Aula 4 Geodésia Cartografia elementos gerais

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GEODÉSIA E CARTOGRAFIA
CONCEITOS BÁSICOS 
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GEOPROCESSAMENTO
É O CONJUNTO DE TODAS AS CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS(GEOGRAFIA, CARTOGRAFIA, TOPOGRAFIA, GEODÉSIA, GPS, SR) UTILIZADAS PARA EFETUAR VÁRIOS PROCESSOS COM DADOS E INFORMAÇÕES GEOGRAFICAMENTE REFERENCIADAS. 
O GEOPROCESSAMENTO CADA VEZ MAIS VEM SENDO UTILIZADO NA GESTÃO DE UM OU MAIS TEMAS(MEIO AMBIENTE, REDES DE DISTRIBUIÇÃO, PLANEJAMENTO URBANO, EXPLORAÇÃO MINERAL, CONSTRUÇÕES, COMÉRCIO, SÁUDE, AGRICULTURA, ETC), PRESENTES NA SUPERFICIE TERRESTRE.
O INFORMAÇÃO ORGANIZADA, CORRETA E DISPONÍVEL DE FORMA ÁGIL. 
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O PAPEL DA CARTOGRAFIA NO GEOPROCESSAMENTO
A CARTOGRAFIA TEM PAPEL FUNDAMENTAL NO GEOPROCESSAMENTO, POIS O MAPA É O PRINCIPAL MEIO DE APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS. 
 É CIÊNCIA POIS SE APOIÁ NO USO DA ASTRONOMIA, MATEMÁTICA, FÍSICA, GEOGRAFIA, ESTATÍSTICA, GEODÉSIA, PARA ALCANÇAR A EXATIDÃO SATISFATÓRIA.
É ARTE, QUANDO RECORRE AS LEIS ESTÉTICAS DA SIMPLICIDADE E DA CLAREZA, BUSCANDO ATINGIR UM IDEAL ARTÍSTICO DE BELEZA. 
CARTOGRAFIA É A CIÊNCIA E A ARTE QUE SE PROPÕEM A REPRESENTAR ATRAVÉS DE MAPAS, CARTAS E OUTRAS FORMAS GRÁFICAS OS DIVERSOS RAMOS DO CONHECIMENTO DO HOMEM SOBRE A SUPERFÍCIE E AMBIENTE TERRESTRE. 
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CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS INTEGRADAS NA CARTOGRAFIA E GEOPROCESAMENTO
TOPOGRAFIA Determina a posição tridimensional X,Y e Altitude utilizando teodolitos, estações totais e outros dispositivos.
ESTAÇÃO TOTAL: Teodolito digital equipado com medidor eletrônico, processador, memória, coletores de dados, programas e dispositivos de transferência de dados computador  estação
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CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS INTEGRADAS NA CARTOGRAFIA E GEOPROCESAMENTO
GEODÉSIA Fornece redes de posições geodésicas de alta precisão na superfície da Terra para suporte ao georeferenciamento preciso de informações
- Utiliza modelos complexos para a Terra; cálculos matemáticos e estatísticos sofisticados; instrumentos e métodos de alta precisão.
- DATUM vertical e horizontal
- Superfície terrestre real, Geóide, Elipsóide, Esfera, Plano. 
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CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS INTEGRADAS NA CARTOGRAFIA E GEOPROCESAMENTO
SISTEMA DE POSICIONAMENTO GLOBAL - GPS Fornece posições geográficas com diferentes níveis de precisão (desde 30 metros até alguns milímetros)
Mínimo de 24 satélites
20.000 km de altitude
Função: transmitir sinais GPS
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CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS INTEGRADAS NA CARTOGRAFIA E GEOPROCESAMENTO
SISTEMA DE POSICIONAMENTO GLOBAL – GPS Receptores, softwares, metodologias, algoritmos e aplicações para posição, velocidade e tempo.
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CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS INTEGRADAS NA CARTOGRAFIA E GEOPROCESAMENTO
FOTOGRAMETRIA
Aerofotogrametria Fornece medidas confiáveis, mapeamento preciso e modelos digitais através de fotografias métricas
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CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS INTEGRADAS NA CARTOGRAFIA E GEOPROCESAMENTO
SENSORIAMENTO REMOTO Fornece imagens e informações da Terra em várias faixas do espectro eletromagnético.
