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REPRESENTAÇÃO DO RELEVO Profª. Érica S. Matos Departamento de Geomática Setor de Ciências da Terra Universidade Federal do Paraná -UFPR Parte I Conceitos : ponto cotado, perfil, declividade REPRESENTAÇÃO DO RELEVO • Dados coletados em campo: PLANIMETRIA XY ALTIMETRIA Z DADOS DA SUPERFÍCIE FÍSICA pontos XYZ Poligonação, Irradiação Nivelamento REPRESENTAÇÃO DO RELEVO • É preciso transformar dados em informações: • Pontos cotados • Perfil • Declividade • Curvas de nível DADOS DA SUPERFÍCIE FÍSICA pontos XYZ Modelos e representações do revelo 1. PONTO COTADO • É o ponto onde se conhece a cota / altitude – Muito utilizado para representar picos de morros, cruzamentos, ou peculiaridades do terreno 2. PERFIL • São cortes verticais ao longo do terreno. É possível analisar as variações do terreno ao longo de uma direção. plano vertical B A 2. PERFIL • Representado na forma de gráfico: distância horizontal (dh) B A Valor de cota / altitude (Z) Usual ampliar os valores de Z para melhor visualização Usa-se escalas distintas em cada eixo 1:10 1:100 3. DECLIVIDADE • É a relação entre o desnível existente e a distância horizontal • Apresentada em porcentagem ou na forma de proporção dhAB B A ΔhAB [%] AB AB AB dh h i Para transformar em % basta multiplicar o resultado por 100. Declividade tem sentido A>B é diferente de B>A 3. DECLIVIDADE • Também é utilizada para representar alterações de relevo, na forma de proporção 2 3 1 1 3 2 2:3 1:1 3:2 taludes de corte taludes de aterro dh : dv dh: distância horizontal dv: distância vertical 3. DECLIVIDADE • Ou ainda a declividade pode ser expressa pelo ângulo de inclinação α AB AB AB dh h arctan dhAB A B ΔhAB αAB Ângulo de inclinação tem sentido A>B é diferente de B>A 3. DECLIVIDADE Ex. Preencha o quadro ij ij ij dh h arctan[%] ij ij ij dh h i Percurso Desnível (m) Distância Horizontal (m) Declividade (%) Ângulo de Inclinação (° ’ ”) A 50 345 B -150 690 C 63 51 D -87 2500 3. DECLIVIDADE Ex. Preencha o quadro ij ij ij dh h arctan[%] ij ij ij dh h i Percurso Desnível (m) Distância Horizontal (m) Declividade (%) Ângulo de Inclinação (° ’ ”) A 50 345 + 14,49 % +08° 14’ 47” B -150 690 - 21,74 % -12° 15’ 53” C 63 51 +123,53 % +51° 00’ 32” D -87 2500 - 03,48 % - 01° 59’ 35” REPRESENTAÇÃO DO RELEVO Profª. Érica S. Matos Departamento de Geomática Setor de Ciências da Terra Universidade Federal do Paraná -UFPR Parte II Curvas de nível: definição e conceitos • Forma mais tradicional e comum para se representar o relevo. • É gerada a partir da interseção de planos horizontais (de cota única) e o terreno. – Todos os seus pontos possuem a mesma cota/altitude plano horizontal B A CURVAS DE NÍVEL • Equidistância vertical ou equidistância das