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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO – UFRRJ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DISCIPLINA: IT 127 – CARTOGRAFIA I Alessandra C. Baptista Professora Adjunta acb.publicar@gmail.com Fonte: ANDERSON, P. S. 1982 ; Di MAIO, A. C. 2008; NAZARENO, N. R. X. 2009 A DISCIPLINA • Ementa; • Professores; • Exercícios; e • Avaliações. DATAS IMPORTANTES • Exercícios e Dúvidas 14/08 • Prova I 19/08 • Exercícios e Dúvidas 16/09 • Prova II 18/09 • Optativa 23/09 Cartografia: O que é? Cartografia é a ciência e a arte de expressar graficamente o conhecimento humano da superfície terrestre, por meio de representações gráficas. Atlas Digital IBGE Como surgiram os mapas? Início da civilização necessidade do homem em ocupar o ambiente. Necessidade de organizar a sociedade irregularidades topográficas. Definição do melhor locar para sua habitação (acidentes naturais, água). Iniciaram rabiscos em cavernas, no chão, em pedras, etc. HISTÓRIA DA CARTOGRAFIA HISTÓRIA DA CARTOGRAFIA Mapa mais antigo Mapa mesopotâmico de Ga-Sur Produzido pelos Babilônios – 2.500 a.C. Vale de um rio, provavelmente o Eufrates HISTÓRIA DA CARTOGRAFIA Desde então o mapa passou a ser fundamental para o desenvolvimento humano. Rotas marítimas Hidrovias Um mapa-múndi feito por Al-Idrisi. Tabula Rogeriana, em torno de 1154 D.C Note-se que o sul está localizado no topo do mapa. HISTÓRIA DA CARTOGRAFIA Até século XVIII não é possível falar de conhecimento geográfico. (termo: Cartografia é de 1839). As fontes de sistematização são: Grandes navegações (espaço mundial). Transição do feudalismo para o capitalismo. Exploração produtiva dos territórios coloniais. Criação de institutos para agrupar material recolhido (sociedades geográficas). Aprimoramento das técnicas cartográficas e de impressão. Propor explicação racional para o mundo, deslegitimar a visão religiosa. A cartografia contemporânea procura atender às necessidades de todos os ramos da atividade humana, tendo como objetivo uma produção em massa no menor tempo possível e com precisão cada vez maior. Para isso conta com tecnologias modernas como o sensoriamento remoto, o GPS (Global Positioning System), e os SIGs (Sistemas de Informação Geográfica). http://www.ibge.gov.br/ibgeteen/atlasescolar/apresentacoes/historia.swf Curiosidades TRANSFORMAÇÕES DAS DEFINIÇÕES DE CARTOGRAFIA • Instrumento de orientação e localização; • Representação de aspectos físicos e humanos; • Distribuição espacial de fenômenos; • Arte, ciência e técnica; • Modelo; • Sistema de comunicação; e • Disciplina. Cartografia: ciência ou arte? 1947 ONU “Cartografia é a ciência que se preocupa da elaboração de mapas de toda a espécie. Abrange todas as etapas de trabalho, desde os primeiros levantamentos até a impressão final dos mapas.” 1964 ACI “Cartografia é o conjunto de estudos e operações científicas, artísticas e técnicas, baseado nos resultados de observações diretas ou de análise de documentação, com vistas à elaboração de e preparação de cartas, projetos e outras formas de expressão, assim como a sua utilização.” 1973 SALICHTCHEV “Ciência da representação e do estudo da distribuição espacial dos fenômenos naturais e sociais, suas relações, suas transformações ao longo do tempo, por meio de representações cartográficas.” 1990 JOLY “Arte de conceber, levantar de redigir e divulgar mapas.” 1991 ACI “Cartografia é a disciplina que trata da concepção, produção, disseminação e estudo de mapas”. 1994 TAYLOR “Cartografia é a disciplina que trata da organização, apresentação, comunicação e utilização da geoinformação nas formas gráficas, digital ou tátil incluindo todos os processos, desde o tratamento dos dados até o uso final na criação de mapas e produtos relacionados com a informação espacial”. O PROBLEMA FUNDAMENTAL DA CARTOGRAFIA Para a representação gráfica da superfície terrestre é necessário o conhecimento de sua forma. Durante muito tempo adotou-se a Terra com a forma plana, onde em qualquer momento se chegaria ao fim do oceano, em um grande abismo. Posteriormente com o surgimento das grandes navegações questionou-se a velha maneira de se pensar o planeta como um plano, pois se via que no horizonte os barcos apareciam como se emergissem do oceano ao se aproximarem da costa. O PROBLEMA FUNDAMENTAL DA CARTOGRAFIA Conceito Moderno de Mapa Apresentação ou abstração da realidade geográfica, ferramenta para apresentação da informação geográfica nas modalidades visual, digital e tátil. Cartografia no Brasil A Cartografia, no Brasil, teve seu desenvolvimento a partir da Segunda Guerra Mundial em função dos interesses militares. Instituições como os atuais Instituto Cartográfico da Aeronáutica (ICA), Diretoria do Serviço Geográfico do Exército (DSG) e Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN), foram as principais responsáveis pela execução da Cartografia Sistemática do País, objetivando mapear todo o território nacional, em escalas de 1:50.000 a 1:250.000. 