Apostila Cartografia e Topografia

Prévia do material em texto

Centro Territorial de Educação Profissional do Pie monte Norte do Itapicuru – 
CETEP 
Extensão: Colégio Estadual de Andorinha 
 
Disciplina: Cartografia e Topografia 
Professora: Ana Selma Alves 
 
 
CARTOGRAFIA E TOPOGRAFIA 
 
 
Cartografia: (do grego chartis = mapa e graphein = escrita) é a ciência que trata da 
elaboração técnica de mapas a partir dos resultado das observações diretas ou da 
exploração da documentação e de sua utilização. 
 
Topografia: deriva da palavra grega “topos” (lugar) e “graphen” (descrever), o que 
significa a descrição exata e minuciosa de um lugar. 
(DOMINGUES, 1979). 
 Tem como finalidade determinar o contorno, a dimensão e posição relativa de 
uma porção limitada da superfície terrestre, do fundo dos mares ou do interior de minas, 
desconsiderando a curvatura resultante da esfericidade terra. Compete ainda à 
topografia, a locação, no terreno, de projetos elaborados de Engenharia. 
 Importância: é a base de qualquer projeto e de qualquer obra realizada por 
engenheiros ou arquitetos. Por exemplo, os trabalhos de obras viárias, núcleos 
habitacionais, edifícios, aeroportos, hidrografia, usinas hidrelétricas, telecomunicações, 
sistema de água e esgoto, planejamento, urbanismo, paisagismo, irrigação, drenagem, 
cultura, reflorestamento, se desenvolvem em função do terreno sobre o qual se 
assentam. Portanto, é fundamental o conhecimento pormenorizado deste terreno, tanto 
na etapa do projeto, quanto da sua construção ou execução; e, a Topografia, fornece os 
métodos e os instrumentos que permitem este conhecimento do terreno e asseguram 
uma correta implantação da obra ou serviço. 
 
Pode se afirmar, com muita segurança, que o mapa é, de todas as modalidades da 
comunicação gráfica, uma das mais antigas da humanidade, nesta premissa todo povo, 
sem exceção, nos legou mapas, afirmação esta alimentada por abundantes evidências. 
Os mapas mais antigos que se conhecem foram encontrados na antiquíssima 
cidade de Hank Sukur, na Turquia, e datam de cerca de 6200 a.C., estando pintados 
numa parede. Existem também mapas em outras culturas ancestrais como por exemplo 
na asteca, na esquimó, na mesopotâmica, etc. Com a invenção do papel passaram os 
mapas a ser desenhados em folhas (talvez daí subsista quase como sinônimo a 
palavra carta), mais concretamente do termo grego que designava as folhas de papiro 
usadas na execução dos mapas, e que era karte. O termo carta é normalmente usado para 
referir mapas antigos. Na Idade Média, os mapas em uso na Europa eram 
frequentemente centrados em Jerusalém, e com o Oriente para cima. 
Um dos grandes passos na evolução dos mapas é dado na época 
dos Descobrimentos, quando as áreas representadas eram bem maiores que 
anteriormente e havia a necessidade de obter bons níveis de precisão posicional para 
conseguir navegar com relativa segurança. 
A manutenção da rota de um avião ou navio, a análise e definição de estratégias 
militares de ataque e defesa, a localização de jazidas e possíveis vias de acesso, ou a 
simples orientação rodoviária numa viagem de turismo, todas essas atividades exigem 
mapas específicos com diferentes objetivos e usuários. É este o campo da cartografia. 
Dá-se o nome de cartografia à ciência de preparar cartas, mapas e planos para os mais 
variados fins, com diversos níveis de complexidade e informação, baseados em 
elementos científicos, técnicos e artísticos de extremo apuro, tendo por base os 
resultados da observação direta ou da análise de documentos. As ciências mais afins à 
cartografia são a geografia e a geodésia. Entende-se por mapa a representação gráfica 
convencional, geralmente plana e em pequena escala, de áreas relativamente extensas, 
como acontece nos mapas murais e os Atlas. Para tal, são utilizados diversos sistemas 
de projeção, estabelecidos matematicamente. As cartas diferem dos mapas pela 
representação gráfica em grande escala, enquanto que os planos são cartas que 
representam áreas relativamente pequenas, o que permite desprezar a curvatura e adotar 
escala constante. Escala é a relação estabelecida entre a representação do fenômeno no 
mapa e sua verdadeira dimensão. A escala 1:1.000.000 significa que cada medida linear 
do espaço real está reduzida, no mapa, à milionésima parte (1km = 1mm). O plano, que 
representa áreas menores, geralmente trabalha com a escala 1:500 ou 1:50.000. O 
principal problema da cartografia é a projeção da superfície curva da Terra sobre uma 
superfície plana, o que necessariamente provoca alterações nos ângulos e linhas 
definidos pelas coordenadas geográficas. Divisões da cartografia. Três são as divisões 
básicas da cartografia: (1) cartografia topográfica, topocartografia ou cartografia 
original; (2) cartografia geográfica ou geocartografia; (3) cartografia temática ou 
cartografia aplicada. *Cartografia topográfica: Vinculada à geodésia, a cartografia 
topográfica dedica-se à transformação direta das medidas e fotografias, obtidas pelos 
levantamentos de campo, em desenho manual ou pelos levantamentos fotográficos. É 
quase exclusivamente praticada em instituições governamentais que se dedicam à 
execução da carta de um país. Trabalho permanente, de contínuo aperfeiçoamento e 
pormenorização, passou a ser indispensável à tomada de decisões da administração 
pública e à defesa do território nacional. Com o emprego de escalas pequenas, 
produzem-se mapas detalhados, matematicamente corretos e que servem de base para 
outros menos detalhados. O uso de imagens estereoscópicas nos levantamentos 
aerofotogramétricos simplificou o desenho cartográfico, tornando-o de mais rápida 
execução e menos dependente do esforço individual. A aerofotogrametria constitui um 
método de medida e representação do terreno por meio da fotografia aérea, que é uma 
perspectiva cônica do terreno. As deformações ópticas desse tipo de foto são corrigidas 
no momento da fotografia ou em laboratório. Por si só, no entanto, a aerofotogrametria 
não reduziu os levantamentos de campo, e ainda necessita de apoio terrestre, 
plenimétrico e altimétrico. A carta topográfica é, em regra, constituída por numerosas 
folhas topográficas conexas. São muito utilizadas em atividades profissionais de alto 
nível ligadas à engenharia, à navegação, à estratégia e à logística militar. 
Características gerais dos mapas: 
 Representação plana; 
 Geralmente em escala pequena; 
 Área delimitada por acidentes naturais (bacias, planaltos, chapadas, etc.), político-
administrativos; 
 Destinação a fins temáticos, culturais ou ilustrativos. 
 
