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Topografia e Georreferenciamento Professor Especialista Orlando Donini Filho Reitor Prof. Ms. Gilmar de Oliveira Diretor de Ensino Prof. Ms. Daniel de Lima Diretor Financeiro Prof. Eduardo Luiz Campano Santini Diretor Administrativo Prof. Ms. Renato Valença Correia Secretário Acadêmico Tiago Pereira da Silva Coord. de Ensino, Pesquisa e Extensão - CONPEX Prof. Dr. Hudson Sérgio de Souza Coordenação Adjunta de Ensino Profa. Dra. Nelma Sgarbosa Roman de Araújo Coordenação Adjunta de Pesquisa Prof. Dr. Flávio Ricardo Guilherme Coordenação Adjunta de Extensão Prof. Esp. Heider Jeferson Gonçalves Coordenador NEAD - Núcleo de Educação à Distância Prof. Me. Jorge Luiz Garcia Van Dal Web Designer Thiago Azenha Revisão Textual Beatriz Longen Rohling Caroline da Silva Marques Carolayne Beatriz da Silva Cavalcante Geovane Vinícius da Broi Maciel Jéssica Eugênio Azevedo Kauê Berto Projeto Gráfico, Design e Diagramação André Dudatt Carlos Firmino de Oliveira 2022 by Editora Edufatecie Copyright do Texto C 2022 Os autores Copyright C Edição 2022 Editora Edufatecie O conteúdo dos artigos e seus dados em sua forma, correçao e confiabilidade são de responsabilidade exclusiva dos autores e não representam necessariamente a posição oficial da Editora Edufatecie. Per- mitido o download da obra e o compartilhamento desde que sejam atribuídos créditos aos autores, mas sem a possibilidade de alterá-la de nenhuma forma ou utilizá-la para fins comerciais. Dados Internacionais de Catalogação na Publicação - CIP D683t Donini Filho, Orlando Topografia e georreferenciamento / orlando Donini Filho. Paranavaí: EduFatecie, 2022. 136 p.: il. Color. 1. Topografia. 2. Medição de superfícies. 3. Geodésia. I. Centro Universitário UniFatecie. II. Núcleo de Educação a Distância. III. Título. CDD: 23 ed. 526.9 Catalogação na publicação: Zineide Pereira dos Santos – CRB 9/1577 UNIFATECIE Unidade 1 Rua Getúlio Vargas, 333 Centro, Paranavaí, PR (44) 3045-9898 UNIFATECIE Unidade 2 Rua Cândido Bertier Fortes, 2178, Centro, Paranavaí, PR (44) 3045-9898 UNIFATECIE Unidade 3 Rodovia BR - 376, KM 102, nº 1000 - Chácara Jaraguá , Paranavaí, PR (44) 3045-9898 www.unifatecie.edu.br/site As imagens utilizadas neste livro foram obtidas a partir do site Shutterstock. AUTOR Professor Esp. Orlando Donini Filho ● Graduação em Licenciatura (2011). ● Bacharelado (2015) em Geografia pela Universidade Estadual de Maringá. ● Pós-Graduação em Georreferenciamento de Imóveis Rurais pelo Departamento de Engenharia Civil na Universidade Estadual de Maringá (2014). ● Atualmente é docente na instituição: Faculdade de Tecnologia e Ciências do Norte do Paraná - UniFatecie ministra as disciplinas de Topografia e Geoprocessamento; ● Docente na UNINGÁ ministra as disciplinas de Topografia, Geoprocessamento e Georreferenciamento. ● Diretor Técnico da Empresa ImageAgro Monitoramentos, profissional na área de Meio Ambiente e Geotecnologias. ● Experiência na área de Geociências, com ênfase em Geocartografia, Topografia, Geomorfologia, Geoprocessamento, Sensoriamento Remoto e Hidrologia. CURRÍCULO LATTES: http://lattes.cnpq.br/6252381357517520 http://lattes.cnpq.br/6252381357517520 APRESENTAÇÃO DO MATERIAL Seja muito bem-vindo (a)! Prezado (a) aluno (a), se você se interessou pelo assunto desta disciplina, isso já é o início de uma grande jornada que vamos trilhar juntos a partir de agora. Proponho, junto com você construir nosso conhecimento sobre a topografia e o georreferenciamento, ou seja, o conjunto de princípios, métodos, aparelhos e convenções utilizados para a determinação dos contornos, dimensões e da posição relativa de uma faixa da superfície terrestre. Além de conhecer seus principais conceitos e definições vamos explorar as mais diversas aplicações de utilizar a topografia e o georreferenciamento dentro da engenharia. Em cada unidade, você conhecerá um pouco da topografia e georreferenciamento, sendo os seguintes temas: ● Na unidade I vamos conhecer Introdução a Topografia e ao Sistemas de Referências, sendo os mesmos estudados a geodésia e a cartografia. ● Já na unidade II você irá saber mais sobre Planimetria e Altimetria. ● Na sequência, na unidade III falaremos a respeito Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto. ● Em nossa unidade IV, vamos finalizar o conteúdo dessa disciplina com Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) e Georreferenciamento. Nos encontramos durante as unidades da apostila, bons estudos. SUMÁRIO UNIDADE I ...................................................................................................... 3 Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências UNIDADE II ................................................................................................... 28 Planimetria e Altimetria UNIDADE III .................................................................................................. 54 Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto UNIDADE IV .................................................................................................. 86 Sistema Global de Navegação por Satélites (GNSS) e Georreferenciamento 3 Plano de Estudo: ● Introdução a Topografia; ● Geodésia; ● Cartografia. Objetivos da Aprendizagem: ● Estabelecer a importância dos levantamentos topográficos e como eles podem ser realizados; ● Conceituar as dimensões da Terra, a posição de pontos da terra sobre sua superfície e a modelagem no campo de gravidade; ● Conceituar e analisar a produção mapas, plantas, gráficos e tabelas de uma determinada localidade. UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências Professor Esp. Orlando Donini Filho 4UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências INTRODUÇÃO Olá acadêmicos (as). A Topografia é a base de todo projeto de engenharia. Ela é responsável por mensurar uma porção da área de estudos para projetos de engenharia (civil, agrícola, urbanística e ambiental), no qual obtém informações sobre a dimensão (área e perímetro) e a forma de relevo (altimetria). Nesta unidade iremos conhecer os conceitos de Topografia e suas aplicações nas áreas de engenharia. Após os conceitos básicos, aprofundaremos no estudo da Geodésia (estudo da forma e dimensões da Terra), e da Cartografia (confecção de plantas, cartas ou mapas). Assuntos fundamentais para estudo da localização geográfica e de referência para todo o conteúdo das unidades. A todos, um excelente estudo! 5UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 1. INTRODUÇÃO A TOPOGRAFIA A Topografia (do grego topos (lugar) e graphein (descrever), é a ciência aplicada com o objetivo de representar uma porção do terreno numa folha. A Topografia permite a representação da forma, posição e suas dimensões (figura 1): ● A representação da forma do terreno, refere-se sobre o relevo, em que aparecerão os contornos, elevações e depressões do terreno; ● Na posição, será registrado a sua localização (local da porção do terreno) e das benfeitorias existentes e dos detalhes que estão em seu interior (cercas, postes, bueiros, árvores, rios, vales, etc.); ● Das dimensões, refere-se dos limites da propriedade e as suas dimensões (área e perímetro). 6UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências FIGURA 1 - PLANTA TOPOGRÁFICA Fonte: O autor (2022). 1.1 Divisão da Topografia A figura 2, mostra a divisão da Topografia. FIGURA 2 - DIVISÕES DA TOPOGRAFIA Fonte: O autor (2022). 7UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências ● Topometria: estuda os processos clássicos de medição de distâncias, ângulos e desníveis, cujo objetivo é a determinaçãode posições relativas de pontos. A topometria é dividida em planimetria e altimetria. ● Topologia: estudo e representação das formas do relevo. ● Planimetria: as informações advêm do levantamento planimétrico, cujo determina a posição planimétrica dos pontos levantados, ou seja, suas coordenadas planas (X e Y ou Latitude e Longitude). ● Altimetria: as informações advêm do levantamento altimétrico, onde determina a posição altimétrica dos pontos levantados, ou seja, a sua altitude ou cota (coordenada Z). 1.2 História da Topografia FIGURA 3 - DOIS AGRIMENSORES MEDINDO O CAMPO COM A TRENA ENROLADA NO BRAÇO, PARA ESTIMAR A COLHEITA E CALCULAR A PARTE QUE CABE AO FARAÓ. Fonte: APAIXONADOS POR HISTÓRIA. Empregos no Egito Antigo – Parte I. 2018. Disponível em: https:// apaixonadosporhistoria.com.br/artigo/96/empregos-no-egito-antigo-parte-1. Acesso em: 06 out. 2022. Na Idade Antiga (de 4.000 a.C a 476 d.C), obtém registros históricos de que a agrimensura é umas das velhas artes praticadas pelo homem. Os mais antigos vestígios da aplicação da agrimensura, remonta ao Antigo Egito. Heródoto (1.400 a.C.), descreve em seus apontamentos, os trabalhos de demarcação de terra às margens do rio NiloS. A figura 3 representa o trabalho do agrimensor, um funcionário nomeado pelo faraó com a tarefa de avaliar os prejuízos das cheias e restabelecer as fronteiras entres as diversas propriedades, como também estivar a colheita e calcular a parte que cabe ao faraó. Essas civilizações desenvolveram técnicas de agrimensura, não apenas na preocupação com o posicionamento e registro do ambiente, mas também com a implantação de um projeto, ou seja, a locação de uma obra já planejada, como nas grandes construções de aquedutos, açudes, diques e canais de irrigação (TULER e SARAIVA, 2013). 8UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências FIGURA 4 - PONTE DO AQUEDUTO DE SEGÓVIA Fonte: Tuler e Saraiva (2014). Para diversas aplicações topográficas, os romanos utilizavam três instrumentos de medida, a groma, dioptra e o chorobate (figura 5). “A groma é um esquadro óptico ou esquadro de agrimensor que divide o espaço em quatro quadrantes e serve para o traçado de linhas retas e ângulos retos”. A dioptra é um instrumento de medida angular através de operações de visadas goniométricas horizontais servindo para nivelamentos de terrenos, agrimensura, aqueodutos, entre outros e o chorobate é um equipamento que permite a medida de diferença de nível entre pontos”. FIGURA 5 - (A) - GROMA; (B) - DIOPTRA; (C) - CHOROBATE Figura (A) Fonte: KAPPA, F. La Groma. 2020. Disponível em https://www.giornalelavoce.it/la-groma-383233. Acesso em: 11 out. 2022. 9UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências Figura (B) Fonte: A) Venturi, 1814 e Vincent, 18586. B) Schöne, 18992. Figura (C) Fonte: O Chorobate. Disponível em https://arenes-webdoc.nimes.fr/en/construction/build/in-all-its-splen- dor/a-surveyor-s-tools/the-chorobate/. Acesso em: 11 out. 2022. Nesta época a prática de medição e representação do ambiente foi denominado pelos gregos de Topografia (topo = lugar ou ambiente; grafia = desenho ou representação gráfica), utilizando esta ciência para o posicionamento, registro do ambiente, implantação e locação de uma obra. Como também surgiu a Geodésia, ciência que estuda e objetiva determinar a forma e dimensões da Terra. A Cartografia, ciência que trata da representação cartográfica de uma extensa área terrestre, em um plano horizontal, ou seja, a confecção de mapas para registrar as conquistas obtidas e estudar estratégias de combate obtendo um grande avanço nesta ciência. A partir da época da Idade Média (476 d.C a 1453 d.C) ao mundo contemporâneo (dias atuais), ocorreu o surgimento de novos equipamentos e uma nova era referente a Topografia. 10UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências Primeiramente a expansão marítima europeia, ocorrido no século XV, foi um passo inicial para a revolução comercial entre as nações e na transposição dos mares. Os navegadores para não perder a orientação, utilizaram o Astrolábio (figura 6), utilizado para medir a posição das estrelas, determinando o seu posicionamento. Isto ocorreu devido aos avanços na Cartografia e Astronomia. FIGURA 6 - ASTROLÁBIO A partir da Revolução Industrial, século XVIII e XIX, os instrumentos topográficos passaram por modernizações. O italiano Ignazio Porro inventou o taqueômetro, utilizado para a medida de ângulos e distâncias horizontais e verticais de um terreno. Outro fator importante que ocorreu, foi o estudo da fotogrametria, criado pelo por Aimé Laussedat, que obtém medidas de distâncias e dimensões do terreno através da fotografia, extraindo o levantamento da topografia e altimetria do ambiente (TULER e SARAIVA, 2013). No século XX, pelo aparecimento da informática e da eletrônica, os equipamentos mecânicos foram substituídos pelos eletrônicos. O aparecimento do medidor eletrônico de distância (MED), aumentou a precisão das distâncias, de centímetros para milímetros. Atualmente os equipamentos utilizados pelos engenheiros agrimensores para a extração de informações tridimensionais do ambiente são: Estação Total, Sistema de Navegação Global de Satélites (GNSS), Nível Digital, Laser Scanner e Drones (figura 7). 11UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências FIGURA 7 (A) Teodolito Eletrônico (B) Nível (C) Estação Total 12UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências (D) Receptor Geodésico (E) Drone 1.3 Equipamentos Topográficos Neste capítulo, discutiremos os principais equipamentos utilizados pelo topógrafo para a coleta e processamento dos dados coletados. 1.3.1 Teodolito Eletrônico Teodolito é um equipamento topográfico utilizado na Topografia, Geodésia e Agrimensura, que destina fundamentalmente a medir ângulos horizontais e verticais, porém pode obter distâncias horizontais e verticais por meio da taqueometria. 13UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências Os teodolitos possuem dois modelos, um ótico-mecânico e o eletrônico. A diferença entre estes teodolitos consiste na substituição do leitor ótico de um círculo graduado por um sistema de captores eletrônicos, os ângulos aparecem no display do equipamento. A norma NBR 13133 (ABNT, 1994), classifica os teodolitos de acordo com o desvio padrão da precisão angular. Conforme a tabela abaixo: TABELA 1 - CLASSIFICAÇÃO DOS TEODOLITOS Fonte: NBR 13133 (ABNT, 1994). Na realização de um levantamento topográfico (descrição de um lugar), necessitamos da medição dos ângulos e distâncias horizontais e verticais para determinar sua área total e forma do relevo (planície, montanhoso, planalto, relevo ondulado). 1.3.2 Estação Total A estação total, trata-se da combinação dos recursos do teodolito eletrônico, um distanciômetro eletrônico, um microprocessador e um sistema de armazenamento dos dados (TULER e SARAIVA, 2014), ou seja, os ângulos e distâncias horizontais e verticais são obtidas no momento da medição e armazenados no sistema. Os dados obtidos no levantamento são armazenados no sistema e são descarregados no computador (usb ou bluetooth) e manuseados em softwares específicos de Topografia. Atualmente as estações totais é o equipamento mais frequentes nas obras, de fato substituindo o teodolito, por realizar os trabalhos de levantamentos topográficos mais rápidos, confiáveis e precisos. Utilizado nas obras civis, monitoramento de estruturas, topografia, terraplenagem, locação, mineração, entre outros. A norma NBR 13133 (ABNT, 1994), classifica as estações totais de acordo com o desvio padrão da precisão angular e linear. Conforme a tabela abaixo: CLASSE DOS TEODOLITOS DESVIO PADRÃO DA PRECISÃO ANGULAR Precisão baixa ≤ ± 30” Precisão média ≤ ± 07” Precisão alta Precisão alta ≤ ± 02” 14UNIDADE I Introdução a Topografia e aoSistema de Referências TABELA 2 - CLASSIFICAÇÃO DAS ESTAÇÕES TOTAIS Fonte: NBR 13133 (ABNT, 1994, p. 06) 1.3.3 Nível O nível é um equipamento utilizado na topografia, na demarcação de terraços, nivelamento de terrenos, entre outros. O objetivo deste equipamento é determinar a diferença de nível entre dois pontos a partir de leituras em miras topográficas (réguas de 4 metros graduada de centímetro em centímetro). As principais partes de um nível são: luneta, nível de bolha, sistemas de compensação (para equipamentos automáticos) e dispositivos de calagem, mais os acessórios como tripé (base de sustentação ao equipamento) e a mira topográfica. FIGURA 8 - NÍVEL ÓPTICO E A MIRA TOPOGRÁFICA EM FORMA DE RÉGUA GRADUADA; Quanto ao funcionamento, os equipamentos podem ser classificados em ópticos, digitais e a laser. Nos digitais, a leitura na mira é efetuada automaticamente empregando miras em código de barra. Nos níveis lasers, o equipamento lança um feixe de raios laser no plano horizontal, invisível ou visível, e em 360°. Este feixe pode ser captado por um sensor acoplado, ou a uma mira, ou a alguma máquina de terraplanagem. Se visível, o feixe pode ser visto diretamente sobre a mira. CLASSE DAS ESTAÇÕES TOTAIS DESVIO PADRÃO PRECISÃO ANGULAR DESVIO PADRÃO PRECISÃO LINEAR Precisão baixa ≤ ± 30” ± (5mm + 10 ppm x D) Precisão média ≤ ± 07” ± (5mm + 5 ppm x D) Precisão alta ≤ ± 02” ± (3mm + 3 ppm x D) 15UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências A operação topográfica para a determinação da diferença de nível entre dois pontos é denominada de nivelamento geométrico, a norma NBR 13133 define como: Nivelamento que realiza a medida da diferença de nível entre pontos do terreno por intermédio de leituras correspondentes a visadas horizontais, obtidas com um nível, em miras colocadas verticalmente nos referidos pontos NBR 13133 (ABNT, 1994). A norma NBR 13133 (ABNT, 1994), classifica os níveis com o desvio padrão de 1 km de duplo nivelamento. Conforme a tabela abaixo: TABELA 3 - CLASSIFICAÇÃO DOS NÍVEIS Fonte: NBR 13133 (ABNT, 1994, p. 06). 1.3.4 Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) O Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS), nome concebido em 1991, durante a 10ª conferência de Navegação Aérea. O GNSS é um sistema de constelação de satélites que orbitam a Terra a grande altitude que emitem continuamente sinais de rádio, onde o receptor é um equipamento capaz de ler as informações emitidas pelos satélites em órbita, determinando sua posição tridimensional, ou seja, sua latitude, longitude e altitude em qualquer superfície terrestre e independentemente do estado atmosférico (ALVES e MONICO, 2011). Para o melhor entendimento da utilização desta tecnologia, utilizaremos como exemplo o sistema criado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos, o pioneiro a implementar um sistema de posicionamento e navegação à escala global, designado de NAVSTAR/GPS (NAVgation System with Time And Ranging/ Global Positioning System). FIGURA 9 - SISTEMA DE NAVEGAÇÃO GLOBAL POR SATÉLITES (GNSS) CLASSE DE NÍVEIS DESVIO – PADRÃO Precisão baixa > ± 10 mm/km Precisão média ≤ ± 10 mm/km Precisão alta ≤ ± 3 mm/km Precisão muito alta ≤ ± 1 mm/km 16UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências O sistema GPS, implementado na década de 70, a sua utilização inicial foi para fins de uso militar (navegação e geodésia) e, consequentemente, para o uso da comunidade civil (Topografia). Este sistema é constituído por três componentes ou segmentos que são: o segmento espacial, de controle e o terrestre (ou usuário). O segmento espacial, formado pelos vários satélites operacionais. Estão numa altitude de 20.200 km, dispostos em seis planos orbitais diferentes, com uma inclinação de 55° relativamente ao plano do equador com quatro a cinco satélites por plano orbital. Cada satélite completa uma órbita em cerca de 12 horas. Os sinais enviados pelos satélites, são ondas em duas frequências de