SISTEMA CARTESIANO BIDIMENSIONAL

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1 versão: SISTEMA CARTESIANO BIDIMENSIONAL GA116 Sistemas de Referência e Tempo Profª. Érica S. Matos Departamento de Geomática Setor de Ciências da Terra Universidade Federal do Paraná -UFPR

2 E se quisesse determinar coordenadas XY dos pontos D, C e E, para calcular o comprimento dos lados? Adotar um sistema de referência Ponto ocupado B Ponto Direção Observado Horizontal A C D E

3 E se quisesse determinar coordenadas XY dos pontos D, C e E, para calcular o comprimento dos lados? Y Az X 1. Origem arbitrada (Ponto B) 2. Determinar Azimutes (Como??) Muitos cálculos, faltam informações... Mas e se...

4 E se quisesse determinar coordenadas XY dos pontos D, C e E, para calcular o comprimento dos lados? 1. Origem arbitrada (Ponto B) Az X 2. Determinar Azimutes ~ direções Y Mais fácil?

5 Sistema cartesiano bidimensional é a base das soluções planimétricas (ou de duas dimensões) Superfície: plano normal à vertical do lugar Efeito do vetor da gravidade (g) Fio de prumo (Equilíbrio e repouso) Porção limitada da terra NBR km de extensão Uso de trigonometria plana Curvatura terrestre é desprezada Posições projetadas ortogonalmente no plano g

6 n : normal do plano n g

7 Projeção dos elementos do terreno Vinculados à coordenadas num sistema de referência conhecido

8 PROBLEMA FUNDAMENTAL DA PLANIMETRIA Transformar sistemas POLAR CARTESIANO (Az, dh) (X,Y) Variações entre pontos 1 e 2 sen Az 12 = ΔX 12 dh 12 ΔX 12 = dh 12. sen Az 12 cos Az 12 = ΔY 12 dh 12 ΔY 12 = dh 12. cos Az 12 Coordenadas do ponto 2 (em função do ponto 1) X 2 = X 1 + ΔX 12 X 2 = X 1 + dh 12. sen Az 12 Y 2 = Y 1 + ΔY 12 Y 2 = Y 1 + dh 12. cos Az 12

9 PROBLEMA INVERSO DA PLANIMETRIA Transformar sistemas CARTESIANO POLAR (X,Y) (Az, dh) Azimute da direção 1-2 tan Az 12 = ΔX 12 ΔY 12 Az 12 = arctan ΔX 12 ΔY 12 = arctan X 2 X 1 Y 2 Y 1 (+ análise de quadrante) Distância horizontal da direção 1-2 (distância euclidiana no plano) dh 12 = ΔX ΔY 2 12 = X 2 X Y 2 Y 2 1

10 Azimute e contra azimute de uma direção N Pirâmide de Quéops Q Pirâmide de Gizé N Az QG Az QG = Az GQ ± 180 Só para a Terra Plana! G Az GQ Na Terra curva é preciso compensar o efeito da curvatura

11 ATENÇÃO: Vários tipos de norte Norte geodésico (verdadeiro) Norte magnético Declinação magnética δ Convergência meridiana ξ Norte de quadrícula + Norte topográfico (arbitrário, local)

12 Sistema cartesiano bidimensional Mas, não é aplicado apenas para planos horizontais! Exemplos Estimativas estruturais Fotogrametria terrestre... Qualquer problema/fenômeno a ser estudado cuja variação principal ocorre em duas dimensões

13 EXERCÍCIO Qual a inclinação α estimada para a Torre de Pisa? X B PONTO X(m) Y(m) A B C α Y C A

14 EXERCÍCIO Qual a inclinação α estimada para a Torre de Pisa? X B ΔX = X B X A ΔX = ΔX = 57, m PONTO X(m) Y(m) A ΔX ΔY = Y C Y A ΔY = ΔY = 4 m B C α α = arctan ΔY ΔX Y C ΔY A α = arctan 4 57 α 4

15 EXERCÍCIO Seja o alinhamento formado pelos pontos A e B, cujas coordenadas são: PONTO X(m) Y(m) A 1.567, ,741 B 234, ,258 Pede-se: a) Determinar a coordenada de um ponto C que pertence ao alinhamento A-B e está 378,432 m distante do ponto A; b) Verificar se os pontos D e E pertencem ao alinhamento A-B: PONTO X(m) Y(m) D 1.198, ,612 E 1.089, ,038 c) Fazer um esboço da posição do alinhamento A-B e dos pontos C, D e E

16 EXERCÍCIO SOLUÇÃO (item a) 1. Determinar o azimute do alinhamento A-B Az AB = ,6" 2. Para o ponto C pertencer ao alinhamento A-B a seguinte condição é válida: Az AB = Az AC = ,6" 3. Pode-se determinar as coordenadas do ponto C, sabendo que dh AC = 378,432 m X C = X A + dh AC sen Az AC X C = 1.249,852 m Y C = Y A + dh AC cos Az AC Y C = 1.098,783 m

17 EXERCÍCIO SOLUÇÃO (item b) 1º REQUISITO Se os pontos D e E pertencem ao alinhamento, suas coordenadas X e Y devem estar abrangidas no intervalo definido por A e B. PONTO X(m) Y(m) A 1.567, ,741 D 1.198, ,612 E 1.089, ,038 B 234, ,258 OK

18 EXERCÍCIO SOLUÇÃO (item b) 2º REQUISITO 1. Os azimutes das direções A-D; A-E devem ser iguais ao azimute do alinhamento original, que é: Az AB = ,6" 2. Calcula-se os azimutes das direções: Direção A-D Az AD = ,6" não pertence ao alinhamento A-B Direção A-E Az AE = , 7" pertence ao alinhamento A-B incerteza devido ao processo de cálculo

19 EXERCÍCIO SOLUÇÃO (item c) B E D C N A Az AB