INTRODUÇÃO À TOPOGRAFIA

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1 Topografia INTRODUÇÃO À TOPOGRAFIA Prof. Paulo Carvalho, M.Sc. Macedo, M.Sc. Poli, Brasil

2 2/27 Topografia: Topo + Graphein = Lugar + Descrição: Descrição de um lugar Descrição da forma e características geométrica de um lugar. Geodésia: Geo: Terra, Daiden = Dividir Determinação da forma e as dimensões da Terra.

3 3/27 É uma ciência aplicada, baseada na geometria e na trigonometria, que tem por objeto principal a medição e a representação gráfica da configuração da superfície terrestre guardando as formas e proporções de parcelas do terreno, incluindo o relevo. - as posições das localidades, cursos d água vias de transporte e de comunicação, culturas agrícolas, enfim, todos os acidentes naturais e artificiais do terreno.

4 4/27 da Topografia Segundo Lelis Espartel: Obs: Conceito utilizado até o final dos anos 70

5 5/27 Geomática (ICA) uma divisão mais atual Um conjunto de ciências cartográficas que usando uma abordagem sistemática, integra todos os meios utilizados para a aquisição e gerenciamento de dados espaciais, proporcionando a compreensão necessária nas atividades de produção, coleta, armazenagem, análise, transmissão e gerenciamento de informações espaciais relacionadas com o meio ambiente e com os recursos terrestres e naturais. Engloba as atividades de levantamento de informações geográficas para o mapeamento, integrando elementos de diversas áreas das geociências tais como: topografia, cartografia, hidrografia, geodésia, fotogrametria, sensoriamento remoto e todas as técnicas de mapeamento digital. Obs: ICA, 1995

6 6/27 As Ciências da Geomática Topografia Descrição ou delineação minuciosa de uma localidade. Configuração do relevo de um terreno com a posição de seus acidentes naturais ou artificiais. Descrição anatômica e minuciosa de qualquer parte do organismo humano. Cartografia Conjunto de estudos e operações científicas, artísticas, e técnicas, baseado nos resultados de observação, visando à elaboração e preparação de cartas, projetos e outras formas de expressão. Geodésia Ciência que se ocupa da determinação do tamanho e forma da Terra (geóide), por meio de medições como triangulação, nivelamento e observações gravimétricas, e que determina o campo gravitacional esterno da Terra Fotogrametria Ciência aplicada, a técnica e a arte de extrair de fotografias métricas, a forma, as dimensões e a posição dos objetos nelas contidos. Sensoriamento Remoto Técnica de obtenção de informações sobre um objeto, uma área, uma feição ou um fenômeno no Planeta Terra, sem que haja contato físico. Geoprocessamento Tecnologia que abrange o conjunto de procedimentos de entrada, manipulação armazenamento e análise de dados espacialmente referenciados

7 7/27 da Topografia

8 8/27 da Topografia Topometria: Consiste no estudo de métodos e instrumentos para a obtenção e cálculo das posições dos pontos sobre o terreno e divide-se em: Planimetria: determina as posições relativas dos pontos topográficos Plano horizontal de projeção (X e Y) Altimetria: quantificar as distâncias verticais Plano vertical de projeção (Z) Topologia: Consiste no desenho topográfico: Transferir para o papel os detalhes obtidos nos trabalhos topométricos para representar e descrever o terreno.

9 9/27 Conceito de Topografia: PLANIMETRIA

10 10/27 Aplicações Obras viárias (Pontes, Rodovias, Ferrovias, etc) Núcleos habitacionais, Edifícios Portos e Aeroportos Hidrografia Usinas hidrelétricas Telecomunicações Sistemas de água e esgoto Planejamento Urbanismo Paisagismo Irrigação Drenagem Cultura e reflorestamento

11 11/27 L Topográficos O levantamento topográfico consiste em: Todas as atividades que visam à representação - planimétrica ou altimétrica - em carta ou planta dos pontos notáveis, assim como dos acidentes geográficos e outros pormenores de relevo de uma porção de terreno, incluindo o seus dados numéricos. Tipos de L de terrenos; de obras conforme a obra de estruturas; para controle de obras e estruturas; municipais; de estradas; hidrográficos; de minas; Geológicos;...

12 12/27 L topográficos Em mapeamentos de pequenas áreas, os efeitos da curvatura terrestre pode ser desconsiderados. Nestes casos, a superfície do planeta pode ser considerada plana e as linhas Norte-Sul (linhas de meridianos) podem ser consideradas paralelas. Isto simplifica consideravelmente os cálculos da Topografia ao se trabalhar com geometria e trigonometria plana exclusivamente. Para isso, a área de trabalho deve ser limitada a uns poucos quilômetros quadrados. 80km segundo a NBR /94 30km na prática

13 13/27 L geodésicos Em mapeamentos de grandes áreas, devem ser realizados ajustes matemáticos das medições para a curvatura da Terra. São aqueles que consideram a curvatura da superfície terrestre A terra pode-se representa por um elipsóide de revolução, de radio equatorial médio de 6370km e excentricidade de 1/297. Ao ser considerada a curvatura, estes l podem ser aplicados em grandes ou pequenas extensões. Os métodos utilizados som semelhantes aos topográficos, somente mais apurados e com maiores precisões. A maioria dos L geodésicos são realizados por órgãos oficiais de governo: IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. DSG: Diretoria de Serviço Geográfico do Exercito. Estes órgãos estabelecem uma rede de pontos de referencia que fornecem informações precisas sobre as suas posições horizontais e verticais relativos a um Sistema de Referência Oficial. Todo outro tipo de levantamento, de menor precisão, baseiam-se neste tipo de rede (Rede Geodésica Brasileira)

