a representação de uma porção do espaço seja feita, todos os acidentes geográficos importantes são projetados verticalmen- te, de acordo com a direção vertical do lugar, em um plano horizontal de referência. Ao representar os acidentes do terreno desta maneira, as suas projeções conservarão entre si as mesmas distâncias horizontais existen- tes no terreno. Dessa forma, o produto obtido é como uma imagem do ter- reno em um espelho grande e plano. Mas, para que a representação seja fiel, é necessária a determinação da distância vertical de cada acidente no plano horizontal fixo, que é chamado, portanto, de plano topográfico. Nesse contexto, a representação completa do terreno com- preende, portanto, duas partes: a representação plana do terreno, que é feita pela planimetria, e a representação vertical do terreno, ou seja, das formas de relevo, que é feita pela altimetria. Assim, a operação completa consiste no chamado levantamento topográfico ou levanta- mento planialtimétrico, que significa o conjunto de operações realizadas no terreno com o objetivo de se determinar as distâncias horizontais e verticais entre os pontos que caracterizam o modelado do terreno. 17 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S O levantamento planimétrico pode ser feito de maneira indi- vidual, entretanto o mesmo não se aplica ao levantamento altimétrico, não sendo possível a realização de um levantamento somente altimé- trico do terreno. Conceitos fundamentais Após o levantamento dos dados, para a representação gráfica, é feita a transferência do plano de projeção para o papel, preservan- do uma relação constante entre todas as distâncias medidas. O dese- nho resultante do terreno, a partir do levantamento planialtimétrico, é chamado de planta topográfica, e a relação constante entre as distân- cias medidas no terreno e na planta é a escala da planta. Ainda, há também o conceito de alinhamento. Em topografia, o alinhamento de dois pontos, A e B, no terreno, representa a direção ab determinada por suas respectivas projeções a e b em um plano ho- rizontal. Sendo um alinhamento em uma direção na horizontal, pode-se ter o mesmo alinhamento tirado a partir de A paralelo a ab resultando a horizontal AB’. Desta forma, a distância horizontal ou a distância redu- zida entre dois pontos é medida segundo o alinhamento estabelecido por eles. Assim, as distâncias horizontais podem ser medidas direta ou indiretamente, conforme o operador necessite ou não de percorrê-las, comparando-as com a unidade. A determinação das posições de pontos projetados em um plano horizontal refere-se aos pontos que definem a forma ou o contorno de aci- dentes do terreno, que são considerados importantes ou representáveis. Existe também o conceito relacionado ao limite de aplicação do plano topográfico. Quando projetamos verticalmente uma parte da superfície da Terra em um plano horizontal, consideramos que todas as verticais ou projetantes são paralelas. No entanto, isso não é exato, pois as verticais, na realidade, 18 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S são convergentes ao centro da Terra. Desta forma, se a superfície a ser projetada for muito extensa, a sua projeção não deve ser representada em um plano horizontal, mas, sim, em uma superfície que, partindo do nível médio do mar, apresentasse-se normal a qualquer vertical V medi- da em um ponto P qualquer da superfície da Terra. Esta superfície ideal se chama geoide ou superfície de nível e consiste em um dos modelos de representação da Terra. O modelo permite que a superfície terrestre seja representada por uma superfície fictícia, definida pelo prolongamento do nível médio dos mares (NMM) sobre os continentes. A representação por geoide gera um modelo com a superfície deformada em relação a sua forma e posição reais. No estudo da forma e da dimensão da Terra, existem quatro tipos de superfície ou modelo para a sua representação: o modelo real, o modelo geoidal, o modelo elipsoidal e o modelo esférico. Os principais produtos da topografia são o levantamento to- pográfico e a locação topográfica. O levantamento topográfico, de uma forma geral, consiste na coleta de todos os dados e características im- portantes presentes em um terreno em uma determinada área, para posterior representação fidedigna, através de desenho em papel ou ambiente gráfico, em escala adequada e com orientação, de todos os elementos naturais e artificiais que foram observados. De acordo com a NBR 13133/1994, que é a norma brasileira que regulamenta a execução do levantamento topográfico, ele é definido como: Conjunto de métodos e processos que, através de medições de ângulos horizontais e verticais, de distâncias horizontais, verticais e inclinadas, com instrumental adequado à exatidão pretendida, primordialmente, implanta e materializa pontos de apoio no terreno, determinando suas coordenadas to- pográficas. A estes pontosse relacionam os pontos de detalhes visando à sua exata representação planimétrica numa escala predeterminada e à sua re- presentação altimétrica por intermédio de curvas de nível, com equidistância também predeterminada e/ou pontos cotados (NBR 13133/1994, p. 3). 19 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Todo e qualquer planejamento de levantamento topográfico deve ser baseado na NBR13133, pois, nessa norma está descrita, além da metodologia de trabalho, orientações como a escala de trabalho, a quantidade mínima de pontos que devem ser coletados, de acordo com a área a ser levantada, entre outros elementos. A NBR13133 está dis- ponível para download na internet. A locação topográfica consiste na materialização, no terreno, dos pontos do projeto de uma obra para que ela possa ser executada exatamente no local planejado. É um processo posterior ao levanta- mento topográfico, já que é através deste último que as características do terreno são avaliadas, e, somente a partir delas, é que se torna pos- sível a definição do local da construção, as modificações necessárias no terreno para comportar o projeto, entre outros. A locação topográfica deve ser feita através das seguintes eta- pas: (1) levantamento topográfico do terreno onde a obra será realizada; (2) elaboração da planta topográfica do terreno; (3) criação do projeto da obra sobre a planta; e (4) locação do projeto em campo. Após a realização do levantamento topográfico e da locação topográfica, deve-se elaborar um memorial descritivo. O memorial des- critivo consiste em um documento anexo ao trabalho de levantamento e locação topográficas que informa todas as características de uma pro- priedade ou área. No memorial, devem estar discriminados os principais marcos, as coordenadas, as estradas que limitam a propriedade, etc. Ainda, é no memorial que é descrito, de maneira textual, a poligonal que limita a propriedade, de forma que se compreenda suas características e todo o levantamento que foi realizado, sem a necessidade de se verificar graficamente ou em tabelas. EQUIPAMENTOS E APLICAÇÕES EM TOPOGRAFIA Para que os levantamentos topográficos bem como as outras apli- cações da topografia sejam utilizadas, é necessário uma série de equipa- mentos que são indispensáveis para os levantamentos e as locações. Equipamentos e Topografia 20 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Os equipamentos de topografia são indispensáveis para os le- vantamentos e locações e podem ser divididos em instrumentos utiliza- dos nas medições e acessórios que auxiliam na medição. Instrumentos As trenas são instrumentos muito utilizados para mensurar diferenças de nível e, principalmente, as distâncias horizontais e, se usadas de forma correta, podem oferecer dados exatos e rápidos. Na utilização da trena, deve-se evitar os seguintes erros: • O erro de catenária, que é provocado pelo peso da trena. Devido ao peso do instrumento, ele tende a formar uma curva convexa voltada para baixo. O erro ocorre, pois, ao invés de se medir uma dis- tância no plano, ou seja, a distância horizontal, mede-se um arco. Para evitá-lo, devem-se aplicar maiores forças nas extremidades das trenas. • A falta de horizontalidade da trena, de modo que, em áreas não planas, a tendência é segurar a trena mais próxima ao chão, au- mentando as distâncias medidas em comparação à distância real. Para que o erro seja minimizado, deve-se usar balizas para ajudar na hori- zontalidade da trena. • A falta de verticalidade da baliza onde o técnico pode inclinar a baliza durante a medida, subestimando ou superestimando os valo- res, dependendo de como for a falta de verticalização. Para evitar o erro e verticalizar a baliza, o técnico pode usar um nível de cantoneira; ou verticalizar utilizando um fio vertical ou também chamado de colimador; ou usar a gravidade. Nesse caso, o balizeiro segura a baliza deixando a gravidade atuar; neste momento, soltar a baliza aos poucos até atingir o ponto e de maneira verticalizada. • A dilatação do material das trenas provocado por tensões ex- cessivas no material de modo que também interfere nas medidas obtidas. Para minimizar o problema, deve-se escolher trenas de boa qualidade. Os goniômetros são instrumentos destinados apenas para medições de ângulos verticais e horizontais, pois não possuem os fios estadimétricos. Já os teodolitos são instrumentos destinados à medição de ângulos verticais e horizontais, e, com auxílio das balizas e das miras falantes, fazem a medição de distâncias horizontais, utilizando-se da ta- queometria planimétrica, e verticais, por meio do nivelamento taqueomé- trico e nivelamento trigonométrico, pois possuem os fios estadimétricos. Os teodolitos são classificados de acordo com sua finalidade e podem ser topográfico, astronômico ou geodésico. Além disso, também 21 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S podem ser classificados de acordo com a exatidão, podendo ser baixa exatidão (abaixo de 30’’), média exatidão (entre 07’’ e 29’’) e alta exati- dão (igual ou abaixo de 02’’). Os níveis de luneta, níveis de engenheiro ou simplesmente níveis são instrumentos que podem ser utilizados para medir as dis- tâncias verticais entre dois ou mais pontos. Ainda, também podem ser utilizados para medir distâncias horizontais com auxílio da mira falante, aplicando-se a taqueometria planimétrica. Os níveis são instrumentos compostos por uma luneta associa- da a um nível esférico de média precisão e a um sistema de pêndulos que fica no interior do aparelho, possuem como função corrigir a ca- lagem nos níveis ópticos automáticos, deixando-os bastante próximos do plano topográfico. Além disso, também medem ângulos horizontais, principalmente, quando são feitos levantamentos em seções transver- sais. No entanto, a precisão para esses ângulos é de 1º. A estação total é um instrumento eletrônico utilizado na ob- tenção de ângulos, distâncias e coordenadas usados para representar graficamente uma área do terreno. A estação total é considerada a evolução do teodolito, já que a estação total comporta um distanciômetro eletrônico, uma memória temporária, que atua como processador, uma memória fixa e uma co- nexão com um computador, formando um único conjunto. A estação total tem autonomia para coletar e executar os dados ainda em campo, através de dispositivos móveis. Através da estação total, é possível realizar os levantamentos e as locações topográficas, determinar os ângulos horizontais e verticais, as distâncias verticais e horizontais, a localização e o posicionamento da área a ser trabalhada. Para as medições, são utilizados o bastão e o prisma, que são colocados nos pontos a serem levantados e/ou locados. O bastão é um acessório de material metálico, onde o prisma é encaixado na parte su- perior para o auxílio nas medições com estação total. Em um levantamento por coordenadas, é necessário digitar na estação total o ponto em que ela se encontra, em sistema de coordena- das, podendo ser utilizadas as coordenadas UTM (verdadeiras) ou lo- cais (atribuídas). A atribuição ou informação do ponto onde se encontra 22 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S a estação total no sistema de coordenadas se chama estação ocupada (Coelho Neto et. al. 2014). Convém destacar que estação, estação total e estação ocupada apresentam significados diferentes. Estação total é o instrumento, enquan- to que estação é o local onde se encontra o instrumento; e estação ocupa- da são os valores de coordenadas para o local onde se encontra o instru- mento. Tanto estação quanto estação ocupada são pontos topográficos. Coma definição da estação ocupada, faz-se necessária