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31/10/2013 1 AULA 02- TOPOGRAFIA CONCEITOS FUNDAMENTAIS Professora: Ma. Greyce Bernardes Email: greycebernardes@yahoo.com.br FINALIDADE Determinar : a) posições “relativas” de pontos terrestres (plano), b) contornos, c) dimensões, d) características particulares, e) Desníveis de um terreno e) projeção de imagens em planos “horizontais” (2D). 31/10/2013 2 REPRESENTAÇÃO - PLANO TOPOGRÁFICO Representação gráfica da superfície de um terreno em topografia A porção da superfície terrestre, levantada topograficamente, é representada através de uma Projeção Ortogonal Cotada e denomina-se Superfície Topográfica. Os limites desta superfície, bem como todas as suas particularidades naturais ou artificiais, serão projetadas sobre um plano considerado horizontal. A esta projeção do terreno dá-se o nome de Planta ou Plano Topográfico. (ESPARTEL, 1987). Relação da superfície terrestre e de sua projeção sobre o papel. SUPERFÍCIE TOPOGRÁFICA – PLANO TOPOGRÁFICO - (ESPARTEL, 1987) REPRESENTAÇÃO 31/10/2013 3 •Representação, por projeção ortogonal cotada, de todos os detalhes da superfície do terreno sobre o plano topográfico, obtidos por levantamentos, utilizando-se vários métodos, dentre eles, a topometria. TOPOGRAFIA A Topografia é muitas vezes confundida com a Geodésia pois se utilizam dos mesmos equipamentos e praticamente dos mesmos métodos para o mapeamento da superfície terrestre: A Topografia tem por finalidade mapear uma pequena porção da superfície (área de raio até 50km), A Geodésia, tem por finalidade, mapear grandes porções desta mesma superfície, levando em consideração as deformações devido à sua esfericidade. Portanto, pode-se afirmar que a Topografia, menos complexa e restrita, é apenas um capítulo da Geodésia, ciência muito mais abrangente. DIFERENÇA ENTRE TOPOGRAFIA E GEODÉSIA 31/10/2013 4 DIFERENÇA ENTRE TOPOGRAFIA E GEODÉSIA DIFERENÇA ENTRE TOPOGRAFIA E GEODÉSIA • A topografia não considera a esfericidade da terra. • Limite: raio máximo de 50 km Acima disto: • Geodésia: trabalha considerando a curvatura terrestre. • Utiliza geografia matemática como auxílio em seus trabalhos 31/10/2013 5 TERMOS TÉCNICOS IMPORTANTES TERMOS TÉCNICOS IMPORTANTES • Ponto Topográfico – É todo e qualquer ponto no terreno, que seja importante e levado em conta na medição da área. Ao final de cada alinhamento há um ponto topográfico e geralmente cravamos sobre ele um piquete ou estaca para sua materialização. • Alinhamento: É a projeção plana de uma linha reta que une os pontos topográficos 31/10/2013 6 TERMOS TÉCNICOS IMPORTANTES • Estação: É o ponto topográfico onde no momento, esteja instalado (centrado) o instrumento topográfico, a fim de se medir os ângulos, distâncias ou levantar outros pontos. • Levantamento topográfico: É o conjunto de todas as operações necessárias para a realização de um trabalho topográfico. TERMOS TÉCNICOS IMPORTANTES • Terreno: Em topografia, quando nos referimos ao terreno, falamos da superfície física do solo acrescida de tudo que nela haja, de importância para a descrição da área, tais como acidentes naturais ou objetos importantes na caracterização da área – residências, cercas, etc. Esta linha é materializada pelo “ prumo” dos equipamentos de medição (teodolito, estação, nível, etc.), ou seja, é a direção na qual atua a força da gravidade. 