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Topografia Unidade II- Planimetria- Levantamento topográfico Prof.: Luana Leal Fernandes Araújo luana.leal@estacio.br 1 2 Prof.: Luana Leal Topografia Sumário da aula Cálculo de coordenadas Levantamento topográfico Levantamento por triangulação 2 Levantamento por caminhamento Levantamento por irradiação 3 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento topográfico 3 4 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento topográfico Segundo a ABNT (1994) – Execução de Levantamento Topográfico, o levantamento topográfico, em qualquer de suas finalidades, deve ter, no mínimo, as seguintes fases: a) Planejamento e selec ̧ão de métodos e aparelhagem b) Apoio topográfico c) Levantamento de detalhes d) Cálculos e ajustes e) Original topográfico f) Desenho topográfico final g) Relatório técnico 4 5 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento topográfico Os levantamentos planimétricos podem ser feitos por medidas diretas, indiretas, eletrônicas ou por uma forma combinada, utilizando mais de uma delas: Medidas diretas: são as lidas diretamente no instrumento que estamos utilizando, por exemplo, quando esticamos uma trena de uma baliza a outra e fazemos a leitura do valor impresso na fita. São mais utilizadas quando levantamos pequenas porções de terrenos 5 6 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento topográfico Os levantamentos planimétricos podem ser feitos por medidas diretas, indiretas, eletrônicas ou por uma forma combinada, utilizando mais de uma delas: Medidas indiretas: são as obtidas a partir de cálculos que tidos com as leituras feitas nos aparelhos que operamos para esse fim, como a distância obtida através de cálculos quando utilizamos um teodolito, um nível e uma mira. As medidas indiretas são mais uti- lizadas em grandes porc ̧ões de terreno. 6 7 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento topográfico Os levantamentos planimétricos podem ser feitos por medidas diretas, indiretas, eletrônicas ou por uma forma combinada, utilizando mais de uma delas: Medidas eletrônicas: são aquelas que obtemos com o uso de aparelhos que possuem um processador de leituras, como no caso da trena a laser e da estação total. Essas medidas poderão depender ou não de um anteparo. No caso da estação total, o anteparo utilizado é o prisma. Essas medidas também são empregadas, na maioria dos casos, para grandes extensões, já que o custo de uma estac ̧ão total justificaria seu uso. 7 8 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento topográfico DH é a distância horizontal citada, H é a diferença entre o fio superior e o fio inferior, α é o ângulo vertical de inclinação da luneta e C é uma constante de construção do aparelho. C = 0 se a luneta for analática, e se for alática pode variar de 25 a 50 cm, sendo indicado pelo fabricante. 8 9 Prof.: Luana Leal Topografia • Analática e alática: luneta distanciométrica analática possui um sistema de lentes que faz com que o vértice do ângulo diastiométrico venha a cair em um ponto do eixo ótico no interior da luneta. Se esse ponto é o centro do instrumento, ela é centralmente analática. • Esse problema foi resolvido ao se adotar para a objetiva um sistema composto de duas lentes: a primeira das quais constitui a objetiva propriamente dita e a segunda, chamada lente analática, é colocada no interior da luneta de modo que o foco anterior do sistema, e, portanto, o ponto analático, coincida com o centro do instrumento. Na luneta estadimétrica alática, o foco exterior da objetiva muda conforme a focalização do ponto visado. 9 10 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento topográfico Calcule a distância horizontal (DH) entre dois pontos sabendo-se que as leituras na mira foram FS = 1200, FM = 1000, FI = 0800, que o ângulo de inclinação da luneta foi 25o 05’ 22”, e a luneta é analática. 10 11 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento topográfico O levantamento planimétrico tem por objetivo representar, por meio de desenho em planta, as porções de terra de interesse, que podem ser: » para registro em cartório de imóveis; » para desenvolvimento de projetos; » para controles das dimensões da área; » para liberac ̧ão de uso da área etc. 11 12 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento topográfico Poligonal Topográfica É a sucessão de vários alinhamentos topográficos, interligados por pontos denominados vértices. Esta definição se aplica bem, principalmente quando o método de levantamento topográfico utilizado é o do caminhamento perimétrico. Veremos este método adiante com mais detalhes. • Exemplo de Poligonal: 12 13 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento topográfico Os métodos mais usuais dos levantamentos planimétricos são: por triangulac ̧ão por irradiac ̧ão por caminhamento. O método por caminhamento é mais conhecido por método da poligonal. 