Resumo de topografia

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RESUMO – TOPOGRAFIA E GEOPROCESSAMENTO
Cartografia:
A cartografia é a ciência de elaborar representações gráficas da superfície terrestre, como mapas, cartas e plantas. Esses produtos são utilizados para representar diferentes características geográficas, como relevo, hidrografia, vegetação, infraestrutura, entre outros.
· Cartas → transcrição gráfica defenômenos geográficos
Fotogrametria:
A fotogrametria utiliza fotografias aéreas ou terrestres para medir distâncias e obter informações tridimensionais sobre a superfície. A partir dessas imagens, é possível reconstruir a topografia e calcular as dimensões dos objetos observados.
Geodésia:
É a ciência que estuda a forma e dimensões da Terra, além de seu campo gravitacional,compreendendo o estudo das operações ou medições, assim como os métodos de cálculo. A geodésia é fundamental para determinar coordenadas exatas na superfície terrestre, considerando que a Terra não é uma esfera perfeita, mas um geóide (forma irregular).
· Exemplo: O geóide é uma superfície teórica que representa o nível médio do mar prolongado sob os continentes. No Brasil, o SAD-69 (South AmericanDatum) é o elipsóide adotado para levantamentos geodésicos.
Forma e Dimensão da Terra:
A Terra é um corpo irregulardevido a variações de gravidade, com montanhas, vales e depressões. Essas irregularidades, no entanto, são pequenas em comparação com as dimensões gerais do planeta. Para simplificar cálculos, usamos modelos geométricos como o elipsóide e o geóide.
· Exemplo: O elipsóide é um modelo matemático que aproxima a forma da Terra, utilizado como referência para projeções cartográficas e sistemas de coordenadas.
· O referencial planimétrico ou DatumHorizontal Oficial no Brasil é o SIRGAS-2000(Sistema de Referência Geocêntrico para asAméricas de 2000) baseado no WGS-84(Global)
Sistema de Coordenadas Geográficas:
Este sistema usa latitude e longitude para localizar pontos na superfície da Terra. A latitude é a distância angular ao norte ou ao sul do Equador, enquanto a longitude é a distância angular a leste ou oeste do Meridiano de Greenwich.
· Equador: é o círculo máximo da Terra, cujo plano é normal à linha dos pólos.
· Paralelos: são os círculos cujos planos são paralelos ao plano do equador.Os Paralelos mais importantes são: Trópico de Capricórnio (φ = 23º23'S) e Trópico de Câncer (φ = 23º23'N).
· Meridianos: são as seções elípticas cujos planos contém a linha dos pólos eque são normais aos paralelos.
Sistema de Coordenadas UTM (Universal Transversa de Mercator):
O Sistema de Projeção Universal Transversa de Mercator (UTM) é o sistema de representação cartográfica adotado pelo Sistema Cartográfico Brasileiro, recomendado em convenções internacionais. 
É o resultado da modificação da projeção Transversa de Mercator (TM), que também é conhecida como projeção de Gauss Kruger. Foi idealizada pelo belga Gerard Kramer (Mercator) a partir de modificações efetuadas na projeção Gauss.
O sistema UTM divide a Terra em 60 fusos de 6° de largura cada. Esse sistema é utilizado para mapear grandes áreas com precisão, evitando distorções que surgem em mapas de projeção global.
· Origem no antemeridiano de Greenwich (180° W) – zona 1 
· Finaliza a leste na zona 60 (entre 174°E e 180°E) 
· Por causa das deformações nos polos a latitude vai de 80°S a 84° N
· O brasil está dividido em 6 fusos.
Projeções Cartográficas
	É uma transformação matemática da superfície curva terrestre, de forma a representá-la sobre uma superfície plana (bidimensional) provocando um mínimo de deformações.
Escalas Topográficas:
A escala é a relação entre as dimensões reais de um objeto e sua representação no mapa. Existem dois tipos principais:
· Escala Numérica: Representada como uma fração, como 1:1000, onde 1 cm no mapa corresponde a 1000 cm no terreno.
· Escala Gráfica: Representada por uma barra que indica a distância real no terreno diretamente no mapa.
· Plantas (ou cartas cadastrais) se fazem com escalas de 1/500 e 1/20.000. 
· Os mapas topográficos têm escala entre 1/25.000 e 1/250.000, que são escalas médias.
Fotografias Aéreas:
As fotografias aéreas são classificadas de acordo com a orientação da câmera:
· Fotografias Verticais: A câmera está alinhada perpendicularmente ao solo, com ângulo de inclinação menor que 3°. Estas são ideais para mapeamento.
· Fotografias Inclinadas (Oblíquas): A câmera está inclinada em relação ao solo. Elas são usadas para capturar uma vista geral de uma área, mas com menos precisão.