31/10/2013 7 TERMOS TÉCNICOS IMPORTANTES • Linhas verticais ou vertical do lugar: são linhas imaginárias, perpendiculares à linha de horizonte, que passam pelo ponto topográfico e pelo centro da terra; • Meridiana: É a linha que liga os pólos Norte- Sul, passando pelo ponto onde estamos ( ou seja, uma linha paralela aos meridianos geograficamente definidos). Esta linha é materializada pelo “ prumo” dos equipamentos de medição (teodolito, estação, nível, etc.), ou seja, é a direção na qual atua a força da gravidade. Pontos da Vertical do Lugar: o ponto (Z = ZÊNITE) se encontra no infinito superior, e o ponto (Z' = NADIR) no infinito inferior da vertical do lugar. Estes pontos são importantes na definição de alguns equipamentos topográficos (teodolitos) que têm a medida dos ângulos verticais com origem em Z ou em Z’. TERMOS TÉCNICOS IMPORTANTES 31/10/2013 8 TERMOS TÉCNICOS IMPORTANTES • Colimação: Visada (“olhada”) • Calar: Nivelar. Calar um instrumento topográfico significa nivelá-lo sobre uma base (tripé) • Deflexão: é o ângulo formado horizontalmente entre um alinhamento e o prolongamento do alinhamento anterior TERMOS TÉCNICOS IMPORTANTES • Plano Topográfico: É um plano horizontal (imaginário), sobre o qual se projeta o trabalho topográfico. • O trabalho topográfico (planimétrico) considera a área avaliada como sendo plana, não representando as inclinações do terreno nem a curvatura da terra • Portanto, é refletido sobre uma superfície plana. 31/10/2013 9 TERMOS TÉCNICOS IMPORTANTES • Fechamento: Ao se concluir os trabalhos de campo, os dados levantados são utilizados na avaliação da área e no desenho de uma planta que deve ser, como já dito, cópia fiel (reduzida) da referida área. Para tanto, os valores encontrados devem ser reais e exatos. Havendo diferenças, os trabalhos não “fecham”, isto é, não há coincidência entre os valores encontrados e os reais, na planta, o último traço (ponto final) não coincide com o primeiro (inicial). Medição dos alinhamentos 31/10/2013 10 • Um dos trabalhos mais frequentes em planimetria é a medição do comprimento dos alinhamentos • Dois processos de medição de distância: medição direta e medição indireta (ou estadimétrica) MEDIÇÃO DIRETA • Corresponde à medição entre dois pontos, aplicando-se o diastímetro “sobre o Terreno” ( respeitando-se o princípio da horizontalidade) 31/10/2013 11 MEDIÇÃO DIRETA As medições são feitas duplamente (ida e volta) e servem para detectar enganos frequentemente cometidos. DISTANCIÔMETRO: é um instrumento destinado a medir distâncias inclinadas. DIASTÍMETRO: são dispositivos utilizados na medida direta de distâncias: trenas, fitas de aço etc. Não confundir..... 31/10/2013 12 MEDIÇÃO INDIRETA É aquela onde se obtém o valor da distância com auxílio de aparelhos, miras e cálculos trigonométricos 31/10/2013 13 Principais equipamentos utilizados na topografia Teodolitos : Aparelhos que medem ângulos e distâncias. 31/10/2013 14 Estação Total • é um instrumento eletrônico utilizado na medida de ângulos e distâncias. • junção do teodolito eletrônico digital com o distanciômetro eletrônico, montados num só bloco. 31/10/2013 15 Leica TCRP 1203 31/10/2013 16 GPS (Global Positioning System) - Sistema de Posicionamento Global. É um elaborado sistema de satélites e outros dispositivos que tem como função básica prestar informações precisas sobre o posicionamento no globo terrestre. 31/10/2013 17 Bússola e GPS integrados a outros equipamentos 31/10/2013 18 GPS Geodésicos/topográficos Nível topográfico => instrumento que tem à finalidade de medição de desníveis entre pontos que estão a distintas alturas 31/10/2013 19 • Tipos de diastímetros: 1) de lona ; 2) de Aço; 3) Laser 31/10/2013 20 1) de lona ; 2) de aço; 31/10/2013 21 Diastímetro Precisão • Fita e trena de aço 1cm/100m • Trena de lona 25cm/100m 3) Trena à laser 31/10/2013 22 Características das trenas Laser Leica DX T D2 D3 a D5 D8 Medições de distâncias incluindo área, volume e medições contínuas X X X X X Adição e subtração de distâncias, áreas e volumes X X X X X Alturaindireta