Cartografia e Topografia 2024

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<p>UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MOÇAMBIQUE</p><p>INSTITUTO DE EDUCAÇÃO À DISTÂNCIA</p><p>Sistemas de coordenadas utilizados em cartografia e topografia</p><p>Estudante: Sílvia Manuel Bande</p><p>Código: 708235493</p><p>Curso: Licenciatura em ensino de Geografia</p><p>Disciplina: Cartografia e Topografia</p><p>Ano de frequência: 2º ano</p><p>Turma: Z</p><p>Tete, Maio de 2024</p><p>Folha de feedback</p><p>Categorias</p><p>Indicadores</p><p>Padrões</p><p>Classificação</p><p>Pontuação máxima</p><p>Nota do tutor</p><p>Subtotal</p><p>Estrutura</p><p>Aspectos organizacionais</p><p>· Capa</p><p>0.5</p><p>· Índice</p><p>0.5</p><p>· Introdução</p><p>0.5</p><p>· Discussão</p><p>0.5</p><p>· Conclusão</p><p>0.5</p><p>· Bibliografia</p><p>0.5</p><p>Conteúdo</p><p>Introdução</p><p>· Contextualização (Indicação clara do problema)</p><p>1.0</p><p>· Descrição dos objectivos</p><p>1.0</p><p>· Metodologia adequada ao objecto do trabalho</p><p>2.0</p><p>Análise e discussão</p><p>· Articulação e domínio do discurso académico (expressão escrita cuidada, coerência / coesão textual)</p><p>2.0</p><p>· Revisão bibliográfica nacional e internacionais relevantes na área de estudo</p><p>2.0</p><p>· Exploração de dados</p><p>2.0</p><p>Conclusão</p><p>· Contributos teóricos prático</p><p>2.0</p><p>Aspectos Gerais</p><p>Formação</p><p>· Paginação, tipo e tamanho de letra, parágrafo, espaçamento entre linhas</p><p>1.0</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>Normas APA 6ª edição em citações e bibliografia</p><p>· Rigor e coerência das citações/referências Bibliográficas</p><p>4.0</p><p>Recomendações de melhoria:</p><p>_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________</p><p>Índice</p><p>1. Introdução	1</p><p>1.1. Objectivos	1</p><p>1.2. Metodologia	1</p><p>2. Revisão da literatura	2</p><p>2.1. Conceitos básicos	2</p><p>2.2. Sistemas de Coordenadas (SC)	3</p><p>2.2.1. Sistemas de Coordenadas Geográficas	3</p><p>2.3. Sistemas de coordenadas cartográficas e topográficas	3</p><p>2.4. Sistema de coordenadas topográficas	4</p><p>2.5. A importância dos sistemas de coordenadas na representação e localização de pontos e áreas na superfície terrestre.	6</p><p>2.6. A aplicação prática dos sistemas de coordenadas em diversas áreas	6</p><p>2.7. Conclusão	7</p><p>Bibliografia	9</p><p>1. Introdução</p><p>O conhecimento sobre a Terra foi ampliado baseado no conhecimento cartográfico. Antes mesmo da estruturação da ciência geográfica, a cartografia como concebida hoje em dia já existia, tendo início com as grandes expedições pelo globo e sendo utilizada por todos os povos antigos como os egípcios, fenícios e os gregos.</p><p>A geografia quando incorporou a cartografia nos seus estudos ganhou em cunho lógico-formal para explicação dos grandes fenómenos sobre a Terra. Em passado recente, a realização de levantamentos cadastrais, fossem de natureza urbana ou rural, envolviam apenas conhecimentos relativos à área da topografia, sem a preocupação de se fazer o referenciamento a sistemas de coordenadas planas rectangulares utilizadas na cartografia convencional associadas a um Sistema de Referência Geodésico adoptado oficialmente no país. Todo trabalho de topografia era referenciado a coordenadas arbitrárias.</p><p>1.1. Objectivos</p><p>1. 1.1. Geral: Compreender os fundamentos teóricos dos sistemas de coordenadas utilizados em cartografia e topografia.</p><p>1.1.2. Específicos</p><p>· Identificar e descrever os diferentes tipos de sistemas de coordenadas;</p><p>· Explorar a importância dos sistemas de coordenadas na representação e localização de pontos e áreas na superfície terrestre;</p><p>· Analisar a aplicação prática dos sistemas de coordenadas em diversas áreas,;</p><p>1.2. Metodologia</p><p>Para a realização deste trabalho só foi possível através do Método de Pesquisa Bibliográfica. É óbvio a realização de um trabalho científico sem o uso do método bibliográficos. É a partir deste que tornou possível a realização deste trabalho, na qual baseou-se na consulta de obras relacionados com o tema em estudo, cujo obras vem mencionados na referência bibliográfica deste trabalho.