1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS

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CONCEITOS FUNDAMENTAIS
GEODÉSIA : É a ciência que estuda a forma, dimensões e campo de gravidade da Terra. É dividida em Geodésia Física, Geodésia Geométrica e Geodésia de Satélites.
A topografia é um ramo da Geodésia Geométrica que estuda apenas porções limitadas da superfície terrestre.
“Geodésia é a ciência que estabelece os princípios e os métodos por meio dos quais grandes áreas na superfície da Terra podem ser levantadas e mapeadas com precisão” (MERRIMAN 1975).
FORMATO E DIMENSÕES DA TERRA
 Muitas foram as interpretações e conceitos desenvolvidos para definir qual seria a forma da Terra. Pitágoras em 528 a.C. introduziu o conceito de forma esférica para o planeta, e a partir daí sucessivas teorias foram desenvolvidas até alcançarmos o conceito que é hoje bem aceito no meio científico internacional.
A superfície terrestre sofre frequentes alterações devido à natureza (movimentos tectônicos, condições climáticas, erosão, etc.) e à ação do homem, portanto, não serve para definir uma forma sistemática da Terra.
DEFINIÇÃO DE UMA FORMULAÇÃO 
SISTEMÁTICA DA TERRA 
Modelo Real: Este modelo permitiria a representação da Terra tal qual ela se apresenta na realidade, ou seja, sem as deformações que os outros modelos apresentam. No entanto, devido à irregularidade da superfície terrestre, o modelo real não dispõe de definições matemáticas adequadas à sua representação. 
Modelo Esférico: Este é um modelo onde a Terra é representada como se fosse uma esfera. O produto desta representação apresenta-se bastante deformado no que diz respeito à forma das suas feições e à posição relativa das mesmas. Um exemplo desta representação são os globos encontrados em livrarias e papelarias. 
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
FORMULAÇÃO SISTEMÁTICA DA TERRA: 
Modelo Geoidal: Modelo de difícil determinação teórica, utilizando para isto medidas gravimétricas realizadas sobre a superfície terrestre, área de estudo da Geodésia. Permite que a superfície terrestre seja representada por uma superfície fictícia definida pelo prolongamento do nível médio dos mares (SUPERFÍCIE EQUIPOTENCIAL GRAVIMÉTRICA) por sobre os continentes. 
Modelo Elipsoidal: É o mais usual de todos. Nele, a Terra é representada por uma superfície gerada a partir de um elipsóide de revolução, com deformações relativamente maiores que o modelo geoidal. Entre os elipsóides mais utilizados para a representação da superfície terrestre estão os de Bessel (1841), Clarke (1858), Helmet (1907), Hayford (1909) e o Internacional 67 (1967). A forma e tamanho de um elipsóide, bem como sua posição relativa ao geóide define um Sistema Geodésico de Referência (No caso brasileiro adota-se o Sistema SIRGAS ).
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
ELEMENTOS DO ELIPSÓIDE DE REVOLUÇÃO: 
a) Eixo da Terra (linha dos polos): Reta em torno da qual a Terra gira e fura a superfície terrestre no polo norte (PN) e polo sul (PS); 
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ELEMENTOS DO ELIPSÓIDE DE REVOLUÇÃO: 
b) Equador: Círculo máximo da Terra, cujo plano (plano equatorial) é normal à linha dos polos; 
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ELEMENTOS DO ELIPSÓIDE DE REVOLUÇÃO: 
c) Paralelos: Círculos da esfera terrestre cujos planos são paralelos ao equador; 
d) Meridianos: São as seções elípticas cujos planos contém a linha dos polos e que são normais aos paralelos; 
e) Vertical do Lugar: É a linha que passa por um ponto da superfície terrestre (em direção ao centro do planeta) e que é normal à superfície representada pelo Geoide naquele ponto; 
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
ELEMENTOS DO ELIPSÓIDE DE REVOLUÇÃO: 
f) Normal ao Elipsoide: É toda linha reta perpendicular à superfície do elipsoide de referência;
g) Pontos da Vertical do Lugar: o ponto (Z = ZÊNITE) se encontra no infinito superior, e o ponto (Z' = NADIR) no infinito inferior da vertical do lugar. Estes pontos são importantes na definição de alguns equipamentos topográficos (teodolitos) que têm a medida dos ângulos verticais com origem em Z ou em Z’.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
ELEMENTOS DO ELIPSÓIDE DE REVOLUÇÃO: 
h) Latitude (φ) de um ponto da superfície da terra: ângulo formado pelo paralelo deste ponto com o plano do equador (varia de 0° a 90° para norte e para sul);
i) Longitude (λ) de um ponto da superfície da terra: ângulo diedro entre o meridiano de Greenwich (Inglaterra), tomado como origem e o meridiano do lugar (varia de 0° a 180°, positivo para oeste e negativo para leste). 