e medição de distância à lugares inacessível X X X X X Cálculo automático de dimensões de ambientes como áreas de parede e teto X X X X Determinação de distâncias indiretamente, mesmo com abstáculos X X X Alvo em objetos distantes e em condições de muita luminosidade usando mira digital X X Medição de inclinação do telhado e áreas de fachada X X Medição de alturas sem um ponto de reflexão X Determinação da altura e perfil do terreno X Dados transmitidos via Bluetooth X 31/10/2013 23 Materialização dos pontos topográficos Os pontos topográficos, necessitam de ser materializados, isto é, é preciso que coloquemos algo sobre eles para os marcarmos concretamente. 31/10/2013 24 PIQUETES: São pequenas hastes de madeira (20-25cm) usadas para materializar o ponto topográfico . Deixa-se no mínimo 5cm do piquete acima do chão. 1 TESTEMUNHAS: São estacas de madeira , bem maiores do que os piquetes, numeradas em sequência nas medições, que são cravadas ao lado dos piquetes, servindo para facilitar a sua localização no campo. Deixa-se 50cm da testemunha fora do chão. 2 31/10/2013 25 BALIZAS E BASTÕES: São hastes metálicas, compridas (2,00m) redondas ou sextavadas. Tem numa extremidade uma ponta bem aguçada, que serve para aprumá-las exatamente sobre o ponto topográfico. 3 BALIZAS E BASTÕES: ⇒ Haste reta usada para demarcar ou balizar um alinhamento no terreno. 3 31/10/2013 26 Mira ⇒ Régua graduada de 4m de comprimento, dividida centimetricamente. É usada juntamente com o teodolito para obtenção dos parâmetros para cálculos de distâncias horizontais e verticais. MODELOS TERRESTRES 31/10/2013 27 No estudo da forma e dimensão da Terra, podemos considerar quatro tipos de superfície ou modelo para a sua representação. Modelo Real Este modelo permitiria a representação da Terra tal qual ela se apresenta na realidade, ou seja, sem as deformações que os outros modelos apresentam. No entanto, devido à irregularidade da superfície terrestre, o modelo real não dispõe, até o momento, de definições matemáticas adequadas à sua representação. Em função disso, outros modelos menos complexos foram desenvolvidos. MODELOS TERRESTRES Modelo Geoidal • Permite que a superfície terrestre seja representada por uma superfície fictícia definida pelo prolongamento do nível médio dos mares (NMM) por sobre os continentes. Este modelo, evidentemente, irá apresentar a superfície do terreno deformada em relação à sua forma e posição reais. Forma Geoidal MODELOS TERRESTRES 31/10/2013 28 Modelo Geoidal • O modelo geoidal é determinado, matematicamente, através de medidas gravimétricas (força da gravidade) realizadas sobre a superfície terrestre. Os levantamentos gravimétricos, por sua vez, são específicos da Geodésia. Forma Geoidal MODELOS TERRESTRES 5 6 Modelo Elipsoidal • É o mais usual de todos os modelos que serão apresentados. Nele, a Terra é representada por uma superfície gerada a partir de um elipsóide de revolução, com deformações relativamente maiores que o modelo geoidal. Entre os elipsóides mais utilizados para a representação da superfície terrestre estão os de Bessel (1841), Clarke (1858), Helmet (1907), Hayford (1909) e o Internacional 67 (1967). Coordenadas geodésicas no elipsoide MODELOS TERRESTRES No Brasil, as cartas produzidas no período de 1924 até meados da década de 80 utilizaram como referência os parâmetros de Hayford. A partir desta época, as cartas a adotar como referência os Geodetic Reference System Internacional 67. 