curvas de nível: – Representa a diferença de cotas/altitudes entre duas curvas de nível consecutivas É definida em função: 1. Escala do desenho 2. Tipo do terreno 3. Precisão do levantamento 4. Objetivos do projeto O valor de equidistância é único para toda a representação Valores de equidistância vertical usuais • Corte / Aterro: no mínimo 0,50 m • Reservatórios / Armazenamento de água: 0,30 m • Áreas de plantio: 1,50 m Escala Equidistância 1:500 0,25 m ou 0,50 m 1:1000 1,00 m 1:2000 2,00 m • Sempre deve-se associar valores de cota/altitude para evitar ambiguidades MORRO? DEPRESSÃO? 10 20 30 40 X 8,5 DEPRESSÃO 50 40 30 20 X 55,5 MORRO 50 51 52 53 54 55 curvas Secundárias ou intermediárias curvas mestras ou principais Mais espessas, em destaque. Servem para orientar a interpretação Complementam a informação. Permitem o maior detalhamento O valor destas curvas pode ser omitido • REGRAS a) São suaves, sem cantos Não é natural! 55 55 Qual seria a cota deste ponto? 55 m? 56 m? 55 56 • REGRAS b) Duas curvas nunca se cruzam 98 98 98 • REGRAS c) Duas curvas nunca se encontram e continuam em uma só 25 30 25 30 + ÍNGREME + SUAVE • REGRAS d) Curvas de nível descrevem característica do terreno Monte Fuji Grand Canyon (detalhe) Monte everest Rio de Janeiro REPRESENTAÇÃO DO RELEVO Profª. Érica S. Matos Departamento de Geomática Setor de Ciências da Terra Universidade Federal do Paraná -UFPR Parte III Curvas de nível: traçado NA PRÁTICA – GERANDO CURVAS DE NÍVEL + + + + + + + + + + + + É preciso realizar levantamento 3D de pontos: irradiação (XY) + nivelamento (Z) 15 10 Para interpolar e traçar curvas de nível NA PRÁTICA – GERANDO CURVAS DE NÍVEL Os pontos levantados são ligados formando malhas para interpolação a) Regulares (quadradas / retangulares) b) Irregulares (triângulos) Traçado de curvas em malha quadrada Traçado de curvas em malha triangular É melhor pois evita ambiguidades na ligação das curvas NA PRÁTICA – GERANDO CURVAS DE NÍVEL • Em ambos os casos: • Seja dois pontos de cotas conhecidas. – Deve-se interpolar a posição de pontos de cotas iguais a das curvas que se quer traçar. EXEMPLOS DE MÉTODOS A. Gráfico: divisão por segmentos B. Numérico: interpolação linear A. Método gráfico: Divisão por segmento Objetivo: Demarcar as posições das curvas de [75, 80, 85] m, ou seja, uma equidistância vertical de 5 m. 1. A partir do segmento que deseja interpolar as curvas, traça-se uma reta r qualquer, com a adoção de uma escala em relação ao segmento original. A B 𝐇𝐀= 73,2 m 𝐇𝐁= 86,1 m ΔHAB = HB − HA = 86,1 − 73,2 𝚫𝐇𝐀𝐁 = +𝟏𝟐, 𝟗 𝐦 é o desnível total entre A e B Nessa escala, é preciso uma reta de 12,9 cm que equivale ao desnível de 12,9 m entre A e B 𝒓 Escala da reta 𝒓 auxiliar: 1,0 cm = 1,0 m A. Método gráfico: Divisão por segmento 1. Com base na escala fornecida, marca-se as posições das curvas que deseja-se interpolar na reta auxiliar. Reta auxiliar Valor da cota 0,0 cm 73,2 m 1,8 cm = 0,0 cm +1,8 cm 75,0 m = 73,2 m + 1,8 m 6,8 cm = 1,8 cm + 5 cm 80,0 m = 75,0 m + 5,0 m 11,8 cm = 6,8 cm + 5 cm 85,0 m = 80,0 m + 5,0 m 12,9 cm = 11,8 cm + 1,1 cm 86,1 m = 85,0 m + 1,1 m A B 𝐇𝐀= 73,2 m 𝐇𝐁= 86,1 m ΔHAB = HB − HA = 86,1 − 73,2 𝚫𝐇𝐀𝐁 = +𝟏𝟐, 𝟗 𝐦 é o desnível total entre A e B Marcar as posições das curvas que deseja-se interpolar 𝒓 Escala da reta 𝒓 auxiliar: 1,0 cm = 1,0 m A. Método gráfico: Divisão por segmento 2. Nas posições determinadas, marca-se os valores das cotas que correspondem às posições que quer-se determinar. A B 𝐇𝐀= 73,2 m 𝐇𝐁= 86,1 m 𝒓 Escala da reta 𝒓 auxiliar: 1,0 cm = 1,0 m 85,0 m 80,0 m 75,0 m 86,1 m B’ A. Método gráfico: Divisão por segmento 3. Une-se os pontos B e B’ com um segmento de reta. A B 𝐇𝐀= 73,2 m 𝐇𝐁= 86,1 m 𝒓 linha de referência BB’ 85,0 m 80,0 m 75,0 m 86,1 m B’ A. Método gráfico: Divisão por segmento 4. Com ajuda de esquadros, traçam-se retas paralelas ao segmento B’B. A B 𝐇𝐀= 73,2 m 𝐇𝐁= 86,1 m 𝒓 linha de referência BB’ 85,0 m 80,0 m 75,0 m 86,1 m B’ Traçando retas paralelas com esquadros linha de referência BB’ Sentido de deslocamento a) Posicione o primeiro esquadrado com um lado junto à linha de referência. b) O segundo esquadro é posicionado como apoio ao traçado na direção de deslocamento; c) Em seguida, desloque o esquadro nas posições onde deseja-se traçar retas paralelas à BB’. Traçando retas paralelas com esquadros linha de referência BB’ Sentido de deslocamento A. Método gráfico: Divisão por segmento 5. As interseções destas retas paralelas à BB’ com o segmento AB original representam as posições das curvas interpoladas. A B 𝐇𝐀= 73,2 m 𝐇𝐁= 86,1 m 𝒓 linha de referência BB’ 85,0 m 80,0 m 75,0 m 86,1 m B’ 75,0 80,0 85,0 B. Método numérico: Interpolação Linear Utiliza-se regra de três parainterpolar as curvas de nível. Deseja-se interpolar as curvas 75,0 m, 80,0 m e 85,0 m. logo a equidistância vertical das curvas é de 5 m. Distância AB no desenho = 7,5 cm A B 𝐇𝐀= 73,2 m 𝐇𝐁= 86,1 m ΔHAB = HB − HA = 86,1 − 73,2 𝚫𝐇𝐀𝐁 = +𝟏𝟐, 𝟗 𝐦 é o desnível total entre A e B B. Método numérico: Interpolação Linear Se 7,5 cm representam uma variação de 12,9 m no desnível, Qual o valor de x em centímetros que representa 1,8 m de variação? 