Batimetria

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Batimetria
ECV5631-02207A (20182) - Topografia Aplicada
Bathus- profundo
Metron-medida
Conceito:
Medição de profundidade de massas de água (rios, mares, oceanos, lagos)
Representação cartográfica:
Isóbatas- linhas que ligam pontos equidistantes verticalmente. As isóbatas geram as curvas batimétricas.
Abordagem:
Planimétrica- eixos vertical e horizontal
Fornece a posição da embarcação onde se encontra a estação (por DGPS ou irradiação)
Obtenção de profundidade
Maneiras de se obter a profundidade:
Forma direta: prumo de mão, máquina de sondar e estádias
Forma indireta: sensores acústicos: ecobatímetro ou ADCP 
O estudo batimétrico:
Segue princípios, métodos e convenções.
Planejamento: 
Localização
Contato com órgãos 
Inspeção local
-Feitas essas etapas é possível determinar a metodologia.
Aplicações da Batimetria
Hidrometria
Processos de mineração
Controle de assoreamento
Hidrometria
Hidrometria - Medição de cotas de rios e vazão d’água:
Medição de cotas de rios;
Forma direta: medição do nível de água e o nível de sedimentos do canal através da régua linimétrica;
Forma indireta: Na medição da vazão d’água, utiliza-se a batimetria para cálculo da área da secção transversal;
Importante: projetos de irrigação, de racionalização do uso da água, etc.
Processos de mineração
Pesquisa mineral em lagoas e leitos de rios, expressando dados como a profundidade de extração e, aliado a outras ferramentas, cubagem de jazidas e vida útil de exploração de minas. 
Consultoria ambiental: licenciamentos e monitoramento de áreas onde há extração mineral, tanto em rios, lagoas, como também em áreas de cava.
Controle de assoreamento
Retenção de sedimentos Formação de barragens 
 Assoreamento gradual. 
 Modificação da morfologia do relevo
 Reavaliação periódica
 
Com auxílio de dragas de sucção e recalque, é possível executar a remoção de materiais sólidos do fundo de corpos d’água como lodo e areia.
Metodologia
Vara de sondagem
Ecobatímetro
ADCP
Vara de sondagem
Vara rígida graduada em centímetros vertical e um cabo de aço esticado entre as duas extremidades do corpo d’água para acompanhar o perfil desejado;
Simples e baixo custo;
Áreas com pequena profundidade;
Inviabilidade em águas mais profundas;
Vazão do rio pode causar o deslocamento da posição vertical da vara;
Obtenção descontínua de dados;
Grande possibilidade de erros grosseiros;
Necessidade de muita mão de obra;
Restabelecimento de linhas base.
Ecobatímetro
Baseia-se na medição do tempo decorrido entre a emissão de um pulso sonoro e a recepção do mesmo sinal após ser refletido. O som é captado pelo transdutor que converte as ondas de pressão do eco em sinais elétricos, gerando um ecograma;
Desvantagens: a presença de muitos sedimentos pode distorcer a profundidade real; têm alto custo; e necessita de mão-de-obra qualificada;
Vantagens: precisão, rapidez e a dispensa de anotações manuais e linhas de base.
ADCP 
(Acoustic Doppler Current Profiler)
Utiliza o efeito Doppler (mudança observada na frequência de uma onda qualquer resultante do movimento relativo entre a fonte e o observador) transmitindo pulsos sonoros de frequência fixa;
Quatro feixes independentes. A profundidade utilizada é determinada a partir da média;
O uso da média da profundidade coletada de cada feixe acústico do equipamento Doppler possibilita conclusões errôneas (menores profundidades em canais artificiais por exemplo);
Também são mais caros porém muito mais práticos.
Definição da posição da embarcação
Dificuldade de levantamento batimétrico: posicionamento dinâmico da embarcação 
Ondas embarcação sofre movimentos translacionais e rotacionais. 
Necessário medir e calcular seu movimento para obter sua posição e posterior transporte de coordenadas para o fundo submarino. 
GPS + método diferencial: movimentos descritos de acordo com um sistema tridimensional local de coordenadas cartesiana com origem no centro de massa da embarcação, na altura da lâmina d´água. 
Métodos para obter a posição da embarcação no instante da tomada da profundidade
estimado 
Estimativas visuais da embarcação com relação a pontos de referência situados em terra
ASTRONÔMICO
Medições angulares de alguns astros com relação à posição da embarcação
Visual (ótico)
Medições angulares com relação a pontos de apoio que estão situados em terra (através de interseções à vante e à ré), com a embarcação
ELETRÔNICO
Medições de distâncias a partir de estações de apoio em terra ou utilizando-se de sinais de satélites (por exemplo GPS, GLONASS, GALILEO)
Misto
 Caso sejam utilizadas medições angulares e de distâncias a partir de estações de apoio em terra para o posicionamento da embarcação, tem-se o método misto
Método eletrônico
 O método eletrônico que utiliza sinais de satélites é na atualidade o mais empregado. 
3 sistemas principais:
Sistema acústico;
Sistema inercial;
Sistema de posicionamento global (GNSS).
Devem estar alinhados corretamente a fim de se evitar erros sistemáticos que comprometam a precisão.
Alinhamento absoluto
 O alinhamento absoluto está relacionado à disposição dos sistemas na embarcação, a qual deveria estar totalmente estável;
Pequenas embarcações- antena GNSS;
Médias e grandes embarcações- vetores das posições da antena GNSS e do transdutor chamados offsets dos respectivos sensores. O sensor do sistema inercial deve estar posicionado na origem do sistema de referência (centro de massa da embarcação).    
Alinhamento relativo
Alinhamento relativo- erros de sincronismo entre os sistemas em função da latência entre os sensores e diferenças entre as marchas dos relógios dos sistemas de posicionamento por satélite, acústico e inercial;
A latência é minimizada por calibrações anteriores ao levantamento;
A diferença de marcha dos relógios é compensada pelo uso de programas de aquisição automática que empregam o tempo UTC fornecido pelo GNSS para sincronização; 
Com o correto alinhamento dos sistemas pode-se transferir as coordenadas cartesianas da antena GNSS para o ponto de referência de onde foram feitas as sondagens, dispondo-se dos offsets dos sensores e aplicando as correções de atitude da embarcação indicadas pelo sensor inercial.