Cálculo da Escala de Fotografias Aéreas:
A escala de uma fotografia aérea é uma relação entre o tamanho real de um objeto no terreno e o tamanho de sua representação na imagem. Isso pode ser calculado se conhecermos a altura de voo (H) e a distância focal da câmera (f). A fórmula para calcular a escala é a seguinte:
Escala(E)=f\H
· f: Distância focal da câmera (em metros ou milímetros).
· H: Altura de voo da aeronave (em metros ou quilômetros).
Planejamento Territorial & Sensoriamento Remoto:
O sensoriamento remoto é uma ferramenta essencial para o planejamento territorial, que envolve o uso racional do espaço, levando em consideração fatores ambientais, econômicos, e sociais. A técnica permite a obtenção de dados detalhados sobre grandes áreas, o que seria impraticável com levantamentos de campo tradicionais.
O sensoriamento remoto envolve o uso de sensores (geralmente em satélites ou aviões) para capturar informações sobre a Terra sem contato físico. O princípio básico é captar a radiação eletromagnética que é refletida ou emitida pelos objetos na Terra.
Definição:
Segundo Meneses & Almeida (2012), "Sensoriamento Remoto é uma ciência que visa o desenvolvimento da obtenção de imagens da superfície terrestre por meio da detecção e medição quantitativa das respostas das interações da radiação eletromagnética com os materiais terrestres." Isso significa que os sensores detectam a radiação refletida ou emitida pelos objetos e convertem essa radiação em imagens ou dados mensuráveis.
Sensores Imageadores:
Os sensores imageadores são aqueles que captam informações da superfície terrestre e produzem como resultado uma imagem da área observada. Existem dois tipos principais de sensores:
1. Sensores Orbitais: Estão a bordo de satélites que orbitam a Terra. Eles têm uma grande cobertura e podem monitorar áreas imensas. O processamento dessas imagens permite a análise da superfície terrestre em escala global.
2. Sensores Aerotransportados: Estão a bordo de aviões ou drones e capturam imagens de áreas específicas. Eles oferecem maior resolução em comparação com os sensores orbitais, mas cobrem áreas menores. A vantagem desses sensores é que eles podem voar a altitudes mais baixas e podem ser reposicionados rapidamente para capturar novas imagens.
Rastreamento da Superfície Terrestre (Scanning):
O rastreamento da superfície terrestre é o processo pelo qual os sensores captam a energia refletida ou emitida pela superfície e a convertem em uma imagem. Esse processo pode ocorrer de duas formas principais:
1. Imagem Instantânea: Captura a imagem de uma área inteira de uma vez, como em uma fotografia.
2. Varredura (Scanning): Captura a imagem ao "varrer" a área, linha por linha. É comum em sensores orbitais que mapeiam áreas maiores.
Geração de Imagens no Sensoriamento Remoto
Existem dois tipos principais de sensores usados no sensoriamento remoto:
· Sensores Passivos: Esses sensores captam a radiação refletida ou emitida pela superfície terrestre, mas dependem de uma fonte externa de energia, como a luz solar. Eles não emitem sua própria radiação.Exemplo: Câmeras fotográficas e satélites como o Landsat.
· Sensores Ativos:Esses sensores têm sua própria fonte de radiação, que é emitida em direção à superfície. Eles captam o retorno dessa radiação após ela interagir com a superfície. Um dos exemplos mais comuns são os radares.
Sensores em Órbita
· Órbita Geossíncrona Equatorial:Essa é uma órbita em que o satélite se posiciona diretamente sobre a linha do Equador, a uma altura de cerca de 36.000 km. Nessa órbita, osatélite completa uma volta ao redor da Terra no mesmo tempo que a Terra leva para completar uma rotação (24 horas). Isso significa que o satélite "parece" estar fixo sobre o mesmo ponto do globo.
· Órbitas Polares:Os satélites em órbitas polares passam sobre os polos da Terra, movendo-se de norte a sul, enquanto a Terra gira de oeste para leste. Dessa forma, ao longo de vários dias, eles conseguem "varrer" toda a superfície do planeta, cobrindo diferentes áreas a cada passagem.
Sensoriamento Remoto - Aquisição de Dados
A aquisição de dados no sensoriamento remoto é feita por sensores, que captam a energia eletromagnética refletida ou emitida pelos objetos na superfície terrestre. Esses sensores estão instalados em plataformas como satélites, aviões ou drones, e a principal função deles é transformar essa energia captada em imagens digitais ou dados para análise.
· Princípio Básico:O princípio básico do sensoriamento remoto envolve a detecção de radiação eletromagnética, que é irradiada pelos objetos da superfície terrestre. A energia captada pelos sensores varia de acordo com as características físicas e químicas dos objetos, como a composição do solo, a cobertura vegetal e a água.
Princípios Físicos - Radiação Eletromagnética (REM)
A radiação eletromagnética é a principal forma de energia captada pelos sensores no sensoriamento remoto. A REM se propaga como ondas e transporta energia de um lugar para outro. Ela pode ser emitida por fontes naturais (como o Sol) ou artificiais (como radares).
