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TOPOGRAFIA Aula 06 – Cálculo de Áreas A área de um terreno pode ser determinada por vários processos: Analíticos Gráficos Mecânicos Computacionais A escolha do método é função de alguns fatores, tais como: a precisão desejada, aplicação de medições diretas obtidas no terreno, informações obtidas através de planta topográficas, etc.. 1. Cálculo de Áreas Processos Analíticos Nestes métodos a área é estimada por meio de expressões matemáticas, a partir das projeções compensadas dos alinhamentos que compõem a poligonal ou a partir das coordenadas dos vértices. Dentre os processos analíticos o mais empregado é: Método das coordenadas (também conhecido como método de Gauss) 1. Cálculo de Áreas Considere as coordenadas da poligonal de oito vértices apresentadas na tabela abaixo: 2. Cálculo de Área – Método das Coordenadas (Gauss) ESTAÇÕES PONTO VISADO COORDENADAS 1 NM X Y 2 1.000,00 1.000,00 2 3 974,40 1.083,76 3 4 1.053,37 1.119,91 4 5 994,94 1.176,49 5 6 1.022,97 1.216,59 6 7 1.111,74 1.212,42 7 8 1.154,08 1.127,49 8 1 1.162,70 998,40 1 2 1.000,00 1.000,00 Plotando-se as coordenadas em um eixo cartesiano, tem-se: 2. Cálculo de Área – Método das Coordenadas (Gauss) A área da poligonal 1-2-3-4-5-6-7-8-1 pode ser determinada por meio da discretização em triângulos e trapézios. 2. Cálculo de Área – Método das Coordenadas (Gauss) Área total: A5’566’+ A6’677’+A7’788’ – (A5’544’ + A4’4433’ + A3’322’ + A2’211’ + A1’188’) 2. Cálculo de Área – Método das Coordenadas (Gauss) Área total: A5’566’+ A6’677’+A7’788’ – (A5’544’ + A4’4433’ + A3’322’ + A2’211’ + A1’188’) 2. Cálculo de Área – Método das Coordenadas (Gauss) Área total: A5’566’+ A6’677’+A7’788’ – (A5’544’ + A4’4433’ + A3’322’ + A2’211’ + A1’188’) 2 Y8)(Y1X8)(X1 2 Y1)(Y2X1)(X2 2 Y2)(Y3X2)(X3 2 Y3)(Y4X3)(X4 2 Y4)(Y5X4)(X5 2 Y8)(Y7X8)(X7 2 Y7)(Y6X7)(X6 2 Y6)(Y5X6)(X5 241,764.60 40,9870,162.00,000.00,000. 76,083.40,7491,119.37,053. 49,176.94,9470,9870,162. 49,127.08,154.42,212.74,111. m 2 )9(1.000,00)1(1.000,00 2 )1(1.083,76)1(974,40 2 )1(1.119,91)9(1.053,37 2 )1(1.176,49)1(994,94 2 )1(1.216,59)9(1.022,97 2 )9(1.127,49)1(1.154,08 2 )1(1.212,42)1(1.111,74 2 )1(1.216,59)1(1.022,97 2. Cálculo de Área – Método das Coordenadas (Gauss) A partir das coordenadas dos vértices da poligonal é possível de forma simplificada calcular a área desta poligonal. Vejamos o exemplo da poligonal 1-2-3-4-1, mostrada abaixo: 2. Cálculo de Área – Método das Coordenadas (Gauss) É possível perceber que a área da poligonal pode ser determinada pela diferença entre as áreas 1 e 2. 