rádio. A onda portado L1 com uma frequência de 1575,42 MHz modulados com o código C/A (coarse acquisition), e a onda portadora L2 com uma frequência de 1227,60 MHz (MCCOMARK, 2016). O Segmento de controle são estações terrestres, responsáveis pelo fornecimento de informação aos satélites e seu monitoramento. O segmento terrestre (ou do utilizador), formado pelos diferentes tipos de receptores de uso civil e militar, sendo o equipamento responsável pela captação das ondas de rádio e da descodificação das mensagens emitidas pelos satélites, determinando a sua posição. (MONICO, 2008). O sistema GPS é agora parte do Sistema de Posicionamento Global por Satélites (GNSS), o GNSS russo é denominado GLONASS (Global Naya Navigatsionnaya Sputnikova System). O GALILEO é o GNSS construído pela União Europeia (UE), a China o sistema COMPASS. Como explica Mccomark (2016, p. 251), “A União Europeia, assim como a Rússia, decidiu desenvolver seu próprio sistema de posicionamento independente, de modo que ela não tenha que confiar em um sistema que não esteja em seu controle”. O topógrafo utiliza esta tecnologia para levantamentos topográficos, georreferenciamento, construção e rodovias. Sendo a principal ferramenta para obter pontos geodésico de alta precisão para o referenciamento do levantamento ao sistema de referência vigente do país. O Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística é o órgão responsável pela especificação e normas gerais para levantamentos geodésicos no território brasileiro. 1.3.5 Fotogrametria com Drones ou Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) A fotogrametria, ASP apud Tempa (2000, p. 02) “é a arte, ciência e tecnologia de obter informações de confiança sobre objetos e do meio ambiente com o uso de processos de registro, medições e interpretações das imagens fotográficas e padrões de energias eletromagnética registrados”. Já a fotogrametria digital é uma tecnologia com objetivo de aquisição de informações geométricas, radiométricas e semânticas de objetos no espaço tridimensional, a partir de imagens digitais bidimensionais (HEIPKE, 1995 apud PREOSCK, 2006). 17UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências A aplicação da fotogrametria pode ser dividida em fotogrametria métrica e/ ou interpretativa. A fotogrametria interpretativa está relacionada ao reconhecimento e identificação de objetos e o julgamento do seu significado, como o estudo da localização, condições de estradas, rios, natureza do uso do solo, vegetação, hidrografia, agricultura, entre outras aplicações. A fotogrametria métrica, consiste em determinar o posicionamento relativo de pontos (coordenadas geodésicas), sendo possível determinar (em razão das técnicas de processamento da fotogrametria), as distâncias, ângulos, áreas, volumes, elevações, tamanho real do objeto, como também a elaboração de cartas planialtimétricas, mosaicos e ortofotos (TEMBA, 2000). Na fotogrametria, possui um estudo relacionado a Fotogrametria aérea (ou aerofotogrametria), na qual as fotografias do terreno são tomadas por uma câmara de precisão montada em uma aeronave ou Drone. Drone é um veículo aéreo não tripulado e controlado remotamente, sendo utilizados pelas empresas atualmente para mapeamento interpretativa e/ou métrica. São equipamentos de médio a baixo custo, sendo mais acessível aos profissionais e empresas que utilizam a fotogrametria aérea para a realização dos serviços técnicos da agrimensura e engenharia. FIGURA 10 – AEROFOTOGRAMETRIA 18UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 2. GEODÉSIA Os sistemas de referência, são utilizados para descrever as posições de objetos. Quando é necessário identificar a posição de uma determinada informação na superfície da Terra são utilizados os Sistemas de Referência Terrestres ou Geodésicos. Estes por sua vez, estão associados a uma superfície que mais se aproxima da forma da Terra. 2.1 Formasda Terra Já é sólido o conhecimento de que a Terra possui um formato arredondado, mais precisamente possui a forma de um geoide, forma arredondada com diversas irregularidades em sua superfície. Os mapas são, em sua grande maioria, representações de elementos da superfície terrestre confeccionados sobre uma superfície plana. Mas como se representa algo redondo em uma superfície plana? É nesse contexto que surgem as projeções cartográficas, as quais serão apresentadas no próximo item. Há séculos, sabe-se que a Terra não é uma superfície plana, mas sim um corpo esférico não perfeito, de forma arredondada, um geoide. Por ser esférica, a representação de elementos distribuídos por sua superfície em um plano resulta em distorções inevitáveis. Para melhor trabalhar essas distorções adotou-se uma figura mais próxima do formato da Terra e mais fácil de ser trabalhada matematicamente, o elipsoide de revolução (IBGE). 19UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências FIGURA 11 - COMPARAÇÃO ENTRE O GEOIDE, ESFERA PERFEITA O ELIPSOIDE DE REVOLUÇÃO Fonte: ESPECIFICAÇÕES PARA PRODUÇÃO DE DADOS GEOGRÁFICOS. Sistema geodésico de referência e Datum. 2018. Disponível em: https://bit.ly/3s9sVVL. Acesso em: 29 de abril de 2022. A figura 11, mostra três formas de representação da Terra, para o trabalho do geoprocessamento diz respeito ao uso de sistemas de referência, tema a ser discutido no próximo tópico. 20UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 3. CARTOGRAFIA Primeiramente, cabe-nos definir o conceito de cartografia. No sentido etimológico da palavra, cartografia deriva do grego (carta+o+gr gráphō), vem a ser o registro das cartas, dos mapas. A palavra mapa (mappa) tem origem na civilização cartaginesa, que denominava “toalha de mesa”, em que eram feitos os registros de rotas de comerciantes dessa civilização. Já a denominação carta, tem origem egípcia, e tem como referência o papel (ROSA, 2004). Alguns autores tratam os termos mapa e carta como sinônimos, porém veremos adiante as diferenças entre esses tipos de representação cartográfica. Ainda, a Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT, conceitua as cartas e mapas como: Representação gráfica sobre uma superfície plana, dos detalhes físicos, naturais e artificiais, de parte ou de toda a superfície terrestre - mediante símbolos ou convenções e meios de orientação indicados, que permitem a avaliação das distâncias, a orientação das direções e a localização geográfica de pontos, áreas e detalhes -, podendo ser subdividida em folhas, de forma sistemática, obedecido um plano nacional ou internacional. Esta representação em escalas médias e pequenas leva em consideração a curvatura da Terra, dentro da mais rigorosa localização possível relacionada a um sistema de referência de coordenadas (ABNT, 1994, p. 02). 21UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências REFLITA O objetivo da cartografia é representar de forma gráfica (símbolos) elementos espaciais, que se manifestam no espaço geográfico (elementos físicos, sociais ou econômicos), com o intuito de fornecer ao leitor informações mais próximas à realidade espacial, com determinado grau de generalização estabelecido (escala), o qual possa fornecer aos usuários informações quanto a localização, distâncias e dimensão dos atributos apresentados. Fonte: O autor (2022). 3.1 Projeção cartográfica Com o intuito de possibilitar a representação da superfície terrestre em um plano, desenvolveu-se as projeções cartográficas, que podem ser conceituadas como um conjunto de técnicas e formas que possibilitam a representação da superfície terrestre em mapas, de forma a diminuir ao máximo as distorções. As projeções cartográficas são um conjunto de linhas (paralelos e meridianos) que formam uma grade sobre a qual são representados os atributos espaciais. As projeções cartográficas estão baseadas em cálculos matemáticos complexos, que possibilitam a transferência de pontos notáveis da superfície terrestre utilizando figuras geométricas como superfícies de projeção (FITZ, 2008). Em relação à superfície de projeção, as projeções cartográficas podem ser classificadas como cilíndricas, azimutal (ou plana) e cônica. FIGURA 12 - TIPO DE SUPERFÍCIES DE PROJEÇÃO 22UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências As projeções também podem ser classificadas em relação às distorções que apresentam, nesse sentido dividem-se em conformes (ou isogonais), equidistantes, equivalentes (ou isométricas) e afiláticas (ou arbitrárias). As projeções também podem ser classificadas em relação à posição da superfície de projeção, podendo ser equatoriais (normais ou diretas), polares, transversas e oblíquas. REFLITA As projeções cartográficas mostram uma faceta poderosa da cartografia. Ao escolher a projeção cartográfica a ser utilizada, o produtor do mapa pode realçar atributos que seja de seu interesse, ou até mesmo esconder ou diminuir elementos, assim, influenciando os leitores dos mapas. Com isso, percebe-se o poder da cartografia. Fonte: O autor (2022). 3.2 Sistema UTM O sistema UTM segue as características de uma projeção conforme, cilíndrica, trans- versa e secante. O sistema UTM segue as características de uma projeção conforme, cilíndrica, transversa e secante. O sistema de UTM permite o posicionamento de qualquer ponto na superfície terrestre. A figura 13 demonstra a divisão do sistema, o mundo está́ dividido em 60 fusos, e cada um se estende por 6° de longitude com um meridiano central se dividindo em duas partes de 3° de amplitude, numerados de 1 a 60 a partir do antimeridiano de Greenwich. No sentido Norte- Sul, a divisão é feita em segmentos de 8° de amplitude da latitude, adotando-se letras de “C” a “X”, excluindo-se “I” e “O” (zonas). O uso da projeção UTM é verificado entre os paralelos 84° N e 80° S, pois a distorção nos polos é muito grande (TULLER e SARAIVA, 2016). 23UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências FIGURE 13 - FUSOS E ZONAS UTM Fonte: COMMONS WIKIMEDIA. Disponível em: https://commons.wikimedia.org/w/index. php?curid=1601744. Acesso em: 10 out. 2022. A unidade das coordenadas é o metro tendo como origem o Equador e o Meridiano Central. No hemisfério Sul, o sistema possui o valor 10.000.000,00 m no Equador para a coordenada Norte, decrescendo para o Sul. E o valor 500.000,00 m no Meridiano Central para a coordenada Leste, decrescendo para Oeste e crescendo para Leste. No hemisfério Norte, o sistema difere apenas na coordenada Norte, possuindo o valor de 0,00 m no Equador, crescendo para o Norte. As Coordenadas UTM definem posições bidimensionais e horizontais. A figura 15 mostra as coordenadas representadas em cada fuso. 24UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências FIGURA 14 - COORDENADAS UTM Fonte: Tuller e Saraiva (2014). No Brasil, possui 8 fusos do sistema UTM. Os fusos variam do 18 ao fuso 25. O que isto quer dizer para o mapeamento? Quando você estiver realizando um levantamento topográfico utilizando o receptor geodésico, você configura o equipamento para registrar as coordenadas no sistema UTM. Por isso, a região que estiver mapeando, deve estar configurado no fuso que a representa. Por exemplo, em Paranavaí – Pr, o fuso utilizado é o 22, já em Cuiabá – MT usa-se o fuso 21. 25UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências FIGURA 15 - FUSOS E ZONAS UTM NO BRASIL Fonte: Tuller e Saraiva (2013). 26UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta unidade, apresentamos os principais conceitos da Topografia e sua importância nos projetos de engenharia. Você já sabe a diferença dos levantamentos planimétricos e altimétricos, também como os equipamentos utilizados para a obtenção de dados da área de estudo. As informações levantadas, são pontos coletados com os equipamentos topográficos paraobtenção de suas coordenadas, no qual apresentamos nesta unidade os conceitos e formas da representação da Terra. Como o produto final de um levantamento topográfico é a planta topográfica, e para gerar a planta, foram discutidos as projeções cartográficas e o sistema UTM. Estes são os principais temas, para aprender a topografia e ser um profissional da área de agrimensura. Um campo técnico em expansão e utilizadas em diversos trabalhos. Já imaginou o potencial deste serviço? 27UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Fundamentos de Geodésia e Cartografia Autor: Marcelo Tuler Editora: Bookman. Sinopse: O livro apresenta os conceitos de sistemas de referência e cartografia de forma simples e didática. LIVRO Título: Fundamentos de Topografia Autor: Marcelo Tuler. Editora: Bookman. Sinopse: Livro didático demonstrando os principais aplicações e métodos da Topografia FILME/VÍDEO Título: Topografia do Futuro: Técnicas, Processos e Desafios Ano: 2016. Sinopse: Este vídeo mostra a evolução dos equipamentos topo- gráficos e as novas técnicas de levantamento. Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=XV3fgbZmGGU 28 Plano de Estudo: ● Planimetria; ● Altimetria; ● Representação do Relevo. Objetivos da Aprendizagem: ● Conceituar e contextualizar os conceitos e aplicações dos levantamentos planialtimétricos; ● Compreender os tipos de levantamentos executados; ● Estabelecer a importância dos levantamentos topográficos aos projetos de engenharia. UNIDADE II Planimetria e Altimetria Professor Esp. Orlando Donini Filho 29UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 29UNIDADE II Planimetria e Altimetria INTRODUÇÃO As obras e projetos de engenharia que são executas como a construção de casas, pontes, estradas, edifícios, loteamentos, túneis, redes de saneamentos entre outras, tem que se conhecer a superfície (terreno) que será realizado o projeto. O conhecer o terreno, queremos dizer, conhecer a topografia do terreno. Iremos aprender os métodos e processos para realizar o levantamento topográfico e obter as informações das dimensões do terreno (planimetria) e da sua forma do relevo (altimetria). Será discutido e apresentado os métodos para realizar as medições de distâncias horizontais e verticais, ângulos horizontais e verticais e orientação para determinar as coordenadas topográficas da área de estudo para a elaboração da planta topográfica. Desejo a você um excelente estudo! 30UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 30UNIDADE II Planimetria e Altimetria 1. PLANIMETRIA A topografia tem como o objetivo a determinação das dimensões e posição relativa como também a forma do relevo referente a uma porção limitada do relevo. 31UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 31UNIDADE II Planimetria e Altimetria Neste tópico conheceremos as técnicas e processos relacionados ao estudo da planimetria, ou seja, a determinação da posição planimétrica através do levantamento planimétrico, conforme a NBR 13133 define: Levantamento dos limites e confrontações de uma propriedade, pela determinação do seu perímetro, incluindo, quando houver, o alinhamento da via ou logradouro com o qual faça frente, bem como a sua orientação e a sua amarração a pontos materializados no terreno de uma rede de referência cadastral, ou, no caso de sua inexistência, a pontos notáveis e estáveis nas suas imediações. Quando este levantamento se destinar à identificação dominial do imóvel, são necessários outros elementos complementares, tais como: perícia técnico-judicial, memorial descritivo, etc (NBR 13133, p. 03). Analisando o conceito do levantamento planimétrico, nesta unidade iremos descrever os principais conceitos da planimetria que são: ● Métodos de medições de distâncias horizontais; ● Métodos de medições de ângulos horizontais; ● Orientação; ● Memorial descritivo. A partir destes conhecimentos, saberemos como realizar o mapeamento da área em estudo para a determinação das suas dimensões como a sua orientação, elaborando como produto final a planta topográfica planimétrica. No qual é utilizada para fins de aplicação de usucapião, memorial descritivo, loteamentos, perícia técnico judicial, entre outros. 1.1 Métodos de medições de distâncias horizontais A determinação das distâncias horizontais possui dois métodos, o método direto e o indireto. Iniciaremos os conceitos pelo método direto e em seguida o método indireto. 1.1.1 Método direto As distâncias são determinadas percorrendo-se o alinhamento, o equipamento utilizado para a sua determinação é denominado diastímetro, conhecido como trena (figura 1). 32UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 32UNIDADE II Planimetria e Altimetria FIGURA 1 – TRENA Na operação das medições das distâncias horizontais, deve-se mensurar e de ter-se o cuidado de avaliar a projeção horizontal dos pontos considerados. Este cuidado das distâncias horizontais se deve ao fato os alinhamentos são representados em um plano horizontal, para que isso ocorra são utilizados a baliza para manter-se o alinhamento (figura 2). FIGURA 2 - BALIZA TOPOGRÁFICA COM NÍVEL DE CANTONEIRA Fonte: UFSC (2016). A figura 3 e 4 mostra os cuidados e a forma correta a se mensurar a distância entre o alinhamento. A partir desta boa prática evita erros de mensurações para a determinação das distâncias entre dois pontos. 33UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 33UNIDADE II Planimetria e Altimetria FIGURA 3 - MÉTODO DE MEDIÇÃO DIRETA - LANCE ÚNICO Fonte: UFPR (2012). FIGURA 4 - MÉTODO DE MEDIÇÃO DIRETA, UTILIZANDO VÁRIOS LANCES Fonte: UFPR (2012). Os erros mais comuns das medições diretas são: ● Erro da verticalidade da baliza – refere-se à ocorrência de inclinar a baliza para frente ou para trás. Para evitar este erro, utiliza-se o nível de bola acoplado na baliza (figura 2) ● Erro de catenária – erro relacionado ao estender a trena com comprimento nominal maior que 20 metros, ocasionado pelo peso da trena (figura 5). 34UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 34UNIDADE II Planimetria e Altimetria FIGURA 5 - ERRO DE CATENÁRIA Fonte: Tuler (2014). ● Erro do comprimento nominal da trena; ● Erro da horizontalidade do diastímetro. FIGURA 6 - ERRO DA HORIZONTALIDADE Fonte: Tuler (2014). Estas são os erros e a metodologia para a realização da medição de distâncias horizontais pelo método direto. 35UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 35UNIDADE II Planimetria e Altimetria 1.1.2 Método Indireto A determinação das distâncias horizontais, são obtidas por meio de visadas utilizando equipamentos no qual são determinadas sem percorrer o alinhamento. As técnicas utilizadas são: ● Taqueometria; ● Medição eletrônica de distâncias; ● Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS). 1.1.2.1 Taqueometria Os equipamentos utilizados para esta técnica são o teodolito e a mira topográfica, que além de medir ângulos, acumula, também, a função de medir oticamente as distâncias horizontais e verticais. São feitas as leituras processadas na mira com auxílio dos fios estadimétricos, bem como o ângulo de inclinação do terreno, lido no limbo vertical do aparelho (Dicionário inFormal) FIGURA 7 – TEODOLITO E MIRA TOPOGRÁFICA. A determinação da distância horizontal pela taqueometria utiliza as informações do ângulo zenital e das leituras estadimétricas obtidas na mira topográfica. 36UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 36UNIDADE II Planimetria e Altimetria FIGURA 8 - CORRESPONDÊNCIA VISUAL Fonte: Taqueometria (2016). A fórmula da determinação da distância horizontal é a seguinte: Dh = 100 × (Fs-Fi) × sen²Z , em que: ● Dh=Distância horizontal ● Fs e Fi = Fio superior e Fio inferior ● Z = ângulo zenital 1.1.2.2 Medição Eletrônica de Distâncias(MED) A medição eletrônica de distâncias ou distânciometro eletrônico, baseia-se no tempo que leva a onda eletromagnética para percorrer a distância de ida e volta, entre o equipamento de medição e o refletor. O equipamento utilizado para esta metodologia é a Estação Total e a baliza com o prisma. FIGURA 8 – ESTAÇÃO TOTAL E PRISMA 37UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 37UNIDADE II Planimetria e Altimetria 1.1.2.3 Sistema Global de Navegação por Satélites (GNSS) O GNSS tem como objetivo, determinar sua posição, ou seja, as suas coordenadas geográficas. A partir de pontos levantados com o GNSS, o alinhamento entre dois pontos levantados, se obtém a informação da distância horizontal entre os pontos. FIGURA 9 - GNSS 1.2 Método de medições de ângulos horizontais Em relação aos ângulos medidos em Topografia, são classificados em: 1.2.1 Ângulos horizontais Os ângulos horizontais são medidos em ângulos internos, externos e deflexão. FIGURA 10 - 1. ÂNGULO INTERNO; 2. ÂNGULO EXTERNO; 3. DEFLEXÃO Fonte: Brandalize (2001). 1) 3) 2) 38UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 38UNIDADE II Planimetria e Altimetria 1.2.2 Ângulos verticais Os ângulos verticais estão relacionados ao movimento da luneta do equipamento. Os ângulos podem ser: ● Com origem no horizonte, no qual recebe o nome de ângulo vertical variando de 0° a 90° ascendente ou descendente. ● Com origem no Zênite, no qual recebe o nome de ângulo zenital, variando de 0° a 360° FIGURA 11 - ÂNGULOS VERTICAIS OU ZENITAL Fonte: UFPR (2012). 1.2.3 Ângulos de orientação Os ângulos de orientação, está relacionado ao alinhamento da área mapeada em relação ao Norte. Sabe-se que possuímos o Norte Geográfico e o Norte Magnético, então deve-se saber qual dos sistemas está sendo utilizado no mapeamento, que tem como referência a geração de informações de alinhamento para a geração de matrículas de imóveis, faixas de servidão, entre outros. A partir da orientação pelo Norte Magnético ou Norte Geográfico, assista o vídeo Norte Verdadeiro, Norte Magnético e a Declinação Magnética (link: https://www.youtube. com/watch?v=pT7Iu_S7Mxg) para sanar dúvidas sobre este conteúdo. https://www.youtube.com/watch?v=pT7Iu_S7Mxg https://www.youtube.com/watch?v=pT7Iu_S7Mxg 39UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 39UNIDADE II Planimetria e Altimetria Na Topografia, os ângulos de orientação são utilizados os Rumos e Azimutes. Os Rumos são contados a partir da direção norte (N) ou sul (S) do meridiano (verdadeiro ou magnético), no sentido horário ou anti-horário, variando de 0° a 90° e sempre acompanhados da direção ou quadrante em que se encontram (NE, SE, SO, NO). O Azimute (verdadeiro ou magnético) são contados a partir da direção norte (N) ou sul (S) do meridiano, no sentido horário - azimutes à direita, ou, no sentido anti-horário - azimutes à esquerda, variando sempre de 0° a 360°. O vídeo intitulado ENGENHARIA TOPOGRAFIA (SURVEYING) - Tutorial Azimute e Rumo (Azimuth and Bearing), link: https://www.youtube.com/watch?v=AWe5DdTCE8s, explica sobre a conversão do Rumo e Azimute e os conceitos gerais. Não deixa de assistir essas videoaulas. FIGURA 12 - AZIMUTE E RUMO Fonte: UFPR (2012). 1.3 Memorial descritivo Documento necessário para descrever uma propriedade de terra, deve possuir dados mínimos específicos como: nome do proprietário, localização e nome da propriedade (se existir). No memorial deve-se haver um método de escrita mínimo elaborado por um profissional técnico, no qual cita-se as dimensões do lote, através do perímetro, distâncias e ângulos entre os alinhamentos, nome dos confrontantes de cada trecho e área total. O vídeo “Memorial descritivo para topografia?” do autor Adenilson Giovanini (link: https://www.youtube.com/watch?v=w3qJcbj8rfs) explica a importância do Memorial descritivo na topografia, não deixa de assistir!! https://www.youtube.com/watch?v=AWe5DdTCE8s https://www.youtube.com/watch?v=w3qJcbj8rfs 40UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 40UNIDADE II Planimetria e Altimetria 1.4 Métodos de levantamento planimétrico Os tópicos anteriores, conhecemos os métodos para a determinação de medições de ângulos e distâncias horizontais. A partir deste conhecimento, iniciaremos o conhecimento do levantamento planimétrico, no qual representa o conjunto de processos e operações para obter as informações da área de estudo e ser representado numa planta topográfica. Para que um levantamento topográfico, ocorra com eficiência a sua execução, deve ter no mínimo, as seguintes fases (ABNT, 2021): ● Planejamento e seleção de métodos e aparelhagem; ● Apoio Topográfico; ● Levantamento de detalhes; ● Cálculo e ajustes; ● Original Topográfico; ● Desenho Topográfico; ● Relatório Técnico. Essas fases citadas acima são importantes para uma ótima execução do trabalho e uma entrega de produto com qualidade. A seguir, iremos mostrar o método mais empregado no levantamento topográfico planimétrico conhecido como poligonação (caminhamento). Uma poligonal consiste em uma série de linhas consecutivas em que são conhecidos os comprimentos e direções, obtidos através de medições em campo. O levantamento de uma poligonal é realizado através do método de caminhamento, percorrendo-se o contorno de um itinerário definido por uma série de pontos, medindo-se todos os ângulos, lados e uma orientação inicial. De acordo com a NBR 13133, a poligonal é classificada em poligonal fechada, aberta e enquadrada. A poligonal fechada, parte de um ponto com coordenadas conhecidas e retorna ao mesmo ponto (figura 13). Sua principal vantagem é permitir a verificação de erro de fechamento angular e linear. Este tipo de levantamento é utilizado para medições de médias a grandes áreas, sendo utilizado para determinar a planta perimétrica, usucapião, entre outros. FIGURA 13 - POLIGONAL FECHADA 41UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 41UNIDADE II Planimetria e Altimetria A poligonal enquadrada parte de dois pontos com coordenadas conhecidas e acaba em outros dois pontos com coordenadas conhecidas (figura 14). Permite a verificação do erro de fechamento angular e linear. Utilizado para aplicações de túneis e ferrovias. FIGURA 14 - POLIGONAL ENQUADRADA A poligonal aberta parte de um ponto com coordenadas conhecidas e acaba em um ponto cujas coordenadas deseja-se determinar (figura 15). Não é possível determinar erros de fechamento, portanto, devem-se tomar todos os cuidados necessários durante o levantamento de campo para evitá-los. Utilizado para aplicações de rodovias, saneamento entre outros. FIGURA 15 - POLIGONAL ABERTA Como também um método muito utilizado, definido como secundário, é a irradiação, no qual os pontos irradiados são determinados por um ângulo e uma distância a partir de um ponto da poligonal principal (aberta, fechada ou enquadrada). FIGURA 16 – IRRADIAÇÃO 42UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 42UNIDADE II Planimetria e Altimetria 2. ALTIMETRIA A altimetria se destaca em obras de terraplenagem, projetos de rede de esgoto, projeto de estradas, planejamento e diversas aplicações, no qual seu princípio fundamental é a determinação da altimetria do relevo como também a materialização de superfícies de referências de nível. A altimetria é a parte da Topografia que trata dos métodos e instrumentos empregados no estudo e na representação do relevo. Na altimetria, possui dois conceitos de cota e ou altitude. A cota é a distância medida ao longo da vertical de um ponto até um plano de referência qualquer e altitude ortométrica: é a distância medida na vertical entre um ponto da superfície física da Terra e a superfície de referência altimétrica (nível médio dos mares). FIGURA 17 - COTA E ALTITUDE Fonte: UFPR (2012). 43UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema deReferências 43UNIDADE II Planimetria e Altimetria O objetivo é determinar a diferença de nível entre dois pontos, conforme mostra a figura 17. Para a determinação da diferença de nível, realiza-se o levantamento altimétrico. São quatro métodos que são empregados para a determinação das altitudes ou cotas dos pontos levantados, que são: nivelamento geométrico, nivelamento trigonométrico, nivelamento taqueométrico, barométrico e por GNSS. Agora iremos ver os dois processos de execução de levantamento altimétrico mais utilizados na Topografia. 