uma orientação para a estação total no sistema de coordenadas através da RÉ (referencial) onde se coloca o bastão + o prisma em um ponto com coordenadas conhecidas (X, Y e Z) ou atribui-se valor de azimute 0º, ou ainda se informa o valor verdadeiro de azimute naquele lugar, sendo um desses valores inseridos na estação total, no espaço destinado para se inserir a RÉ (Coelho Neto et. al. 2014). É importante observar que o uso do azimute, seja verdadeiro, magnético ou atribuído, só poderá ser realizado para efeito de orienta- ção da estação total na primeira estação (ponto ocupado). Nas demais, devem ser utilizados os valores já obtidos e inseridos em suas respec- tivas coordenadas. Após esses procedimentos, a medição dos pontos de interesse pode ser iniciada, pressionando a teclar medir ou seu correspondente, de acordo com a marca do instrumento. No momento da troca de esta- ção ou do ponto ocupado, é necessária a utilização de dois pontos já medidos, sendo um com a estação total onde é informada as coordena- das daquele ponto na estação ocupada, e o outro com o prisma, infor- mando as coordenadas daquele ponto na RÉ. Após este procedimento, mede-se todos os pontos de interesse. O Sistema Global de Navegação por Satélite (Global Navi- gation Satellite System – GNSS) é um conjunto de sistemas que pos- sibilita a localização tridimensional de um objeto em qualquer ponto da 23 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S superfície terrestre através de aparelhos que receptam ondas de rádio emitidas por seus respectivos satélites. O GNSS inclui diversos sistemas, dentre eles GPS, GLONASS, GALILEO e COMPASS. Além desses sistemas que compõem o conjunto GNSS, tam- bém existem os sistemas regionais de navegação (Regional Naviga- tion System – RNS) que operam em porções distintas da superfície ter- restre, como o IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System), QZSS (Quase-Zenith Satellite System) e o BEIDOU (Beidou Navigation System), estando este último em expansão para possibilitar o funciona- mento do COMPASS. O Sistema de Posicionamento Global (Global Positioning Sys- tem – GPS), de origem americana, é um dos sistemas mais conhecidos e populares e apresenta 24 satélites em 6 planos orbitais onde cada plano orbital apresenta 4 satélites. O Globalnaya Navigatsionnaya Sput- nikovaya Sistema (GLONASS) é um sistema russo e possui 24 satélites em três planos orbitais onde em cada plano orbital há 8 satélites. Os demais sistemas globais, o GALILEU, que é um sistema europeu, e o COMPASS, que é um sistema chinês, estão em fase final de implanta- ção com previsão para funcionamento de até o final de 2020. Independente do sistema ou da origem do conjunto de satélites, eles operam basicamente do mesmo modo, emitindo sinais analógicos em forma de ondas de rádio, chamadas de portadoras, que se comuni- cam com antenas instaladas na superfície terrestre. As ondas emitidas, geralmente, são de dois tipos, L1 e L2, com variados comprimentos de onda. Para que o objeto seja localizado na superfície da Terra, são necessários, no mínimo, 4 satélites, no entanto, quanto maior a quan- tidade de satélites disponíveis ao receptor, melhor será a exatidão da localização geográfica da antena do receptor na superfície terrestre. Acessórios Existem uma diversidade de acessórios que são utilizados nos levantamentos e nas locações topográficas que complementam as fun- ções dos instrumentos. Os piquetes são utilizados para materializar os pontos topográficos, podendo ser de origem artesanal, feitos de madei- 24 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S ra ou de plástico. Eles são enterrados no solo com uma parte exposta entre 2 a 3 cm para serem visualizados. As estacas testemunhas têm por objetivo auxiliar na localiza- ção dos piquetes, pois, em áreas maiores e com vegetação, torna-se difícil visualizá-los. Elas devem ter entre 40 a 50 cm de altura e um corte na parte superior, devendo ser afixadas entre 40 a 50 cm afastada dos piquetes e com o corte da parte superior virado para o lado inverso onde se encontra o piquete. As estacas têm como função auxiliar nos trabalhos de esta- queamento, que é uma técnica onde se colocam todas as estacas ali- nhadas visando o levantamento topográfico. As estacas devem medir entre 40 e 50 cm e serem de madeira. Após o levantamento e a reali- zação do projeto, escrevem-se nas estacas os valores correspondentes de cortes e aterros na locação altimétrica. Nos levantamentos e locações topográficas, também são utili- zados tinta, prego e parafuso que servem para materializar os pontos topográficos em locais onde haja resistência do material a ser pene- trado, por exemplo, concreto em geral, estradas, ruas, pisos de casa, calçadas, prédios, entre outros. A baliza é um acessório utilizado para facilitar a visualização dos pontos topográficos, materializados por piquetes, no momento da medição dos ângulos horizontais. Além disso, também é usada para ajudar no alinhamento de uma poligonal, perfil, seção transversal e na medição da distância horizontal através de trena, além de medir ângulos de 90º. A baliza possui 2 metros de comprimento e é dividida em 4 segmentos de 0,5m cada, apresenta uma coloração vermelha e branca para contrastar com a vegetação e o céu claro. As miras falantes, também chamadas de miras estadimétricas ou estádia, tem por objetivo ajudar as medições de distâncias horizon- tais, através da taqueometria, utilizando os fios superior, médio e inferior e distâncias verticais com o uso do fio médio. Sua leitura é realizada em milímetros onde cada barrinha centimetrada equivale a 10 mm. O nível de cantoneira é um acessório que possui um nível de bolha que pode ser acoplado às balizas, miras falantes e bastões ob- jetivando a verticalização desses acessórios (Coelho Neto et. al 2014). Os tripés são acessórios que servem para apoiar instrumentos como os teodolitos, os níveis de luneta, as estações totais e antenas GNSS´s. Aplicações da topografia 25 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S A topografia baseia-se em geometria aplicada, onde se ima- ginam figuras geométricas regulares ou irregulares geoespacializadas. Quando um levantamento topográfico é realizado, coletam-se todos os dados e características do terreno em forma de figuras geométricas com suas dimensões, perímetros e posições (orientações) e localiza- ções geográficas. Nesse sentido, a topografia pode ser aplicada em diversas áreas, como a agronomia, a cartografia, às diversas áreas de enge- nharia. Por exemplo, na construção civil, a topografia é utilizada no le- vantamento planialtimétrico do terreno para verificar a sua situação no contexto da paisagem, como os declives, imperfeições e outras neces- sidades relacionadas a intervenções no terreno. Com o levantamento, o engenheiro poderá avaliar a viabilidade da obra e dos investimentos necessários para a realização das intervenções e, assim, analisar a re- lação entre o custo e o benefício da obra. A topografia também é de grande importância na fase de exe- cução da obra, pois é utilizada na demarcação dos limites e no nive- lamento do terreno, na locação de furos de sondagem, entre outros, minimizando os erros. Outro exemplo de uso da topografia em obras de engenharia é a construção de estradas, onde são levantados os obstáculos topográfi- cos, geológicos e hidrológicos. Dessa forma, é possível adequar o pro- jeto de forma que respeite os obstáculos, além da busca por soluções para minimizá-los com procedimentos de baixo custo. Ainda, os trabalhos topográficos também são utilizados na lo- cação, com a instalação de piquetes para marcar o traçado escolhidode acordo com as informações obtidos pelo levantamento. Outra área em que a topografia pode ser utilizada são nos estudos hidrológicos. Os levantamentos topográficos, nesse caso, são realizados com o objetivo de obtenção de pontos nos leitos dos rios, lagos, lagoas e ambientes oceânicos para determinar a morfologia do fundo desses ambientes e, assim, elaborar as cartas náuticas. Essas cartas são usadas para a orientação da construção de pontes, túneis, barragens, portos, etc. Além disso, é possível, com o levantamento to- pográfico, a aferição do nível da água, informação também de grande importância para o planejamento e a locação das construções. 26 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S QUESTÕES DE CONCURSOS QUESTÃO 1 Ano: 2015 Banca: IF-RS Órgão: IF-RS Prova: Professor - Topografia e Desenho Técnico Nível: Superior Quais as fases mínimas que deve ter o levantamento topográfico em qualquer de suas finalidades de acordo com a Norma ABNT NBR 13133? a) Planejamento, seleção de métodos e aparelhagem; apoio topográfi- co; levantamento de detalhes; cálculos e ajustes; original topográfico; desenho topográfico final; relatório técnico. b) Planejamento, seleção de aparelhagem; levantamento de detalhes; original topográfico; desenho topográfico para simples conferência; de- senho topográfico final; relatório técnico. c) Planejamento, seleção de aparelhagem; levantamento de detalhes; original topográfico; desenho topográfico final; relatório técnico. d) Planejamento, seleção de aparelhagem; original topográfico; dese- nho topográfico final; relatório técnico. e) Planejamento, seleção de aparelhagem; levantamento de detalhes; original topográfico; desenho topográfico para simples conferência; de- senho topográfico final. QUESTÃO 2 Ano: 2015 Banca: IF-RS Órgão: IF-RS Prova: Professor - Topografia e Desenho Técnico Nível: Superior Qual das alternativas abaixo define corretamente, segundo a Nor- ma ABNT 13133, exatidão (1) e precisão (2), respectivamente? a) (1) valores que expressam o grau de aderência das observações entre si, e (2) grau de aderência das observações, em relação ao seu valor verdadeiro que, sendo desconhecido, o valor mais provável é con- siderado como a média aritmética destas observações. b) (1) grau de aderência das observações, em relação ao seu valor verdadeiro que, sendo conhecido, o valor mais provável é considerado como a média aritmética destas observações, e (2) valores que expres- sam o grau de aderência das observações entre si. c) (1) grau de aderência das observações, em relação ao seu valor ver- dadeiro que, sendo desconhecido, o valor mais provável é considerado como a média aritmética destas observações, e (2) valores que expres- sam o grau de aderência das observações entre si. d) (1) grau de aderência das observações, em relação ao seu valor ver- dadeiro que, sendo desconhecido, o valor mais provável é considerado como o desvio padrão dessas observações, e (2) valores que expres- 27 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S sam o grau de aderência das observações entre si. e) (1) grau de aderência das observações, em relação ao seu valor verdadeiro que, sendo conhecido, o valor mais provável é considerado como o desvio padrão destas observações, e (2) valores que expres- sam o grau de aderência das observações entre si. QUESTÃO 3 Ano: 2015 Banca: IF-RS Órgão: IF-RS Prova: Professor - Topografia e Desenho Técnico Nível: Superior Em relação às superfícies de referência utilizadas em topografia, assinale a opção FALSA: a) O modelo geoidal é definido teoricamente como sendo o nível médio dos mares em repouso, prolongado através dos continentes. O geoide é uma superfície regular de fácil tratamento matemático. b) O modelo esférico apresenta latitudes e longitudes astronômicas. c) O modelo plano, segundo a ABNT NBR 13133 (execução de Levanta- mento Topográfico), admite um plano com até aproximadamente 80 km. d) No elipsoide de revolução, o achatamento (f) é definido por meio de dois parâmetros, os semieixos a (maior) e b (menor). e) O elipsoide de revolução é a figura geométrica gerada pela rotação de uma semi-elipse (geratriz) em torno de um dos seus eixos (eixo de revolução). QUESTÃO 4 Ano: 2015 Banca: IF-RS Órgão: IF-RS Prova: Professor - Topografia e Desenho Técnico Nível: Superior Sobre levantamentos topográficos, afirma-se que: I. Em função da natureza das medições efetuadas, os métodos e processos de levantamento topográfico podem ser classificados, segundo a precisão que proporcionam em: processos da intersec- ção, processo da irradiação, método do caminhamento, método das coordenadas retangulares e processo de medida dos lados. II. A grande vantagem do processo da intersecção em relação aos demais decorre do fato de que os erros de medida se refletem so- mente no vértice calculado de cada triângulo. III. O processo da irradiação apresenta como desvantagem o fato de medir muitas distâncias, porém sobressai a vantagem de não acumular erros. Os erros cometidos na determinação de um vérti- ce se restringem ao próprio vértice. Assinale a alternativa em que todas a(s) afirmativa(s) está(ão) CORRETA(S): a) Apenas a afirmativa I está correta. 