1922 – Foi organizado o Serviço Geográfico do Exército. Este ano ainda marca o aparecimento da Carta do Brasil ao Milionésimo (primeiro "retrato cartográfico de corpo inteiro" do país), editada pelo Clube de Engenharia, em comemoração ao centenário da Independência. 1938 – Instituto Nacional de Estatística e o Conselho Brasileiro de Geografia foram incorporados ao Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE. O primeiro projeto do IBGE: "Determinação das Coordenadas das Cidades e Vilas". 1940 – Pela primeira vez na história da Estatística Brasileira os dados de coleta e tabulações do censo foram referenciados a uma base cartográfica sistematizada, pelo menos quanto às categorias administrativas: Municipais e Distritais – Cidades e Vilas. A partir de então estava assegurado o georreferenciamento das estatísticas brasileiras. 1962 – O IBGE passa a atuar nas escalas maiores de 1:250.000, ou seja, em paralelo aos trabalhos nas escalas ao milionésimo; 1:500.000 e 1:250.000. Passou a conduzir as atividades necessárias a produção dos documentos nas escalas de 1:50.000 e 1:100.000, antes restritos a atuação do Serviço Geográfico do Exército. 1966/1967 – O Presidente Castelo Branco estabelece outro grupo de trabalho para definir as Diretrizes e Bases da Política Cartográfica Nacional. Mantém a atuação descentralizada das instituições cartográficas do governo federal e explicita a coordenação da Política Cartográfica Nacional como atribuição da Comissão de Cartografia (COCAR) inserida na estrutura do IBGE. A COCAR foi estruturada de modo a que todos os Ministérios que desenvolvessem ou demandassem serviços cartográficos lá estivessem representados, pois o objetivo principal do Decreto se resumia em Organizar o Sistema Cartográfico Nacional no que dizia respeito a União. O elenco de representantes era complementado por assentos atribuídos à iniciativa privada, através da atual Associação Nacional das Empresas de Levantamentos Aeroespaciais (ANEA), e ao IBGE, que constituíram exceção à representação ministerial. 1972 – Projeto RADAM – Radar da Amazônia, aplicação pioneira de sensores aerotransportados. Posteriormente o projeto foi estendido a todo território nacional – RADAMBRASIL. Em 1985 o projeto foi extinto. 1975 a 1985 – Pode-se afirmar que foi o período de mais intensa produção cartográfica, fruto da modernização dos equipamentos e processos de produção. 1994 – O Governo Federal cria a Comissão Nacional de Cartografia (CONCAR) em moldes semelhantes àquela dos anos 60. Mantém a estrutura da representação ministerial com as mesmas exceções, IBGE, como provedor de apoio administrativo, e ANEA. E a subordinação retornaa área do planejamento, agora no Ministério do Planejamento e Orçamento. 2000 - Mudança sistema referência cartográfica. O IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) estuda uma mudança na elaboração dos mapas no Brasil, substituindo o sistema topocêntrico empregado hoje pelo geocêntrico. Aplicações e Tendências Futuras A Cartografia, cuja função essencial é representar a realidade através de informações espaciais de uma forma organizada e padronizada incluindo acuracidade, precisão, recursos matemáticos de projeções cartográficas, datum para a determinação de coordenadas e ainda recursos gráficos de símbolos e textos, têm tido suas aplicações estendidas à todas as atividades que de alguma forma necessitem conhecer parte da superfície terrestre. Assim, o mapa será sempre necessário, por exemplo, nos projetos de engenharia (Construções de Estradas, Usinas, Cidades, Parques) e no planejamento e monitoramento regional do meio ambiente (Recursos Naturais, Agricultura, Florestas, Hidrografia, etc. Atualmente, os conhecimentos de cartografia, necessários à tecnologia SIG, desfrutam de um grande