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CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS INTEGRADAS NA CARTOGRAFIA E GEOPROCESAMENTO
SENSORIAMENTO REMOTO 
Principais Sistemas Orbitais de SR LANDSAT SPOT CBERS IKONOS QUICK BIRD 
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ESCALAS
É A RAZÃO ENTRE AS DIMENSÕES DE UM ELEMENTO REPRESENTADO NO MAPA E AS DIMENSÕES DO MESMO ELEMENTO NO TERRENO. 
Ou seja é a relação existente entre a medida de um objeto ou lugar representado no papel(d) e sua medida real(D).
Uma escala normalmente é expressa das seguintes formas: 	- Fração representativa ou numérica (escala numérica) 	- Gráfica ou escala em barras (escala gráfica)
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ESCALA NUMÉRICA
É REPRESENTADA POR UMA FRAÇÃO NA QUAL O NUMERADOR APRESENTA UMA DISTÂNCIA NO MAPA(d), E O DENOMINADOR, A DISTÂNCIA CORRESPONDENTE NO TERRENO(D). 
1: 100.000
1/100.000
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ESCALA GRÁFICA
É A QUE REPRESENTA AS DISTÂNCIAS NO TERRENO SOBRE UMA LINHA GRADUADA. NORMALMENTE, UMA DAS PORÇÕES ESTÁ DIVIDIDA EM DÉCIMOS, PARA QUE SE POSSA MEDIR DISTÂNCIAS COM MAIOR PRECISÃO. 
Diferente da escala numérica, na escala gráfica não há necessidade de cálculos. Basta tomar qualquer comprimento no mapa e lê-lo na escala gráfica em Km, m, etc.
É constituída de um segmento a direita da referência 0, denominada escala primária.
A esquerda do 0 existe um segmento denominado de Talão ou escala de fracionamento.
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PONTOS IMPORTANTES 
 A ESCALA ESTÁ RELACIONADO COM A RESOLUÇÃO ESPACIAL DA CARTA;
1:1000, SIGNIFICA DIZER QUE O ELEMENTO ESTÁ REPRESENTADO 1000 VEZES MENOR DO QUE ELE REALMENTE É.
O QUE É ESCALA MAIOR E ESCALA MENOR? A ESCALA 1:1000.000 É MAIOR QUE A ESCALA 1:5000?
> Resolução > nível de detalhes > maior a escala
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ESCALAS
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FATORES CONSIDERADOROS NA DEFINIÇÃO DA ESCALA
NÍVEL DE DETALHAMENTO DAS INFORMAÇÕES NA CARTA;
ESPAÇO DISPONÍVEL OU CONVENIENTE NO PAPEL 
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FATORES CONSIDERADOROS NA DEFINIÇÃO DA ESCALA
LIMITAÇÃO GRÁFICA DE 0,2 mm: ou seja nenhum elemento poderá ser representado em escala com menos de 0,2 mm na carta.(erro admissível)
Fixado esse limite prático, pode-se determinar o erro tolerável nas medições cujo desenho deve ser feito em determinada escala pela seguinte forma: 
e = 0,0002 m x N 
N ou M = denominador da escala e = erro tolerável em metros 0,0002 = erro máximo desejável no papel
Logo a escolha da escala depende da menor feição no terreno que deseja-se representar, portanto: 
N = menor feição(m) / 0,0002 m 
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Qual a menor Escala a ser empregada para representar um trecho de 7 Km em linha reta de uma rodovia considerando que a dimensão total da faixa de domínio é de 40 m e que a impressão do projeto deverá ser em folha de formato A3(margem esquerda de 2,5 cm e demais de 1 cm). Escolher escala usual.
Fatores a serem considerados na definição de escala:
Nível de detalhamento(Resolução);
Espaço disponível ou conveniente no papel;
Limitação Gráfica.
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Você é o engenheiro responsável por elaborar o mapeamento de uma área urbana planejada em formato retangular com 40 Km² (5 Km x 8 Km). As casas são populares e apresentam projeto padrão de 75 m² (5 m x 15 m).
 
Qual será a menor escala para que as casas tenham representação? Represente a escala Gráfica.
 
 Qual será a escala para que as dimensões da casa sejam representadas no mapa com 2 mm x 6 mm?
 
  Quais as dimensões no mapa da área urbana, quando empregar a escala 1: 20.000? 
 
 Ao empregar a escala 1: 20.000, qual o menor formato de papel da família “A” deverá ser escolhido para a elaboração do mapa? Informe as dimensões do formato escolhido. (Desconsidere as margens) 
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1) Considerando as seguintes escalas numéricas:
- 1:150000
1:1000000
1:500
Represente as respectivas escalas Gráficas.