 
 
TIPOS DE MAPAS 
A representação de um mapa depende do tipo de uso para o qual este é 
elaborado. Por exemplo, um mapa de estradas dará importância à rede viária ao 
representar os vários tipos de vias, os cruzamentos e as distâncias entre cidades. Um 
mapa geológico caracterizará do ponto de vista da geologia o solo numa dada região. 
Um mapa político mostrará as fronteiras ou outras divisões administrativas. Um mapa 
para navegação marítima dará prioridade à localização de faróis, portos e relevo 
submarino. 
Os mapas sofreram uma verdadeira revolução com a aplicação dos Sistemas de 
Informação Geográfica – (SIG-NS) ou GIS (Geographic Information System), 
do Sistema de Posicionamento Global – GPS e do Sistema de posição local – LPS a 
partir do final do século XX. Estes sistemas possuem grande capacidade, imagens 
remotas e robótica, apresentando alta precisão para coleta de pontos topográficos que 
contribuem para análise e interpretação de dados. 
Esta revolução opera-se não apenas a nível da produção mas também da 
circulação, manipulação e utilização de informação espacial. É fácil hoje produzir um 
mapa personalizado no computador ou obter um outro, de qualquer local do mundo, 
na internet. 
 
• Mapas Geológicos 
 
Mapa geológico é aquele que mostra a distribuiçãodos tipos de rochas e das estruturas 
geológicas como fraturas, falhas, dobras, posição das camadas, cada tipo de rocha existente 
numa determinada área ou grupo de tipos de rochas, é separado de outro por linhas cheias, 
as quais são chamadas linhas de contato bem como retrata à possibilidade de existirem 
ocorrências favoráveis para a exploração de jazidas e a peculiaridade geológica da 
região. Assim considerando, três casos são possíveis: camadas horizontais, camadas 
verticais, camadas inclinadas. 
 
Mapas geológicos com camadas horizontais: Nesse caso, os limites ou contatos entre 
as diversas camadas, possuem contorno paralelo ou coincidente com as curvas de nível
. Ex.: 
 
 
Mapas geológicos com camadas verticais 
 
Nesse caso, essas camadas são delimitadas no mapa geológico por duas retas paralelas, 
que interceptam as curvas de nível. 
 
 
Mapa geológico com camadas inclinadas: 
 
Esse caso não é tão elementar como os dois anteriores. Os contatos ou limites entre as 
camadas interceptam as curvas de nível segundo linhas irregulares (seu contorno nunca 
é representado por retas paralelas). 
 
 
 
• Mapas Topográficos: são aqueles que mostram as características topográficas 
de uma determina área. Para tanto são utilizadas as curvas de nível, que representam 
linhas que unem pontos de mesma cota topográfica, em que a cota topográfica entende-
se a distância na vertical do ponto considerado até uma base de referência (datum), 
normalmente considerada o nível do mar local. 
Para se obter o mapa de curvas de nível procede-se como mostrado na Figura 
abaixo: as curvas de nível representam projeções, no plano horizontal, das linhas de 
interseção da topografia com planos horizontais imaginários tomados em intervalos de 
cota específicos. 
 