13 14 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento topográfico Durante um levantamento topográfico, normalmente são determinados pontos de apoio ao levantamento (pontos planimétricos, altimétricos ou planialtimétricos). A partir destes, são levantados os demais pontos que permitem representar a área levantada. A primeira etapa pode ser chamada de estabelecimento do apoio topográfico e a segunda de levantamento de detalhes. 14 15 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento topográfico NBR 13133 (ABNT 1994) define os pontos de apoio por: “pontos, convenientemente distribuídos, que amarram ao terreno o levantamento topográfico e, por isso, devem ser materializados por estacas, piquetes, marcos de concreto, pinos de metal, tinta, dependendo da sua importância e permanência.” 15 16 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas 16 17 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas • Nesta fase, será detalhado o desenvolvimento necessário para a determinação das coordenadas planas, ou seja, as coordenadas x e y. 17 18 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas Representação de uma poligonal e suas respectivas projeções 18 19 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas Poligonais A NBR 13133 (ABNT, 1994) classifica as poligonais em principal, secundária e auxiliar: – Poligonal principal: poligonal que determina os pontos de apoio topográfico de primeira ordem; – Poligonal secundária: aquela que, apoiada nos vértice da poligonal principaldetermina os pontos de apoio topográfico de segunda ordem. 19 20 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas Poligonais A NBR 13133 (ABNT, 1994) classifica as poligonais em principal, secundária e auxiliar: - Poligonal principal: poligonal que, baseada nos pontos de apoio topográfico planimétrico, tem seus vértices distribuídos na área ou faixa a ser levantada, de tal forma que seja possível coletar, direta ou indiretamente, por irradiação, interseção ou ordenadas sobre uma linha de base, os pontos de detalhes julgados importantes, que devem ser estabelecidos pela escala ou nível de detalhamento do levantamento. 20 21 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas 21 22 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas As poligonais levantadas em campo poderão ser fechadas, enquadradas ou abertas: Poligonal fechada: parte de um ponto com coordenadas conhecidas e retorna ao mesmo ponto. Sua principal vantagem é permitir a verificação de erro de fechamento angular e linear. 22 23 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas As poligonais levantadas em campo poderão ser fechadas, enquadradas ou abertas: Poligonal enquadrada: parte de dois pontos com coordenadas conhecidas e acaba em outros dois pontos com coordenadas conhecidas. Permite a verificação do erro de fechamento angular e linear. 23 24 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas As poligonais levantadas em campo poderão ser fechadas, enquadradas ou abertas: Poligonal aberta: parte de um ponto com coordenadas conhecidas e acaba em um ponto cujas coordenadas deseja-se determinar. Não é possível determinar erros de fechamento, portanto devem-se tomar todos os cuidados necessários durante o levantamento de campo para evitá-los. 24 25 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas Para o levantamento de uma poligonal é necessário ter no mínimo um ponto com coordenadas conhecidas e uma orientação. Segundo a NBR 13133 (ABNT, 1994 p.7), na hipótese do apoio topográfico vincular-se à rede geodésica (Sistema Geodésico Brasileiro – SGB), a situação ideal é que pelo menos dois pontos de coordenadas conhecidas sejam comuns . Neste caso é possível, a partir dos dois pontos determinar um azimute de partida para o levantamento da poligonal. 25 Dois pontos com coordenadas conhecidas e vinculadas ao SGB comuns a poligonal. 26 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas LEVANTAMENTO DA POLIGONAL Um dos elementos necessários para a definição de uma poligonal são os ângulos formados por seus lados. A medição destes ângulos pode ser feita utilizando técnicas como pares conjugados, repetição ou outra forma de medição de ângulos. Normalmente são determinados os ângulos externos ou internos da poligonal. Também, é comum realizar a medida dos ângulos de deflexão dos lados da poligonal. 