2.1 Nivelamento Geométrico É um dos métodos mais aplicados na execução de terraplenagem e estradas. O equipamento utilizado para esta operação são o nível e a mira topográfica. FIGURA 18 – NÍVEL E MIRA TOPOGRÁFICA O nível é um aparelho que consta de uma luneta telescópica com um ou dois níveis de bolha, sendo este conjunto instalado sobre um tripé. A característica principal do nível é o fato do mesmo possuir movimento de giro somente em torno de seu eixo principal. A mira topográfica é uma peça com 4,00 metros de altura, graduada de centímetro em centímetro, destinada a ser lida através da luneta do aparelho. O vídeo intitulado “ENGENHARIA TOPOGRAFIA AGRIMENSURA - Leitura da Régua Graduada ou Mira - Nivelamento Geométrico” explica como realizar a leitura da mira topográfica para a realização do nivelamento geométrico (https://www.youtube.com/ watch?v=wappYkcQjuk). Como sabe-se, o objetivo principal do nivelamento geométrico é a determinação da cota ou altitude dos pontos de interesse. Portanto, se desejarmos determinar a cota de um ponto “RN - 2” qualquer, basta fazermos duas leituras sobre a mira. Uma leitura (RN - 1) estado a mira colocada sobre o ponto de cota conhecida ou adotada (o qual, chamamos de Referência de Nível - RN); e uma outra leitura tomada na mira estacionada agora sobre o ponto (RN - 2), do qual se deseja determinar a cota. https://www.youtube.com/watch?v=wappYkcQjuk https://www.youtube.com/watch?v=wappYkcQjuk 44UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 44UNIDADE II Planimetria e Altimetria FIGURA 19 - NIVELAMENTO Supondo-se que a leitura do fio médio realizado no RN-1 foi de 1,545 m (no qual se chama-se na topografia de visada a ré, que está relacionado ao primeiro ponto a ser lido e ser como referência para o levantamento), e a leitura no ponto RN – 2 foi de 0,875 metros (conhecido como visada a vante), obtém-se a diferença de nível (DN) entre os dois pontos realizando a subtração dos valores medidos. DN = 1,545 - 0,875 = 0,67 metros. O exemplo acima, denomina-se nivelamento geométrico simples, no qual o equipamento é instalado em uma posição, e a partir desta posição visualiza-se todos os pontos a serem medidos. Caso não seja possível medir todos os pontos, é necessário realizar a mudança de posição do equipamento, no qual teremos o nome de nivelamento geométrico composto. A seguir mostraremos um exemplo. Analisando a figura 20, vemos que o equipamento possui duas posições a “I” e a “II”, e temos que determinar as cotas/altitudes dos pontos A, B, C, D, E, F e G. Neste exemplo temos a informação que a Cota do ponto “A” é de 100,00 metros (lembre-se que sempre temos que ter uma cota/altitude de um ponto, para que ele seja referência de nível do levantamento). Então, seguimos a seguintes etapas para o levantamento: FIGURA 20 - NIVELAMENTO GEOMÉTRICO COMPOSTO Fonte: Pastana (2010). 45UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 45UNIDADE II Planimetria e Altimetria Instala-se o equipamento numa posição que possa visualizar o máximo de pontos possível. Neste exemplo foi instalado e nivelado na posição “I” I. Após a instalação, deve-se colocar a mira topográfica e realizar a leitura do fio médio no ponto de referência altimétrica, ou seja, o ponto que possui o valor de cota/altitude, no qual denominamos de “ré”, sendo então o ponto “A”. No exemplo, fez se a leitura do ponto “A” de 1,820 m. II. Após feita a leitura da ré, iremos realizar a leitura das vantes (ponto B e C), devido ser os pontos que são visualizados na posição “I” em que está instalado o equipamento. III. Para dar continuidade no levantamento, devemos realizar as leituras dos pontos D ao G, como não foi possível realizar a leitura destes pontos, na posição “I” do equipamento instalado, modificou-se a posição do equipamento no ponto “II”. Após instalado e nivelado na sua nova posição, deve-se realizar a primeira leitura, que será a sua Ré em relação a posição “II”. No exemplo sendo o ponto “C”. IV. Após a ré da posição “II”, realiza-se a leitura das vantes, sendo os pontos D ao G, finalizando as leituras, finaliza-se o levantamento. Lembre-se toda vez que mudar a posição do equipamento, deve-se dar a ré em qualquer ponto que já foi feita a medição. Para a anotação dos dados levantados, utilizamos a caderneta de campo para realizarmos os cálculos. As fórmulas utilizadas são: I. PR = Altitude/CotaRÉ + Leitura do fio médioRÉ, em que “PR”, significa plano de referência. II. Altitude/CotaVANTE = PR- Leitura do fio médioVANTE TABELA 1 – NIVELAMENTO GEOMÉTRICO - LEITURA Fonte: Pastana (2010), adaptado pelo autor. PONTO VISADO PLANO DE REFERÊNCIA (PR) LEITURA DA MIRA COTAS/ALTITUDES OBSERVAÇÕES Ré Vante A 101,82 1,820 100 B 3,725 8,095 C 8,904 0,833 3,749 8,071 D 2,501 6,403 E 2,034 6,870 46UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 46UNIDADE II Planimetria e Altimetria Cálculo do nivelamento. 1) Aparelho estacionado na posição (I): PR1 = 10,000 + 1,820 = 11,820 m, que é a cota do Plano de Referência (PR) na posição (I), CotaB = 11,820 - 3,725 = 8,095m; CotaC = 11,820 - 3,749 = 8,071m. Após a leitura à vante ao ponto “C”, mudou-se o aparelho para a posição (II) 2) Aparelho estacionado na posição (II): PRII = 8,071 + 0,833 = 8,904 m; CotaD = 8,904 − 2,501 = 6,403; CotaE = 8,904 − 2,034 = 6,870; CotaF = 8,904 − 3,686 = 5,218; CotaG = 8,904−3,990 = 4,914, onde conclui-se o nivelamento. O nivelamento geométrico é o levantamento mais preciso em relação a altimetria. Para complementar o conhecimento teórico e prática não deixe de assistir o vídeo Nivelamento Geométrico? do autor Adenilson Giovanini (https://www.youtube.com/ watch?v=W4KwNRi7k3Y), e como também para conhecer os outros métodos utilizados assistir o vídeo “Os 4 Métodos de Nivelamento Topográfico existentes” que se encontra neste link (https://www.youtube.com/watch?v=7DSCaRwlbDo). Não deixem de assistir estes vídeos, pois eles são complementares a sua formação. https://www.youtube.com/watch?v=W4KwNRi7k3Y https://www.youtube.com/watch?v=W4KwNRi7k3Y https://www.youtube.com/watch?v=7DSCaRwlbDo 47UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 47UNIDADE II Planimetria e Altimetria 3. REPRESENTAÇÃO DO RELEVO O relevo da superfície terrestre é uma feição contínua e tridimensional. Existem diversas maneiras para representar o mesmo, sendo as mais usuais as curvas de nível, os pontos cotados e perfil. Independentemente do processo de representação do relevo, ele deve satisfazer as seguintes condições: realçar da forma mais expressiva possível as formas do relevo; permitir determinar com precisão a cota ou altitude de qualquer ponto no terreno e permitir elaborar projetos geométricos a partir da representação. O perfil longitudinal e/ou transversal são utilizados em projetos de rodovias, ferrovias, vias urbanas, pois o traçado do perfil, permite ter a escolha do melhor traçado das vias, estudo da drenagem, volumes de jazidas, estudo e definição do greide de projeto, inclinação de taludes e terraplenagem. 3.1 Perfil O perfil é a representação gráfica das diferenças de nível, cota ou altitude obtidas num nivelamento. A representação é feita por meio do eixo das coordenadas, onde colocamos no eixo X (abscissas) as distâncias entre os pontos e no eixo Y (ordenadas) as cotasou altitudes. 48UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 48UNIDADE II Planimetria e Altimetria FIGURA 21 - PERFIL LONGITUDINAL, A PARTIR DAS CURVAS DE NÍVEL Fonte: Tuler (2014). 3.2 Ponto Cotado É a forma mais simples de representação do relevo; as projeções dos pontos no terreno têm representado ao seu lado as suas cotas ou altitudes. Normalmente são empregados em cruzamentos de vias, picos de morros, etc. 49UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 49UNIDADE II Planimetria e Altimetria FIGURA 22 - PONTOS COTADOS Fonte: O autor (2022). 3.3 Curvas de nível A forma mais utilizada para a representação do relevo. Podem ser definidas como linhas que unem pontos com a mesma cota ou altitude. A distância vertical ou equidistância vertical entre as curvas de nível é definida pela escala do desenho. FIGURA 23 - RELAÇÃO ESCALA E EQUIDISTÂNCIA VERTICAL ENTRE AS CURVAS DE NÍVEL Fonte: UFPR (2012). As curvas de nível devem ser numeradas para que seja possível sua leitura. Para isso tem-se as curvas mestras e as auxiliares. As curvas mestras são obrigatórias ser representadas o valor de sua altitude e ter uma tonalidade mais forte ou linha mais grossa. A cada cinco curvas aparece uma mestra. As curvas auxiliares são linhas mais finas e tonalidade mais fraca. 50UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 50UNIDADE II Planimetria e Altimetria FIGURA 24 - PLANTA TOPOGRÁFICA COM CURVAS DE NÍVEL Fonte: O autor (2022). O vídeo “Engenharia topografia (surveying) altimetria – Relevo – Curva de nível” –(https://www.youtube.com/watch?v=wN_hju1IMZ0&list=PLrN4WrTg3wmoHhxphLGdLjrt- MSA6dym8p&index=4), mostra visualmente os processos de elaboração das curvas de nível manualmente como as formas de relevo existentes. Lembre-se, não deixe de assistir as aulas citadas aqui. Elas complementam seu conhecimento. https://www.youtube.com/watch?v=wN_hju1IMZ0&list=PLrN4WrTg3wmoHhxphLGdLjrtMSA6dym8p&index=4 https://www.youtube.com/watch?v=wN_hju1IMZ0&list=PLrN4WrTg3wmoHhxphLGdLjrtMSA6dym8p&index=4 51UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 51UNIDADE II Planimetria e Altimetria SAIBA MAIS A planimetria e altimetria são essenciais para que possamos conhecer a superfície de um terreno. Este conhecimento auxiliar a desenvolver bons projetos de engenharia. A área de infraestrutura rodoviária utiliza os levantamentos planialtimétricos de forma regular, ficando aqui um bom nicho de trabalho ao futuro engenheiro. Outra área interessante para atuar com o domínio das ferramentas topográficas, é o saneamento básico, pois as redes de água e redes de esgoto são na maioria do tipo subterrâneas, tendo assim temos a necessidade de conhecer muito bem o solo e onde serão aplicadas as redes. Fonte: O autor (2022). REFLITA Como estamos na quantidade e qualidade dos serviços de água e esgoto no Brasil? Acesse o link do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento e faça uma boa leitura do Diagnóstico de 2019: Fonte:http://www.snis.gov.br/downloads/diagnosticos/ae/2019/Diagnostico_AE2019.pdf http://www.snis.gov.br/downloads/diagnosticos/ae/2019/Diagnostico_AE2019.pdf 52UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 52UNIDADE II Planimetria e Altimetria CONSIDERAÇÕES FINAIS Encerramos esta unidade do estudo da planimetria e altimetria. Com isso você aprendeu os principais métodos para realizar o levantamento topográfico e suas formas de representação. Estes levantamentos citados, são a base para os projetos de engenharia e sua execução. É importante buscar a prática destes conceitos em campo, através do envolvimento na elaboração de projetos e execução de obras, visto que a topografia fica muito mais fácil quando estamos nas atividades em campo. A leitura de projetos que utilizam a estrutura do planialtimétrico é essencial para o profissional de engenharia, lembrando que muitas vezes somos líderes de equipe e precisamos ter o conhecimento necessário para executar as tarefas apresentadas, com confiança e qualidade. Nós veremos na próxima unidade. Bons estudos. 