31/10/2013 29 5 7 A figura abaixo mostra a relação existente entre a superfície topográfica ou real, o elipsóide e o geóide para uma mesma porção da superfície terrestre. (Brandalize, 2009) MODELOS TERRESTRES Modelo Esférico Este é um modelo bastante simples, onde a Terra é representada como se fosse uma esfera. O produto desta representação, no entanto, é o mais distante da realidade, ou seja, o terreno representado segundo este modelo apresenta-se bastante deformado no que diz respeito à forma das suas feições e à posição relativa das mesmas. Globo Terrestre, comumente encontrado (Brandalize, 2009) MODELOS TERRESTRES 31/10/2013 30 Uma vez analisados os modelos utilizados para representação da superfície terrestre e tendo como princípio que o Elipsóide de Revolução é o modelo que mais se assemelha à figura da Terra, é importante conhecer os seus elementos básicos. MODELOS TERRESTRES (Brandalize, 2009) Equador: é o círculo máximo da Terra, cujo plano é perpendicular à linha dos pólos. Paralelos: são os círculos cujos planos são paralelos ao plano do equador. Os Paralelos mais importantes são: Trópico de Capricórnio (f = 23°23'S) e Trópico de Câncer (f = 23°23'N). MODELOS TERRESTRES 31/10/2013 31 (Brandalize, 2009) Meridianos: são as seções elípticas cujos planos contém a linha dos pólos e que são perpendiculares aos paralelos. MODELOS TERRESTRES MERIDIANOS PARALELOS 31/10/2013 32 6 3 Latitude(f): de um ponto da superfície terrestre é o ângulo formado entre o paralelo deste ponto e o plano do equador. Sua contagem é feita com origem no equador e varia de 0° a 90°, positivamente para o norte (N) e negativamente para o sul (S). MODELOS TERRESTRES 6 4 Longitude(l): de um ponto da superfície terrestre é o ângulo formado entre o meridiano de origem, conhecido por Meridiano de Greenwich (na Inglaterra), e o meridiano do lugar (aquele que passa pelo ponto em questão). Sua contagem é feita de 0° a 180°, positivamente para Leste (E ou L) e negativamente para oeste (W ou O). MODELOS TERRESTRES 31/10/2013 33 6 5 Coordenadas Geográficas (f,l): é o nome dado aos valores de latitude e longitude que definem a posição de um ponto na superfície terrestre. Estes valores dependem do elipsóide de referência utilizado para a projeção do ponto em questão. MODELOS TERRESTRES Coordenadas Geográficas de Barra Latitude: 15º 53' 24" S Longitude: 52º 15' 24" W 6 6 Além do sistema que expressa as coordenadas geográficas referidas anteriormente, um outro sistema de projeção conhecido por UTM – Universal Transversa de Mercator. Coordenadas UTM (E,N): é o nome dado aos valores de abcissa (E) e ordenada (N) de um ponto sobre a superfície da Terra, quando este é projetado sobre um cilindro tangente ao elipsóide de referência. O cilindro tangencia o Equador, assim dividido em 60 arcos de 6° (60 x 6° = 360°). Cada arco representa um fuso UTM e um sistema de coordenadas com origem no meridiano central ao fuso, que para o hemisfério sul, constitui-se dos valores de 500.000m para (E) e 10.000.000m para (N). COORDENADAS UTM 31/10/2013 34 6 7 A figura mostra um fuso de 6°, o seu meridiano central e o grid de coordenadas UTM. A origem do sistema UTM se encontra no centro do fuso. Para o Hemisfério Norte as ordenadas variam de 0 a 10.000 km enquanto para o Hemisfério Sul variam de 10.000 a 0 km. As abscissas variam de 500 a 100 km à Oeste do Meridiano Central e de 500 a 700 km a Leste do mesmo. (Brandalize, 2009) COORDENADAS UTM 6 8 DATUM: Para caracterizar um datum utiliza-se uma superfície de referência posicionada em relação à Terra real. Trata-se, portanto, de um modelo matemático que substitui a Terra real nas aplicações cartográficas. É um sistema de referência utilizado para correlação dos resultados de um levantamento. SAD 69 – (Datum da América do Sul) SIRGAS 2000 (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas) Córrego Alegre WGS 84 – Referência mundial - GPS DATUM
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