2) Considerando as seguintes escalas Gráficas, represente as respectivas escalas numéricas.
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
 PARA QUE UMA REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA MOSTRE O MAIS PRÓXIMO A REALIDADE DEVE-SE CONSIDERAR 02 FATORES:
 A ESCALA
 SISTEMA DE COORDENADAS E PROJEÇÃO CARTOGRÁFICA
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
GLOBO: é uma representação tridimensional do dado geográfico. Esta representação mais realística que um mapa planar pois o globo mantém as propriedades espaciais (área, forma, direção e distância).
MAPA: é uma representação bidimensional da superfície curva da Terra. 
Os mapas planos são mais utilizados : facilidade de uso em representar a superfície terrestre em grandes escalas.
Quais os motivos para usarmos mais as representações em mapa?
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
GLOBO PARA MAPA = NECESSITA DE UMA PROJEÇÃO CARTOGRÁFICA. 
PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS
- OCORREM DISTORÇÕES DE UM OU MAIS PROPRIEDADES ESPACIAIS. OU SEJA, NESSA “TRANSFORMAÇÃO” ALGUMAS PROPRIEDADES SÃO MANTIDAS OUTRAS DISTORCIDAS.
- As projeções são representações planas da superfície esférica da Terra, desenhadas sobre o papel ou exibidas sobre a tela do computador. Em outras palavras, elas expressam uma superfície tridimensional em uma superfície bidimensional.
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
AS SUPERFÍCIES DE PROJEÇÃO SÃO:
PLANO
CONE
CILINDRO 
PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
PLANA
PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS
CARACTERÍSTICAS:
- As áreas próximas ao ponto de tangência apresentam MENORES deformações
PRINCIPAIS USOS:
Navegação marítima e aeronáutica;
Países – “status”.
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
CÔNICA
PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS
CARACTERÍSTICAS:
Paralelos concêntricos em relação ao vértice do cone; 
PRINCIPAIS USOS:
São mais utilizadas para representações cartográficas de áreas de altas latitudes-América do Norte, Europa e norte da Ásia.
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
CILINDRICA 
PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS
CARACTERÍSTICAS:
Deformam as superfícies de altas latitudes;
 Mantém as de baixa em forma e dimensão mais próxima do real;
 Apresentam os meridianos e paralelos retos e perpendiculares.
 Mais conhecida Mercator e Peter
PRINCIPAIS USOS:
 Mais usada na cartografia.
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
FORMA E DIMENSÕES DA TERRA
- É inconcebível definir essa forma matematicamente
SUPERFÍCIE TOPOGRÁFICA
FORMA VERDADEIRA DA TERRA COM SEUS VALES E MONTANHAS.
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
FORMA E DIMENSÕES DA TERRA
Não tem definição matemática. 
 Usado como referência padrão para medidas de altitudes.
GEÓIDE
É A REFERÊNCIA PADRÃO PARA AS ALTITUDES
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
FORMA E DIMENSÕES DA TERRA
- Usado como referência padrão pela GEODÉSIA para medidas de latitude e longitude.
ELIPSÓIDE 
MODELO MATEMÁTICO QUE MAIS SE APROXIMA DO GEÓIDE.
 SUPERFÍCIE PADRÃO PARA COORDENADAS PLANIMÉTRICAS. MAPAS, CARTAS, SISTEMA GPS E SISTEMAS DE NAVEGAÇÃO USAM O MODELO ELIPSÓIDICO.
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
FORMA E DIMENSÕES DA TERRA
ELIPSÓIDE 
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
FORMA E DIMENSÕES DA TERRA
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
DATUM VERTICAL E HORIZONTAL
DATUM HORIZONTAL: 
É UM SISTEMA DE REFERÊNCIA PADRÃO ADOTADO POR UM PAÍS, UMA REGIÃO OU POR TODO O PLANETA AO QUAL DEVEM SER REFERENCIADAS AS POSIÇÕES GEOGRÁFICAS(LATITUDE E LONGITUDE). 