53UNIDADE I Introdução a Topografia e ao Sistema de Referências 53UNIDADE II Planimetria e Altimetria MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Fundamentos de Topografia Autor: Marcelo Tuler. Editora: Bookman. Sinopse: Livro didático demonstrando os principais aplicações e métodos da Topografia. FILME/VÍDEO Título: Levantamento topográfico planialtimétrico Ano: 2021. Sinopse: Resumo de aplicação de conceitos de planialtimetria Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=jonsCB- lHXEM&ab_channel=AdenilsonGiovanini 54 Plano de Estudo: ● Geoprocessamento; ● Sistema de Informação Geográfica – SIG; ● Dados Geográficos. Objetivos da Aprendizagem: ● Conceituar e contextualizar o uso de geoprocessamento e sistema de informação geográfica; ● Compreender os tipos de aplicações do geoprocessamento e do sistema de informação geográfica na atualidade; ● Estabelecer a importância da do sistema de informação geográfica e do geoprocessamento nas áreas de civil, agronomia e arquitetura. UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto Professor Esp. Orlando Donini Filho 55UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto INTRODUÇÃO Em novembro do ano de 2015, uma tragédia ambiental ocorreu pelo rompimento da barragem de rejeitos da mineradora Samarco, localizado em Mariana, região central de Minas Gerais. Para o conhecimento do impacto ambiental da área atingida pelos rejeitos, o uso da tecnologia geoprocessamento, foi de fundamental importância devido ao rápido acesso e compartilhamento das informações espaciais. Como no caso de Mariana, como outros relacionados aos recursos terrestres, o geoprocessamento (ciência que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para a análise de informações geográficas), trouxe significativos avanços no monitoramento e desenvolvimento de pesquisas, ações de planejamento, gestão, manejo e ação imediata, mensurando o impacto e tomando medidas de ação imediata relacionados a estrutura do espaço geográfico. O geoprocessamento, integra as etapas de levantamentos (topográficos, sensores remotos e sistema de navegação por satélite), tratamento e análise dos dados levantados, produção (produção de mapeamentos, laudos e memoriais) e implantação. das informações espaciais. Os mapas elaborados desta ocorrência, serviu como base para determinar áreas em que foram mais afetadas e locais em que poderiam encontrar vítimas. Estes mapas estão diretamente ligados ao estudo da Cartografia, pois os mapas foram as primeiras formas de comunicação gráfica da humanidade, com o intuito de registrar a localização dos atributos essenciais à sua sobrevivência. Nesta unidade, o acadêmico será capaz de definir e conhecer os conceitos de geoprocessamento e de sistema de informação geográfica, suas aplicações e sua relação com a sociedade. 56UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto 1. GEOPROCESSAMENTO 1.1 Definição O geoprocessamento, etimologicamente quer dizer “Geo” (terra; superfície ou espaço) e processamento (de processar informações). Rocha (2000, p. 210) define geoprocessamento como: Uma tecnologia transdisciplinar, que, através da axiomática da localização e do processamento de dados geográficos, integra várias disciplinas, equipamentos, programas, processos, entidades, dados, metodologias e pessoas para a coleta, tratamento, análise e apresentação de informações associadas a mapas digitais georreferenciados. Neste contexto, o geoprocessamento utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica e que vem influenciando de maneira crescente as áreas de cartografia, recursos naturais, transportes, comunicação, planejamento urbano e rural. Assista o vídeo Geoprocessamentodo programa ação e meio ambiente disponível no link (https://www.youtube.com/watch?v=m5LLDaYsXhY) explicando a importância desta ferramenta nos dias de hoje. Portanto, o sistema de geoprocessamento é o destinado ao processamento de dados referenciados geograficamente (ou georreferenciados), desde a sua coleta até a geração de saídas na forma de mapas convencionais, relatórios, arquivos digitais, etc., devendo prever recursos para sua estocagem, gerenciamento, manipulação e análise. https://www.youtube.com/watch?v=m5LLDaYsXhY 57UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto 1.2 Principais componentes do geoprocessamento O geoprocessamento, como uma ferramenta multidisciplinar, ela agrega diversas ferramentas, a figura 1 mostra os principais componentes do geoprocessamento, em que cada componente terá uma breve explicação para o melhor entendimento do acadêmico. FIGURA 1 - PRINCIPAIS COMPONENTES DO GEOPROCESSAMENTO Fonte: O autor (2022). 1.2.1 Cartografia A Associação Cartográfica Internacional define a cartografia como: conjunto de estudos e operações científicas, técnicas e artísticas que, tendo por base o resultado de observações diretas ou da análise da documentação, se voltam para a elaboração de mapas, cartas e outras formas de expressão e representação de objetos, fenômenos e ambientes físicos e socioeconômicos, bem como sua utilização (ACI, 1966, p. 25). A relação da cartografia com o geoprocessamento está relacionada com o espaço geográfico, pois ela preocupa-se em apresentar um modelo de representação de dados para os processos que ocorrem no espaço geográfico. O estudo da cartografia será melhor detalhado no item 1.5 desta unidade 58UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto 1.2.2 Geodésia Geodésia é o estudo da forma e dimensões da Terra, o seu estudo é necessário para construir mapas acurados. De acordo com a definição de Friedrich Robert Helmert (1880), Geodésia é a ciência de medida e mapeamento da superfície da Terra, e das variações temporais da superfície da Terra e sua gravidade (ZANETTI, 2007). A geodésia atualmente se divide em: ● Geodésia Geométrica: realiza operações geométricas sobre a superfície terrestre (medidas angulares e de distâncias); ● Geodésia Física: realiza medidas gravimétricas que conduzem ao conhecimento detalhado do campo da gravidade; ● Geodésia Celeste: utiliza técnicas espaciais de posicionamento, como satélite artificiais. A Geodésia se relaciona com o geoprocessamento devido os modelos da forma da Terra, utilizado atualmente os modelos de elipsoide de revolução. 1.2.3 Informática Antigamente a elaboração de mapas, de produtos cartográficos ou de cartas topográficas e também na produção de relatórios através de sobreposição de informações eram feitos a manualmente. Com o avanço da informática (softwares e hardwares) surgiu a possibilidade de se integrar vários dados e mapas e analisá-los em conjunto, possibilitando análises complexas e a criação de bancos de dados. O acadêmico deve possuir conhecimentos básicos de informática para a o entendimento das ferramentas a serem utilizadas nos softwares de geoprocessamento, sendo indispensável nos dias de hoje. 1.2.4 Sistema de Informação Geográfica (SIG) Sistema de Informação Geográfica é um poderoso conjunto de ferramentas para coleta, armazenamento, recuperação, transformação e visualização de dados espaciais do mundo real para um conjunto de propósitos específicos (BURROUGH e MCDONNELL, 1998), ou seja, é um sistema que processa dados gráficos e não gráficos (alfanuméricos) com ênfase a análises espaciais e modelagens de superfícies. As ferramentas de geoprocessamento estão incluídas dentro dos softwares de SIGs, onde será discutido na Unidade II. 59UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto 1.2.5 Sensoriamento Remoto Sensoriamento Remoto é a ciência e a arte de obter informações sobre um objeto (alvo), área ou fenômeno através da análise de dados adquiridos por um dispositivo (sensor) que não está em contato direto com o objeto, área ou fenômeno sob investigação. FIGURA 2 - PRINCÍPIO BÁSICO DO SENSORIAMENTO REMOTO Fonte: Matheus (2013). Através deste conceito, podemos exemplificar que através de uma imagem de satélite e das técnicas de geoprocessamento, pode delimitar-se a dimensão de uma área que sofre desmatamento, ou análise do crescimento urbano, entre outros. 1.2.6 Sistema Global de Navegação por Satélites (GNSS) São sistemas que estabelecem o posicionamento geoespacial através do uso de satélites artificiais. Estes sistemas permitem que receptores sobre a superfície terrestre possam determinar a sua localização em comparação com os sinais dos satélites, adquirindo sua posição, ou seja, suas coordenadas geográficas (latitude, longitude e altitude). Existe uma gama de aplicações do sistema GNSS, alguns deles como levantamentos topográficos, georreferenciamento, agricultura de precisão, entre outros. A figura 3 demonstra o princípio de funcionamento do GNSS para a determinação de sua posição. 60UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto FIGURA 3 - DETERMINAÇÃO DO POSICIONAMENTO ATRAVÉS DO SISTEMA GNSS Fonte: Giovanini (2020). 1.2.7 Topografia e levantamento de campo A topografia significa a descrição do lugar, que tem a finalidade de determinar o contorno, dimensão e posição relativa de uma porção limitada da superfície terrestre, desconsiderando a curvatura da esfericidade da Terra. A topografia é a base de qualquer projeto de engenharia, como obras viárias, edifícios, planejamento urbano e rural, irrigação, entre outros. 1.3 Aplicações do geoprocessamento As aplicações do geoprocessamento, está relacionada com as áreas técnicas ligadas as informações espaciais, como a Topografia, Sensoriamento Remoto, Cartografia, Sistema de Informação Geográfica e Sistema de Navegação Global por Satélites (GNSS). 