26 27 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas 27 28 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas 28 29 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas Estação Ré e Estação Vante O sentido de caminhamento para o levantamento da poligonal será o sentido horário. No sentido de caminhamento da poligonal, a estação anterior denomina-se de estação RÉ e a estação seguinte de VANTE. 29 30 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo de coordenadas Ângulo horizontal =leitura vante – leitura ré • Neste caso os ângulos determinados são chamados de ângulos horizontais horários (externos) e são obtidos da seguinte forma: estaciona-se o equipamento na estação onde serão efetuadas as medições, faz-se a pontaria na estação ré e depois faz-se a pontaria na estação vante. 30 31 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por triangulação 31 32 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por triangulação No levantamento por triangulação procedemos previamente o desenho do croquis dividindo a área a ser medida em tria ̂ngulos. Primeiro definimos triângulos mestres, que passarão por pontos conhecidos e servirão de apoio ou base, e, na sequência, definimos os triângulos menores, que farão a amarração dos detalhes. Assim que determinamos no croquis a rede de triângulos, passamos para o trabalho de campo, no qual iremos efetuar as medidas lineares e angulares. O levantamento por triangulação é mais empregado em pequenas áreas e pode ser feito com medidas diretas e indiretas. 32 33 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por triangulação 33 A área de cada triângulo será calculada pela seguinte fórmula: A = p(p - a)(p -b)(p - c) , onde p = a + b + c 2 34 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por triangulação Tomando como exemplo um terreno com o formato mostrado na Figura 6.3, deve-se proceder da seguinte maneira: 34 35 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por triangulação • Primeiro passo: para o desenho do croquis, você fará um esboço aproximado do formato do terreno, que aqui foi descrito pelos pontos a, b, c, d e e. • Segundo passo: irá criar, no croquis, os triângulos ade, abd e bcd. • Terceiro passo: em cada triângulo já mencionado, fazer as medidas lineares dos lados e as medidas angulares de seus vértices, anotando na planilha própria. • Quarto passo: com os instrumentos de desenho - escalímetro, transferidor, esquadros e compasso -, passar esses dados para o papel, observando a escala escolhida. • Quinto passo: com o desenho pronto, fazer a descrição do terreno constando sua orientação, calcular sua área e os demais dados necessários. 35 36 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento ou poligonal 36 37 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento • É o tipo de levantamento no qual vamos percorrer todo o “trajeto” escolhido para a instalação das estações, que servirão de apoio para a amarração dos pontos pretendidos na definição do traçado. No levantamento de uma área rural, por exemplo, esse traçado deverá conter as divisas, bem como todos os acidentes naturais e artificiais. • As poligonais poderão ser abertas ou fechadas. No nosso estudo vamos nos deter nas fechadas, pois o que se aplica a elas pode se estender às abertas. 37 38 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento 38 39 Prof.: LuanaLeal Topografia Levantamento por caminhamento 39 40 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento 40 41 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento 41 42 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento Este levantamento é feito com aparelhos que possam fornecer medidas lineares (distâncias) e medidas angulares (ângulos). O aparelho mais comum empregado é o teodolito, mas podemos empregar também a bússola, o nível ou a estac ̧ão total. 42 43 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento • Com o emprego da bússola faremos a leitura direta dos ângulos; • As distâncias entre os pontos de amarração precisam ser feitas com trena, e a porção de terreno medida tem que ser pequena. Uma precisão menor também é característica desse procedimento. 43 44 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento • Utilizando o nível necessitamos encontrar um terreno com pouquíssimas alterações no relevo, pois esse aparelho nos impõe essa limitação, sendo que sua luneta somente faz leituras de ângulos horizontais. • Dependendo do modelo do nível empregado, a leitura desses ângulos horizontais também não oferece muita precisão. • A mira será o instrumento usado para a obtenção das distâncias, que serão indiretas. 44 45 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento • Fazendo o uso do teodolito, teremos uma precisão melhor que a dos métodos em que empre- gamos a bússola ou o nível. A mira também servirá de instrumento para se obter as medidas lineares, que serão indiretas porque requerem cálculos posteriores, e a medida dos ângulos também será leitura direta, porém mais precisa que na bússola e no nível. 