2. Cálculo de Área – Método das Coordenadas (Gauss) A área1 é calculada como mostrado abaixo: 3. Cálculo de Área – Método das Coordenadas (Gauss) A área2 é calculada adotando-se procedimento análogo: 3. Cálculo de Área – Método das Coordenadas (Gauss) A área da poligonal é igual a : 3. Cálculo de Área – Método das Coordenadas (Gauss) Substituindo os valores: Reescrevendo-se a expressão e eliminando-se o sinal negativo: Reorganizando-se os termos, tem-se: Multiplicando-se os termos, obtém-se: 2. Cálculo de Área – Método das Coordenadas (Gauss) Simplificando-se: De forma genérica a expressão pode ser representada da seguinte forma: Exercício Proposto 2. Cálculo de Área – Método das Coordenadas (Gauss) Concurso Analista de Serviço Fundiário – Secretaria de Habitação – Governo do Estado do Rio de Janeiro (2012) – Engenheiro Civil. A tabela a seguir indica as coordenadas X e Y de quatro pontos em um terreno, medidas em metros. A área do polígono ABCD vale: a) 59,5m2 b) 61,0m2 c) 63,0m2 d) 65,5m2 e) 68,0m2 PONTO COORDENADAS X Y A 52,0 75,0 B 61,0 75,0 C 62,0 82,0 D 54,0 82,0 No método gráfico ou geométrico, a área é determinada a partir de figuras geométricas conhecidas, a exemplo de triângulos, quadriláteros e trapézios. 3. Cálculo de Áreas – Método Gráfico 2 : )).().(( cba p onde cpbpappA O método gráfico também compreende a discretização da área por meio de quadrículas: 3. Cálculo de Áreas – Método Gráfico Consiste no uso de equipamento denominado planímetro. 4. Cálculo de Áreas – Método Mecânico Atualmente é o método mais usado. 5. Cálculo de Áreas – Método computacional A escolha dos pontos de uma poligonal para o levantamento da área de uma propriedade ou terreno deve ser feito o mais próximo possível dos seus limites. 6. Cálculo de Áreas Extrapoligonais Dentre os métodos analíticos para avaliação da áreas extrapoligonais o mais simples é o de Bezout ou dos trapézios. Consideremos a figura abaixo: A área calculada pela fórmula de Bezout, resulta em: 6. Cálculo de Áreas Extrapoligonais y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 d d d d d d d 𝑆 = 𝑦1 + 𝑦2 2 𝑑 + 𝑦2 + 𝑦3 2 𝑑 + 𝑦3 + 𝑦4 2 𝑑 + ⋯ + 𝑦6 + 𝑦7 2 𝑑 + 𝑦7 + 𝑦8 2 𝑑 𝑆 = 𝑑 2 (𝑦1 + 2𝑦2 + 2𝑦3 + ⋯ + 2𝑦7 + 𝑦8) Determine a área da poligonal aplicando o Método de Gauss. 6. Exercício de Aplicação Ponto X Y 1 22,20 72,50 2 37,73 71,72 3 65,26 28,53 4 19,09 21,00 Determine a área da poligonal aplicando o Método de Gauss. 6. Exercício de Aplicação Ponto X Y 1 22,20 72,50 2 37,73 71,72 3 65,26 28,53 4 19,09 21,00 1 22,20 72,50 Determine a árDigite a equação aqui.ea da poligonal aplicando o Método de Gauss. 𝐴 = 8.426,71 − 5.423,106 2 = 1.501,802 𝑚2 6. Exercício de Aplicação X Y 22,20 72,50 37,73 71,72 65,26 28,53 19,09 21,00 22,20 72,50 8.426,71 5.423,106 BORGES, A. C. Topografia Aplicada à Engenharia Civil. Volume 1. 2.ed. rev. e amp. São Paulo: Editora Edgard Blucher Ltda, 2011. MCCORMAC, J. C. Topografia, 5ª ed. Rio de Janeiro: Editora LTC, 2007. VEIGA, L. A. K; ZANETTI, M. A. Z; FAGGION, P. L. FUNDAMENTOS DE TOPOGRAFIA. Apostila do curso de Engenharia Cartográfica da Universidade Federal do Paraná – UFPR ,2007. WOLF, P. R; GHILANI, C. D. Topografía, 11ª ed. Chile: Editora Alfaomega, 2008. 7. Referências
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