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ELEMENTOS DO ELIPSÓIDE DE REVOLUÇÃO: 
j) Altitude Ortométrica: de um ponto da superfície da terra: distância vertical entre o ponto e o geoide;
k) Altitude Geométrica: de um ponto da superfície da terra: distância normal ao elipsoide entre o ponto e o Elipsoide.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
SISTEMAS DE COORDENADAS
Coordenadas Geográficas: é o nome dado aos valores de latitude e longitude que definem a posição de um ponto em cartas cartográficas. 
Coordenadas Geodésicas: é o nome dado aos valores de latitude, longitude e altitude que definem a posição de um ponto na superfície terrestre, relacionadas à um elipsoide específico. Estes valores dependem do Sistema Geodésico de Referência utilizado para a projeção do ponto em questão.
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Coordenadas no Sistema de Projeção UTM:  É um sistema plano cartesiano de Projeção Cilíndrica – As coordenadas cartesianas (E,N) são dadas pelos valores de abcissa (E) e ordenada (N) de um ponto sobre a superfície da Terra, quando este é projetado sobre um cilindro tangente ao elipsoide de referência. O cilindro tangencia o Equador, assim dividido em 60 arcos de 6° (60 x 6° = 360°). Cada arco representa um fuso UTM e um sistema de coordenadas independente, com origem no encontro do meridiano central ao fuso com a linha do equador, que para o hemisfério sul, constitui-se dos valores de 500.000m para (E) e 10.000.000m para (N), e para o hemisfério norte, constitui-se dos valores de 500.000m para (E) e 0m para (N). 
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
Coordenadas no Sistema de Projeção UTM:
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CONCEITOS FUNDAMENTAIS
SISTEMAS DE COORDENADAS
Coordenadas Topográficas:  É um sistema plano cartesiano com coordenada inicial atribuída, e com pontos levantados à partir desta coordenada inicial, geralmente orientado à partir do Norte Magnético ou do Norte Geográfico (Verdadeiro).
TOPOGRAFIA
DEFINIÇÃO
Topografia, do grego topos (lugar) e graphen (descrever), é a ciência aplicada que representa, no papel, a configuração (contorno, dimensão e posição relativa) de uma porção de terreno com todos os detalhes (naturais ou artificiais) que estão em sua superfície, sem levar em conta a curvatura resultante da esfericidade terrestre. 
TOPOGRAFIA
DEFINIÇÃO
“A Topografia tem por objetivo o estudo dos instrumentos e métodos utilizados para obter a representação gráfica de uma porção do terreno sobre uma superfície plana” DOUBEK (1989) 
“A Topografia tem por finalidade determinar o contorno, dimensão e posição relativa de uma porção limitada da superfície terrestre, sem levar em conta a curvatura resultante da esfericidade terrestre” ESPARTEL (1987). ​
TOPOGRAFIA
Representação de um levantamento Planialtimétrico
TOPOGRAFIA
PLANO TOPOGRÁFICO
A topografia supõe um plano horizontal, tangente ao geoide, num ponto central à área a ser levantada, plano este onde são projetados todos os acidentes do terreno. Esta superfície plana é chamada de PLANO TOPOGRÁFICO e é um plano perpendicular a direção vertical do lugar, isto é, à direção da gravidade. Sendo assim, adotando-se esta hipótese do plano, os acidentes topográficos do terreno serão projetados sobre o referido plano. 
TOPOGRAFIA
ERRO DE ESFERICIDADE
TOPOGRAFIA
LIMITES DE APLICAÇÃO
1. Para levantamentos de grande precisão: Raio de 10Km.
2. Para serviços de normal precisão, pode-se limitar a área cuja planta pode-se levantar, a um raio de aproximadamente 25 a 30 km; 
3. Nos casos de levantamentos para estudos de construção de estradas, linha de transmissão de energia elétrica, onde o comprimento excede em muito a largura, isto é, representandouma estreita faixa da superfície terrestre, as operações topográficas não estão sujeitas a limites, e podem estender-se indefinidamente. 
