COORDENADAS GEOGRÁFICAS FINAL

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COORDENADAS GEOGRÁFICAS
GEOLOGIA GERAL PRÁTICA
Professor Dr. Prudêncio Castro
Monitores: Jaques F. Figueiredo
 João L. Camine
 Victória M. S. Saito
GERARDUS MERCATOR (1512-1594)
Era matemático, geógrafo, e cartógrafo, mundialmente conhecido por sua 
Projeção Mercator.
Em 1569, desenvolveu matematicamente a famosa projeção cilíndrica do globo
terrestre, sobre uma carta plana, revolucionando a cartografia da época, embora 
apresentasse distorções.
A projeção de Mercator permite introduzir outro tipo de projeção muito utilizada em
 cartografia; a UTM (Universal Transversa de Mercator), uma projeção cilíndrica transversa 
secante.
A sua obra é considerada como um marco importante no processo de representação da Terra.
PROJEÇÃO MERCATOR
A projeção de Mercator conserva o formato dos continentes, mas altera a dimensão de suas áreas. Ela divide o planeta em 24 meridianos e 12 paralelos (os mesmos elaborados para estabelecer os fusos horários), igualmente espaçados e distribuídos sobre a camada terrestre.
O principal mérito da projeção de Mercator foi a sua capacidade de representar uma loxodrômia cartograficamente como uma reta. 
Assim como toda e qualquer projeção que objetive representar em um plano a esfera terrestre, a carta de Mercator apresenta algumas distorções. 
Essas distorções ocorrem no tamanho das áreas dos continentes, de forma que elas se tornam mais evidentes à medida que nos aproximamos dos polos.
CARACTERÍSTICAS
EXEMPLOS
A América do Sul, por exemplo, parece menor que a Groenlândia mas na verdade é nove vezes maior (17,8 milhões de km² contra 2,1 milhões).
 
A Índia (3,3 milhões de km²) parece menor que a Escandinávia (1,1 milhões de km²).
A Europa (9,7 milhões de km²) parece maior que a América do Sul, embora esta seja quase duas vezes maior. A projeção de Mercator permite introduzir outro tipo de projeção muito utilizada em cartografia; a UTM (Universal Transversa de Mercator), uma projeção cilíndrica transversa secante.
A Antártida ou Antártica com uma superfície de 14 milhões de km² é colossalmente representada no mapa, mesmo tendo uma área menor que a da América do Sul, parece imensamente maior, 3 a 4 vezes . 
DEFINIÇÃO UTM (Universal Transversa de Mercator) 
UTM é um sistema de coordenadas baseado no plano cartesiano (eixo x,y).
Utiliza-se metro (m) como unidade para medir distâncias e determinar a posição de um objeto.
O sistema UTM, não acompanha a curvatura da Terra e por isso seus pares de coordenadas também são chamados de coordenadas planas.
De uma forma mais simples, o mundo é dividido em 60 fusos, onde cada um se estende por 6º de longitude.
Estas coordenadas são obtidas a partir de procedimentos matemáticos os quais transformam as coordenadas geodésicas (que são curvas), em coordenadas planas.
 A imagem abaixo representa esses fusos, com a linha horizontal representando o Equador e a vertical, o Meridiano Central do Fuso UTM.
Quanto mais próxima da Linha do Equador for a posição no mapa, menor será a sua distorção e aplicação de Escala para distância.
A distorção do mapa medido em UTM tende a ser maior nos polos e a medida em que se afastam da Linha do Equador e do Meridiano de Greenwich, logo a “conversão” para o tamanho real da área passará por uma aplicação de escala já pré-definida no mapa.
PROJEÇÃO MERCATOR X UNIVERSAL TRANVERSA DE MERCATOR
Na imagem abaixo é possível notar-se a UTM, provêm de uma projeção anterior.
Em “Mercator”, uma projeção onde a elipse se comporta e é representada por “retas tangentes’’, e curvas.
Em “Transverso de Mercator” vemos que a representação passa a ser transversal à “Projeção de Mercator”, o que inicia assim a planificação do globo terrestre, ou seja, a representação de algo curvo em um plano.
UTM
DEFINIÇÃO PRÁTICA
De maneira didática, a Projeção de Mercator, sendo curva e oblíquia, (elipse) acompanhando a aparência do Globo Terrestre, é redistribuída em um plano horizontal.
Nesse plano há uma divisão de áreas exatas (fusos), são 60 e variam de 6 em 6 graus, sendo o primeiro fuso 180 graus, o segundo 174 graus, e assim consecutivamente variando de W-E.
De N-S há outros 20 fusos horizontais, paralelos à Linha do Equador e que variam de 8 em 8 graus sendo 0 graus a Linha do Equador e 80 graus nos polos.
Porém, a área não pode ser representada de maneira fiel, já que rejeita a curva e qualquer comprimento curvo, logo cada uma dessas zonas terão o mesmo tamanho, mesmo em realidade sendo diferentes. (Salvo exceções como zonas 35 em 80º N)
FUSOS DE UTM
OBS: De maneira prática a planificação do Globo Terrestre acontece através da intersecção entre retas secantes à elipse, com o movimento do cilindro, representando vários fusos planos.