28 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S b) Apenas a afirmativa II está correta. c) Apenas a afirmativa III está correta. d) As afirmativas I, II e III estão corretas. e) Apenas as afirmativas II e III estão corretas. QUESTÃO 5 Ano: 2015 Banca: IF-RS Órgão: IF-RS Prova: Professor - Topografia e Desenho Técnico Nível: Superior Um topógrafo que pretende determinar a altura de uma antena ins- talou um teodolito a uma altura de 1,70 m em relação ao solo, no mesmo nível da base da antena, e obteve os seguintes dados: lei- tura estadimétrica no fio médio com ângulo zenital de 90º igual à 1,70 m; distância horizontal do teodolito à antena de 49 m e ângulo zenital lido na ponta da referida antena de 60º. Após os cálculos foi determinada uma altura aproximada de: a) 40 m. b) 50 m. c) 30 m. d) 20 m. e) 60 m. QUESTÃO DISSERTATIVA – DISSERTANDO A UNIDADE A topografia é uma área do conhecimento que tem por objetivo descre- ver um lugar de forma que suas características planimétricas e altimétri- cas sejam levantadas e, posteriormente, aplicadas em diversos setores. Comente sobre as aplicações da topografia utilizando uma situação real como exemplo. TREINO INÉDITO A topografia é uma ciência baseada na ______ e na ______ plana que se utiliza de _____ e _____ com o fim de obter a representação em projeção orto- gonal sobre um plano de referência dos pontos capazes de representar a forma, dimensão e acidentes naturais e artificiais de uma porção limi- tada do terreno. A alternativa que preenche, corretamente, as lacunas do texto é: a) altimetria, planimetria, medidas horizontais, medidas verticais. b) geometria, trigonometria, medidas horizontais, medidas verticais. c) descrição, representação, levantamentos topográficos, nivelamentos. d) altimetria, planimetria, levantamentos topográficos, nivelamentos. e) altimetria, trigonometria, medidas horizontais, medidas verticais. 29 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S NA MÍDIA DRONES SÃO CAPAZES DE REALIZAR A TOPOGRAFIA DE OBRAS EM MINUTOS Os drones estão continuamente provando ser ferramentas comerciais poderosas, proporcionando aos usuários eficiência e segurança. E não é exceção para a indústria de topografia e mapeamento. Com a capacidade de capturar dados de uma perspectiva aérea, os drones foram integrados com sucesso aos fluxos de trabalho para realizar levantamentos de terra, fotogrametria, mapeamento 3D, levantamento topográfico e muito mais. Fonte: IT Forum 365Data: 16 nov. 2019. Leia a notícia na íntegra: https://www.itforum365.com.br/drones-sao-ca- pazes-de-realizar-a-topografia-de-obras-em-minutos/ NA PRÁTICA Os levantamentos topográficos são muito importantes para a caracteri- zação dos terrenos, além de também contribuir em outras áreas como a delimitação de limites de imóveis rurais e urbanos. Com o avanço das tecnologias, percebemos que os levantamentos es- tão cada vez mais precisos e rápidos, permitindo que os dados sejam coletados e até mesmo processados em campo. A etapa de escritório, nesse caso, tem por objetivo o alinhamento final dos dados e a elabo- ração do memorial descritivo, imprescindível para a tomada de decisão relativa às características altimétricas e planimétricas do terreno. PARA SABER MAIS Vídeo sobre o assunto: Uso de drone da linha DJI Phantom em levanta- mento planialtimétrico (2018) Acesse o link: https://www.youtube.com/watch?v=m6k0P-qhIEo 30 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S TOPOGRAFIA E CARTOGRAFIA A topografia tem por finalidade a determinação das dimensões e contornos da superfície terrestre, desconsiderando a curvatura resul- tante de sua esfericidade, através da medição de distâncias, direções e altitudes. Essas informações são fundamentais para entender a mor- fologia do terreno, seus impactos nas diferentes aplicações e de que forma esses impactos podem ser minimizados. Nesse sentido, a cartografia assume uma grande importância, pois é ela que permite a associação das informações coletadas em es- cala menores e sua articulação com as coordenadas geográficas. Para que essas dimensões e contornos sejam levantadas, a TOPOGRAFIA E SUAS RELAÇÕES COM A CARTOGRAFIA TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S 31 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S topografia baseia-se na geometria aplicada baseada na imaginação de figuras geométricas regulares ou irregulares geoespacializadas. Ou seja, quando um levantamento topográfico é realizado, os dados e as características do terreno são coletadas em forma de figuras geométri- cas, com suas dimensões, perímetros e orientações (posições) e locali- zações geográficas. As figuras geométricas básicas são compostas de ponto, linha e polígono. O ponto é a menor unidade em uma figura geométrica, sendo representada na topografia pelos pontos topográficos. Os pontos topo- gráficos em um levantamento topográfico locação topográfica são mate- rializados pelos piquetes, estacas, pregos, parafusos ou tinta de acordo com a superfície. A linha, que também pode ser chamada de alinhamento, é uma figura geométrica formada pela união de vários pontos em uma mesma reta. Em topografia, essa linha forma os lados de uma poligonal e é cha- mada de alinhamento topográfico. O alinhamento topográfico é formado por dois pontos topográficos. Por exemplo, se imaginarmos um triângulo com vértices A, B e C, teremos três alinhamentos em uma mesma direção (AB, BC, e CA) e podemos ter mais três em outra direção (AC, CB e BA). Em um retângu- lo, temos quatro alinhamentos em cada direção e, assim, por diante. A união de dois ou mais alinhamentos formam as poligonais. Dois alinha- mentos poderão formar uma poligonal aberta. Três em diante, poderão formar poligonais abertas ou fechadas (planos). Os polígonos são usados para definir tanto as poligonais topo- gráficas quanto as do terreno ou da propriedade. As poligonais topográfi- cas são construídas para auxiliar na obtenção das poligonais do terreno. As poligonais topográficas podem ser abertas ou fechadas, podendo aparecer conjuntamente em um mesmo levantamento topo- gráfico. As fechadas sempre possibilitam os cálculos dos erros angular e linear, enquanto que as lineares também permitem calcular os erros, porém são necessários os valores das coordenadas dos pontos inicial e final deste tipo de poligonal. A topografia utiliza muitos conceitos relacionados à matemática básica aplicada, como a geometria plana, a geometria analítica e a tri- gonometria para as transformações de leituras de ângulos e distâncias realizadas em campo em coordenadas planas e cálculo de áreas. Por 32 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S isso, busque revisar estes conceitos por meio de pesquisas na internet. Os conceitos relacionados às poligonais, às linhas e aos pon- tos são muito importantes para a realização dos levantamentos plani- métricos e altimétricos, como veremos a seguir. Planimetria A planimetria é a parte da topografia que estuda o terreno a partir de suas dimensões e coordenadas planimétricas sem observar o relevo do terreno, já que ele é avaliado a partir de suas distâncias e dos ângulos horizontais, da localização geográfica e da posição (orientação). Dessa forma, para se obter um levantamento planimétrico, é necessário levantar os ângulos e as distâncias topográficas. Ângulos A topografia é uma ciência que se fundamenta na trigonometria e na geometria e, por isso, usa, de forma constante, os elementos geo- métricos, ângulos e distâncias. Com relação aos ângulos, eles podem ser classificados em (fi- gura 2): Figura 2: Os ângulos em topografia Fonte: Elaborado pela autora, 2020. 33 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S A área da topografia que estuda o uso dos ângulos é chamada de Goniologia. A abertura do ângulo é uma propriedade invariante e é medida em radianos ou graus, e o instrumento utilizado para a sua leitura é o goniômetro e, se possuir os fios estadimétricos, chama-se teodolito. Esses instrumentos cumprem a mesma função quando vamos medir um ângulo de uma figura impressa por meio do transferidor. Os ângulos horizontais topográficos são medidos no plano ho- rizontal que está perpendicular ao eixo zênite-nadir a partir de um ponto topográfico de uma determinada poligonal de acordo com o método a ser empregado. O objetivo da medição é obter o ângulo entre dois alinhamen- tos considerados e, portanto, ele é medido entre as projeções de dois ali- nhamentos do local a ser levantado/locado, projetado no plano topográfico. Dependendo da origem e das direções utilizadas para leitura, os ângulos horizontais topográficos podem ser: • diretos, que por sua vez são divididos em interno e externo; • deflexões, que se subdivide em esquerda e direita; e • de orientação que se subdivide em azimute e rumo. Os ângulos verticais são medidos no plano vertical que está paralelo ao eixo zênite-nadir a partir de uma origem escolhida pelo topógrafo para medição deste ângulo em um determinado lugar. De acordo com o início de sua contagem, eles podem ser denominados de ângulos zenitais, de inclinação e nadiral. Os ângulos verticais zenitais são aqueles em que a contagem se inicia no Zênite 0º, acima do instrumento e seguindo a direção da gravida- de, até o nadir 180º, passando pelo centro do instrumento em direção ao centro da Terra, seguindo a linha da gravidade (Coelho Neto et. al. 2014) A maioria dos teodolitos utilizam o ângulo zenital como seu ân- gulo vertical para evitar a mesma medida em direções diferentes. Por exemplo: podemos ter 46º para o aclive e 46º para o declive em ângulo vertical de inclinação, enquanto que no ângulo vertical zenital a mesma situação com as medidas serão 46º e 136º. 34 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Os ângulos verticais de inclinação são aqueles que iniciam a sua contagem no plano horizontal 0º e vão até o Zênite (90º) e em seguida até o Nadir (90º), assumindo valores positivos no primeirocaso e negativos no segundo. Já os ângulos verticais nadirais são aqueles que têm sua origem no Nadir 0º e vão até o Zênite 180º (Coelho Neto et. al. 2014). Para que os ângulos sejam utilizados de maneira correta nos le- vantamentos topográficos, é preciso saber se orientar no espaço geográfi- co e, consequentemente, essa orientação se reflete na planta topográfica. Nesse sentido, podemos dizer que a orientação de plantas é um ramo da topografia que permite determinar a posição exata de uma poligonal ou de um alinhamento topográfico sobre a superfície terrestre a partir do norte magnético ou verdadeiro (Coelho Neto et. al. 2014). A origem da palavra orientação, ou seja, orientar-se, é derivada da busca da direção do Oriente (Japão), local onde o sol nasce. Os po- vos do Oriente eram bastante desenvolvidos e eram considerados uma referência para os demais povos e, por isso, a parte Leste do Globo representa o ponto primordial, a orientação mais confiável. Para compreendermos os ângulos de orientação, é importante que tenhamos alguns conceitos consolidados. O norte verdadeiro (NV), que também é denominado como o norte geográfico (NG), é um plano que passa por um determinado ponto, na superfície terrestre, perpendi- cular ao plano do Equador. Já o norte magnético (NM) refere-se ao pla- no que passa por um ponto da superfície terrestre seguindo a direção da agulha da bússola em um dado instante. A declinação magnética é o ângulo horizontal formado entre os planos do norte magnético e do norte geográfico. Dependendo da lo- calização do ponto na Terra e da época de sua leitura, essa declinação poderá ser ocidental, quando o NM estiver à esquerda do norte geográ- fico; ou poderá ser oriental, quando o NM estiver à direita do geográfico; ou ainda, poderá ser nula ou coincidente, quando o norte magnético coincidir com o geográfico. 