TOPOGRAFIA
DIVISÕES DA TOPOGRAFIA
  1. Topometria: Tem por objetivo o estudo e aplicação dos processos de medidas, baseado na geometria aplicada, onde os elementos geométricos (ângulos e distâncias) são obtidos por instrumentos topográficos. 
1.1. Planimetria: Consiste na obtenção dos ângulos e distâncias horizontais para a determinação das projeções dos pontos do terreno para representação no plano topográfico.
1.2. Altimetria: Trata dos métodos e instrumentos empregados no estudo e representação do relevo do solo. A altimetria visa estabelecer a relação vertical entre os pontos do terreno, ou seja, a determinação da diferença de nível entre eles. 
TOPOGRAFIA
DIVISÕES DA TOPOGRAFIA
2 - Topologia: Estuda as formas exteriores da superfície da terra e as leis que devem obedecer ao seu modelado. 
3 - Fotogrametria: levantamento por meio de fotografia tomada de pontos elevados da superfície terrestre ou tomada por avião equipado com câmera fotográfica apropriada. 
TOPOGRAFIA
ÁREAS DE ATUAÇÃO
Edificação: levantamento planialtimétrico do terreno para execução de projeto; locação de projeto; controle de prumadas, níveis e alinhamentos. 
Estradas (Rodovias e Ferrovias): reconhecimento do terreno; levantamento planialtimétrico; locação da linha básica; terraplenagem (volume de corte ou aterro); controle e execução e pavimentação; implantação de sinalização horizontal; 
Barragem: levantamento planialtimétrico; determinação das áreas submersas; controle e execução de prumadas, níveis e alinhamentos. 
TOPOGRAFIA
ÁREAS DE ATUAÇÃO
Outras Atribuições: saneamento de água e esgoto; construção de pontes, viadutos, túneis, portos, canais, arruamentos e loteamentos. 
Engenharia Mecânica: locação de base de máquinas e nas montagens mecânicas de alta precisão. 
Engenharia Eletrotécnica: utilizada nas hidrelétricas, subestações e linhas de transmissão. 
Engenharia de Minas: levantamentos de galerias de mineração. 
TOPOGRAFIA
ERROS EM TOPOGRAFIA
Por melhores que sejam os equipamentos e por mais cuidado que se tome ao proceder um levantamento topográfico, as medidas obtidas jamais estarão isentas de erros. 
a)Naturais: são aqueles ocasionados por fatores ambientais, ou seja, temperatura, vento, refração e pressão atmosféricas, ação da gravidade, etc.. podem ser evitados. São passíveis de correção desde que sejam tomadas as devidas precauções durante a medição. 
TOPOGRAFIA
ERROS EM TOPOGRAFIA
b) Instrumentais: são aqueles ocasionados por defeitos ou imperfeições dos instrumentos ou aparelhos utilizados nas medições. Alguns destes erros são classificados como erros acidentais e ocorrem ocasionalmente, podendo ser evitados e/ou corrigidos com a aferição e calibragem constante dos aparelhos. 
c) Pessoais: são aqueles ocasionados pela falta de cuidado do operador. Os mais comuns são: erro na leitura dos ângulos, erro na leitura da régua graduada, na contagem do número de trenadas, ponto visado errado, aparelho fora de prumo, aparelho fora de nível, etc.. São classificados como erros grosseiros e não devem ocorrer jamais pois não são passíveis de correção. 
TOPOGRAFIA
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E CAPTAÇÃO DE DADOS:
Trenas : As trenas são instrumentos muito utilizados para mensurar diferenças de nível e principalmente distâncias horizontais. Se utilizados de forma adequada proporcionam boas respostas quanto à exatidão. 
TOPOGRAFIA
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E CAPTAÇÃO DE DADOS:
No manuseio das trenas devem-se evitar os seguintes erros: 
Falta de horizontalidade da trena
 Erro de Catenária
TOPOGRAFIA
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E CAPTAÇÃO DE DADOS:
No manuseio das trenas devem-se evitar os seguintes erros: 
Falta de verticalidade da baliza
TOPOGRAFIA
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E CAPTAÇÃO DE DADOS:
TEODOLITOS
São equipamentos de medição angular, compostos basicamente por dois goniômetros (horizontal e vertical), Luneta de ampliação de imagem, base nivelante com prumo de centro e tripé.