</p><p>2. Revisão da literatura</p><p>2.1. Conceitos básicos</p><p>Mapa - Representação simbolizada da realidade geográfica, com aspectos e característicos seleccionados, resultante do esforço criativo do autor, que é concebida para ser utilizada quando as relações espaciais têm importância essencial.</p><p>Mapa ou carta de base – representam informação de carácter genérico, útil a um vasto leque de utilizadores, ex.: cartas topográficas e as hidrográficas.</p><p>Mapa ou cartas temáticas – que representam informação relativa a determinados assuntos específicos, ou temas. Exemplo: mapa de distribuição do mangal</p><p>Num sentido amplo, a “Cartografia é qualquer actividade de representação e utilização de mapas; que inclui o ensino da habilidade na utilização dos mapas; o estudo da história da Cartografia; a manutenção de colecções de mapas, de catalogação e bibliografia, comparação e manipulação dos dados e o desenho e preparação de mapas, cartas, plantas e atlas.</p><p>Diante dos avanços tecnológicos com o advento do computador e da informática, o conceito de Cartografia é actualizado pelo ICA (2003) em Meneguette (2012), no que se refere ao levantamento e colecta de dados para representação do espaço por meio dos mapas e das formas acesso aos mesmos por seus usuários:</p><p>“a Cartografia é definida como sendo disciplina que envolve a arte, a ciência e a tecnologia de construção e uso de mapas, favorece a criação e manipulação de representações geoespaciais visuais ou virtuais, permite a exploração, análise, compreensão e comunicação de informações sobre aquele recorte espacial”. (MENEGUETTE, 2012)</p><p>A palavra CARTOGRAFIA, etimologicamente, significa descrição de cartas.</p><p>“A Topografia tem por finalidade determinar o contorno, dimensão e posição relativa de uma porção limitada da superfície terrestre, sem levar em conta a curvatura resultante da esfericidade terrestre” ESPARTEL (1987).</p><p>2.2. Sistemas de Coordenadas (SC)</p><p>Com a ajuda dos sistemas de coordenadas (SC) cada lugar na terra pode ser especificado por um conjunto de 3 números, chamadas coordenadas. Em geral, os SC podem ser divididos ente sistemas de coordenadas projectados  (também designados por sistemas de coordenadas Cartesianas ou rectangulares) e sistemas de coordenadas geográficas.</p><p>2.2.1. Sistemas de Coordenadas Geográficas</p><p>O uso de Sistemas de Coordenadas Geográficas é muito comum. Estes usam graus de latitude e longitude e por vezes um valor de altura para descrever uma localização na superfície da terra. O mais popular é chamado WGS 84.</p><p>2.3. Sistemas de coordenadas cartográficas e topográficas</p><p>Os sistemas de coordenadas são necessários para expressar a posição de pontos sobre uma superfície, seja ela uma Esfera, um Elipsóide ou um Plano. É com base em determinado sistema de coordenadas que descrevemos geometricamente a superfície terrestre nos levantamentos efectuados. Para a Esfera e o Elipsóide, usualmente emprega-se um sistema de coordenadas cartesiano curvilíneo (PARALELOS e MERIDIANOS). Para o plano, um sistema de coordenadas cartesianas X e Y é usualmente aplicável.</p><p>Para amarrar a posição de um ponto no espaço necessitamos ainda complementar as coordenadas bidimensionais que apresentamos no parágrafo anterior, com uma terceira coordenada que é denominada ALTITUDE. A altitude de um ponto qualquer está ilustrada na fig .2.1-a, onde o primeiro tipo (h) é a distância contada a partir do geóide (que é a superfície de referência para contagem das altitudes) e o segundo tipo (H), denominado ALTITUDE GEOMÉTRICA é contada a partir da superfície do elipsóide.