1ª regra de três – achar a posição da 1ª curva x= 1,0 cm Distância AB no desenho = 7,5 cm A B 𝐇𝐀= 73,2 m 𝐇𝐁= 86,1 m 𝚫𝐇𝐱 = 𝟕𝟓, 𝟎 − 𝟕𝟑, 𝟐 = 𝟏, 𝟖 𝐦 x 75,0 é o desnível necessário para partir de A e chegar na curva de 75,0 m B. Método numérico: Interpolação Linear Calculou-se o valor de x=1 cm, a partir de A, para encontrar o ponto de cota igual a 75,0 m Distância AB no desenho = 7,5 cm A B 𝐇𝐀= 73,2 m 𝐇𝐁= 86,1 m x= 1 cm 75,0 B. Método numérico: Interpolação Linear Calcula-se agora o valor y em cm que representa a equidistância desejada de 5 m. 2ª regra de três – achar o espaçamento das próximas curvas y= 2,9 cm Distância AB no desenho = 7,5 cm A B 𝐇𝐀= 73,2 m 𝐇𝐁= 86,1 m 𝚫𝐇𝐲 = 𝐞𝐪 = 𝟓, 𝟎 𝐦 é o desnível existente entre duas curvas de nível consecutivas = equidistância das curvas 75,0 80,0 85,0 1. Traçar uma perpendicular a curva mais próxima do ponto C 2. Medir o afastamento das duas curvas de nível Ou seja, 10 m de variação (equidistância) ocorrem em 1,8 cm na representação 3. Medir o afastamento até o ponto C (partindo da curva + próxima) O comprimento azul é igual a 0,5 cm na representação 4. Calcular a variação de cota correspondente a 0,5 cm (regra de três) 10,0 𝑚 − 1,8 𝑐𝑚 𝑥 − 0,5 𝑐𝑚 𝑥 ≅ 2,8 𝑚 5. Calcular a cota do ponto C 𝑍𝑐 = 20,0 − 2,8 → 𝑍𝑐 = 17,2 𝑚 REPRESENTAÇÃO DO RELEVO Profª. Érica S. Matos Departamento de Geomática Setor de Ciências da Terra Universidade Federal do Paraná -UFPR Parte IV Extração de informações de relevo Seja a seguinte representação do relevo: 10 20 30 40 50 20 30 40 5010 Y ( m ) X (m) 10 m0 A B Encontrando a equidistância vertical 10 20 30 40 50 20 30 40 5010 Y ( m ) X (m) 10 m0 A B A equidistância vertical pode ser deduzida: 𝑒𝑞 = 𝑑𝑒𝑠𝑛í𝑣𝑒𝑙 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 2 𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎𝑠 𝑛º 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑞 = 30 − 25 5 = 5 𝑚 5 𝒆𝒒 = 𝟏𝒎 Ou seja, o intervalo entre duas curvas consecutivas é de 1 m Desta forma, pode-se deduzir os valores das curvas intermediárias. 1 2 3 4 5 Encontrando a equidistância vertical 10 20 30 40 50 20 30 40 5010 Y ( m ) X (m) 10 m0 A B Indicação dos valores das curvas intermediárias. Variação a cada 1 metro As coordenadas dos pontos A e B 10 20 30 40 50 20 30 40 5010 Y ( m ) X (m) 10 m0 A B Valores de X e Y dos pontos A e B são obtidos com auxílio do quadriculado PONTO X (m) Y (m) A ??? 35,0 B 45,0 30,0 𝑿𝑩𝑿𝑨 𝒀𝑩 𝒀𝑨 ??? Para o valor de X do ponto A é necessário realizar uma interpolação linear As coordenadas dos pontos A e B PONTO X (m) Y (m) A 13,6 35,0 B 45,0 30,0 Para o valor de X do ponto A é necessário realizar uma interpolação linear Regra de 3: 0,7 𝑐𝑚 − 5𝑚 0,5 𝑐𝑚 − 𝑥 ∴ 𝑥 ≅ 3,6 𝑚 Logo 𝑋𝐴 = 10 + 𝑥 = 10 + 3,6 𝑋𝐴 = 13,6 𝑚 Diferenças poucas podem ocorrer conforme a interpolação e posicionamento da régua. As cotas dos pontos A e B 10 20 30 40 50 20 30 40 5010 Y ( m ) X (m) 10 m0 A B Ponto A Está sobre a curva, logo sua cota é igual ao valor da curva. 