É UM PONTO DE AMARRAÇÃO – REFERÊNCIA
EXISTEM VÁRIOS DATUNS HORIZONTAIS
Elipsóide de referência adotado
Ponto de coordenadas geodésicas (lat, long)
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REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA
DATUM VERTICAL E HORIZONTAL
DATUM HORIZONTAL NO BRASIL 
CORRÉGO ALEGRE (Usado até 1977 )
 SAD- 69 (South Ammerican Datum – 1969- oficial adotado por Lei até 2005 )
 WGS- 84 (World Geodetic System, 1984- mundial)
 SIRGAS (Novo Datum oficial adotado por Lei após 2005)
DATUM VERTICAL NO BRASIL - IMBITUBA
Datum vertical do Sistema Geodésico Brasileiro, definido pelo nível médio do mar no Porto de Imbituba (SC)
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CLASSIFICAÇÃO DOS MAPAS 
 MAPA: documento relacionado com escala pequena, representação plana, área delimitada por acidentes naturais e divisões político administrativa, destinação: fins temáticos, culturais ou ilustrativos.
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CLASSIFICAÇÃO DOS MAPAS 
 CARTA: documento relacionado com escalas médias ou grande, representação plana, desdobramento em folhas articuladas de maneira sistemática; limites das folhas constituídos por linhas convencionais(meridianos e paralelos), destinada à avaliação precisa de direções, distâncias e localização de pontos, áreas e detalhes, planejamento e engenharia.
 PLANTAS: documento relacionado com escalas grandes, representando áreas de pequenas dimensões e se desconsidera a curvatura da Terra. Ex: plantas cadastrais
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CLASSIFICAÇÃO DOS MAPAS - OBJETIVO 
 GERAL: um mapa geral é aquele que atende a uma gama imensa e indeterminada de usuários. Ex: mapas do IBGE na escala 1:5.000.000, que apresenta todos os estados, países vizinhos, informações físicas e culturais. 
 TEMÁTICOS: são mapas, cartas ou plantas em qualquer escala, destinadas a um tema específico, necessária a pesquisa sócio econômica, de recursos naturais e estudos ambientais, exprime conhecimentos particulares para uso geral. 
 ESPECIAL: são mapas, cartas ou plantas para grandes grupos de usuários muito distinto entre si, e cada um deles, concebido para atender determinada faixa técnica ou científica. Exs: cartas náuticas, aeronáuticas, para fins militares, meteorológicas, regularização fundiária, plantas de situação para engenharia. 
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EXERCÍCIOS
1- Entre as escalas seguintes, qual pode ser considerada “maior”? E menor? Explique.
1: 1.000 1: 3.000.000 1:1
2- Desenhe as escalas gráficas das seguintes escalas numéricas: 1: 1.000 e 1: 300
3- Tendo as seguintes escalas gráficas, calcule as escalas numéricas.
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EXERCÍCIOS
3- Num país, o mapa em escala 1: 250.000 apresenta a distância de 25 cm entre as duas principais cidades. A distância entre elas, no terreno é: a)      10 km; b)      625 km; c)      100 km; d)      62,5 km; e)      6.250 km. 
4- Imagine a seguinte situação: Você está no início de uma avenida e deseja ir até o “shopping center” que se situa no final dessa avenida. De posse da planta da cidade, você quer saber exatamente quantos metros terá de andar até chegar ao “shopping center”, sabendo que a planta da cidade está representada na escala 1:5000 e que a distância do ponto que você está até o “shopping center” representado mede 40 cm. Assim, você terá de andar a) 20 metros. b) 200 metros. c) 2000 metros. d) 40 metros. 
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EXERCÍCIOS
5- Calcule a escala (numérica, gráfica ) de um determinado mapa, no qual dois pontos, que estão afastados por 1.200 quilômetros no terreno, estejam separados por 50 milímetros.
 
6- "Em um mapa geográfico de escala não referida, a menor distância entre duas cidades é representada por 0,5 decímetro. Sabendo-se que a distância real entre ambas é de 500 km, em linha reta, determine a escala em que o mapa foi desenhado". 
9- Considerando uma região da superfície da Terra que se queira mapear e que possua muitos acidentes de 10 m de extensão, qual será a menor escala que se deve adotar para que esses acidentes tenham representação?
10- Foi solicitado um mapeamento de uma trilha ecológica em linha reta de 11 km, que será construída em um parque. Todo o projeto de mapeamento foi impresso em folhas de tamanho A4 (210 x 297 mm). Dentre as escalas abaixo, qual foi utilizada para que toda a trilha fosse representada na folha? a) 1 : 1,1 b) 1 : 22 c) 1 : 1.100 d) 1 : 20.000 e) 1 : 40.000