Exemplo de um mapa topográfico 
 
 
 
 
 
 
 
 
NOÇÕES DE TOPOGRAFIA SUBTERRÂNEA 
 
Os métodos empregados nas determinações topográficas no subsolo pouco 
diferem dos métodos tradicionais, porém com as implicações de um trabalho realizado 
dentro de uma mina ou galeria. Da mesma forma que nos levantamentos topográficos 
convencionais, os levantamentos topográficos subterrâneos podem ser divididos em 
planimétricos, altimétricos e, quando associados, planialtimétricos. 
Os cálculos dos levantamentos são semelhantes aos executados “em céu aberto”, 
porém com algumas adaptações, destacando-se o fato que em algumas vezes os pontos 
topográficos podem estar localizados no teto de uma galeria, por exemplo, ao contrário 
dos levantamentos tradicionais onde os pontos estão sempre no solo. 
Diversos são os exemplos de aplicação da topografia subterrânea, entre eles 
destacam-se: 
- Locação de poços, túneis ou galerias; 
- Metrôs, redes viárias; 
- Controle de extração (questões de exploração fora dos limites de concessão); 
- Galerias de serviços; 
- Etc. 
Antes de prosseguir é necessário esclarecer que as minas podem ser tanto a céu 
aberto, onde são utilizados os procedimentos topográficos tradicionais, ou subterrâneas, 
cujo levantamento topográfico será abordado neste trabalho. 
Uma primeira particularidade com relação a trabalhos realizados no subsolo é a 
questão de segurança ou condições de trabalho. Alguns trabalhos podem necessitar a 
utilização de equipamentos de proteção individual específicos, como máscaras, roupas 
especiais, capacetes com sistema de iluminação. 
 
 As condições de trabalho também podem ser inóspitas, com a presença de água, 
poeira, ou mesmo túneis com uma altura tal que não seja possível trabalhar em pé. O 
trabalho pode também ser realizado em lugares com movimentação de máquinas, 
vagonetes e outros equipamentos que podem atrapalhar o andamento normal de um 
levantamento. 
Em alguns casos pode não ser permitido o uso de equipamentos eletrônicos por 
questões de segurança (riscos de explosão, por exemplo). De fato, em determinados 
trabalhos há a necessidade de cuidados adicionais para não colocar vidas em risco. 
 
 A perda de orientação também é outro problema. Ao contrário do levantamento 
realizado a céu aberto, onde é possível ter uma referência visual para a orientação, como 
uma árvore, morro ou mesmo o sol, dentro de uma mina isto não ocorre. 
Além disto, dependendo do local, a depreciação do equipamento é maior se 
comparada com o uso tradicional dos mesmos. 
Na maioria das vezes o levantamento executado no subsolo deve estar vinculado 
a um sistema de referência na superfície, de forma a criar uma ligação entre as estações 
topográficas na superfície e no subsolo. 
Na galerias é necessário determinar até onde podem ser executadas as 
escavações, desta forma o levantamento que está sendo realizado no subsolo tem que 
estar vinculado à poligonal na superfície, uma vez que os limites foram definidos a 
partir destes pontos. Desta forma, assumindo que a poligonal define os limites da área a 
ser explorada. 
Materialização dos pontos: Como nos casos tradicionais, os pontos podem 
estar materializados no piso, através de piquetes (madeira ou ferro) ou marcos de 
concreto. O problema é que em alguns tipos de minas há uma grande movimentação de 
vagões ou veículos de carga, o que pode inviabilizar este tipo de marco, uma vez que 
para se executar o levantamento seria necessário interromper o trânsito destes 
equipamentos, o que nem sempre é possível. 
 
 
 
A utilização de instrumentos topográficos é de suma importância para o 
desenvolvimento das atividades de mineração. 
Todas as obras de mineração, no subsolo e na superfície, devem ser levantadas 
topograficamente e representadas em mapas e plantas adequadas. 
Não é permitido iniciar quaisquer trabalhos de desenvolvimento de uma mina 
sem a participação de um responsável pela topografia, legalmente habilitado. 
Para o levantamento topográfico das minas, as empresas de mineração devem 
basear-se preferencialmente em uma rede de triangulação com coordenadas em sistema 
UTM (Projeção Universal Transversa de Mercator). Caso não exista uma rede de 
triangulação UTM, os levantamentos topográficos devem basear-se em redes locais já 
adotadas em minas vizinhas. 
Levantamentos topográficos, elaboração de mapas, plantas e trabalhos correlatos 
devem respeitar as normas e instruções vigentes. 
Todas as empresas são obrigadas a elaborar e a atualizar periodicamente e, em 
casos especiais, imediatamente, os mapas e as plantas topográficas das minas. Para fins 
de elaboração dos correspondentes mapas e plantas, todas as escavações subterrâneas e 
de superfície como poços, planos inclinados, galerias, chaminés, áreas mineradas no 
subsolo e a céu aberto, áreas com movimentação de material, inclinação dos taludes, 
nível de água, acidentes geográficos, obras civis e construções na superfície devem ser 
levantadas topograficamente. 
Os softwares contribuem também no acompanhamento das estruturas das 
galerias de uma mina, monitorando através da conexão remota, laser scanner, qualquer 
mudança que ocorra nas estruturas evitando assim riscos no ambiente de trabalho.