Aula 01 de Topografia

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TOPOGRAFIA
				Por professora Fabiana Silva Ribeiro Faria - 2017
O 	QUE É TOPOGRAFIA?
Definição
A palavra Topografia deriva das palavras gregas “topos” – lugar e “graphen” – descrever, o que significa, a descrição exata e minunciosa de um lugar. (DOMINGUES – 1979) 
Topografia - é a ciência que estuda todos os acidentes geográficos definindo a situação e a localização deles que podem ficar em qualquer área. Tem a importância de determinar analiticamente as medidas de área e perímetro, localização, orientação, variações no relevo, etc e ainda representá-las graficamente em cartas (ou plantas) topográficas 
Acidentes geográficos do terreno
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Representação em cartas topográfica
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Representação em imagens de satélites
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A topografia na mineração
Na pesquisa mineral a topografia é necessária em alguns pontos como na abertura de picadas para mapeamento geológico, piqueteamento para métodos geofísicos terrestres e locação de furos de sondagem.
A etapa de lava mineral, seja ela de céu aberta ou subterrânea, por ser um processo complexo e exigente nas questões de segurança, a topografia é de grande e indispensável utilidade. 
Todas as obras de mineração no subsolo e na superfície devem ser levantadas topograficamente e representadas em plantas adequadas.
Segundo as Normas Regulamentadoras da Mineração, não é permitido iniciar qualquer trabalho de desenvolvimento de uma mina sem os levantamentos topográficos da área.  Diz ainda que é obrigatória a elaboração e a atualização periódica dos mapas, plantas e desenho.
Normas Reguladoras de Mineração – Topografia de Minas
Segue destacado abaixo o parte do texto das Normas Reguladoras da Mineração (Normas Reguladoras de Mineração – NRM) que se refere à Topografia de Minas:
17.4.1 A critério do DNPM pode ser exigido a imediata atualização topográfica da mina e elaboração de plantas específicas.
17.5 Por motivo de segurança e lavra racional devem ser elaborados e atualizados os seguintes mapas, plantas e desenhos:
a) mapa geral de localização;
b) mapas e plantas de superfície;
c) plantas com os trabalhos de pesquisa e localização das reservas;
d) plantas referentes às jazidas;
e) plantas com representação das atividades nas minas e
f) apresentação de seções e projeções verticais
17.5.1 Em todas as plantas, onde couber, devem ser indicados os limites da concessão, o perímetro da mina e os limites das áreas em lavra.
17.6 A planta de superfície e a planta geral da mina devem ter a mesma escala.
17.7 Na elaboração das plantas, mapas e desenhos devem ser utilizados formatos padronizados.
 	17.8 Em cada mapa, planta ou desenho devem ser indicados:
a) título da planta, mapa ou desenho;
b) denominação do empreendedor;
c) denominação da mina, da área e da concessão;
d) rede de coordenadas UTM, base topográfica;
e) escala numérica e gráfica do mapa, planta ou desenho;
f) data da elaboração e as datas de atualização do mapa, planta ou desenho;
g) o número de identificação ou de registro do mapa, planta ou desenho no arquivo e
h) o desenhista, o responsável pelo levantamento topográfico e o responsável técnico.
FINALIDADE
Determinar o contorno, 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 da Terra.
Compete, ainda, a Topografia, a locação no terreno,de projetos elaborados de Engenharia (DOMINGUES, 1979)
Forma da terra
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Topografia do fundo oceânico
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Interior de mina
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IMPORTÂNCIA DA TOPOGRAFIA
Ela é a base de qualquer projeto e de qualquer obra realizada por engenheiros ou arquitetos; por exemplo: obras viárias, núcleos habitacionais, edificils, aeroportos, usinas hidrelétricas, telecomunicações, sistemas de água e esgoto, planejamento, urbanismo, paisagismo, irrigação, drenagem culturas, reflorestamento, etc., se desenvolvem em função do terreno sobre o qual se assentam.
É fundamental o conhecimento pormenorizado desse terreno, tanto na etapa do projeto,tanto na fase de construção e execussão. 
É a Topografia que fornece os métodos e os instrumentos que permite esse conhecimento do terreno e asseguram a um correta implantação da obra ou serviço. 
GEODÉSIA E TOPOGRAFIA
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TALUDE CONTINENTAL
Em oceanografia, chama-se talude continental à porção dos fundos marinhos com declive muito pronunciado que fica entre a plataforma continental e a margem continental (ou "sopé continental"), onde começam as planícies abissais.