desenvolvimento na habilidade de se construir mapas digitais que efetivamente comuniquem as ideias e questões geográficas de um mapa analógico. Para isto, softwares apropriados são desenvolvidos e objetivam ainda, viabilizar a utilização de produtos resultantes das novas tecnologias de captação e processamento da informação espacial, como é o caso das imagens de satélites, dos dados obtidos por levantamentos com GPS e das imagens retificadas de fotografias aéreas, ou seja, as ortofotos digitais. Graças às novas possibilidades oferecidas por estes produtos digitais, pode-se constatar significativas renovações aos métodos cartográficos. A Figura usa o clássico exemplo do tiro ao alvo para ilustrar graficamente a diferença. Na analogia, o centro do alvo seria o valor verdadeiro e as coordenadas dos tiros seriam as medições. Em (a) os resultados são exatos porque, em média, estão próximos do valor verdadeiro, mas não são precisos porque há certa dispersão. Em (d) os resultados são precisos porque estão próximos entre si, mas não são exatos porque estão distantes do valor verdadeiro. Em (b) a situação ideal (precisos e exatos) e, em (c), a pior situação, isto é, nem precisos nem exatos. PRECISÃO e EXATIDÃO A finalidade básica de uma carta é transmitir informações específicas a respeito da área cartografada para o usuário. A palavra carta vem do latim charta que significa papel e a palavra mapa vem de mappa que significa pano. Observa-se então que a diferença vem da origem do material com que eram produzidos. REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA No Brasil costuma-se diferenciar mapa de carta em função ou da escala ou da fidedignidade das informações. No tocante a escala costuma-se chamar de carta quando a escala é maior do que 1/5.000.000 e de mapa quando a escala é menor que este valor. Com respeito à confiabilidade das informações costuma- se chamar de carta os produtos elaborados com rigor geométrico e de mapa aqueles que funcionam apenas como ilustração. REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA 1. TIPOS DE REPRESENTAÇÃO 1.1. POR TRAÇO GLOBO - representação cartográfica sobre uma superfície esférica, em escala pequena, dos aspectos naturais e artificiais de uma figura planetária, com finalidade cultural e ilustrativa. MAPA (Características): - representação plana; - geralmente em escala pequena; - área delimitada por acidentes naturais (bacias, planaltos, chapadas, etc.), político-administrativos; e - destinação a fins temáticos, culturais ou ilustrativos. REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA 1. TIPOS DE REPRESENTAÇÃO 1.1. POR TRAÇO A partir dessas características pode-se generalizar o conceito: " Mapa é a representação no plano, normalmente em escala pequena, dos aspectos geográficos, naturais, culturais e artificiais de uma área tomada na superfície de uma Figura planetária, delimitada por elementos físicos, político-administrativos, destinada aos mais variados usos, temáticos, culturais e ilustrativos." REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA 1. TIPOS DE REPRESENTAÇÃO 1.1. POR TRAÇO CARTA (Características): - representação plana; - escala média ou grande; - desdobramento em folhas articuladas de maneira sistemática; - limites das folhas constituídos por linhas convencionais, destinada à avaliação precisa de direções, distâncias e localização de pontos, áreas e detalhes. Da mesma forma que da conceituação de mapa, pode-se generalizar: " Carta é a representação no plano, em escala média ou grande, dos aspectos artificiais e naturais de uma área tomada de uma superfície planetária, subdividida em folhas delimitadas por linhas convencionais - paralelos e meridianos - com a finalidade de possibilitar a avaliação de pormenores, com grau de precisão compatível com a escala." REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA 1. TIPOS DE REPRESENTAÇÃO 1.1. POR TRAÇO PLANTA - a planta é um caso particular de carta. A representação se restringe a uma área muito limitada e a escala é grande, consequentemente o nº de detalhes é bem maior. "Carta que representa uma área de extensão suficientemente restrita para que a sua curvatura não precise ser levada em consideração, e que, em consequência, a escala possa ser considerada constante." REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA 1. TIPOS DE REPRESENTAÇÃO 1.2. POR IMAGEM MOSAICO - é o conjunto de fotos