ESCALAS PARA DINAMIZAÇÃO DA UTM
 No sistema UTM é adotado um elipsóide de referência que procura ser unificado com um elipsóide internacional, cujos parâmetros vêm sendo determinados com maior precisão. 
Usa-se um fator de redução de escala, que corresponde a tomar um cilindro reduzido a esse valor, de forma a se tornar secante ao esferóide terrestre. 
Isso diminui o valor absoluto das deformações, e em vez de se ter uma linha de verdadeira grandeza (k=1) e deformações sempre positivas (ampliações), passam-se a ter duas linhas de deformação nula (K=1), com redução no interior (k <1) e ampliação no exterior (k>1).
Elipsóide de revolução é uma superfície matemática adotada como referência para o cálculo de posições, distâncias, direções e outros elementos geométricos da mensuração, o elipsoide se ajusta ao Geóide com uma aproximação de primeira ordem, para um bom ajuste, cada país ou região adotou um Elipsóide de referência diferente e que melhor ajustou às suas dimensões. O elipsóide de revolução difere do geóide em até ± 50 metros (VEIGA; ZANETTI e FAGGION, 2013, p.12).
PONTOS POSITIVOS DA UTM
PRÓS: 
Uso é recomendado em cartas náuticas,
Para representações que possuam uma escala muito grande (áreas muito pequenas), 
Representação de mapas planisféricos,
É o sistema marjoritário em uso em GPS’s, 
Delimitação de mapas abordados em região específica,
Utilização em mapas governamentais,
Utilização em mapas de trabalhos acadêmicos
Utilização das coordenadas UTM para os pontos visitadso em campo, para a realização do relatório de campo.
PONTOS NEGATIVOS DA UTM
CONTRAS:
Deformação do tamanho real dos continentes, países ou regiões abordadas.
Pode ser um pouco complicado de manusear, mas nada muito difícil.
Necessário uso de escalas de conversão na latitude/longitudes específicas propostas.
SISTEMA DE COORDENADAS CARTESIANAS
Um sistema coordenado cartesiano no espaço 3-D é caracterizado por um conjunto de três retas (x,y e z), denominados de eixos coordenados, mutuamente perpendiculares.
 Ele associado à um Sistema de Referência Geodésico, recebe a denominação de Sistema Cartesiano Geodésico de modo que: O eixo X coincidente ao plano equatorial, positivo na direção de longitude 0°; O eixo Y coincidente ao plano equatorial, positivo na direção de longitude 90°; e O eixo Z é paralelo ao eixo de rotação da Terra e positivo na direção norte.
A origem é definida quanto a localização. Se está localizada no centro de massas da Terra (geocêntro), as coordenadas são denominadas de geocêntricas, usualmente utilizadas no posicionamento à satélites, como é o caso do WGS84, SIRGAS 2000, SAD69.
SISTEMA DE COORDENADAS GEODÉSICAS
Um ponto na superfície definido por suas coordenadas geodésicas (latitude, longitude e altitude geométrica ou elipsoidal) considera-se um elipsóide de revolução. 
Define-se como coordenadas geodésicas de um ponto P qualquer na superfície do elipsóide como: Latitude geodésica é o ângulo formado entre a normal (linha perpendicular ao elipsóide) no ponto considerado e o plano equatorial do elipsóide. 
Longitude geodésica é o ângulo formado entre o meridiano de origem (Greenwich) e o meridiano do ponto considerado, contado sobre
o plano equatorial. Esta coordenada é positiva a leste de Greenwich e negativa a oeste. Podendo ser indicada pelas letras E e W para leste ou oeste respectivamente.
Altitude geométrica ou elipsoidal corresponde à distância entre o ponto considerado à superfície do elipsóide medida sobre a sua normal. 
Esta coordenada é nula sobre o elipsóide. As coordenadas curvilíneas podem ser representadas em um sistema cartesiano, através de formulações que fazem associações entre estes dois sistemas (Cartesiano e Geodésico). Tais formulações podem ser encontradas na “Resolução da Presidência da República nº 23 de 21/02/89 (IBGE, 2013).
SISTEMA DE COORDENADAS PLANAS
As coordenadas podem ser representadas no plano através dos componentes Norte (N) e Leste (E) regularmente utilizadas em mapas e cartas, referidas a um determinado sistema de referência geodésico.
 Para representar uma superfície curva em plana são necessárias formulações matemáticas chamadas de projeções. 
Diferentes projeções poderão ser utilizadas na confecção de mapas, no Brasil a projeção mais utilizada é a Universal Transversa de Mercator (UTM).
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 14.166 – Rede de referência. Disponível em: http://pt.scribd.com/doc/56362525/NBR-14166. Acesso em: maio de 2013.
BAKKER, M. P. R. Introdução ao estudo da Cartografia: noções básicas. Rio de Janeiro: D. H. N., 1965.
BORGES, Alberto de Campos. Topografia. São Paulo: Edgard Bluncher, 1977.
BORGES, Alberto de Campos. Topografia. 2. Ed. Revista e ampliada. São Paulo: Edgard Bluncher, 2004.
BRANDALIZE, M.C.B. Topografia. PUC/BR. Disponível em: www.topografia.com.br. Acesso em: maio de 2013.
CEFET – Apostila Fundamentos da Topografia. 2011.