O embasamento do talude corresponde à crosta continental entremeada por magmatismo básico e estirada pela tectônica extensional que originou o rift e a bacia oceânica
Como esta faixa é caracterizada por gradiente topográfico acentuado onde são geradas, com frequência, correntes de turbidez, as sequências de deposição associadas e características das regiões de talude e sopé são sistemas de turbiditos.
TALUDES NATURAIS E ARTIFICIAIS
Talude natural é aquele que foi formado naturalmente pela natureza, pela ação geológica ou pela ação das intempéries (chuva, sol, vento, etc.).
Talude artificial é aquele que foi construído pelo homem. Encontramos taludes artificiais nas minas a céu aberto, nas barragens de reservatório de água, nas laterais de estradas e ruas, na escavação de um vala para assentamento de tubo de água e até nos fundos das casas construídas em local em aclive (terreno subindo) ou declive (terreno descendo).
Talude
Um talude é o plano inclinado que limita um aterro. Tem como função garantir a estabilidade do aterro. A sua geometria por natureza em aterros é de 1/1 ou seja 45ºgraus não sendo aconselhado uma inclinação superior pois não garante a sua estabilidade. Em escavações também é normal que sejam de 45º mas em zonas rochosas esse valor pode ser superior pois a estabilidade do mesmo não está em causa.
Taludes artificiais
Movimentação de terra		/ 	Talude de corte e aterro
Rompimento de talude
IMPORTÂNCIA DA TOPOGRAFIA
Ela é a base de qualquer projeto e de qualquer obra realizada por engenheiros ou arquitetos; por exemplo: obras viárias, núcleos habitacionais, edificils, aeroportos, usinas hidrelétricas, telecomunicações, sistemas de água e esgoto, planejamento, urbanismo, paisagismo, irrigação, drenagem culturas, reflorestamento, etc., se desenvolvem em função do terreno sobre o qual se assentam.
É fundamental o conhecimento pormenorizado desse terreno, tanto na etapa do projeto,tanto na fase de construção e execussão. 
É a Topografia que fornece os métodos e os instrumentos que permite esse conhecimento do terreno e asseguram a um correta implantação da obra ou serviço. 
FINALIDADE
Determinar o contorno, 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 da Terra.
Compete, ainda, a Topografia, a locação no terreno,de projetos elaborados de Engenharia (DOMINGUES, 1979)
Topografia do fundo oceânico
Interior de mina
Efetuando trabalhos acima da superfície terrestre
As técnicas que participam desta categoria são aquelas que modernizam alguns conceitos da topografia. Nesta categoria é prudente subdividi-la:
Técnica de Sensoriamento Remoto (SR), como por exemplo, a Fotogrametria Aérea, utilizando-se das fotografias aéreas e o SR orbital, utilizando-se das imagens digitais.
Técnica do posicionamento por satélites artificiais, o rastreio de satélites dos sistemas GPS.
Divisão
Divisões da Topografia
Topometria 
 Conceito: Conjunto de métodos abrangidos pela planimetria e pela altimetria. Estuda os processos clássicos de medição de distância, ângulos e desníveis, cujo objetivo é a determinação de posição relativas de pontos. 
Topologia – tem por objetivo o estudo dasformas exteriores do terreno e das leis que regem seu modelado. É conveniente ressaltar que os levantamentos planimétricos e/ ou altimétricos são definidos e executados em função das especificações dos projetos. Assim, um projeto poderá exigir somente levantamentos planimétricos, ou, somente levantamentos altimétricos, ou ainda, ambos os levantamentos.
Sistemas de referência na Topografia
O conhecimento dos sistemas de referências na Geodésia e Topografia é um dos fundamentos básicos para o posicionamento. Segundo GEMAEL (1988), o objetivo da geodésia do século XIX estava centrado na busca dos melhores parâmetros do elipsóide, e até nos dias atuais pelo posicionamento preciso GPS (Global Positioning system).
Por que é importante saber disso? Porque na Topografia é importante considerar a representação do espaço, mesmo que em pequenas porções desse espaço. A Topografia atual está em meio a grande revolução impulsionada pela automação digital de processo.
Na Topografia - para representar o espaço é necessário estabelecer um sistema de referência nesse espaço, sendo assim, algumas etapas devem ser concebidas
Sistema de coordenadas astronômicas ou geográficas sobre o geóide;
Sistema de coordenadas geodésicas ou elipsoidais, após selecionar um elipsóide;
Sistema de coordenadas planas, após selecionar uma projeção específica (ex: Projeção UTM)
Sistema de coordenadas topográficas locais.
