SIST_REF_EngAmbiental 2012

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SISTEMAS DE SISTEMAS DE 
REFERÊNCIAREFERÊNCIA
Engenharia Ambiental
Topografia
Prof. Paulo de Oliveira Camargo
INTRODUÇÃO
� Os sistemas de referência são
utilizados para descrever as
posições dos objetos ou feições.
INTRODUÇÃO
� No caso de objetos na superfície da
Terra são utilizados os Sistemas
Terrestres ou Geodésicos, associados
a uma superfície que mais se
aproxima da forma da Terra, e sobre a
qual são desenvolvidos todos os
cálculos das suas coordenadas.
INTRODUÇÃO
� As coordenadas podem estar
associadas a um elipsóide:
•Coordenadas Geodésicas
� Ou a uma superfície plana, que
recebem a denominação da projeção:
•Coordenadas planas UTM
INTRODUÇÃO
� Sistema Geodésico Brasileiro:
• Conjunto de pontos geodésicos
implantados na porção da superfície
terrestre delimitada pelas fronteiras do
país,
• É o sistema ao qual estão referidas
todas as informações espaciais do
Brasil.
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Sistemas de Coordenadas e 
Superfícies
� As coordenadas referidas aos Sistemas
de Referência Geodésicos são
normalmente apresentadas em três
formas:
• Cartesianas
• Geodésicas (ou elipsoidais)
• Planas
Sistemas de Cartesianas 
Cartesianas
� Caracterizado por um conjunto de três
eixos cartesianos (X, Y, e Z).
 
 
 
 
 
 
 