1.3.1 Políticas Públicas Para as ações do planejamento urbano, as identificações das características e dos recursos naturais e culturais, de cada parcela de um município, ou seja, o cadastro geoambiental, do uso do solo, rede viária, rede de serviços, entre outros. Por exemplo, para a construção de um novo posto de saúde, verifica-se a densidade demográfica, a renda média e a área de abrangência dos postos existentes, em que com a geomática pode manipular as informações, podendo identificar determinadas características de acordo com seu objetivo. 61UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto A figura 4 representa um estudo realizado no Uruguai na gestão de trabalho de campo consistindo na implementação anual de aproximadamente 40.000 visitas a agregados familiares socialmente vulneráveis em todo o país. O objetivo era conformar um banco de dados georreferenciado completo de domicílios-alvo, a fim de melhorar a implementação de políticas sociais . FIGURA 4 - QGIS NO TRABALHO: IDENTIFICANDO CASAS EM ASSENTAMENTOS INFORMAIS PARA IMPLEMENTAR O TRABALHO DE CAMPO Fonte: D´Angelo, Detomasi e Hahn (2017). 1.3.2 Planejamento e Monitoramento Ambiental A expansão agropecuária que ocorre no Brasil, especificamente na região Amazônica, tem um impacto ambiental devido ao desmatamento da floresta. Para o monitoramento e planejamento de ações para controlar o desmatamento ilegal, o uso de imagens de satélites, fotografias aéreas com seu estudo permite acompanhar a evolução do desmatamento numa análise temporal das imagens. 62UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto FIGURA 5 - AVANÇO DO DESMATAMENTO EM RONDÔNIA Fonte: Ministério do Meio Ambiente. Governo Federal. Disponível em:http://www.mma.gov.br/estruturas/ascom_boletins/_arquivos/V_seminario_semsipam.pdf. Acesso em: 23jun. 2022. 1.3.3 Agricultura A utilização do geoprocessamento na agricultura, foi o passo inicial para o estudo da Agricultura de Precisão. Por exemplo, em sua propriedade, o proprietário produz soja, para obter maior rendimento na sua produção em sua área, coleta informações como a amostragem do solo e mapa da área. Após a coleta, na análise das informações, ou seja, no processamento das informações são gerados laudos e mapas de aplicação das regiões cujo necessitam maior aplicação de insumos agrícolas para a correção do solo e plantio. Após o plantio, o uso de imagens áreas e das técnicas de sensoriamento remoto, são utilizadas como ferramenta de monitoramento da evolução do plantio, intervindo nas áreas onde tem maior déficit, aplicando adubos e pulverização. 1.3.4 Obras Civis Na construção ou ampliação de uma rodovia em um determinado local, o uso do geoprocessamento possibilita aos planejadores as diferentes informações geográficas na área a ser analisadas como a vegetação, rios, construções e relevo. Essas informações são apresentadas em formas de mapas, aumentando na sua qualidade e confiabilidade. A figura 6 representa uma análise de áreas instáveis que podem ocorrer deslizamento de terra. 63UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto FIGURA 6 - MAPA DE ÁREAS ALTAMENTE INSTÁVEIS (VERMELHO) PROPENSAS A DESLIZAMENTOS DE TERRA Fonte: Cosentino e Penninca (2015). 1.4 Softwares Os softwares são programas de computador com a finalidade de difundir os conceitos e procedimentos metodológicos voltados para a criação, visualização, gerenciamento, elaboração e análise das informações geográficas. Os principais softwares utilizados no Brasil atualmente são: TABELA 1 - PRINCIPAIS SOFTWARES DE GEOMÁTICA UTILIZADOS NO BRASIL. SOFTWARE DESCRIÇÃO ArcGis Utilizados para criar, importar, editar, buscar, mapear, analisar e publicar informações geográficas. Um dos softwares mais utilizados atualmente na gestão pública municipal. Para mais informações sobre o software consultar https://www.img.com.br/pt-br/home AutoCad Map Utilizado para a criação e gerenciamento de dados espaciais, possibilita criar, gerir e produzir mapas, integrar dados e efetuar análises de Sistema de Informação Geográfica (SIG). ENVI É um software de processamento de imagens desenvolvido com língua de IDL (Interactive Data Language). Tem funções exclusivas como visualizador n-dimensional, funções de ortorretificação, elaboração de mosaicos e carta imagem, sofisticadas ferramentas de processamento de imagens, visualização e análises de Modelos Digitais de Terreno, entre outras. 64UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto Fonte: Rosa (2014). QuantumGis O QGIS é um Sistema de Informação Geográfica (SIG) de Código Aberto licenciado segundo a Licença Pública Geral GNU. Junto com o QGIS, possuem o GRASS (Geographical Resources Analysis Support System) um sistema de código aberto para processamento de imagens. É um software baseado em formato de vetor e rastear, com funções voltadas para processamento de imagens, análise estatística, análise e modelagem espacial, produção de mapas e gráficos e boa interface com banco de dados. Para mais informações visite o site https://qgis.org/pt_BR/ site/index.html. SPRING O SPRING é um SIG (Sistema de Informações Geográficas) no estado-da-arte com funções de processamento de imagens, análise espacial, modelagem numérica de terreno e consulta a bancos de dados espaciais. Os objetivos do projeto SPRING são construir um sistema de informações geográficas para aplicações em Agricultura, Floresta, Gestão Ambiental, Geografia, Geologia, Planejamento Urbano e Regional. Fornecer um ambiente unificado de Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto para aplicações urbanas e ambientais. Para mais informações acesse: http:// www.dpi.inpe.br/spring/portugues/index.html Esse é o software que será utilizado nas práticas no decorrer da disciplina. Entrar no site e baixar a versão 2.18. http://www.dpi.inpe.br/spring/portugues/index.html http://www.dpi.inpe.br/spring/portugues/index.html 65UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto 2. SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – SIG 2.1 Definição Analisando o conceito de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), extraímos que a informação é um conjunto de registros e dados interpretados e dotados de significado lógico. O sistema define-se como um conjunto integrado de elementos interdependentes, estruturado de tal forma que estes possam relacionar-se para a execução de uma determinada função (FITZ, 2008). E com relação a geográfica, refere-se à superfície da Terra e ao que está próximo da superfície. No contexto apresentado, define-se SIG como: é de um conjunto organizado de hardware, software e, dados geográficos e pessoal capacitado, desenvolvido para capturar, armazenar, atualizar, manipular e apresentar, por meio de um produto final cartográfico, a espacialização das informações referentes geograficamente (CÂMARA et al., 1997, p. 197) O objetivo principal do SIG é permitir a análise de informações georreferenciadas do modo mais eficiente, dinâmico e rápido, auxiliando na tomada de decisões. Câmara e Ortiz apud Garcia (2014), apresenta três características sobre os SIG que são: ● Sistemas que possibilitam a integração, numa única base de dados, de diferentes informações geográficas, oriundas de diferentes fontes (dados climatológicos, geomorfológicos, imagens de satélite, censo demográficos, etc.) ● Mecanismos que possibilitam a recuperação, a manipulação e a visualização dos dados, por meio de um conjunto de algoritmos de manipulação e análise; ● Oferecem variadas ferramentas que permitem a combinação de diversas informações para a elaboração de mapeamentos derivados. 66UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto SAIBA MAIS Um exemplo de aplicação de SIG, como ferramenta de solução de problemas e auxilio na tomada de decisões, podemos avaliar o risco de desmoronamento junto as rodovias (informação espacial), se conhecermos a forma com que a estabilidade de uma encosta é impactada por fatores como características subsuperficiais rasas , porosidade, solo, estrutura entre outros, e quanto o lugar que se encontra os riscos de desmoronamento. O SIG é uma ferramenta para solucionar esse problema, conteria conhecimento sobre as encostas na forma de mapas digitais, e os programas executados pelo SIG expressariam o conhecimento geral de como com condições de tempo extremas influenciariam a probabilidade de movimentos de massa das encostas. Fonte: O Autor (2022). O SIG se torna uma grande ferramenta pois se relaciona com os programas assistidos por computador (CAD), cartografia computadorizada, sistema de gerenciamento de dados e sistemas de informação de sensoriamento remoto. O SIG ele pode ser utilizado para realizar pesquisas e superposições espaciais que geram novas informações devido a essas relações com essas tecnologias. FIGURA 7 - O SIG E RELAÇÃO COM OUTROS SISTEMAS Fonte: McComark et al. (2019). 67UNIDADE III Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto 2.2 Breve Histórico do SIG Em 1854, o Dr. John Snow, conhecido como o pai da epidemiologia, superpôs o mapa da cidade de Londres com a localização de poços de água da cidade e as áreas onde as mortes por cólera eram particularmente prevalecentes (figura 8). Isso permitiu à cidade encontrar e fechar os poços perigosos (MCCOMARCK et al., 2019). FIGURA 8 - MAPA ELABORADO PELO DR. JOHN SNOW PARA REMEDIAR O SURTO DE CÓLERA Fonte: Barros (2013). Este exemplo mostra a sobreposição de dados, como o mapa de Londres, relacionando com a localização dos poços e as áreas em que as mortes por cólera prevaleciam. Isto é uma característica básica da utilização do
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