TOPOLOGIA
A Topologia cuida do estudo das formas do relevo. Esta é dirigida para a representação em planta do relevo, através das curvas de nível e dos pontos cotados.
FORMAS DE RELEVO
O território brasileiro possui uma grande diversidade de formas e estruturas de relevo, como: serras, escarpas, planaltos, planícies, depressões, chapadas e muitas outras.
O Brasil é um país de altitudes modestas. Cerca de 40% do seu território encontra-se abaixo de 200 m de altitude, 45% entre 200 e 600 m, e 12%, entre 600 e 900 m. O Brasil não apresenta grandes formações montanhosas, pois não existe nenhum dobramento moderno em seu território.
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Em 1989, Jurandyr L. S. Ross, professor da Universidade de São Paulo, divulgou uma nova classificação do relevo brasileiro, no qual se desvendam as pontecialidades naturais do território, como minério, madeira, solos férteis e recursos hídricos
Desse modo, a classificação de Jurandyr Ross está baseada em três maneiras diferentes de explicar as formas de relevo:
morfoestrutural: leva em conta a estrutura geológica;
morfoclimática: considera o clima e o relevo;
morfoescultural: considera a ação de agentes externos.
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Planaltos 
Compreendem a maior parte do território brasileiro, sendo a grande maioria considerada vestígios de antigas formações erodidas. 
Os planaltos são chamados de "formas residuais" (de resíduo, ou seja, do que ficou do relevo atacado pela erosão). Podemos considerar alguns tipos gerais:
Planaltos em bacias sedimentares, como o Planalto da Amazônia Oriental, os Planaltos e Chapadas da Bacia do Parnaíba e os Planaltos e Chapadas da Bacia do Paraná. Podem ser limitados por depressões periféricas, como a Paulista, ou marginais, como a Norte-Amazônica.
Planaltos em intrusões e coberturas residuais da plataforma (escudos): São formações antigas da era Pré-Cambriana, possuem grande parte de sua extensão recoberta por terrenos sedimentares. Temos como exemplos os Planaltos Residuais Norte-Amazônicos, chamados de Planalto das Guianas nas classificações anteriores.
Planaltos em núcleos cristalinos arqueados. São planaltos que, embora isolados e distantes um dos outros, possuem a mesma forma, ligeiramente arredondada. Podemos citar como exemplo o Planalto da Borborema.
Planaltos dos cinturões orogênicos: são os planaltos que ocorrem nas faicas de orogenia antiga correspondem a relevos residuais por litologias diversas, quase sempre metamórficas associadas a intrusivas. Estas unidades estão em áreas de estruturas dobradas correspondentes aos cinturões Paraguai-Araguaia, Brasília e Atlântico. Nesses planaltos encontram se inúmeras serras, associadas a resíduos de estrutura dobradas intensamente, atacados por processos erosivos. Tem-se como exemplo; os planaltos e serras do Atlântico leste-sudeste, os planaltos e serras de Goiás-Minas e As Serras residuais do alto Paraguai.
Depressões 
Nos limites das bacias com os maciços antigos, processos erosivos formaram áreas rebaixadas, principalmente na Era Cenozóica. São as depressões, onze no total, que recebem nomes diferentes, conforme suas características e localização.
Depressões periféricas: Nas regiões de contato entre estruturas sedimentares e cristalinas, como, por exemplo, a Depressão Periférica Sul-Rio-Grandense.
Depressões marginais: Margeiam as bordas de bacias sedimentares, esculpidas em estruturas cristalinas, como a Depressão Marginal Sul-Amazônica.
Depressões interplanálticas: São áreas mais baixas em relação aos planaltos que as circundam, como a Depressão Sertaneja e do São Francisco.
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Planícies 
Nessa classificação grande parte do que era considerado planície passou a ser classificada como depressão marginal. Com isso as unidades das planícies ocupa agora uma porção menor no território brasileiro. Podemos distinguir:
Planícies costeiras: Encontradas no litoral como as Planícies e Tabuleiros Litorâneos.
Planícies continentais: Situadas no interior do país, como a Planície do Pantanal. Na Amazônia, são consideradas planícies as terras situadas junto aos rios. O professor Aziz Ab'Saber já fazia esta distinção, chamando as várzeas de planícies típicas e as outras áreas de baixos-platôs.
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Outras formas de relevo
Cuesta – forma de relevo que possui um lado com escarpa abrupta e outro com declive suave. Essa diferença de inclinação ocorre porque os agentes externos atuaram sobre rochas com resistências diferentes.