</p><p>a) Meridianos e paralelos</p><p>· Meridianos - São círculos máximos que, em consequência, cortam a TERRA em duas partes iguais de pólo a pólo. Sendo assim,</p><p>todos os meridianos se cruzam entre si, em ambos os polos. O meridiano de origem é o de GREENWICH (0º).(2)</p><p>· Paralelos - São círculos que cruzam os meridianos perpendicularmente, isto é, em ângulos retos. Apenas um é um círculo máximo, o Equador (0º). Os outros, tanto no hemisfério Norte quanto no hemisfério Sul, vão diminuindo de tamanho à proporção que se afastam do Equador, até se transformarem em cada pólo, num ponto (90º).</p><p>b) Latitude e longitude</p><p>· Latitude geográfica ( ϕ ) É o ângulo formado entre o plano do Equador e a vertical do ponto considerado, medido sobre o meridiano do lugar. A latitude quando medida no sentido do pólo Norte é chamada Latitude Norte ou Positiva. Quando medida no sentido do pólo Sul é chamada Latitude Sul ou Negativa. A Latitude varia de: (0º à 90º N ou 0º à + 90º) e (0º à 90º S ou 0º à – 90)</p><p>· Longitude geográfica ( λ ) É o ângulo formado entre o meridiano de Greenwich e o meridiano do ponto considerado, medido sobre o Equador. A Longitude quando é medida para Oeste de Greenwich, é chamada Longitude Oeste de Greenwich (W) ou Negativa. Quando é medida para Leste de Greenwich, é chamada Longitude Leste de Greenwich (E Gr.) ou Positiva. A Longitude varia de: (0º à 180º W Gr. ou 0º à - 180º) e (0º à 180º E Gr. ou 0º à + 180º)</p><p>c) Sistema de coordenadas UTM</p><p>O sistema de coordenadas UTM é dado pelo par coordenado E e N, correspondentes ao afastamento do meridiano central (E) e do Equador (N). O problema de se obter as coordenadas UTM em uma carta topográfica e a sua plotagem está ligado à escala da carta e ao erro gráfico de percepção. As coordenadas N (norte) crescem de S para N e são acrescidas de 10.000.000 (metros) para não se ter valores negativos ao sul do Equador que é a referência de origem; já as coordenadas E (leste) crescem de W para E, acrescidas de 500.000 (metros) para não se ter valores negativos a oeste do meridiano central.</p><p>UTM é um sistema de coordenadas baseado no plano cartesiano (eixo x,y) e usa o metro (m) como unidade para medir distâncias e determinar a posição de um objecto. Diferentemente das Coordenadas Geodésicas, o sistema UTM, não acompanha a curvatura da Terra e por isso seus pares de coordenadas também são chamados de coordenadas planas.</p><p>2.4. Sistema de coordenadas topográficas</p><p>A posição relativa dos pontos da superfície terrestre é caracterizada pelas coordenadas num sistema de referência. Qualquer que seja o sistema envolvido, tais coordenadas são: a abscissa e a ordenada. Em topografia, as coordenadas são referidas ao plano horizontal de referência, o plano topográfico; o sistema de coordenadas topográficas é definido por um sistema plano-rectangular XY, sendo que o eixo das ordenadas (Y) está orientado (é paralelo) segundo a direcção norte-sul (magnética ou verdadeira) e o eixo positivo das abscissas (X) forma 90º na direcção leste. Uma terceira grandeza, a altura (cota ou altitude) junta-se às coordenadas planas X e Y, definindo a posição tridimensional do ponto.</p><p>As operações de campo para a obtenção das coordenadas topográficas consistem na medição de uma distância horizontal, um ângulo horizontal e uma distância vertical ou ângulo vertical para cada ponto, além da determinação da orientação em relação a uma direcção fixa: direcção norte-sul.</p><p>As coordenadas referidas aos Sistemas de Referência Geodésicos são normalmente apresentadas em três formas: cartesianas, geodésicas(ou elipsoidais) e planas.