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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA POLITÉCNICA Departamento de Engenharia de Transportes e Geodésia ENGENHARIA DE AGRIMENSURA E CARTOGRÁFICA Prof. Marcony de Paulo Ramos TOPOLOGIA ENGA50 – TOPOGRAFIA A Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA SUMÁRIO • INTRODUÇÃO; • TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; • MODELO DIGITAL DO TERRENO (MDT); • MODELO DIGITAL DE ELEVAÇÃO (MDE); Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA INTRODUÇÃO TOPOLOGIA A topologia, complemento indispensável da topometria, tem por objeto o estudo das formas exteriores da superfície terrestre e das leis a que deve obedecer seu modelado. Sua aplicação principal é na representação cartográfica do terreno pelas chamadas “CURVAS DE NÍVEL”, que são as interseções obtidas por planos equidistantes paralelos com o terreno a representar. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA INTRODUÇÃO TOPOLOGIA No estudo da altimetria torna-se imprescindível conhecer a topologia (parte descritiva da topografia). Tipos de representação: Pontos cotados; Diferença de cota; Declive; Descrição do relevo por curvas de nível; Declive entre curvas de nível; Linha de maior declive; Carta hipsométrica; MDT; MDE. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA INTRODUÇÃO TOPOLOGIA * Carta hipsométrica. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA INTRODUÇÃO TOPOLOGIA * MDT. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA INTRODUÇÃO TOPOLOGIA * MDE. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular. A primeira fase do processo de geração das curvas de nível é a triangulação dos pontos no plano horizontal. Esse processamento é obrigatório. Um dos métodos mais utilizados nos softwares é a triangulação de DELAUNAY. Este método permite uma boa distribuição dos pontos e evita triângulos muito deformados. Durante a triangulação deve-se tomar o cuidado de formar os triângulos entre os pontos mais próximos e evitar triângulos com ângulos agudos. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular. O número mínimo de pontos para gerar triângulos são três. Todos os pontos que possuírem cotas podem ser utilizados para gerar a malha das triangular. Inicia-se o processo de triangulação, desenhando os lados. Ao término da criação dos lados dos triângulos é gerado a malha triangular. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular. Ao criar a malhar triangular é necessário ter alguns cuidados. Para isto, serão apresentados algumas ferramentas: Linhas Obrigatórias. Linhas de Fronteiras. Linhas de Exclusão/Quebra. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular. Linhas de Fronteiras. A região escolhida para a interpolação geralmente não é regular. Por isso, no limite da área triangulada poderão existir triângulos com lados muito extensos. Se a interpolação for efetuada diretamente sobre esta triangulação, poderá haver distorções indesejáveis. Para evitá-las, é necessário definir uma fronteira. Fronteira é uma polilinha que determina quais lados dos triângulos deverão ser excluídos. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular. Linhas de Fronteiras. Os lados excluídos serão aqueles cujos vértices estiverem fora da área definida pela sequência de pontos. Para definir uma fronteira, é necessário inserir uma polilinha que passe pelos vértices de triângulos gerados e seja fechada. Processando a fronteira o desenho será refeito sem os lados exteriores. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA Linha de fronteira TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular. Linhas de Fronteiras. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular. Linhas de Exclusão/Quebra. A linha de exclusão (conhecida como linha de quebra) permite isolar regiões onde não se deseja curvas de nível. A definição de uma linha de quebra é similar à operação de definição de fronteira. Assim, o usuário deve selecionar as polilinha fechadas que definem as linhas de quebra/exclusão. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular. Linhas de Exclusão/Quebra. Uma vez definidas as linhas de quebra, será eliminando os triângulos e lados que estiverem dentro da área definida. Pode-se definir tantas quebras quantas desejar. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA Linha de quebra TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular: Linhas de Exclusão/Quebra. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular: Linhas de Exclusão/Quebra. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular. Linhas Obrigatórias. Linhas obrigatórias são elementos gráficos que forçam lados de triângulos a terem determinada configuração. Estas linhas representam rios, talvegues, bordo de estradas, etc. Ao escolher e processar linhas obrigatória, o usuário evita que as curvas de nível representem o terreno de forma equivocada. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular. Linhas Obrigatórias. Podem ser definidas tantas linhas obrigatórias quantas forem necessárias. Depois de definidas as linhas obrigatórias, pode-se iniciar seu processamento. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA Linha obrigatória TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular: Linhas Obrigatórias. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Triangular: Linhas Obrigatórias. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Retangular. A malha retangular é uma rede de pontos igualmente espaçados cujas cotas serão interpoladas de acordo com a sua LOCALIZAÇÃO NA MALHA TRIANGULAR. Portanto, normalmente a malha retangular depende da existência da malha triangular. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Malha Retangular. Por causa desta dependência, os pontos da malha retangular que estiverem fora da área triangulada não poderão ser interpolados (não terão cota). Também não terão cota os pontos que estiverem no interior de uma linha de quebra definida na triangulação. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Curvas de Nível. Interpolação de Curva de Nível. A partir de dois pontos com cotas conhecidas, interpolar a posição referente a um ponto com cota igual a cota da curva de nível que será representada. A curva de nível será representada a partir destes pontos. O número de pontos e sua posição no terreno influenciarão no desenho final das curvas de nível. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Curvas de Nível. Interpolação de Curva de Nível. Método Numérico: Utiliza-se regra de três para a interpolação das curvas de nível. Devem ser conhecidas: As cotas dos pontos; A distância entre eles; e a Equidistância das curvas de nível. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Curvas de Nível. Interpolação de Curva de Nível. Método Numérico: Tomando-se como exemplo os dados apresentados na figura, sabe-se que a distância entre os pontos A e B no desenho é de ___ cm e que o desnível entre eles é de 12,9 m. Deseja-se interpolar a posição por onde passaria as curvas com cota 75 m e 80 m. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Curvas de Nível. Interpolação de Curva de Nível. MétodoNumérico: Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Curvas de Nível. Interpolação de Curva de Nível. Método Numérico: Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Curvas de Nível. Interpolação de Curva de Nível. Método Numérico: Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Curvas de Nível. Interpolação de Curva de Nível. Método Numérico: Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Curvas de Nível. Interpolação de Curva de Nível. Método Numérico: Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Curvas de Nível. Interpolação de Curva de Nível. Método Numérico: Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA Curvas de Nível. Interpolação de Curva de Nível. Método Numérico: • Dadas as curvas de nível e os pontos A, B, C e D, pede-se: O espaçamento entre as curvas de nível (eqüidistância); A cota dos pontos A, B, C e D; A distância AB; Traçar o perfil (C e D). Inclinação (%) (C e D). Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA 770 m 768 m 766 m 764 m 762 m 760 m 758 m Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA 770 m 768 m 766 m 764 m 762 m 760 m 758 m TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Curvas de Nível. Linha de Quebra; Linhas de Fronteiras e Linhas Obrigatórias; Nas regiões dentro das linhas de quebras não serão geradas curvas, assim como nos triângulos cujos lados ou vértices foram eliminados. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL; Curvas de Nível. Malha Triangular X Malha Retangular Se o intervalo da malha retangular for pequeno, as curvas tendem a ser mais suaves que as curvas geradas sobre os triângulos. Por outro lado, o tempo de processamento aumenta em função do intervalo. Como na interpolação das curvas sobre a malha retangular, só são levados em conta os pontos que tiverem cota. Nos limites do desenho, quando um dos extremos de um lado da malha não tiver cota, nenhuma curva passará por esse lado. Este fato pode causar uma irregularidade inaceitável nos limites do desenho. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: A) Todos os pontos de uma mesma curva de nível tem a mesma altitude ou cota; B) Formam linhas fechadas em torno das elevações e depressões, dentro e fora dos limites do desenho; C ) Tendem a um certo paralelismo, não ocorrendo ângulos vivos, ou curvas bruscas; D ) São linhas contínuas que não se interrompem bruscamente; E ) Não se cruzam; F ) Não tangenciam entre si; G ) Não se bifurcam; TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: H ) Os aclives e declives, são representados por curvas eqüidistantes. A maior ou menor aproximação das curvas indicam aclives ou declives mais acentuados. I) Contudo existem exceções as propriedades acima citadas no caso de paredões rochosos ou reentrâncias, o mesmo ocorrendo também em relevos modificados, em terraplanagens em cortes e aterros. TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: As curvas de nível podem ser classificadas em curvas mestras(ou principais) e secundárias. As mestras são representadas com traços diferentes das demais (mais espessos, por exemplo), sendo todas numeradas. As curvas secundárias complementam as informações. TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: Quanto mais próximas entre si, mais inclinado é o terreno que representam. TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: Traçado de uma seção a partir das curvas de níveis. TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: • LINHAS E ELEMENTOS NOTÁVEIS DO RELEVO. a) Elevação: b)Depressão TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: • LINHAS E ELEMENTOS NOTÁVEIS DO RELEVO. c) Espigão: é a superfície de altitude mais alta da linha de cumeada (linha divisória de água). d) Linha de Talvegue: interseção de duas ladeiras opostas por onde escorrem as águas que descem das mesmas. 