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ESCARPA
Declive acentuada que aparece em bordas de planalto. Pode ser gerada por um movimento tectônico, que forma escarpa de falhas ou ser modelada pelos agentes externos que geram escarpas de erosão.
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CHAPADA
Tipo de planalto, cujo topo é aplainado e as encosta escarpadas.
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SERRA
Termo utilizado para designar um conjunto de formas variadas de relevo. Como dobramentos antigos e recentes, escarpas e planaltos e cuestas.
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Morro
Pequena elevação de terreno, colina
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Divisão
O levantamento topográfico pode ser dividido em:
I - Levantamento topográfico Planimétrico – que compreende o conjunto de operações necessárias para a determinação de pontos e feições do terreno que serão projetados sobre um plano horizontal de referência através de suas coordenadas X e Y (representações bidimensional). 
	- Esse levantamento consiste na reapresentação do local a ser levantado, objetivamente sem maiores detalhes, e sim o próprio relevo do terreno.
	- É muito usado para locação ou subdivisão de áreas, cálculos e confirmações de áreas dos imóveis, locação ou posicionamento de pontos: terreno, saber distancias e alinhamentos de divisas e outros.
Figura o1: Exemplo de um levantamento Planimétrico de um terreno.
Figura 02: Exemplo de levantamento Planimétrico de um terreno, usando o parelho Estação Total.
II – Levantamento topográfico Altimétrico, compreendendo o conjunto de operações necessárias para determinação de pontos e feições do terreno que, além de serem projetados sobre um plano horizontal de referência vertical ou de nível através de suas coordenadas X. Y e Z (representação tridimensionail). 
	- Esse levantamento é chamado também, de planialtimétrico, consistindo no levantamento planimétrico, acrescentando o relevo do terreno. Ele é muito usado em projetos que envolve terraplenagem e na arquitetura e engenharia em geral.
Figura 03: exemplo de um levantamento planialtimétrico, mostrando as medidas do terreno.
Figura 04: exemplo de um levantamento planialtimétricocadastral
Topometria – Conceito: Conjunto de métodos abrangidos pela planimetria e pela altimetria.
Topologia – Caracteriza-se pelo estudo das formas da superfície terrestre e das leis que regem o seu modelado. É conveniente ressaltar que os levantamentos planimétricos e/ ou altimétricos são definidos e executados em função das especificações dos projetos. Assim, um projeto poderá exigir somente levantamentos planimétricos, ou, somente levantamentos altimétricos, ou ainda, ambos os levantamentos.
Modelos terrestres
No estudo da forma e dimensão que os outros modelos da terra, podemos considerar quatro tipos de superfície ou modelo para a sua representação. São eles:
a) Modelo Real – permite 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.
Figura 04 – modelo real da terra
b) Modelo geoidal – permite que a superfície terrestre seja representada por 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. O modelo geoidal é determinado, matematicamente, através de medidas gravimétricas (força da gravidade) realizadas sobre a superfície terrestre. 
Figura 05 – modelo geoidal da terra
c) Modelo Elipsoidal
É mais usual de todos os modelos 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.
Figura 06 – modelo elipsoidal da Terra
Considerando a superfície elipsoidal mais utilizadas estão: Bessel (1841), Clarke (1858), Helmet (1907), Hayford (1909) e o internacional 67 (1967). Até a década de 80 a referencia usada no Brasil era os parâmetros de Hayford (1909). A partir desta época, as cartas produzidas passaram a adotar como referência dos parâmetros definidos pelo Geoidetic reference system _ GRS 67, mais conhecido como internacional 67.
Onde: 
Datum: é um sistema de referencia utilizado para o cômpulo (cálculo) ou correlação dos resultados de um levantamento. 
Existem dois tipo de Datuns: O vertical e o horizontal.
O datum vertical é uma separação de nível utilizada no referenciamento das altitudes tomadas sobre a superfície terrestre.
O datum horizontal, por sua vez, é utilizado no referenciamento das posições tomadas sobre a superfície terrestre. Este último é definido pelas coordenadas geográficas de um ponto inicial, pela direção da linha entre este ponto inicial e um segundo ponto especificado, e pelas duas dimensões (a e b) que definem o elipsóide utilizado para a representação da superfície terrestre.