</p><p>2.4.1 - Sistemas de coordenadas cartesianas</p><p>Quando se posiciona um ponto nada mais está se fazendo do que atribuindo coordenadas ao mesmo. Estas coordenadas por sua vez deverão estar referenciadas a um sistema de coordenadas. Existem diversos sistemas de coordenadas, alguns amplamente empregados em disciplinas como geometria e trigonometria, por exemplo. Estes sistemas normalmente representam um ponto no espaço bidimensional ou tridimensional. No espaço bidimensional, um sistema bastante utilizado é o sistema de coordenadas rectangulares ou cartesiano. Este é um sistema de eixos ortogonais no plano, constituído de duas rectas orientadas X e Y, perpendiculares entre si (figura 1.2). A origem deste sistema é o cruzamento dos eixos X e Y.</p><p>2.4.2. Sistemas de coordenadas esféricas</p><p>Um ponto do espaço tridimensional pode ser determinado de forma unívoca, conforme a figura 1.5, pelo afastamento r entre a origem do sistema e o ponto R considerado, pelo ângulo β formado entre o segmento OR e a projecção ortogonal deste sobre o plano xy e pelo ângulo α que a projecção do segmento OR sobre o plano xy forma com o semi-eixo OX. As coordenadas esféricas de um ponto R são dadas por (r, α, β). A figura 1.5 ilustra este sistema de coordenadas. Supõe-se o sistema de coordenadas esféricas sobreposto a um sistema de coordenadas cartesianas (TORGE, 1980).</p><p>2.4.3. Sistema de Coordenadas Geodésicas</p><p>Independente do método utilizado para se representar ou projectar uma determinada superfície no plano, deve-se adoptar uma superfície que sirva de referência, garantindo uma concordância das coordenadas na superfície esférica da Terra.</p><p>As definições de coordenadas geodésicas de um ponto qualquer P na superfície do elipsóide são:</p><p>− A latitude geodésica é o ângulo contado sobre o meridiano que passa por P, compreendido entre a normal passante por P e o plano equatorial.</p><p>− A longitude geodésica é o angulo contado sobre o plano equatorial, compreendido entre o meridiano de Greenwich e o ponto P.</p><p>− A altitude elipsoidal corresponde a distância de P à superfície do elipsóide medida sobre a sua normal</p><p>2.5. A importância dos sistemas de coordenadas na representação e localização de pontos e áreas na superfície terrestre.</p><p>Os sistemas de coordenadas nos permitem saber, com precisão, a localização de todo e qualquer ponto sobre a superfície do planeta Terra, e formam o que chamamos de sistema de coordenadas geográficas, importante para a navegação e orientação no espaço. Permitem a localização precisa de objectos, pessoas e lugares no espaço.</p><p>Para se utilizar o Mapeamento Aéreo com drones, é preciso que se conheça e entenda o que são os sistemas de referência e de coordenadas geográficas. Eles são de extrema importância na hora de mapear um terreno, fazer sua medição e apresentar demais características necessárias para a utilização dessa área, seja para construções, planeamentos futuros, preservação, agricultura, entre outros fins.</p><p>Profissionais de áreas como Engenharia, Construção Civil e Urbanismo precisam dominar os sistemas de referência e coordenadas para o desenvolvimento de suas actividades. Neste texto você terá acesso a informações que ajudarão a entender melhor esses processos.</p><p>2.6. A aplicação prática dos sistemas de coordenadas em diversas áreas</p><p>O plano cartesiano é formado por duas rectas perpendiculares, chamadas de eixos cartesianos. Esses eixos determinam um único plano, assim, é possível determinar a localização no sistema de coordenadas de todo os pontos e, consequentemente, de qualquer objecto formado por esses pontos que estejam nesse plano.</p><p>É aplicado na Matemática só puderam ser resolvidos graças a essa concepção, como para calcular a distância entre dois pontos ou calcular a área de um triângulo. Esses assuntos são a base da geometria analítica, que é, por sua vez, a base para desenvolver o cálculo diferencial e integral.