 
Z 
Y 
X 
Meridiano de 
Greenwich 
 
P 
y 
z 
x 
Equador 
Sistemas de Coordenadas 
Geodésicas
� Associado ao elipsóide.
Meridiano de
Greenwich
λ
ϕ
h P
P’
Equdador
Superfícies
� As superfícies mais utilizadas em
geodésia como referência das altitudes
são o geóide e o elipsóide.
� Geóide: superfície equipotencial a qual se
aproxima melhor do NMM, estendida aos
continentes.
� Elipsóide: superfície matemática, sobre a
qual estão referidos todos os cálculos
geodésicos.
Rede Altimétrica
� Altitudes:
•Altitudes elipsóidais ou
geométricas: referidas ao elipsóide.
Ex. obtidas com GPS.
•Altitudes ortométricas: referidas ao
geóide: Ex. obtidas por nivelamento
geométrico.
Sistemas de Coordenadas 
Geodésicas
� Ondulação Geoidal: (MAPGEO2010)
• Separação entre as duas superfícies.
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30.000 km de rede de nivelamento
Sistemas de Coordenadas 
Planas
� Representadas no plano por meio das
componentes N e E, são o tipo de
coordenadas regularmente encontrado
em mapas.
� Para representar as feições de uma
superfície curva em plana são
necessárias formulações matemáticas
chamadas de Projeções.
Sistemas de Referência
� Clássicos:
• Redes de triangulação, poligonação e
observações astronômicas.
� Modernos:
• Tecnologia espacial.
Sistemas de Referência 
Clássicos
� Conhecido como datum astro-
geodésico horizontal, obtido através
das etapas:
• 1) elipsóide de revolução;
• 2) definição e orientação do referencial;
• 3) realização (materialização) – cálculo
de coordenadas
Sistemas de Referência 
Modernos
� Geodésia Espacial.
� Etapas:
• 1) Representar a forma e dimensões da
Terra em caráter global;
• 2) Materialização – técnicas espaciais
de posicionamento.
Sistemas de Referência 
Geodésico Adotados no Brasil
� A implantação do SGB se deu de forma
sistematizada a partir de maio de 1944,
através do IBGE, com a medida da primeira
base geodésica nas proximidades de Goiânia.
� As atividades de levantamento geodésico
iniciaram-se pioneiramente em outubro de
1939, pelo antigo Conselho Nacional de
Geografia.
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Sistemas de Referência 
Geodésico Adotados no Brasil
� Córrego Alegre
� Adotado na década de 40 como referência.
� A superfície de referência adotada no
sistema CA é o Elipsóide Internacional de
Hayford de 1924.
� É um sistema de orientação topocêntrica
tendo como ponto origem o vértice de
triangulação Córrego Alegre posicionado
astronomicamente.
Sistemas de Referência 
Geodésico Adotados no Brasil
� Astro Datum Chuá
� Sistema provisório;
� Superfície: Elipsóide Hayford;
� Ponto Datum: Chuá.
Sistemas de Referência 
Geodésico Adotados no Brasil
� SAD69 (South American Datum of 1969
– Datum Sul-Americano)
� Sistema geodésico regional de concepção
clássica. Em 1979 ele foi oficialmente
adotado como sistema de referência para
trabalhos geodésicos e cartográficos
desenvolvidos em território brasileiro.
� A triangulação foi a predominante no
estabelecimento das novas redes.
Sistemas de Referência 
Geodésico Adotados no Brasil
� SAD69
� Superfície: Elipsóide Internacional de
1967(UGGI67);
� Ponto datum : Vértice Chuá (Uberaba-MG);
� Topocêntrico, com N=0 m.
Sistemas de Referência 
Geodésico Adotados no Brasil
� SAD69 – realização 1996
� Combinou os dados do SAD69 com
tecnologia GPS, através da ligação de 49
estações da rede clássica observadas por
GPS.
CA 61
CA 70+72
SAD69 
Original
19501950 19771977 20052005
CACA SAD69SAD69 SIRGASSIRGAS
Hayford 1924
Não-geocêntrico
Vértice CA
GRS67
Não-geocêntrico
Chuá
GRS80
Geocêntrico
CMT
Elipsóide:Elipsóide:
Posição e Orientação:Posição e Orientação:
Ponto Origem:Ponto Origem:
SIRGAS 2000
SAD69 1996
SGB – REFERENCIAIS E REALIZAÇÕESSGB – REFERENCIAIS E REALIZAÇÕES
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Sistemas de Referência 
Geodésico Global
� WGS84 (World Geodetic System 1984 –
Sistema Geodésico Mundial)
� O advento dos satélites artificiais, há mais de
35 anos, possibilitou o desenvolvimento
prático dos sistemas de referência
geocêntricos, como por exemplo o WGS84 e
o ITRFyy (International Terrestrial Reference
System) em suas mais diversas realizações e
densificações.
Sistemas de Referência 
Geodésico Global
� WGS84
� O WGS84 foi estabelecido pelo U.S. DoD em
1960, com o objetivo de fornecer o
posicionamento e navegação em qualquer
parte do mundo;
� É o sistema de referência das efemérides
operacionais do sistema GPS.
Sistemas de Referência Geocêntrico 
para as Américas - SIRGAS
� Projeto SIRGAS:
� Compreende as atividades necessárias à
adoção de um sistema de referência de
precisão compatível com as técnicas atuais
de posicionamento (GPS, GLONASS).
� Além disto, a multiplicidade de sistemas
geodésicos clássicos, adotados pelos países
sul-americanos, dificulta em muito a solução
de problemas tecnicamente simples, tais
como a definição de fronteiras internacionais.
Sistemas de Referência Geocêntrico 
para as Américas - SIRGAS
� Por outro lado, a adoção do sistema, além de
garantir a homogeneização de resultados
internamente ao continente, permitirá uma
integração consistente com as redes dos
demais continentes, contribuindo cada vez
mais para o desenvolvimento de uma
geodésia "global".
Sistemas de Referência Geocêntrico 
para as Américas - SIRGAS
� Objetivos:
• Definição de um sistema geocêntrico de
referência para a América do Sul,
adotando-se o ITRS;
• Estabelecimento e manutenção de uma
rede de referência;
• Estabelecimento e manutenção de um
datum geocêntrico.
SGB – Processo de Transformação entre 
Sistema de Referência
SGB – Processo de Transformação entre 
Sistema de Referência
SAD69
SIRGAS 2000
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Transformação: SAD 69 para SIRGAS
� Equação de transformação de coordenadas
entre SAD 69 e SIRGAS 2000
SIRGASSADSADSIRGAS Z
Y
X
Z
Y
X
Z
Y
X
→










∆
∆
∆
+










=










69'
Parâmetros de Transformação entre 
SAD69 e SIRGAS
� Parâmetros de transformação do SAD69 para
SIRGAS2000
• ∆X = -67,35m
• ∆Y = 3,88 m
• ∆Z = -38,22 m
� Software oficial: ProGriD – IBGE.
Parâmetros de Transformação entre 
SAD69 e outros Sistemas de 
Referência
� Parâmetros de transformação do SAD69 para
CA e WGS84
Sistemas/ 
Parâmetros
Córrego 
Alegre
WGS84
∆x (m) 138,70 -66,87
∆y (m) -164,40 4,37
∆z (m) -34,40 -38,52