35 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S O norte verdadeiro é estável ao longo do tempo, ou seja, não muda. Contudo, o norte magnético é dinâmico. O norte magnético varia de época para época, aumentando seu ângulo em relação ao norte ver- dadeiro em 10’ por ano, chegando até 25º em relação ao norte verdadei- ro, depois, ele começa a voltar no sentido inverso até chegar a 25º para outra direção. Essa dinâmica é provocada pela grande quantidade de ferro fundido que se encontra no interior da Terra, onde esse ferro está sempre em movimento, gerando um campo magnético que provoca a alteração na declinação magnética. A dinâmica do norte magnético é responsável pela formação das linhas isogônicas e isopóricas. As linhas isogônicas são linhas imaginárias que unem os pon- tos da superfície terrestre que em um mesmo instante apresentam a mesma declinação magnética. Já as linhas isopóricas são linhas ima- ginárias que unem os pontos da superfície terrestre que possuem a mesma variação anual de declinação magnética. Esses conceitos são importantes para a compreensão e a manipulação dos ângulos de orien- tação, que são o azimute e o rumo. O azimute é o ângulo horizontal de orientação que tem sua ori- gem no norte verdadeiro ou magnético até o alinhamento da poligonal em questão, variando de 0º a 360º. Se o norte utilizado for o geográfico, o resultado será um azimute geográfico; caso seja o norte magnético o resultado será um azimute magnético. O rumo é o menor ângulo horizontal de orientação, e é forma- do pela orientação norte magnética, norte geográfica, sul magnética ou sul geográfica até o alinhamento da poligonal em questão. Se o norte e sul for geográfico, o resultado será um rumo geográfico; se o norte e sul for magnético, o resultado será um rumo magnético. Esse ângulo de orientação tem sua origem no norte ou sul, ou seja, onde estiver mais próximo do alinhamento em questão até o alinhamento no sentido horá- rio ou anti-horário, onde estiver mais próximo do alinhamento, variando de 0º a 90º. A conversão de azimute para rumo e vice-versa é permitida. 36 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Por variar de 0º a 90º, podem existir, por exemplo, 4 rumos com 45º partindo de várias direções e, dessa forma, eles devem informar os pontos colaterais: NE, SE, SO e NO. Assim, teremos: 45º NE, 45º SE, 45º SO e 45º NO, onde os rumos poderão variar de 0º a 90º (NE), 0º a 90º (SE), 0º a 90º (SO), 0º a 90º (NO). Além disso, é importante observar que pode haver a necessidade de atualização dos azimutes e dos rumos magnéticos de uma determinada poligonal em função das mudanças que eles podem apresentar, sendo esse processo chamado de aviventação. Distâncias As distâncias topográficas são elementos lineares fundamen- tais, pois, para se caracterizar um terreno, é necessária a formação de figuras geométricas através dos ângulos e das distâncias. As princi- pais distâncias na topografia são a distância horizontal (DH), a distância vertical (DV), a distância inclinada (DI) e a distância natural do terreno (Dnatural) (Coelho Neto et. al. 2014). A distância horizontal (DH) ou distância reduzida ou útil é uma distância entre dois pontos situados em um plano horizontal e perpendi- cular ao eixo zênite-nadir. A distância horizontal é considerada útil, pois é a partir dela que pode ser desenvolvida a maioria dos usos e interesses relaciona- dos aos levantamentos de propriedade e terrenos, por exemplo, para a construção de casas. Imagine um terreno com uma declividade acentuada para a construção de uma casa. Obviamente que a casa não será construída no plano inclinado, e, para isso, é importante a realização de um corte no terreno para a construção da casa. Dessa forma, a distância inclina- da não será utilizada, mas, sim, a distância reduzida ou horizontal. O mesmo se aplica para outros usos, como o plantio de árvores, criação de animais, entre outros. A distância vertical (DV) refere-se a distância perpendicular à 37 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S distância horizontal, ou ainda, paralela ao eixo zênite-nadir. Como dis- tâncias verticais, temos a diferença de nível, cota e altitude de pontos no terreno. A distância inclinada (DI) é a distância em linha reta que une dois pontos em que a DH e a DV sejam diferentes de zero. A distância natural do terreno (Dnatural) é a distância que percorre naturalmente a superfície do terreno. A obtenção das distâncias topográficas é de grande importância para os levantamentos topográficos e, por isso, a precisão e a exatidão são essenciais. Ao longo do tempo, com a melhoria dos equipamentos e dos métodos de medição, os erros passaram de métricos para milimétricos e de minutos para segundos, nas medidas dos ângulos. A precisão é obtida quando são realizadas diversas medidas, cujos resultados demonstram valores próximos entre si, e quanto mais próximos, mais precisão. A exatidão refere-se à proximidade dos valores obtidos de uma medida com relação ao valor real dessa medida. Nesse sentido, quanto mais próximos os valores obtidos estiverem do valor real de uma medida, maior será a acurácia (Coelho Neto et. al. 2014). As medições das distâncias podem ser divididas em medidas estimativas, medidas diretas e medidas indiretas. A medida por estimativa é feita por estimativa visual e apresenta pouca exatidão, pois depende da acuidade visual e da experiência do to- pógrafo ou mensurador. Este tipo de medida é interessante para um levan- tamento inicial para se ter noção, por exemplo, do tamanho de uma área. As medições diretas são aquelas em que não é necessária a utilização de funções matemáticas para obtenção de determinada medida, podendo esta ser feita com instrumentos e métodos como o passo médio, a trena, o hodômetro, entre outros. As medições indiretas consistem nas medidas querequerem o uso de funções matemáticas para a obtenção das distâncias. Elas podem ser divididas em medições eletrônica e taqueométrica ou estadimétrica. As medições indiretas eletrônicas são realizadas por instru- mentos usam o laser para fazer as medições. A distância é calculada através do tempo em que o laser leva para sair do equipamento e atingir o prisma ou objeto. Os instrumentos mais comuns para obtenção das distâncias de maneira indireta são a trena eletrônica e a Estação Total. Já as medições por taqueometria ou estadimetria consistem na determinação da distância horizontal entre um ponto e outro através de um instrumento, que pode ser o teodolito e/ou nível de luneta, associa- do ao acessório mira falante, através da relação entre as leituras dos fios estadimétricos e os valores de constantes do instrumento. 38 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Levantamento planimétrico Nesse sentido, o levantamento topográfico planimétrico pode ser definido como o conjunto de vários procedimentos que buscam a representação gráfica de um terreno através da obtenção de elementos necessários, como ângulos, distâncias, localização geográfica e posi- ção ou orientação, sem considerar o relevo. O levantamento topográfico planimétrico pode ser dividido em poligonação ou caminhamento; irradiação; ordenadas; interseção; e coordenadas (Coelho Neto et. al 2014). Antes de iniciar o levantamento, o técnico deve realizar o reco- nhecimento do terreno e escolher a localização dos vértices da poligonal. Após essa etapa, preparar um esboço do local e, assim, decidir qual ou quais levantamentos topográficos planimétricos poderão ser empregados, de modo a alcançar os objetivos que foram determinados previamente. A poligonação ou caminhamento baseia-se na utilização da ca- minhada entre um vértice e outro, medindo-se os ângulos e as distân- cias. No primeiro vértice, deve ser feita a leitura do azimute, pois o valor obtido será utilizado no cálculo dos demais vértices. Por questão de convenção, devido ao fato dos teodolitos antigos medirem somente no sentido horário, convencionou-se ler os ângulos dos vértices no sentido horário, visando o vértice anterior, zerando o ângulo horizontal e visan- do-se o vértice posterior fazendo-se a leitura do ângulo no vértice em que se encontra o teodolito. A irradiação é um método de levantamento topográfico planimétri- co que é recomendado para áreas menores e relativamente planas. O le- vantamento é iniciado a partir de um vértice medindo-se a posição exata de diversos objetos no levantamento através de ângulos e distâncias (coorde- nadas polares) a partir de um ponto referencial. Para que o levantamento seja preciso e representativo do terreno, pode-se combinar o caminhamen- to ou poligonação e o método de irradiação, para se obter, respectivamen- te, uma poligonal básica e o detalhamento dos objetos de interesse. 39 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Você pode acompanhar na prática como são feitos os levanta- mentos topográficos planimétricos de caminhamento e de irradiação e a sua combinação através deste vídeo https://www.youtube.com/watch?- v=YPlFn6S-JyE . As ordenadas consistem em um método de levantamento onde são levantados os alinhamentos curvos, atuando também como auxiliar ao método do caminhamento ou poligonação. O método baseia-se em traçar um alinhamento auxiliar e, a partir dele, levantar tantas ordena- das quantas forem necessárias para a representação do alinhamento de interesse (Coelho Neto et al. 2014). A interseção ou também denominada de método de coordena- das bipolares consiste na determinação de uma linha base com compri- mento conhecido a partir de 2 pontos, distantes no mínimo 50 metros um do outro, com a instalação do instrumento em cada um deles para a obtenção dos valores de dois dos ângulos, sendo o último calculado pela Lei dos senos. Esse método, portanto, deve ser utilizado em áreas reduzidas, com a presença de vértices em áreas inacessíveis, íngre- mes, alagadas, entre outros. Para saber como os cálculos referentes ao levantamento plani- métrico por interseção são realizados, veja neste vídeo e amplie o seu conhecimento https://www.youtube.com/watch?v=b-ZxshiNQ7U . O levantamento planimétrico feito por coordenadas consiste na criação de um plano cartesiano e a atribuição de pelo menos dois pontos de apoio de coordenadas conhecidas. Em um dos pontos é ins- talado o instrumento e determina-se a distância horizontal pela lei dos senos, e, no outro ponto, coloca-se o bastão para que seja feita uma amarração que servirá de referência para o instrumento. Esse tipo de levantamento é muito usado quando se utiliza a Estação Total (Coelho Neto et. al. 2014). 40 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S O processo inverso do levantamento topográfico planimétrico é a locação planimétrica, cujo procedimento é mais demorado e caro, já que primeiro é necessário ter os dados referentes ao levantamento to- pográfico. Além disso, também deve ter a representação gráfica do ter- reno em escala adequada para que as informações coletadas possam ser modificadas para que suas alterações sejam projetadas nas plantas e, assim, fazer a locação topográfica. Após o levantamento topográfico, é necessária a realização de dois procedimentos. O primeiro está relacionado à verificação dos erros que podem ocorrer durante o levantamento. Apesar dos erros, é possí- vel corrigi-los se eles estiverem dentro de um nível de tolerância, isto é, os dados medidos em campo podem ser ajustados, corrigindo primeiro os erros angulares e em seguida os lineares (Coelho Neto et. al 2014). Outro procedimento refere-se ao cálculo da área da poligonal. Em áreas onde as poligonais apresentam formatos irregulares, como é o caso da maioria dos terrenos, devem ser usados os processos analí- ticos, gráficos, computacionais e mecânicos. Quando a poligonal apre- senta um formato mais regular ou de uma figura geométrica conhecida, utiliza-se o processo direto para a medição de área. Altimetria A altimetria é a área da topografia que estuda uma porção qual- quer de terreno sobre uma superfície plana, mas que considera o relevo em sua análise. Ou seja, refere-se às distâncias verticais, às diferenças de nível, às cotas e altitudes e às distâncias verticais que formam o relevo de um determinado local. Nesse sentido, o levantamento topo- gráfico altimétrico trata da obtenção de plantas, cartas ou mapas tridi- mensionais, pois o relevo é considerado, diferentemente do que ocorre no levantamento planimétrico, que é bidimensional. Antes da realização do levantamento topográfico, é importante compreender sobre as distâncias verticais, que são utilizadas para a obtenção dos valores altimétricos e para a representação do relevo, que são a cota, a altitude e a diferença de nível. A cota ou a cota relativa consiste na distância vertical com- preendida entre um ponto qualquer da superfície terrestre e um plano 41 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S de referência qualquer, que consiste em um plano arbitrado com cota inicial atribuída pelo topógrafo. A altitude ou a cota absoluta refere-se a distância vertical com- preendida entre um ponto qualquer da superfície