𝑍𝐴 = 29,0 𝑚 Ponto B Entre curvas interpolação linear As cotas dos pontos A e B Ponto B Entre curvas interpolação linear Cota entre 25 m e 26 m Usar régua em uma direção perpendicular à uma das curvas Regra de 3: 1,0 𝑐𝑚 − 1𝑚 (variação entre as curvas) 0,3 𝑐𝑚 − 𝑝 (variação da curva 26m até B) ∴ 𝑝 ≅ 0,3 𝑚 Logo 𝑍𝐵 = 26 − 𝑝 = 26 − 0,3 𝑍𝐵 = 25,7 𝑚 Diferenças poucas podem ocorrer conforme a interpolação e posicionamento da régua. p 𝚫𝐡 = +𝟏𝐦 A distância horizontal entre os pontos A e B 10 20 30 40 50 20 30 40 5010 Y ( m ) X (m) 10 m0 A B Usar a escala do quadriculado Regra de 3: 1,5 𝑐𝑚 − 10 𝑚 (escala gráfica) 4,8 𝑐𝑚 − 𝑑ℎ𝐴𝐵 (medida na régua) ∴ 𝑑ℎ𝐴𝐵 ≅ 32,0 𝑚 Ou calcular analiticamente 𝑑ℎ𝐴𝐵 = Δ𝑋 2 + Δ𝑌2 = = 45 − 13,6 2 + (30 − 35)2 𝑑ℎ𝐴𝐵 = 31,4 2 + 5 2 𝑑ℎ𝐴𝐵 = 985,96 + 25 = 1010,96 ∴ 𝑑ℎ𝐴𝐵 ≅ 31,8 m Na solução do exercício 𝒅𝒉𝑨𝑩 ≅ 𝟑𝟐𝐦 O desnível de A para B 10 20 30 40 50 20 30 40 5010 Y ( m ) X (m) 10 m0 A B Atenção, desnível tem sentido! De A para B é um declive (descida), logo é negativo! Δℎ𝐴𝐵 = 𝑍𝐵 − 𝑍𝐴 = 25,7 − 29 Δℎ𝐴𝐵 = −3,3 𝑚 25,7 m 29 m declive O desnível de A para B 10 20 30 40 50 20 30 40 5010 Y ( m ) X (m) 10 m0 A B Atenção, desnível tem sentido! De A para B é um declive (descida), logo é negativo! Δℎ𝐴𝐵 = 𝑍𝐵 − 𝑍𝐴 = 25,7 − 29 Δℎ𝐴𝐵 = −3,3 𝑚 25,7 m 29 m aclive E de B para A? Inverte o sentido, troca do sinal De B para A é um aclive (subida), logo é positivo! Δℎ𝐵𝐴 = 𝑍𝐴 − 𝑍𝐵 = 29 − 25,7 Δℎ𝐵𝐴 = +3,3 𝑚 A declividade de A para B 10 20 30 40 50 20 30 40 5010 Y ( m ) X (m) 10 m0 A B 25,7 m 29 m Declividade média 𝑖𝐴𝐵 = Δℎ𝐴𝐵 𝑑ℎ𝐴𝐵 = 𝑑𝑒𝑠𝑛í𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑡. ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑖𝐴𝐵 = −3,3 𝑚 32 𝑚 = −0,1031 Escrevendo em porcentagem: 𝑖𝐴𝐵 = −0,1031. 100 = −10,31 % A declividade tem sentido e adota o mesmo sinal do desnível. dh = 32 m O ângulo de inclinação de A para B 10 20 30 40 50 20 30 40 5010 Y ( m ) X (m) 10 m0 A B 25,7 m 29 m Ângulo de inclinação 𝛼𝐴𝐵 = arctan Δℎ𝐴𝐵 𝑑ℎ𝐴𝐵 𝛼𝐴𝐵 = arctan −3,3 𝑚 32 𝑚 𝛼𝐴𝐵 = arctan −0,1031 𝛼𝐴𝐵 = −05°53′ O ângulo de inclinação tem sentido e adota o mesmo sinal do desnível. dh = 32 m O perfil de A para B 10 20 30 40 50 20 30 40 5010 Y ( m ) X (m) A B Com auxílio de uma régua, marcar as posições que intersectam com as curvas Régua Cota (Z) 0,0 cm 29,0 m (A) 1,6 cm 28,0 m 3,6 cm 270 m 4,6 cm 26,0 m 4,8 cm 25,7 m (B) O perfil de A para B 10 20 30 40 50 20 30 40 5010 Y ( m ) X (m) 10 m0 A B dh Cota (Z) 0,0 m 29,0 m (A) 10,7 m 28,0 m 24,0 m 270 m 30,7 m 26,0 m 32,0 m 25,7 m (B) Regra de 3: 1,5 𝑐𝑚 − 10 𝑚 (escala gráfica) 𝑟é𝑔𝑢𝑎 − 𝑑ℎ (medida na régua) Pode-se determinar distâncias, usando a escala gráfica novamente O perfil de A para B dh Cota (Z) 0,0 m 29,0 m (A) 10,7 m 28,0 m 24,0 m 27,0 m 30,7 m 26,0 m 32,0 m 25,7 m (B) Construir um gráfico (distância horizontal x cota) As escalas dos eixos podem ser distintas, para melhor visualizar o perfil
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