15 20 TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: • LINHAS E ELEMENTOS NOTÁVEIS DO RELEVO. e) Divisor de Águas: É essa linha a responsável pela divisão das águas da chuva que caem no terreno. f) Garganta: TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: • LINHAS E ELEMENTOS NOTÁVEIS DO RELEVO. TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: • LINHAS E ELEMENTOS NOTÁVEIS DO RELEVO. TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: • LINHAS E ELEMENTOS NOTÁVEIS DO RELEVO. TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: • LINHAS E ELEMENTOS NOTÁVEIS DO RELEVO. Garganta Mudança de direção do divisor. Divisor e dois talvegues TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: • DELIMITAÇÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA REPRESENTAÇÃO DO RELEVO. Características das Curvas de Nível: • DELIMITAÇÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA TRAÇANDO CURVAS DE NÍVEL Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA MODELO DIGITAL DE ELEVAÇÃO (MDE) Um MDE consiste em uma matriz com um valor de elevação em cada célula (pixel), ou seja, são arquivos estruturados em linhas e colunas, contendo registros Altimétricos. Assim, um MDE é uma representação tridimensional do relevo, e pode ser usado para extrair informações do mesmo, como: Declividade; Delimitação de Bacias Hidrográficas; Orientação de vertentes; e Perfil do terreno. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA MODELO DIGITAL DE ELEVAÇÃO (MDE) O MDE se referir aos modelos que consideram como característica do terreno, somente a elevação. O termo elevação é utilizado para qualquer imagem que armazene dados que possam ser vistos como elevação sobre uma determinada superfície. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA MODELO DIGITAL DE ELEVAÇÃO (MDE) MDE fornecem informações espaciais de grande importância para análise da superfície terrestre, podendo ser provenientes de levantamentos de campo: Teodolito, Estação Total; Fotografias Aéreas (estereopar); Cartas Topográficas; Laser Scanner. As quais necessitam de um controle manual e de interpolaçãopara gerar um MDE. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA MODELO DIGITAL DO TERRENO (MDT) Para a representação da superfície física da Terra podemos utilizar MDT. Um MDT pode ser definido com a representação matemática de uma superfície, através das coordenadas X, Y e Z. Atualmente, esta expressão traduz, não apenas a feição Altimétrico de uma região, mas qualquer outra característica do terreno a ser representada de forma contínua, como por exemplo temperatura, vegetação, hidrologia, geologia, poluição, tipo de solo, e outras. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA MODELO DIGITAL DO TERRENO (MDT) Dentre as aplicações dos MDT, estão: Armazenamento de dados de altimetria para mapas topográficos; Análises de corte-aterro para projeto de estradas e barragens; Elaboração de mapas de declividade; Análise de variáveis geofísicas/geoquímicas e apresentação 3D. O processo de geração de um MDT se divide em três fases: coleta dos dados, geração de grades e elaboração dos produtos (representação das informações obtidas). Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA BIBLIOGRAFIAS • ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 13133 – Execução de levantamento topográfico. Rio de Janeiro, 1994. • BORGES, C.A. Topografia. Editora Edgard Blücher Ltda. • BORGES, C.A. Topografia aplicada à Engenharia Civil. Editora Edgard Blücher Ltda. • COMASTRI, J.A. Curso de topografia. Editora UFV. • COMASTRI, J. A.; TULER, J. C. Topografia:altimetria. 3. ed. Viçosa - MG: UFV, 2005. 200 p. • ERBA, D.A. et al. Topografia para estudantes de Arquitetura, Engenharia e Geologia. Editora UNISINOS. • GONÇALVES, J. A.; MADEIRA, S.; , J. J. S. Topografia: conceitos e aplicações. [S.l.]: Lidel, 2012. 368 p. • MCCORMAC, J. C. Topografia. 5. ed. [S.l.]: LTC, 2006. 408 p. • MENZORI, M.; PASCINI, A. D. P. G. Topografia. Juiz de Fora: UFJF, 2013. 216 p. • RODRIGUES, D. D.: TOPOGRAFIA: Planimétria para Engenheiros Agrimensores e Cartógrafos. UFV – Viçosa - MG, 2008. • TULER, M.; SARAIVA, S. Fundamentos de Topografia. 1. ed. [S.l.]: Bookman, 2013. 322 p. • VEIGA, L. A. K.; ZANETTI, M. A. Z.; FAGGION, P. L. Fundamentos de Topografia. Universidade Federal do Paraná. Curitiba, p. 288. 2012. • VEIGA, L. A. K.; ZANETTI, M. A, Z.; FAGGION, P. L,: Fundamentos de Topografia - Material de Apoio para a disciplina de Topografia II do Curso de Engenharia Cartográfica e de Agrimensura da UFPR: altimetria, locação e levantamento planialtimétrico. 2014 – UFPR – Curitiba – PR. Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA Exercício de Interpolação de Curva de Nível. Método Numérico: Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA Uso restrito à disciplina ENGA50 - UFBA
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