de uma determinada área, recortadas e montadas técnica e artísticamente, de forma a dar a impressão de que todo o conjunto é uma única fotografia. Classifica-se em: - controlado - é obtido a partir de fotografias aéreas submetidas a processos específicos de correção de tal forma que a imagem resultante corresponda exatamente a imagem no instante da tomada da foto. Essas fotos são então montadas sobre uma prancha, onde se encontram plotados um conjunto de pontos que servirão de controle à precisão do mosaico. Os pontos lançados na prancha tem que ter o correspondente na imagem. Esse mosaico é de alta precisão. - não-controlado - é preparado simplesmente através do ajuste de detalhes de fotografias adjacentes. Não existe controle de terreno e as fotografias não são corrigidas. Esse tipo de mosaico é de montagem rápida, mas não possui nenhuma precisão. Para alguns tipos de trabalho ele satisfaz plenamente. - semicontrolado - são montados combinando-se características do mosaico controlado e do não controlado. Por exemplo, usando-se controle do terreno com fotos não corrigidas; ou fotos corrigidas, mas sem pontos de controle. REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA 1. TIPOS DE REPRESENTAÇÃO 1.2. POR IMAGEM FOTOCARTA - é um mosaico controlado, sobre o qual é realizado um tratamento cartográfico (planimétrico). ORTOFOTOCARTA - é uma ortofotografia - fotografia resultante da transformação de uma foto original, que é uma perspectiva central do terreno, em uma projeção ortogonal sobre um plano - complementada por símbolos, linhas e georreferenciada, com ou sem legenda, podendo conter informações planimétricas. ORTOFOTOMAPA - é o conjunto de várias ortofotocartas adjacentes de uma determinada região. FOTOÍNDICE - montagem por superposição das fotografias, geralmente em escala reduzida. É a primeira imagem cartográfica da região. O fotoíndice é insumo necessário para controle de qualidade de aerolevantamentos utilizados na produção de cartas através do método fotogramétrico. Normalmente a escala do fotoíndice é reduzida de 3 a 4 vezes em relação a escala de voo. CARTA IMAGEM - Imagem referenciada a partir de pontos identificáveis e com coordenadas conhecidas, superposta por reticulado da projeção, podendo conter simbologia e toponímia. MOSAICO FOTOCARTA ORTOFOTOCARTA ORTOFOTOMAPA FOTOÍNDICE CARTA IMAGEM CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃOOs Mapas Segundo a Escala Classificação dos mapas de acordo com as escalas: • Plantas cadastrais – Escala variando de 1:200 à 1:10.000 • Cartas Topográficas – de 1:10.000 à 1:25.000 (ou até 1:100.000) • Cartas Corográficas – de 1:25.000 à 1:100.000 (cartas regionais, estaduais ou de um país) • Cartas Geográficas – de 1:100.000 à 1:5.000.000 • Mapas Mundi – de 1:5.000.000 à ... (Mapas Mundi ou Atlas) MAPAS e ESCALAS ESCALAS Conceito: é a relação entre o tamanho dos elementos representados em um mapa e o tamanho correspondente medido sobre a superfície da Terra. Pode ser definida também como sendo a relação ou proporção existente entre as distâncias lineares existentes em um mapa e aquelas representadas no terreno (superfície real). A escolha da escala: Ao fim a que se destina o produto obtido, ou seja, à necessidade ou não de precisão e detalhamentos do trabalho efetuado; e À disponibilidade de recursos para impressão. Escala é definida como a relação existente entre as dimensões das linhas de um desenho e as suas homólogas. A relação d/D pode ser maior, igual ou menor que a unidade, dando lugar à classificação das escalas quanto a sua natureza, em três categorias: - Na 1ª, ter-se-á d > D - Na 2ª, ter-se-á d = D - Na 3ª categoria, que é a usada em Cartografia, a distância gráfica é menor que a real, ou seja, d < D. É a escala de projeção menor, empregada para reduções, em que as dimensões no desenho são menores que as naturais ou do modelo. ESCALAS PRECISÃO GRÁFICA É a menor grandeza medida no terreno, capaz de ser representada em desenho na mencionada Escala. A experiência demonstrou que o menor comprimento gráfico que se pode representar em um desenho é de 1/5 de milímetro ou 0,2 mm, sendo este o erro admissível. Fixado esse limite prático, pode-se determinar o erro tolerável nas medições cujo desenho deve ser feito em determinada escala. O erro de medição permitido será calculado da seguinte forma: x M M
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