14 14/27 Levantamento Topográfico na NBR DEFINIÇÃO NBR: O conjunto de métodos e processos que, através de medições de ângulos horizontais e verticais, distâncias horizontais, verticais e inclinadas, com instrumental adequado à exatidão pretendida... Para atingir os objetivos da Topografia, será necessário ter os conceitos básicos de medição de distâncias, ângulos e direções. Item 3.12 NBR , 1994

15 15/27 L geodésicos Em mapeamentos de grandes áreas, devem ser realizados ajustes matemáticos Levando em consideração a curvatura da Terra. Os métodos utilizados som semelhantes aos topográficos com maiores precisões e exatidões. A maioria dos L geodésicos são realizados por órgãos oficiais de governo: IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. DSG: Diretoria de Serviço Geográfico do Exercito. Todo outro tipo de levantamento, de menor precisão, baseiam-se neste tipo de rede (Rede Geodésica Brasileira)

16 16/27 Medições Conceitos e instrumental de precisão Prof. Gabriel Cremona Parma, Dr. Eng.

17 17/27 Medições Em geral: Medir = contar = números exatos 12 pessoas na sala R$23,65 Nas Ciências Físicas Medir = comparar com uma unidade padrão Unidades usuais na Topografia: Linear: Metro Aproximar nos resultados finais: Até o centímetro (2 casas decimais depois do metro) Angular: Grau sexagesimal: Em graus, minutos e segundos

18 18/27 Medições Em Topografia: Valores exatos ou verdadeiros: desconhecidos! Distâncias, alturas, desníveis, ângulos, direções... A qualidade da medição depende do instrumento de medida: Régua escolar, Régua metálica dividida ao meio milímetro Paquímetro Micrometro Distanciômetro Quanto melhor o instrumento de medida, melhor o resultado Se bem usado! Mas nunca obter-se-á o valor verdadeiro do objeto medido! Sempre estimar-se-á o valor medido.

19 19/27 Instrumentos de Medida

20 20/27 Instrumental Topográfico Teodolito Ótico-mecânico Roda Agrimensor Teodolito Mecânico Estação Total Bússolas Bússola Eletrônica Clinómetro Abney Níveis de mão

21 21/27 Instrumental Topográfico Fichas Balizas Trenas Tripé Prismas e Bastão Piquetes e Estacas Nível Cantoneira Miras: Réguas verticais

22 22/27 Exatidão e no tiro ao alvo Preciso e exato Preciso Atirador ruim A B C Conceitos relacionados: - Distribuição de frequência - Probabilidades - Desvio Padrão amostral e a populacional

23 23/27 Erros e erros grosseiros Preocupação da topografia: dos trabalhos Exatidão dos trabalhos A percepção humana não é perfeita: Erros são cometidos nas medições Sempre existe diferença entre as quantidades medidas e as magnitudes verdadeiras dessas quantidades. Essas diferenças são chamadas de erros Erros: Grosseiros: Equivocações, falta de atenção no trabalho Desconsiderados quando bem feito um trabalho Erros sistemáticos: Inerentes à imperfeição dos sentidos, dos instrumentos de medida e pelas condições atmosféricas no processo de medição. Erros aleatórios: Erros residuais de muitas fontes diferentes. São sempre pequenos, se acumulam e se embaçam na teoria das probabilidades.

24 24/27 Erros Grosseiros: Equivocações, falta de atenção no trabalho Desconsiderados quando bem feito um trabalho Erros sistemáticos: Não podem ser eliminados Pode-se diminuir ou compensar a sua influência nos resultados das medidas por cálculos simples e trabalho quedados. Erros aleatórios: Os mais problemáticos por ser sumas de causas não conhecidas Respeitam as leis da Estatística e Probabilidades Podem ser analisados e estudados em seu resultado global Permitem analisar a precisão e exatidão de uma medição.

25 25/27 Fontes de erros Erros operacionais: Ninguém tem sentido perfeito da visão e do tato. Sempre uma medida é uma estimativa. Erros instrumentais: Os instrumentos não podem ser fabricados com perfeição absoluta. Desgaste pelo tempo das partes de um instrumento Erros naturais: Causados pela temperatura, umidade variações no campo eletro-magnético,... Uma trena de aço usada sobre pavimento numa área muito quente, pode chegar á uma temperatura de 50 ou 60 e foi fabricada a uma temperatura de 20

26 26/27 Erros sistemáticos e aleatórios Erro sistemático: Sobre as mesmas condições constante de experimento, o erro permanece o mesmo tanto em sinal como em magnitude. É cumulativo. Pode-se corrigir a influência dele na medição pela aplicação de simples modelos matemáticos. Em cada situação poder-se-á estudar sua influência Erro aleatório ou acidental: De magnitude e direção desconhecida. Ficam fora do controle operacional do Profissional. Respondem á teoria das probabilidades.

27 27/27 Erro provável O termo erro do 50% ou erro provável de uma medida foi durante muito tempo utilizado. Se uma medida tem um erro de 50% de ±0,03m, implica que: Há 50% de chance de que esta medida possuir um erro menor ou igual a 0,03m e 50% de chance de ter um erro maior á esse valor. Um profissional desprevenido pode falar: Eu quero uma medida 100% segura, isto é: 0% de probabilidade de erro O qual é impossivel. Pode-se trabalhar com erros de 68,3%, de 90%, de 95%,... Uma medida de 192,73m com um erro de 90% de ±0,03m diz que: Existe uma chance do 90% que o erro seja menor ou igual a 0,03m e uma chance de 10% que o erro seja maior,... para quaisquer medida realizada com o mesmo instrumento e método analisado.