SAD: South American Datum, oficializado para uso no Brasil em 1969, é representado pelo vértice Chuá, situado próximo à cidade de Uberaba – MG.
a= é a dimensão que representa o semi-eixo maior do elipsóide (em metros) 
b= é a dimensão que representa o semi-eixo maior do elipsóide (em metros).
f = é a relação entre o semi-eixo menor e o semi-eixo maior do elipsóide, ou seja, o seu achatamento.
A figura abaixo mostra a relação existente entre a superfície topográfica ou real, o elipsóide e o geóide para uma mesma da superfície terrestre.
Figura 07: Modelos terrestres
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d) Modelo esférico 
Este é um modelo bastante simples, onde a Terra é representada como s 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 a posição relativa das mesmas. Um exemplo deste tipo de representação são os globos encontrados nas livrarias.
Figura 08: Globo terrestre
Uma vez analisados os modelos utilizados para representação da superfície terrestre e tendo como principio que o Elipsóide de Revolução é o modelo que mais se assemelha à figura da terra, é importante conhecer os seus elementos básicos.
Figura 09: Globo terrestre e seus importantes elementos
Linha dos pólos ou eixo da Terra: é a reta que une o pólo Norte ao pólo Sul e em torno do qual a Terra gira (movimento de rotação.
Equador: é o circulo Maximo da terra, cujo plano é normal à linha dos pólos.
Paralelos:São os círculos cujos planos são paralelos ao plano do equador . Os paralelos mais importantes são os Trópicos de capricórnio latitude 23º 23’ S e o trópico de câncer = latitude 23º 23’ N.
Meridianos: são as seções elípticas cujos planos contem a linha dos pólos e que são normais aos paralelos.
Latitude: é o valor angular de um ponto da superfície terrestre formado entre o paralelo deste ponto e o plano do equador. Sua contagem é feita com origem no equador e varia de 0º a 90º, positivamente para o norte (N) e negativamente para o sul (S). 
Longitude: é o valor angular de um ponto da superfície terrestre 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 0º a 180º , positivamente para oeste (W ou O) e negativamente para leste (E ou L).
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Coordenada geográficas: 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. 
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Caracterização topográfica desse acidente geográfico:
- Fundo de vale delimitado com bordas íngreme.
- Fundo de vale aplainado, geralmente com curso d’água perene ou intermitente. Geralemente os fundos de vale são constituídos de material aluvial: areia, silte, argila e seixos rolados (cascalhos)).
- No limite do fundo de vale é possível perceber elevações residuais de topos aplaninados e borda com declividade acentuada.
Canyon ocorrente em estrutura sedimentar e resultante do trabalho do rio presente no fundo do vale. Na foto é possível topos aplainados e bordas íngremes.
Acidente geográfico marcado por picos. Esses picos são, em geral, testemunhos de relevos residuais.
Logo abaixo do plano definido pelos picos é possível perceber vertentes suavizadas e no primeiro plano uma vertente bastante suave com solo desenvolvido.
Região como característica similar de Mares de Morro.
No fundo um plano topográfico mais elevado e no primeiro plano, uma série de morros rebaixados com vertentes suavizadas e, provavelmente, cursos d’água nos fundos de vales.
Região serrana sugestionando altitudes mais elevadas. Pode ser caracterizada por um conjunto de morro altos com vertentes íngremes e presença de ravinamentos em meio as vertentes.
Topograficamente é possível perceber dois planos distintos. Um plano mais alto ao fundo, possivelmente, um alinhamente de serra e no primeiro plano uma série de morros rebaixados com vertentes suaves, leve declividade.
Áreas planas.
Ao fundo é possível perceber uma elevação com topo aplanado e vertentes íngremes e no primeiro plano uma área muito aplainada, possivelmente, em altitudes elevadas.
Carta topográfica registrando o relevo da região através das curvas de nível.
A partir da carta topográfica é possível perceber, na região, as elevações e os fundos de vale.
A imagem de satélite e fotografias aéreas são muito utilizadas na topografia para a percepção do relevo regional e local. Na foto ao lado é possível perceber uma imagem de satélite de uma área de mineração com a implantação da curvas de nível na imagem, para perceber melhor a topografia
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�Depressão Belo Horizontina
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Vertente
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Levantamento planialtimétrico cadastral - planejamento e demarcações de movimento de terra, demarcações de fundações, viadutos, pontes, estradas, estruturas, terraplanagem, açudes, bacias hidrográficas, aeroportos, portos, rios e canais, projeto geométrico e dimensionamento para obras;
DATUM = SAD 69 (CHUÁ); a= 6378.160 m; f= 1 – b/a = a/298,25
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