terrestre e o nível mé- dio dos mares em repouso que se prolonga sob os continentes (Coelho Neto et. al. 2014). Ainda, a altitude é chamada de cota absoluta devido à localização de dois pontos em lugares distintos, mas apresentam os mesmos valores de altitude e de altura já que a superfície de compara- ção é a mesma, que é o nível do mar. O nível das marés é registrado de forma contínuapelo maré- grafo ou mareógrafo, que registra os níveis máximo, médio e mínimo em um determinado ponto da costa, cujo produto final que pode ser diário, mensal ou anual é apresentado na forma de gráfico, chamado de maregrama. Através dos resultados do maregrama, define-se o marco altimétrico, ou seja, onde a altitude é igual a zero de uma determinada região da superfície terrestre. No Brasil, o datum vertical ou origem das altitudes está localizado na cidade portuária de Imbituba – SC. Em topografia, a representação do relevo ocorre por meio dos pontos cotados, das curvas de nível, da representação em perfil, da se- ção transversal, da modelagem numérica do terreno, da vetorização, da graduação colorimétrica, entre outras (Coelho Neto et. al. 2014). Pontos cotados Os pontos cotados consistem nos pontos que são espacialmente distribuídos em um plano, representados de forma gráfica e que exprimem as altitudes e as cotas que foram levantadas de determinado terreno. Curvas de nível As curvas de nível são linhas imaginárias que representam a mesma cota ou altitude sendo equidistantes entre si e simbolizando o relevo um determinado local. É denominada de curva, pois, normalmen- te, os terrenos naturais tendem a ter uma certa curvatura devido ao 42 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S desgaste natural promovido pelos processos erosivos e pela ação da dinâmica supeficial não apresentando arestas e cuja projeção ortomé- trica resulta em uma curva. Para visualizar como as curvas de nível são representadas, de forma a retratarem o relevo de um determinado terreno, bem como as operações relacionadas a elas para que você possa executar o levanta- mento planimétrico, assista a este vídeo https://www.youtube.com/wat- ch?v=wN_hju1IMZ0 e amplie o seu conhecimento. Perfis topográficos Os perfis topográficos consistem em uma representação gráfica do relevo de um lugar para que possa ser visualizado de maneira lateral em escala horizontal e em escala vertical, sendo resultantes da interse- ção de linhas dos planos verticais com a superfície do terreno. Em topo- grafia, os perfis podem ser logitudinais e transversais (seção transversal). O perfil longitudinal é caracterizado por um corte efetuado de modo longitudinal no eixo principal do projeto no mesmo sentido e com a mesma referência (distância) de estaqueamento (Coelho Neto et. al 2014). Seção transversal A seção transversal também constitui uma forma de representa- ção do relevo através da visualização frontal e/ou perpendicular ao perfil longitudinal de um determinado local. Ou seja, a seção transversal cor- responde a um corte efetuado paralelamente ao eixo principal do projeto. Para visualizar como são feitos os perfis longitudinais e as se- ções transversais para um levantamento topográfico altimétrico, assista a este vídeo https://www.youtube.com/watch?v=sYs6cXiHnWE e am- plie o seu conhecimento. 43 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Outros métodos A modelagem numérica do terreno consiste em um modelo ma- temático do terreno, onde a partir de uma determinada origem e para cada ponto do terreno uma coordenada x, y e z que resulta em uma visualização tridimensional do terreno. A vetorização consiste no uso de setas (vetores) que apontam para os locais mais baixos do terreno onde o escoamento de água é dire- cionado e, dessa maneira, separa-se os setores mais elevados do terreno. A graduação colorimétrica altimétrica refere-se à representa- ção do relevo a partir de programas topográficos onde são indicadas as áreas mais altas, intermediárias e baixas através das cores. Nivelamento topográfico O nivelamento topográfico refere-se a um conjunto de opera- ções que devem ser realizadas para a obtenção das diferenças de nível no terreno com o intuito de determinar ou calcular as altitudes e as cotas do terreno. Para a obtenção do nivelamento, podem ser utilizados diversos instrumentos e metodologias, possibilitando a representação do relevo de uma determinada área. Com relação aos instrumentos, entre os prin- cipais podemos citar o nível de luneta; o teodolito; o nível de mangueira; o jogo de réguas; a estação total; o GNSS e o barômetro. É impor- tante observar que cada instrumento apresenta um grau de exatidão que pode interferir no resultado final do levantamento. Nesse sentido, é relevante escolher o instrumento de acordo com a exatidão exigida por cada projeto, tamanho da área a ser levantada, entre outros. Com relação aos métodos para a realização de nivelamentos topográficos, eles podem ser barométrico; por satélites; trigonométrico e geométrico (Coelho Neto et. al. 2014). As medições de altitude através do barômetro consistem no princípio baseado no peso do ar aplicando uma determinada pressão no instrumento, que é calculada multiplicando-se a altura da coluna de mercúrio pela densidade do mercúrio e pela aceleração da gravidade. Nesse sentido, quanto mais alto é o terreno menor será a pressão e maior será a altitude; e quanto mais baixo for o terreno, maior será a pressão e, consequentemente, menor a altitude. 44 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S De acordo com a experiência de Torricelli e considerando que no nível do mar a atmosfera exerce pressão de 1 atm e que correspon- de a 760 mmHg (milímetros de mercúrio), ficou comprovado que para cada 1 mm deslocado no tubo de um barômetro ocorre uma variação de cerca de 10 m de altura no terreno com relação ao nível do mar. Portan- to, quando há subida no terreno, a coluna de mercúrio desce, e, quando se desce no terreno, a coluna de mercúrio sobe. As medições de altitude por satélites, especialmente as me- dições realizadas pelos Sistemas Globais de Navegação por Satélite (em inglês GNSS - Global Navigation Satellite System), são baseadas na utilização de tecnologias que permitem a localização espacial do re- ceptor em qualquer parte da superfície terrestre. Nesse sentido, através do GNSS, é possível obter os valores de altitude para um determinado local onde o receptor esteja localizado. O nivelamento trigonométrico consiste na obtenção das dis- tâncias verticais por meio da trigonometria, através de medição com equipamentos como teodolitos e estações totais. O nivelamento também consiste na obtenção das distâncias ver- ticais, entretanto utiliza-se o instrumento chamado nível de luneta, que é muito preciso, cujo funcionamento baseia-se em visadas horizontais sucessivas nas miras verticalizadas, obtendo-se as distâncias verticais. 45 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S QUESTÕES DE CONCURSOS QUESTÃO 1 Ano: 2015 Banca: IF-RS Órgão: IF-RS Prova: Professor - Topografia e Desenho Nível: Superior Em relação às características das curvas de nível, marque a opção INCORRETA: a) Uma curva de nível é uma linha que conecta pontos de mesma ele- vação. b) A distância vertical entre as superfícies de nível consecutivas que for- mam as curvas de nível em um mapa é denominada intervalo da curva de nível. c) Uma curva de nível não pode se ramificar em duas curvas de nível de mesma elevação. d) Recortes e preenchimentos para barragens terrestres, diques, rodovias, ferrovias, canais, etc. produzem curvas de nível retas ou geometricamente curvas com espaçamento uniforme ou uniformemente graduado. e) A distância entre curvas de nível indica o grau de uma inclinação. Uma separação grande entre curvas indica inclinações maiores, e se as curvas estiverem próximas é um indicativo de inclinações leves. QUESTÃO 2 Ano: 2010 Banca: FUNCAB Órgão: IDAF-ES Prova: Engenheiro Agrônomo Nível: Superior Mediu-se com uma bússola de rumo a direção AB achando-seo valor de 43º 30’ SO. Em seguida, mediu-se com a mesma bússola o rumo da direção AC achando-se 43º 30’ NO. Com base nesses dados, podemos afirmar que o ângulo BÂC mede: a) 180°. b) 93°. c) 87°. d) 3°. e) 0°. QUESTÃO 3 Ano: 2010 Banca: FUNCAB Órgão: IDAF-ES Prova: Engenheiro Agrônomo Nível: Superior Uma direção AB está assim definida: Azimute Verdadeiro AB = 35º 30’ 00” EA = 500.000,000 m NA = 7.635.000,000 m Com base nesses dados, podemos afirmar que: 46 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S a) Com estes dados, não se pode transformar o azimute verdadeiro em azimute plano. b) O azimute verdadeiro AB é maior que o azimute plano. c) O azimute verdadeiro AB é menor que o azimute plano. d) O azimute verdadeiro é igual ao azimute plano. e) O azimute verdadeiro AB é igual ao dobro do azimute plano. QUESTÃO 4 Ano: 2010 Banca: FUNCAB Órgão: IDAF-ES Prova: Engenheiro Agrônomo Nível: Superior Em topografia, podemos definir “Nivelamento” como sendo a ope- ração topográfica que tem o objetivo de: a) Marcar os pontos que servem para nivelar um terreno. b) Nivelar o teodolito. c) Determinar a diferença de nível entre pontos. d) Medir a distância horizontal entre dois pontos. e) Medir áreas equivalentes. QUESTÃO 5 Ano: 2010 Banca: FUNCAB Órgão: IDAF-ES Prova: Engenheiro Agrônomo Nível: Superior Visou-se com um nível ótico uma mira colocada em um ponto da curva de nível de cota 15m e fez a leitura de 1,615m. Qual será a leitura a ser feita na mira para locar a curva de cota 14m? a) 1,615m. b) 2,615m. c) 3,000m. d) 0,615m. e) 1,900m. QUESTÃO DISSERTATIVA – DISSERTANDO A UNIDADE A topografia basicamente trabalha com os levantamentos topográficos, que são divididos em levantamentos planimétricos e levantamentos al- timétricos. Defina cada um desses levantamentos e cite um exemplo prático de sua aplicação. TREINO INÉDITO O ângulo formado entre o alinhamento e a direção norte-sul tendo como origem a direção norte ou sul e com grandeza variável entre 0° e 90, é um: a) Rumo. b) Azimute. c) Deflexão. 47 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S d) Ângulo horário. e) Ângulo anti-horário. NA MÍDIA PONTO DE PARTIDA PARA UM NOVO PAÍS, BRASÍLIA COMPLETA 60 ANOS Embora a capital do Brasil tenha sido inaugurada há 60 anos, em 21 de abril de 1960, a ideia de Brasília, como também o seu nome, nasceu em 1823, pouco após a independência do Brasil. Já naquela época, um conselheiro imperial propôs a mudança da capital para a então provín- cia de Goiás, no centro do país. O projeto, porém, teve que esperar mais de um século para se tornar realidade. Em meados dos anos 1950, uma comissão determinou com precisão a localização de Brasília e um novo presidente, Juscelino Ku- bitschek, cujo lema da campanha eleitoral foi fazer o Brasil avançar “50 anos em cinco”, iniciou sua construção. Fonte: DW Data: 21 abril. 