TOPOGRAFIA
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E CAPTAÇÃO DE DADOS:
NÍVEL DE LUNETA
Os níveis de luneta, níveis de engenheiro ou simplesmente níveis, são instrumentos que servem para mensuração de distâncias verticais entre dois ou mais pontos. Estes instrumentos são formados de uma luneta associada a um nível esférico, de média precisão, e um sistema de pêndulos, que ficam no interior do aparelho, e têm a função de corrigir a calagem nos níveis ópticos automáticos, deixando-os bastante próximo do plano topográfico.
TOPOGRAFIA
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E CAPTAÇÃO DE DADOS:
ESTAÇÃO TOTAL
Estação total é um instrumento eletrônico utilizado na obtenção de ângulos, distâncias e coordenadas usados para representar graficamente uma área do terreno, sem a necessidade de anotações, pois todos os dados são gravados no seu interior e descarregados para um PC. Esse instrumento pode ser considerado como a evolução do teodolito, onde adicionou-se um distanciômetro eletrônico, uma memória temporária (processador), uma memória fixa (disco rígido) e uma conexão com um PC, montados num só bloco. 
TOPOGRAFIA
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E CAPTAÇÃO DE DADOS:
ACESSÓRIOS: Balizas
São utilizadas para manter o alinhamento, na medição linear entre pontos, quando há necessidade de se executar vários lances, e também é um acessório utilizado para facilitar a visualização dos pontos topográficos, materializados por piquetes, no momento da medição dos ângulos horizontais. Apresenta coloração vermelha e branca para contrastar com a vegetação e o céu claro, facilitando sua identificação em campo. É dividida em 4 segmentos de 0,5 m, possuindo ao total 2 m de comprimento, sendo de ferro, alumínio ou madeira. 
TOPOGRAFIA
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E CAPTAÇÃO DE DADOS:
ACESSÓRIOS: Balizas
 Em A, a baliza servindo para auxiliar a medição do ângulo horizontal. Em B, posição correta que se coloca a baliza sobre o piquete.
TOPOGRAFIA
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E CAPTAÇÃO DE DADOS:
ACESSÓRIOS: Balizas
Balizas auxiliando na medição da distância horizontal com a trena em um declive e auxiliando o alinhamento “perfeito” entre os pontos A e B:
TOPOGRAFIA
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E CAPTAÇÃO DE DADOS:
ACESSÓRIOS: Régua graduada (Mira)
As miras são réguas centimetradas que servem para auxiliar as medições de distâncias verticais. Sua leitura é realizada em milímetros, onde cada barrinha centimetrada equivale a 10 mm. Deve ser colocada totalmente verticalizada e em cima do ponto a ser trabalhado. Existem diversos tamanhos de miras falantes e seu material pode ser madeira ou alumínio. Este último é mais usado devido ao menor peso.
TOPOGRAFIA
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E CAPTAÇÃO DE DADOS:
ACESSÓRIOS: Régua graduada (Mira) 
A Figura 13 mostra exemplos de algumas leituras realizadas em miras falantes com uso do teodolito ou do nível de luneta. As leituras 1, 2, 3, 4, e 5 são aproximadamente 0 mm, 200 mm, 450 mm, 545 mm e 653 mm, respectivamente.
TOPOGRAFIA
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E CAPTAÇÃO DE DADOS:
ACESSÓRIOS: Piquetes e Estaca Testemunha
Os piquetes são necessários para marcar convenientemente os extremos do alinhamento a ser medido. 
As Estacas Testemunhas são utilizadas para facilitar a localização dos piquetes, indicando a sua posição aproximada.
TOPOGRAFIA
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E CAPTAÇÃO DE DADOS:
ACESSÓRIOS: Bússolas
As representações topográficas são feitas a partir de ângulos de orientação, que podem ser medidos à partir dos meridianos Verdadeiros ou Magnéticos. A bússola é um instrumento idealizado para determinar a direção dos alinhamentos em relação a meridiana dada pela agulha magnética. Uma bússola consiste essencialmente de uma agulha magnetizada, livremente suportada no centro de um círculo horizontal graduado, também conhecido como limbo.