45 46 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento • Ao empregarmos a estac ̧ão total para esse tipo de levantamento estaremos fazendo um trabalho bem próximo do “perfeito”. A estação total nos dá excelente precisão, diminui consideravelmente o tempo dispendido, bem como a quantidade de acessórios e de pessoal. • Isto sem contar que os dados levantados serão armazenados em seu processador, baixando em muito a possibilidade de erro. Como já lembramos, só precisamos levar em conta o “custo x benefício”. 46 47 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento Procedimento para levantamento por poligonal » Primeiro passo: após o contato com o interessado, você deve fazer uma visita ao local para trac ̧ar as estratégias » Segundo passo: traçar no croquis o modelo da poligonal escolhida, definindo seu formato e os acidentes a ser levantados » Terceiro passo: estacionar o aparelho, teodolito ou estação total no primeiro vértice da poligonal, ou seja, na primeira estação, que no caso é o ponto A. Escolher o sentido do caminhamento, horário ou anti-horário. 47 48 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento Procedimento para levantamento por poligonal Se for usado o teodolito: » Quarto passo: escolhendo o sentido horário do caminhamento, fazer as leituras no último vértice do caminhamento, leitura de ré na estação N, e em seguida fazer a leitura no pró- ximo vértice, leitura de vante na estação B, anotando todas as leituras na planilha própria, mostrada na Tabela 6.1. 48 49 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento Procedimento para levantamento por poligonal » Terceiro passo: estacionar o aparelho, teodolito ou estação total no primeiro vértice da poligonal, ou seja, na primeira estação, que no caso é o ponto A. Escolher o sentido do caminhamento, horário ou anti-horário. Se for usado o teodolito: » Quarto passo: escolhendo o sentido horário do caminhamento, fazer as leituras no último vértice do caminhamento, leitura de ré na estação N, e em seguida fazer a leitura no próximo vértice, leitura de vante na estação B, anotando todas as leituras na planilha própria, mostrada na Tabela 6.1. 49 50 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento Procedimento para levantamento por poligonal 50 51 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento Procedimento para levantamento por poligonal • Se for usada a estac ̧ão total: » Quinto passo: escolhendo o sentido horário do caminhamento, fazer as leituras no último vértice, ou seja, a leitura de ré na estação N e, em seguida, fazer a leitura no próximo vértice, leitura de vante na estação B, registrando todos os dados no coletor. » Sexto passo: fazer as leituras dos pontos de amarração dos acidentes, naturais e artificiais, ou seja, os pontos da divisa, da estrada e do curral. Tomando ainda a estação A como exemplo, a partir daí proceder a leitura dos pontos 1, 2, 3, 4, 5, 6, e 7. Só então passar ao vértice B. » Sétimo passo: estacionar o aparelho no segundo vértice, estação B, fazer a leitura de ré na estação A, e a leitura de vante na estac ̧ão C. » Oitavo passo: repetir as operações em todos os vértices até terminar o levantamento no vértice N. 51 52 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento Procedimento para levantamento por poligonal • Se for usado o teodolito: » Nono passo: no escritório, proceder aos cálculos, fazer o fechamento angular e o linear. » Décimo passo: com os instrumentos de desenho – escalímetro, transferidor, esquadros e compasso –, passar esses dados para o papel, observando a escala escolhida. » Décimo primeiro passo: com o desenho pronto, fazer a descrição do terreno, o cálculo de sua área e os demais dados necessários, como o procedido nos levantamentos anteriores; Se for usada a estac ̧ão total: » Décimo segundo passo: “descarregar” os dados no programa específico e trabalhar digitalmente até que se obtenha o desenho final. Imprimir, se for o caso. 52 53 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento Fechamento da poligonal Chamamos de fechamento toda operação necessária para que o polígono levantado se com- pare ao geométrico. Esse fechamento já começa nas operações de campo: nas repetidas leituras dos a ̂ngulos dos vértices, nas leituras de vante e ré para os lados da poligonal, por exemplo. A comparação entre os polígonos precisa ser feita para que o levantamento tenha sua credibilidade assegurada e o desenho “feche”. O fechamento deverá ser feito nas medidas angulares e nas lineares, devendo ser executado na ordem apresentada a seguir. 