· Formas de Transferência de Calor:A radiação eletromagnética é um dos três principais modos de transferência de calor, sendo os outros dois a condução e a convecção. A radiação é o único modo que não requer um meio material para se propagar; ela pode viajar pelo vácuo, como é o caso da radiação solar que atinge a Terra.
· Radiação Térmica ou Irradiação:é uma forma de transferência de calor que ocorre por meio de ondas eletromagnéticas. Quanto mais quente um corpo, mais radiação ele emite.
Modelo Ondulatório da Radiação Eletromagnética:
A radiação eletromagnética pode ser descrita tanto como uma onda quanto como uma partícula (fóton). No modelo ondulatório, a radiação é descrita como ondas eletromagnéticas que se propagam a uma velocidade constante no vácuo (a velocidade da luz,c=3×1 08 m/s).
· Comprimento de Onda (λ): Distância entre dois picos sucessivos de uma onda.
· Frequência (e): Número de ciclos completos de uma onda que passam por um ponto por segundo (medida em Hertz, Hz).
A relação entre o comprimento de onda, a frequência e a velocidade da luz é dada pela fórmula:
c=λ×e
Espectro Eletromagnético:
O espectro eletromagnético é o intervalo completo de comprimentos de onda da radiação eletromagnética, que varia desde as ondas de rádio (comprimentos de onda longos) até os raios gama (comprimentos de onda extremamente curtos). O espectro é dividido em várias faixas:
· Faixa do Visível: A parte do espectro que os humanos podem ver, que vai aproximadamente de 0,4 a 0,7 micrômetros. As cores que vemos, como vermelho, verde e azul, fazem parte dessa faixa.
· Infravermelho: Vai de 0,7 micrômetros até 100 micrômetros. Ele é amplamente utilizado no sensoriamento remoto para estudar a vegetação e a temperatura da superfície terrestre.
1. Infravermelho Refletido: De 0,7 a 3,0 micrômetros, usado para monitorar plantas, solos e água.
2. Infravermelho Emitido (Térmico): De 3,0 a 100 micrômetros, usado para medir a temperatura da superfície.
· Micro-ondas:A faixa das micro-ondas vai de 1 milímetro a 1 metro. Essa faixa é particularmente útil no sensoriamento remoto porque as micro-ondas podem penetrar nas nuvens, fumaça e vegetação, o que permite a obtenção de imagens mesmo em condições meteorológicas adversas.
Interações Energia-Matéria:
Quando a radiação eletromagnética atinge um objeto, três processos principais podem ocorrer:
1. Absorção: A energia é absorvida pelo material e convertida em calor ou outra forma de energia.
2. Reflexão: A radiação é refletida de volta para o ambiente.
3. Transmissão: A radiação atravessa o material, sem ser absorvida ou refletida.
A quantidade de radiação que é absorvida, refletida ou transmitida depende das propriedades do material e do comprimento de onda da radiação.
Campo de Visão (FOV - Field ofView):
O campo de visão de um sensor define a área que ele consegue "enxergar" de uma só vez. Um FOV maior cobre uma área maior, mas com menos detalhes, enquanto um FOV menor cobre uma área menor, mas com mais detalhes.
Geração de Imagens – Características
A geração de imagens envolve a captura de dados digitais a partir da radiação captada pelos sensores. As bandas espectrais são faixas do espectro eletromagnético que o sensor é capaz de captar. Diferentes materiais refletem a radiação de maneira única em diferentes bandas, o que permite identificar e distinguir objetos e superfícies.
Composição Colorida:
As imagens geradas por sensores remotos podem ser visualizadas em diferentes composições coloridas, que combinam bandas espectrais para destacar certos tipos de materiais ou superfícies. As três cores primárias (vermelho, verde e azul - RGB) são associadas a diferentes bandas espectrais, o que permite criar imagens coloridas que destacam diferentes características da superfície.
Resolução das Imagens
A qualidade das imagens capturadas pelo sensoriamento remoto depende de quatro tipos principais de resolução:
1. Resolução Espacial: Refere-se ao tamanho do menor objeto que pode ser detectado na imagem.
2. Resolução Espectral: Refere-se ao número de bandas espectrais que o sensor pode captar e a faixa de comprimentos de onda coberta por cada banda.
3. Resolução Radiométrica: Indica a capacidade de um sensor de detectar pequenas variações na intensidade da radiação refletida. Quanto maior a resolução radiométrica, mais níveis de intensidade de luz podem ser distinguidos.
4. Resolução Temporal: Refere-se à frequência com que um sensor revisita a mesma área. Um sensor com alta resolução temporal pode capturar imagens da mesma área várias vezes por dia, o que é útil para monitorar mudanças rápidas, como desastres naturais.
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