2020. Leia a notícia na íntegra: https://www.dw.com/pt-br/ponto-de-parti- da-para-um-novo-pa%C3%ADs-bras%C3%ADlia-completa-60-a- nos/a-53191539 NA PRÁTICA Os levantamentos topográficos são de grande importância para a maio- ria dos projetos de engenharia. Por exemplo, em obras para a cons- trução de rodovias, a topografia é extremamente útil para delimitar os limites e as divisas. Nesse sentido, os levantamentos oferecem informa- ções sobre os limites do domínio municipal, estadual ou federal ou ainda de ordem particular para que as providências relacionadas a desapro- priação e outras autorizações que sejam necessárias sejam solicitadas. Além disso, a definição dos pontos e poligonais também tem por função georreferenciar aquela porção do espaço geográfico, de forma que as obras ou qualquer outra intervenção possa ser acompanhada através de imagens de satélites e outros recursos a distância. PARA SABER MAIS Vídeo sobre o assunto: Como converter de azimute para rumo Acesse os links https://www.youtube.com/watch?v=uAv8ODtwU7U 48 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S TOPOGRAFIA E GEODÉSIA A topografia tem por objetivo a representação da superfície ter- restre em um plano horizontal de referência. Mas, sabemos que, ao tratar a superfície da Terra como algo plano, pode acarretar em erros relacionados à precisão e à veracidade do modelo de superfície gerado em um levantamento topográfico. Como a topografia busca representar uma porção da superfície terrestre de forma plana, ela desconsidera, teoricamente, a curvatura da superfície terrestre no momento do levantamento. Quando são tra- balhadas pequenas distâncias de até 30km, os erros observados são muito pequenos e podem ser desconsiderados. Entretanto, a partir de TOPOGRAFIA, GEODÉSIA & GEOPROCESSAMENTO TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S 49 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S 30km a deformação torna-se mais sensível e passa a influenciar nas medidas necessárias ao levantamento. Nesse sentido, a Geodésia, através dos recursos de trigono- metria e geometria esféricas e dos processos e equipamentos, pode determinar com precisão as coordenadas dos vértices dos triângulos presentes nas malhas triangulares que se justapõem ao elipsoide de revolução. A atuação da topografia é no detalhamento das malhas triangulares, onde a abstração da curvatura terrestre se apresentaria em um erro admissível e administrável. A Geodésia é a ciência que estuda a forma e as dimensões da Terra, a posição de pontos sobre sua superfície e a modelagem do campo de gravidade. Dessa forma, a Geodésia objetiva o estudo da forma e das dimensões da Terra por meio de representações da superfície terrestre através de mapas e cartas geográficas. Para que essas representações sejam feitas, a Geodésia considera a superfície da Terra como um elip- soide de revolução ou mesmo uma esfera, de forma que a posição dos pontos é determinada pela trigonometria esférica. Entretanto, o homem precisa representar de forma mais de- talhada porções do espaço geográfico, ou seja, superfícies menores, onde não é necessário considerar a forma da Terra e, por isso, as posi- ções dos pontos são determinadas por geometria e trigonometria plana. Para alguns autores, a Geodésia está dividida em três ramos: Geodésia Física, Geodésia Geométrica ou Matemática e Geodésia por satélites. A Topografia, neste cenário, estaria incluída na Geodésia Geo- métrica, e utilizaria os mesmos métodos e instrumentos para determinar as características das porções da superfície terrestre. Entretanto, a Geodésia também pode ser dividida em: • Geodésia superior ou Geodésia teórica, que corresponderia a Geodésia Física e Matemática, que tem por objetivo determinar e repre- sentar a figura da Terra em termos globais. • Geodésia inferior ou geodésia prática: que equivaleria a Geo- désia por satélite, que agora seria representada pela topografia em vir- tude do avanço das tecnologias. Um dos principais objetivos da topografia é a determinação das coordenadas relativas de pontos. Para que isso seja possível, é im- 50 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S portante que essas coordenadas sejam expressas em um sistema de coordenadas, cujos parâmetros são determinados pelos sistemas de coordenadas e pela geodésia. Sistema de coordenadas topográficas A topografia utiliza os sistemas de coordenadas retangulares, que corresponde ao ponto vertical, no ponto de estação do teodolito, que é materializado pelo fio de prumo ou pelo prumo óptico do instru- mento, e que define o eixo Z do sistema ortogonal. Se corresponder ao plano horizontal,onde se encontram os eixos X e Y e onde esse plano horizontal é perpendicular a vertical, e estabe- lecido a uma distância arbitrada, podemos dizer que em uma direção Y, que coincida com a do meridiano geográfico, significa que o sistema está referenciado ao norte verdadeiro ou geográfico. Mas, se o eixo Y estiver alinhado à direção da bússola no instante da observação, então o sistema estará referenciado com o norte magnético; e, se o eixo Y coincidir com uma direção arbitrária, o sistema estará referenciado a um norte arbitrário. Sistemas de coordenadas cartesianas Quando posicionamos um ponto em um espaço qualquer, na ver- dade, estamos atribuindo uma localização a ele, o que implica em dizer que estamos atribuindo uma coordenada. Para que este ponto seja localizado, a coordenada deve estar referenciada a um sistema de coordenadas que inserem esta localização em contextos bidimensionais e tridimensionais. No contexto bidimensional, são utilizados os sistemas de coorde- nadas cartesianas que consistem em um sistema de eixos ortogonais no plano, constituído de duas retas orientadas X e Y, perpendiculares entre si, onde a origem deste sistema é o cruzamento dos eixos X e Y. Nesse sis- tema, um ponto é definido através de uma coordenada denominada abs- cissa, ou coordenada X e outra denominada ordenada ou coordenada Y. No contexto tridimensional, o sistema de coordenadas carte- sianas retangulares é caracterizado por um conjunto de três retas (X, Y, Z) denominadas de eixos coordenados, mutuamente perpendiculares, as quais se interceptam em um único ponto, denominado de origem. A posição de um ponto neste sistema de coordenadas é definida pelas coordenadas cartesianas retangulares (x, y, z) (Figura 3). 51 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Figura 3: Coordenadas cartesianas. Fonte: Veiga et. al., 2012. De acordo com a posição da direção positiva dos eixos, um sistema de coordenadas cartesianas pode ser dextrogiro ou levogiro (Veiga et. al. 2012). O sistema dextrogiro é aquele onde um observador situado no semieixo OZ vê o semieixo OX coincidir com o semieixo OU, através de um giro de 90° no sentido anti-horário. Já o sistema levogiro é aquele em que o semieixo OX coincide com o semieixo OU, através de um giro de 90°, no sentido horário (Figura 4). Figura 4: Sistema de coordenadas cartesianas dextrogiro e levogiro. Fonte: Veiga et. al., 2012. 52 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Sistemas de coordenadas esféricas O sistema de coordenadas esféricas consiste em um ponto do espaço tridimensional que pode ser determinado pelo afastamento r en- tre a origem do sistema e o ponto R considerado, pelo ângulo b formado entre o segmento OR e a projeção ortogonal deste sobre o plano xy e pelo ângulo a que a projeção do segmento OR sobre o plano xy forma com o semieixo OX. Ainda, as coordenadas esféricas de um ponto R são dadas por (r, a, b). (Figura 5). Figura 5: Sistema de coordenadas esféricas Fonte: Veiga et. al. 2012. O sistema de coordenadas esféricas é sobreposto a um siste- ma de coordenadas cartesianas, onde o ponto R, determinado pelo ter- no cartesiano (x, y, z) pode ser expresso pelas coordenadas esféricas (r, α, β), sendo o relacionamento entre os dois sistemas obtido por um vetor posicional, calculado através de relações entre seno e cosseno. Superfícies de Referência A superfície terrestre é muito irregular e, devido a essa carac- terística, existe uma diversidade de modelos para a sua representação que apresentam uma natureza mais simples, regular e geométrica, de forma a se aproximar ao máximo possível do formato real para a reali- zação dos cálculos. Os modelos são o esférico, o elipsoidal, o geoidal e o plano, onde cada um possui uma aplicação. 53 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S O modelo esférico considera a Terra como um elemento as- tronômico, onde o sistema de localização, isto é, de coordenadas, são expressas através da latitude e da longitude astronômicas. A latitude astronômica refere-se ao arco de meridiano contado desde o equador até o ponto considerado, sendo, por convenção, positiva no hemisfério Norte e negativa no hemisfério Sul. Já a longitude astronômica consiste no arco de equador contado desde o meridiano de origem (Greenwich) até o meridiano do ponto considerado. Por convenção, a longitude varia de 0º a +180º no sentido leste de Greenwich e de 0º a -180º por oeste de Greenwich (Veiga et. al 2012). O modelo elipsoidal é adotado pela Geodésia como o elipsoi- de de revolução. O elipsoide de revolução ou biaxial pode ser definido como uma figura geométrica gerada pela rotação de uma semi-elipse (geratriz) em torno de um de seus eixos (eixo de revolução); se este eixo for o menor, a elipse resultante é achatada (elipsoide achatado). As coordenadas geodésicas elipsoidais de um ponto sobre o elipsoide correspondem a latitude e a longitude geodésicas. A latitude geodésica refere-se ao ângulo formado com a normal junta a projeção no plano do equador, sendo positiva para o Norte e negativa para o Sul. A longitude geodésica consiste no ângulo diedro formado pelo meridia- no geodésico de Greenwich (origem) e do ponto P, sendo positivo para Leste e negativo para Oeste. No Brasil, o atual Sistema Geodésico Brasileiro (SIRGAS2000 - Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas) adota o elipsoide de revolução GRS80 (Global Reference System 1980), cujos semieixo maior e achatamento são: a = 6.378.137,000m e f = 1/298,257222101. O modelo geoidal é o que mais se aproxima da forma da Ter- ra, e trata-se de uma superfície irregular e com grande complexidade matemática, sendo definida a partir dos dados referentes ao nível médio dos mares em repouso, prolongado através dos continentes. O geoide é uma superfície equipotencial do campo da gravida- de ou da superfície de nível, utilizado como referência para as altitudes ortométricas (distância contada sobre a vertical, do geoide até a super- fície física) no ponto considerado. As linhas de força ou linhas verticais são perpendiculares a essas superfícies equipotenciais e materializadas, enquanto que a reta 54 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S tangente à linha de força em um ponto representa a direção do vetor gravidade neste ponto, e também é chamada de vertical. O modelo plano é o mais simples e o mais utilizado pela topo- grafia, e que considera a porção da superfície terrestre estudada como sendo plana. É importante lembrar que esta simplificação pode ser utili- zada dentro de certos limites, em decorrência dos erros que pode apre- sentar, e de acordo com as recomendações da NRB 13133, Execução de Levantamento Topográfico, que regulamenta o levantamento topográfico. De acordo com as normas que regulamentam o levantamento topográfico, o as características do sistema de projeção utilizado são (NBR, 1994): • As projetantes são ortogonais à superfície de projeção, o que significa que o centro de projeção localizado no infinito. • A superfície de projeção é um plano normal a vertical do lugar no ponto da superfície terrestre, considerado como origem do levantamento, sendo seu referencial altimétrico o referido Datum vertical brasileiro. • As deformações máximas aproximadas inerentes à desconsi- deração da curvatura terrestre e à refração atmosférica são: Dl (mm) = - 0,001 l3 (km) Dh (mm) = + 78,1 l2 (km) Dh´(mm) = + 67 l2 (km) Onde: Dl = deformação planimétrica devida à curvatura da Terra, em mm. Dh = deformação altimétrica devida à curvatura da Terra, em mm. Dh´ = deformação altimétrica devida ao efeito conjunto da curvatura da Terra e da refração atmosférica,em mm. l = distância considerada no terreno, em km. • O plano de projeção tem a sua dimensão máxima limitada a 80 km, a partir da origem, de maneira que o erro relativo, decorrente da desconsideração da curvatura terrestre, não ultrapasse 1:35000 nesta dimensão e 1:15000 nas imediações da extremidade desta dimensão. • A localização planimétrica dos pontos, medidos no terreno e projetados no plano de projeção, se dá por intermédio de um sistema de coordenadas cartesianas, cuja origem coincide com a do levantamento topográfico; • O eixo das ordenadas é a referência azimutal, que, depen- dendo das particularidades do levantamento, pode estar orientado para 55 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S o norte geográfico, para o norte magnético ou para uma direção notável do terreno, julgada como importante. • Uma vez que a topografia busca representar um conjunto de pontos no plano, é necessário estabelecer um sistema de coordenada cartesianas para a representação deles. Este sistema pode ser caracte- rizado da seguinte forma: - Eixo Z: materializado pela vertical do lugar (linha materializada pelo fio de prumo); - Eixo Y: definido pela meridiana (linha norte-sul magnética ou verdadeira); ou ainda, em alguns casos, pode ser definido por uma direção que seja de destaque no terreno, como uma rua. - Eixo X: sistema dextrogiro (formando 90º na direção leste). Ainda, deve-se observar o efeito da curvatura nas distâncias da altimetria, sendo este feito maior na altimetria que na planimetria. Para se aprofundar e saber mais sobre os sistemas de referên- cia terrestre, leia o artigo Conceitos Fundamentais Usados no Posicio- namento Terrestre, disponível no endereço: https://www.researchgate.net/profile/Mauricio_Veronez/publi- cation/268361052_Conceitos_Fundamentais_Usados_no_Posiciona- mento_Terrestre/links/552c14800cf2e089a3acc339/Conceitos-Funda- mentais-Usados-no-Posicionamento-Terrestre.pdf TOPOGRAFIA E GEOPROCESSAMENTO Até a década de 70, as dificuldades técnicas para a análise