53 54 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento Fechamento da poligonal Fechamento angular Você precisasomar os ângulos do polígono levantado e compará-lo com o do polígono geométrico. A diferença que aparecer, seja para mais ou para menos, deverá ser descontada ou acrescida em cada ângulo proporcionalmente. Essa diferença tem um limite, que chamamos tolerância. Para melhor compreensão. 54 55 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento Fechamento da poligonal Fechamento angular Exemplo: Você foi ao campo e levantou uma poligonal com oito lados cujos ângulos dos vértices mediram: Se a poligonal que você levantou no campo tem oito lados, ela tem que ser comparada a um octógono. Sabendo-se que a soma dos ângulos internos de um polígono qualquer é definida pela expressão: Sendo n o número de vértices, ou lados, de um polígono, teremos: 55 56 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento Fechamento da poligonal Fechamento angular Exemplo: Você foi ao campo e levantou uma poligonal com oito lados cujos ângulos dos vértices mediram: Faça na calculadora o seguinte procedimento: some os ângulos internos da poligonal que você levantou e terá 528°. Comparando esse total com a soma do polígono geométrico, você terá a seguinte diferenc ̧a: 528° – 520° = 8°. Tomando os 8° de diferença levantados a mais e dividindo pelo número de vértices, você terá: 8°/8 vértices = 1°. 56 57 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento Fechamento da poligonal Fechamento angular Exemplo: Você foi ao campo e levantou uma poligonal com oito lados cujos ângulos dos vértices mediram: Tomando o 1° obtido na divisão e subtraindo em cada ângulo lido ao levantar a poligonal, você vai obter o ângulo a ser adotado no desenho do levantamento, ou seja, cada ângulo levantado sofrerá uma modificação no seu valor original, ficando da seguinte maneira: 57 58 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento Fechamento da poligonal Fechamento linear Para o fechamento linear, você precisa desenhar a poligonal utilizando os ângulos calculados e os lados levantados, em escala. Colocar esse desenho em um par de eixos X e Y, de orientação de coordenadas, fazer projeções ortogonais sobre os eixos e segundo o somatório das projeções em cada eixo, fazer a verificação se está “passando” ou “faltando” nas distâncias dos lados, que deverão ser descontadas ou acrescidas proporcionalmente ao número de lados, com o mesmo procedimento já adotado do fechamento angular. A diferenc ̧a encontrada tem um limite de tolerância. 58 59 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento 59 60 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento 60 61 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por caminhamento 61 62 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por irradiação 62 63 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por irradiação Aplica-se a qualquer levantamento de áreas pequenas ou amarrações de detalhes artificiais e naturais. Utiliza-se teodolito, trena e balizas. Consiste em instalar um ponto no interior da área a ser levantada, e com o teodolito calado neste ponto (zerado no Norte), determina- se Azimutes e distâncias para cada um dos vértices da área. 63 64 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por irradiação 64 65 Prof.: Luana Leal Topografia 65 66 Prof.: Luana Leal Topografia 66 67 Prof.: Luana Leal Topografia Levantamento por irradiação 67 68 Prof.: Luana Leal Topografia 68 69 Prof.: Luana Leal Topografia Cálculo da poligonal 69 70 Prof.: Luana Leal Topografia • A partir dos dados medidos em campo (ângulos e distâncias), orientação inicial e coordenadas do ponto de partida, é possível calcular as coordenadas de todos os pontos da poligonal. Inicia- se o cálculo a partir do ponto de partida (costuma-se empregar a nomenclatura OPP para designar o ponto de partida). 70 71 Prof.: Luana Leal Topografia VERIFICAÇÃO DO ERRO DE FECHAMENTO ANGULAR Para a poligonal fechada, antes de calcular o azimute das direções, é necessário fazer a verificação dos ângulos medidos. Uma vez que a poligonal forma um polígono fechado é possível verificar se houve algum erro na medição dos ângulos. 71 72 Prof.: Luana Leal Topografia VERIFICAÇÃO DO ERRO DE FECHAMENTO ANGULAR Em um polígono qualquer, o somatório dos ângulos externos deverá ser igual a: Somatório dos ângulos medidos = (n + 2) . 180º ◦ Onde “n” é o número de estações da poligonal O erro angular (ea) cometido será dado por: ◦ ea = Somatório dos ângulos medidos – (n+2).180º Para ângulos internos o somatório dos mesmos deverá ser igual ao número de estações menos dois, multiplicado por 180º. 72
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