</p><p>O geoprocessamento é uma ferramenta poderosa que pode ser usada para dar suporte a várias aplicações de saúde. Por exemplo, ele pode ser usado para mapear a propagação de doenças, rastrear o movimento de pessoas e animais, monitorar as condições ambientais e prever os impactos de desastres naturais. É uma prática essencial no campo da cartografia, topografia e levantamento de dados precisos acerca de objectos dispostos espacialmente, desempenhando um papel fundamental na delimitação de áreas e posição de objectos de interesse a grandes distâncias.</p><p>· No cenário agrícola, o georreferenciamento atua como uma ferramenta essencial para optimizar as práticas agrícolas e impulsionar a eficiência na produção de alimentos, optimizando o</p><p>uso da terra e contribui para a redução do desperdício de recursos e aumenta a produtividade agrícola de maneira sustentável.</p><p>· No sector imobiliário, ao fornecer informações geoespaciais precisas sobre as propriedades, o georreferenciamento assegura a legalidade e confiabilidade em transacções imobiliárias, tornando-se um agente importantíssimo para a regularização de imóveis rurais e urbanos.</p><p>· No universo das telecomunicações, sobretudo quando nos referimos a Provedores de Serviço de Internet (ISPs) e infra-estrutura de fibra óptica, o georreferenciamento desempenha um papel vital na gestão e documentação das redes.</p><p>· A sua precisão na localização de activos de rede se tornou fundamental para o planeamento, implementação e manutenção eficientes dessas infra-estruturas, sobretudo no que diz respeito à gestão de material, gerenciamento de clientes etc.</p><p>· No universo das telecomunicações, sobretudo quando nos referimos a Provedores de Serviço de Internet (ISPs) e infra-estrutura de fibra óptica, o georreferenciamento desempenha um papel vital na gestão e documentação das redes.</p><p>A sua precisão na localização de activos de rede se tornou fundamental para o planeamento, implementação e manutenção eficientes dessas infra-estruturas, sobretudo no que diz respeito à gestão de material, gerenciamento de clientes etc.</p><p>2.7. Conclusão</p><p>Medições topográficas se referem a um plano topográfico local. Pontos levantados por GPS se referem a um sistema de coordenadas cartesiano geocêntrico, que podem, obviamente, ser convertidos para coordenadas geodésicas ou UTM. Assim, integrar os dois sistemas significa ou “trazer” os pontos GPS para um Sistema local, ou as medições topográficas para o plano UTM, visto que cabe ainda ressaltar que existe a opção de se realizar transporte de coordenadas geodésicas, assunto não abordado.</p><p>A partir da sua versatilidade em diferentes setores e aplicações, onde podem ser citados os setores agrícola, imobiliário e de telecomunicações, o georreferenciamento auxilia de maneira significativa a produção de alimentos, a legalização de imóveis em áreas urbanas e a otimização da gestão de redes.Com aplicações que transcendem fronteiras, o georreferenciamento se consolida como uma ferramenta indispensável para um mundo cada vez mais orientado por dados precisos, desenhando um panorama de desenvolvimento sustentável, segurança e eficiência em diversas esferas.</p><p>Bibliografia</p><p>Meneguette, A. (2012). Cartografia inclusiva. Plataforma Academia.edu. Disponível em: https://www.academia.edu/8520393/Cartografia_Inclusiva.</p><p>Torge, W. (1980) Geodesy. Walter de Gruyter Berlin, New York</p><p>Espartel, L. (1987). Curso de Topografia. 9 ed. Rio de Janeiro, Globo,.</p><p>Anderson, PAUL S. - (1982). Fundamentos para Fotointerpretação - SBC</p><p>Andrade, Dinarte F. P. Nunes - (1988). Fotogrametria Básica IME</p><p>Andrade, LUÍS Antonio DE - (1997). Proposta Metodológica para a Confecção de Carta-Imagem de Satélite Artigo da Quadricon Com. e Rep. LTDA Apostila Introdução á Geodésia - Fundação IBGE -</p><p>Banker, Mucio Piragibe Ribeiro DE - (1994). Cartografia Noções Básicas DHN - 1965. Brasil em números, Rio de Janeiro, V.3,</p><p>9</p>