de dados e de sua representação, através de desenhos manuais, impediam que as relações entre as diversas informações levantadas no campo fos- sem realizadas. Dessa forma, o resultado de muitos levantamentos não era aproveitado em sua totalidade, gastando-se tempo e recursos financeiros para compreender melhor uma determinada porção do espaço geográfico. A partir da segunda metade do século XX, ocorreram grandes avanços nas áreas de computação e sistemas de informação, as quais colaboraram para a representação de elementos geográficos no meio computacional, criando-se, assim, as expressões Geographic Infor- mation System (GIS) ou Sistema de Informações Geográficas (SIG) e 56 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Computer Aided Design (CAD) ou Desenho Assistido por Computador. A topografia tem por objetivo a representação de uma pequena parte da superfície terrestre em uma escala apropriada, e é realizada a partir do levantamento topográfico, que se constitui na medição de ângulos, distâncias, cotas e desníveis a partir de um posicionamento geográfico em um determinado terreno de interesse (Veiga et. al. 2012). Os levantamentos topográficos são divididos em levantamen- tos planimétricos (planimetria) e levantamentos altimétricos (altimetria). A planimetria trata dos levantamentos e grandezas relacionadas ao pla- no horizontal, enquanto que a altimetria está relacionada as grandezas que compõem o plano vertical. Entre os principais instrumentos, mais modernos e utilizados para a aquisição dessas medidas, estão o teodo- lito, o nível (ótico ou a laser), a Estação Total e o GNSS. Após a realização dos levantamentos planimétricos e altimétri- cos em campo, são iniciadas as etapas de processamento e análise dos dados coletados. O resultado dessa análise são a geração de mapas altimétricos, curvas de nível, perfil do terreno, modelo tridimensional, ajuste de curvas (vertical ou horizontal), entre outros, que contribuirão para a caracterização do terreno, o entendimento de sua dinâmica e as intervenções necessárias para a sua utilização. Todos esses elementos podem ser obtidos através dos mapas gerados pelos SIGs, que, por meio de softwares específicos para processamento de dados topográfi- cos, os SIGs armazenam os dados geográficos e os tratam através de análises matemáticas e computacionais, transformando-os em informa- ções espaciais de forma ágil e com grande precisão. Os sistemas de informação geográfica podem ser definidos como sistemas computacionais capazes de capturar, armazenar, consul- tar, manipular, analisar, exibir e imprimir dados referenciados espacial- mente sobre/sob a superfície terrestre, os quais podem ser representados através de camadas vetoriais e matriciais sobrepostas umas às outras geograficamente, permitindo a análise integrada de diversos elementos. Neste sentido, os sistemas de informação geográfica, a partir de ferramentas conceituais e bancos de dados, criam um modelo de dados para representar a realidade geográfica que se deseja materializar. Ou seja, esse conjunto de operações representa um processo de modelagem. O processo de modelagem se refere a uma maneira de ma- 57 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S terializar o mundo real em outros domínios, ou seja, as camadas que compõem o mundo real podem ser estudadas de diversas maneiras, de modo que se possa extrair as informações de diversas naturezas para infinitas apicações. No processo de modelagem, os domínios são divididos em uni- versos, que são (Câmara et. al. 2001) : • O universo do mundo real, que inclui as entidades da realida- de a serem modeladas no sistema. • O universo matemático (conceitual), que inclui uma definição matemática (formal) das entidades a serem incluídas no modelo. • O universo de representação, onde as diversas entidades for- mais são mapeadas para representações geométricas. • O universo de implementação, onde as estruturas de dados e algoritmos são escolhidas de acordo com a capacidade de processa- mento, para serem codificados. Cada um desses domínios, portanto, contribuem na análise de problemas em diversas áreas do conhecimento, a partir da unificação e da análise dos dados coletados em sistemas de geoprocessamento (Câmara et. al. 2001): • no universo do mundo real, encontram-se os fenômenos a serem representados, como os tipos de solo, o cadastro urbano e rural, dados geofísicos e topográficos; • no universo matemático, pode-se distinguir entre as grandes classes formais de dados geográficos (dados contínuos e objetos indivi- dualizáveis) e especializar estas classes nos tipos de dados geográficos utilizados comumente (dados temáticos e cadastrais, modelos numéri- cos de terreno, dados de sensoriamento remoto); • no universo de representação, as entidades formais defini- das no universo conceitual são associadas a diferentes representações geométricas, que podem variar conforme a escala e a projeção carto- gráfica escolhida e a época de aquisição do dado. Aqui, distingue-se entre as representações matricial e vetorial, que podem ainda ser es- pecializadas; • o universo de implementação é onde ocorre a realização do mo- delo de dados, através de linguagens de programação. Neste universo, escolhem-se as estruturas de dados (tais como árvores quaternárias e ár- vores-R) para implementar as geometrias do universo de representação. Os levantamentos topográficos podem contribuir com muitas informações para os diversos domínios que compõem um processo de modelamento, onde são utilizados os sistemas de geoprocessamento. Através dos dados coletados, é possível materializar as características 58 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E OR R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S do mundo real através de mapas temáticos, mapas cadastrais, redes, imagens, e modelos numéricos de terreno. Os mapas temáticos referem-se aos produtos cartográficos onde há uma distribuição espacial de uma grandeza geográfica, expressa de forma qualitativa, como os mapas de solos, onde os limites não, necessa- riamente, precisam ser exatos. Neste caso, a topografia contribui na delimi- tação geral dos domínios do solo, por exemplo, mas sem a necessidade da existência de pontos exatos, exceto quando são estudos de detalhe. Para se aprofundar e entender como a topografia pode con- tribuir na construção de modelos e de mapas temáticos, leia o artigo “Abordagem sistemática de projeto cartográfico para a análise da qua- lidade ambiental de bacia hidrográfica, disponível no endereço: https:// periodicos.ufpe.br/revistas/rbgfe/article/view/234356/30308 Os mapas cadastrais utilizam para a sua representação diver- sos elementos ou objetos geográficos que possuem atributos e pode estar associado a várias representações gráficas. Como exemplo, po- demos pensar que os lotes de uma cidade são elementos do espaço geográfico, e que possuem atributos como proprietário, localização, va- lor venal, IPTU devido, e que podem ter representações gráficas dife- rentes em mapas de escalas distintas. Esses atributos precisam de uma localização mais exata, onde a topografia também pode atuar e gerar diversas informações para a elaboração de mapas cadastrais. Para compreender como os levantamentos topográficos são aplicados em geoprocessamento e podem contribuir no mapeamento cadastral, leia o artigo “Geoprocessamento de protocolos: integração de dados para assistência da fiscalização urbana, disponível no endereço: http://revista.imap.curitiba.pr.gov.br/index.php/rapi/article/view/80/104 As redes referem-se às informações associadas a serviços ou outros objetos que operam em rede, por exemplo, os serviços básicos de utilidade pública: redes de distribuição de água, energia e telefonia; 59 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S as redes de drenagem; as rodovias, entre outros. Nas redes, o obje- to geográfico (cabo telefônico, transformador de rede elétrica, cano de água) deve apresentar uma localização geográfica exata e está sempre associado a atributos descritivos presentes no banco de dados. Para compreender como os levantamentos topográficos podem contribuir nos estudos e no modelamento de redes, leia o artigo “Técni- cas de geoprocessamento aplicadas ao planejamento urbano: Estudo da interferência da topografia na acessibilidade pedestre dos espaços verdes da cidade de Faro, em Portugal, disponível no endereço: https:// periodicos.ufpe.br/revistas/rbgfe/article/view/238945/33846 As imagens são produtos que podem ser obtidos por satélites, fotografias aéreas ou “scanners” aerotransportados, e representam for- mas de captura indireta de informação espacial em um dado momento. As informações das imagens são armazenadas como matrizes, onde cada elemento de imagem, que é chamado de pixel, tem um valor pro- porcional à energia eletromagnética refletida ou emitida pela área da superfície terrestre correspondente (Câmara et. al. 2001). A aquisição de imagens traz consigo os objetos geográficos estão contidos na imagem, sendo necessário recorrer a técnicas de fo- tointerpretação e de classificação para individualizá-los e compreender as suas relações em um determinado espaço. Neste sentido, existem uma série de características importantes de imagens de satélite, entre elas (Câmara et. al. 2001): • o número e a largura de bandas do espectro eletromagnético imageadas (resolução espectral); • a menor área da superfície terrestre observada instantanea- mente por cada sensor (resolução espacial); • o nível de quantização registrado pelo sistema sensor (reso- lução radiométrica); e o intervalo entre duas passagens do satélite pelo mesmo ponto (resolução temporal). Todos esses parâmetros são importantes para que a individua- lização dos objetos seja feita de maneira adequada, e, quanto maior a exatidão exigida, maior será a contribuição da topografia na localização e na separação desses objetos. 60 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S Para analisar como a topografia pode ser utilizada no mapea- mento envolvendo imagens de satélite, leia o artigo “Mapeamento do cultivo de café no Sul de Minas Gerais utilizando imagens LANDSA- T-5-TM e variáveis topográficas, disponível no endereço: https://www. revistas.usp.br/rdg/article/view/103040/115436 O modelo numérico de terreno pode ser definido como um mo- delo matemático que reproduz uma superfície real a partir de algoritmos e de um conjunto de pontos (x, y), em um referencial qualquer, com atributos denotados de z, que descrevem a variação contínua da super- fície. Este conjunto de pontos cria um modelo matemático de uma su- perfície em 3D com o agrupamento de amostras (x,y,z) que descrevem a superfície real, de maneira que todo o conjunto simule de modo ideal o comportamento da superfície original. Desta forma, podemos inferir que os modelos numéricos de ter- reno consistem em uma representação quantitativa de uma grandeza que varia continuamente no espaço. Esses modelos são elaborados a partir de softwares, onde os dados coletados são transformados em objetos 3D, de forma que a visualização de suas características, especialmente do terreno e do relevo possam ser observadas de maneira detalhada. No caso específico da topografia, os modelos numéricos de terreno podem ser aplicados em: • Armazenamento de dados de altimetria para gerar mapas to- pográficos; • Análises de corte e aterro para projeto de estradas e barragens; • Mapas de declividade e exposição para apoio a análises de geomorfologia e erodibilidade; • Apresentação tridimensional (em combinação com outras va- riáveis). Para avaliar como a topografia pode ser empregada em mode- los numéricos, leia o artigo “Análise da diferença entre dados altimétri- cos em uma bacia hidrográfica através da comparação entre modelos digitais de elevação”, disponível no endereço: https://repositorio.bc.ufg. 61 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S br/xmlui/bitstream/handle/ri/17278/Artigo%20-%20Adalto%20Morei- ra%20Braz%20-%202018.pdf?sequence=5&isAllowed=y O universo conceitual modela o espaço geográfico através dos modelos de campos e dos objetos. O modelo de campos trata o espaço geográfico como uma superfície contínua, sobre a qual variam os fenô- menos a serem observados de acordo com as diferentes distribuições. Já o modelo de objetos representa o espaço geográfico como uma coleção de entidades distintas e identificáveis. Por exemplo, um cadastro espacial dos lotes de um município identifica cada lote como um dado individual, com atributos que o distinguem dos demais. Igual- mente, poder-se-ia pensar como geo-objetos os rios de uma bacia hi- drográfica ou os aeroportos de um estado. Os modelos são divididos em classes como o geo-campo; geo- -objeto; mapa cadastral; objetos não-espaciais; plano de informação e banco de dados geográfico (Câmara et. al. 2001). O universo de representação consiste nas possíveis representa- ções geométricas que podem estar associadas às classes do universo con- ceitual, sendo categorizadas em duas representações: vetorial e matricial. Já o universo de implementação trata da análise das estruturas dos dados que serão utilizados para construir um sistema de Geoproces- samento. Essas decisões estão associadas à disponibilidade de hardware e software que suportem de forma adequada o processamento das opera- ções geográficas, que envolvem, na maioria das vezes, muito algoritmos.62 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S QUESTÕES DE CONCURSOS QUESTÃO 1 Ano: 2013 Banca: ESAF Órgão: DNIT Prova: Técnico de Suporte em Infraestrutura de Transportes - Topografia Nível: Médio. Sobre a Geodésia e a Topografia, são corretas as afirmativas, exceto: a) A Geodésia e a Topografia possuem o mesmo objetivo, mas diferem nos fundamentos matemáticos, pois a primeira é baseada na trigono- metria plana e a segunda na trigonometria esférica. b) A Geodésia diferente da Topografia pode ser utilizada na medição de qualquer porção do terreno. c) A Geodésia considera suas medições relativas a um elipsoide ou um geoide e a Topografia a um Plano Topográfico. d) É possível usar instrumentos topográficos e geodésicos em uma me- dição, se o levantamento exige. e) Geodésia é a ciência que estuda a forma, as dimensões, o campo de gravidade da Terra e suas variações temporais, enquanto a Topografia se limita à descrição de áreas restritas da superfície terrestre. QUESTÃO 2 Ano: 2013 Banca: ESAF Órgão: DNIT Prova: Técnico de Suporte em Infraestrutura de Transportes - Topografia Nível: Médio. Sobre as coordenadas astronômicas e geodésicas de um ponto, assinale a opção incorreta. a) As coordenadas astronômicas definem posições de ponto sobre o geoide enquanto que as coordenadas geodésicas definem posições de ponto sobre o elipsoide. b) Para o posicionamento de pontos sobre a superfície física da Terra, são necessárias: a altitude ortométrica (H), a altitude geométrica (h) e a altura geoidal (N). c) A Altitude geométrica de um ponto (h) é a distância contada sobre a normal entre o ponto considerado e o elipsoide. d) A diferença entre a latitude astronômica e a latitude geodésica de um ponto é a componente meridiana do desvio da vertical. e) A altitude ortométrica de um ponto (H) é a distância, contada sobre a normal entre o ponto considerado e o geoide. QUESTÃO 3 Ano: 2013 Banca: ESAF Órgão: DNIT Prova: Técnico de Suporte em Infraestrutura de Transportes - Topografia Nível: Médio. No ano de 2005, o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatístico – IBGE adotou um novo sistema de referência, geocêntrico, compa- 63 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S tível com a precisão dos métodos de posicionamento correspon- dentes e também com os sistemas adotados no restante do globo terrestre, tendo então estabelecido um novo sistema de referência geodésico para o Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) e para o Sis- tema Cartográfico Nacional (SCN), que é o: a) Sistema de Referência World Geodetic System 1984 (WGS - 84), associado a um elipsoide de revolução geocêntrico. b) Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas (SIRGAS), em sua realização do ano de 2000 (SIRGAS2000), tendo como superfície de referência o Sistema de Referência Terrestre Internacional – ITRS. c) Sistema Geodésico de Referência Córrego Alegre, com superfície de referência o Elipsoide Internacional de Hayford 1924. d) Sistema Datum Sul-Americano de 1969 (South American Datum of 1969 – SAD 69) com Superfície de referência: Elipsoide Internacional de 1967(UGGI67). e) O Sistema Astro Datum Chuá, com ponto de origem no vértice Chuá e elipsoide de referência Hayford. O contrato de trabalho pode ser celebrado. QUESTÃO 4 Ano: 2013 Banca: ESAF Órgão: DNIT Prova: Técnico de Suporte em Infraestrutura de Transportes - Topografia Nível: Médio. Assinale a opção incorreta: a) Receptores de navegação que rastreiam apenas o código C/A, desti- nam-se a levantamentos expeditos. b) Na determinação de pontos com GPS, é necessário ter cuidado para evitar possíveis interferências na recepção dos sinais, evitando o efeito de multicaminho. c) A utilização de estação total e receptor de satélites em um mesmo le- vantamento não é indicada devido à incompatibilidade dessas tecnologias. d) O posicionamento relativo caracteriza-se pela observação simultânea dos sinais de satélites em pelo menos duas estações distintas, tomando uma como base, sendo estas de coordenadas conhecidas. e) RINEX (Receiver Independent Exchange Format) é um formato de dados GPS, desenvolvido para facilitar o intercâmbio destes entre os diversos modelos de receptores. QUESTÃO 5 Ano: 2015 Banca: IF-RS Órgão: IF-RS Prova: Professor - Topografia e Desenho Técnico Nível: Superior Sobre o Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) observe as proposi- ções abaixo: I. Entre os componentes principais do Sistema Geodésico Brasilei- 64 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S ro (SGB) estão apenas as redes planimétrica e gravimétrica. II. O estabelecimento da rede gravimétrica no Brasil é de funda- mental importância para o estabelecimento do geoide. III. O referencial altimétrico é materializado pela superfície equi- potencial que coincide com o nível médio do mar, definido pelas observações maregráficas tomadas na baía de Imbituba, no litoral de Santa Catarina. Assinale a alternativa em que todas a(s) afirmativa(s) está(ão) IN- CORRETA(S): a) Somente a opção II é incorreta. b) Somente a opção III é incorreta. c) Somente as opções I e II são incorretas. d) Somente a opção I é incorreta. e) Somente as opções II e III são incorretas. QUESTÃO DISSERTATIVA – DISSERTANDO A UNIDADE A estação total é um equipamento eletrônico utilizado para medidas de ângulos e distâncias nos levantamentos topográficos, sendo também conhecida como taqueômetro. Neste sentido, explique a relação entre os dados coletados pela estação total e a Geodésia. TREINO INÉDITO Relacione a coluna 1 com a coluna 2, e marque a resposta correspondente: Coluna 1 Coluna 2 1. Fotogrametria ( ) é a ciência e a arte de expressar graficamente, por meio de mapas e cartas, o conhecimento humano pela superfície terrestre. 2. Topografia ( ) é a ciência que determina, através de observações, a forma e o tamanho da Terra, as coordenadas dos pontos, comprimentos e direções de linhas da superfície terrestre e as variações da gravidade terrestre. 3. Cartografia ( ) é a ciência que estuda a representação detalhada de um trecho da superfície terrestre sem levar em conside- ração a curvatura da esfericidade terrestre. 4. Geodésia ( ) é a ciência, arte e tecnologia de se obter mapas e medidas confiáveis por meio de fotografias métricas. a) 4 – 3 – 2 – 1. b) 1 – 2 – 3 – 4. c) 2 – 3 – 1 – 4 d) 3 – 4 – 2 – 1. e) 1 – 3 – 4 – 2 . 65 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S NA MÍDIA IRATI PRETENDE IMPLANTAR GEORREFERENCIAMENTO PARA IMÓVEIS URBANOS Irati quer implantar um sistema de georreferenciamentono município para os imóveis da área urbana. O sistema utilizará de informações de satélite e drones para obter atualizações de informações topográficas dos imóveis. Segundo o secretário municipal de Arquitetura, Engenharia e Urbanismo Adriano Batista, o sistema atualizará a base cartográfica da cidade, ajudando na avaliação e execução de projetos. “Vai contri- buir para uma imagem atualizada para os serviços da Secretaria de Obras, para o pessoal de georreferenciamento, para os nossos projetos que serão referenciados através de uma topografia de relevo”, conta. Fonte: Jornal Hoje Centro Sul Data: 26 abril 2019. Leia a notícia na íntegra: http://hojecentrosul.com.br/?id=4864 NA PRÁTICA A associação dos conceitos referentes à Geodésia aos levantamentos topográficos permite que os pontos levantados possam ser georreferen- ciados a partir de um sistema de coordenadas, de modo que contribua na localização precisa de um determinado objeto em uma porção do espaço geográfico. A possibilidade de conferir uma localização exata a um objeto é de gran- de importância, pois facilita, por exemplo, a contagem de árvores em uma fazenda de silvicultura, alémcontribuir na localização de cabos, transformadores de energia, encanamentos, entre outros. PARA SABER MAIS Vídeo sobre o assunto: Topografia Convencional x Topografia com Dro- nes (2020) Acesse o link: https://www.youtube.com/watch?v=bhfRsBX8dO4 66 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S GABARITOS CAPÍTULO 01 QUESTÕES DE CONCURSOS 01 02 03 04 05 A C A D C QUESTÃO DISSERTATIVA – DISSERTANDO A UNIDADE – PADRÃO DE RESPOSTA A topografia é uma ciência que estuda a descrição do lugar, e, através de levantamentos topográficos planimétricos e altimétricos, é possível coletar as informações referentes aos planos horizontais e verticais de uma dada porção do terreno em um espaço geográfico. Neste sentido, os elementos que são avaliados, como as distâncias, os ângulos e a marcação de pontos tem por objetivo a contextualização dessa porção em um espaço coberto por um sistema de coordenadas. Por exemplo, a construção de grandes obras de saneamento básico, onde toda a malha referente à rede de águas pluviais deve ser mapeada. Antes da construção, é realizado todo um levantamento topográfico, de forma que as características terreno são avaliadas, e, posteriormente, a malha pluvial também pode ser georreferenciada e acrescentada no memorial descritivo. Com isso, se há algum problema na rede, é possível localizar e realizar somente as intervenções necessárias, reduzindo os custos de operação. TREINO INÉDITO Gabarito: B 67 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S CAPÍTULO 02 QUESTÕES DE CONCURSOS 01 02 03 04 05 E B D C B QUESTÃO DISSERTATIVA – DISSERTANDO A UNIDADE – PADRÃO DE RESPOSTA O levantamento topográfico planimétrico, também denominado de pla- nimetria, é caracterizado pela medição das projeções horizontais que definem uma área, sendo usado para delimitar limites de um terreno, a realização de medições e marcações de pontos. O levantamento altimétrico ou altimetria consiste na definição das ca- racterísticas verticais de um terreno, por exemplo, as curvas de nível, perfil topográfico e seção transversal de um terreno ou área. A principal função do levantamento altimétrico é representar o relevo de uma área, informação fundamental para o entendimento das características de um terreno. Neste sentido, essas características contribuem para avaliar as intervenções necessárias para a sua utilização, como cortes de taludes. TREINO INÉDITO Gabarito: A 68 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S CAPÍTULO 03 QUESTÕES DE CONCURSOS 01 02 03 04 05 A E B C D QUESTÃO DISSERTATIVA – DISSERTANDO A UNIDADE – PADRÃO DE RESPOSTA A estação total é um instrumento eletrônico utilizado na obtenção de ângu- los, distâncias e coordenadas usados para representar graficamente uma área do terreno. Através da estação total, é possível realizar os levanta- mentos e as locações topográficas, determinar os ângulos horizontais e verticais, as distâncias verticais e horizontais, a localização e o posiciona- mento da área a ser trabalhada. Neste sentido, a Geodésia é indispensável para o levantamento topográfico e para o funcionamento da estação total, já que este precisa determinar as coordenadas para localizar aqueles pon- tos determinados no terreno em relação a outras propriedades. TREINO INÉDITO Gabarito: D 69 TO P O G R A F IA A P LI C A D A A O G E O R R E F E R E N C IA M E N TO - G R U P O P R O M IN A S CÂMARA, G.; DAVIS.C.; MONTEIRO, A.M.; D’Alge, J.C. Introdução à Ciência da Geoinformação. São José dos Campos: INPE, 2001. CASTRO, J. F. M. Princípios de cartografia sistemática, cartografia temá- tica e sistema de informação geográfica. Rio Claro: IGC/UNESP, 1996. COELHO JÚNIOR, José Machado. ROLIM NETO, Fernando Cartaxo. ANDRADE, Júlio da Silva Correa de Oliveira. Topografia geral. Recife: EDUFRPE, 2014. 156 p. CONCEIÇÃO, R. S. da. COSTA, V. C. Cartografia e geoprocessamen- to. V. 2. 264p. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 2013. DUARTE, P. A. Fundamentos de cartografia. Florianópolis: UFSC, 1994. 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