01/08/2015. Navegação - Ciência e Arte. Capítulo 2. Projeções Cartográficas A carta náutica. Livro: Navegação - Ciência e Arte. O que é um mapa?

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1 Navegação - Ciência e Arte Capítulo 2 Projeções Cartográficas A carta náutica Livro: Navegação - Ciência e Arte O que é um mapa? MAPA é a representação do globo terrestre, ou de trechos da sua superfície, que não tem caráter científico especializado ou técnico, servindo apenas para fins ilustrativos ou culturais. (Miguens) Livro: Navegação - Ciência e Arte O que é uma carta? CARTA é a representação do globo terrestre, ou de trechos da sua superfície, que foi especialmente traçada para ser usada em navegação, servindo não só para ser examinada, mas, principalmente, para que se trabalhe sobre ela na resolução de problemas gráficos. (Miguens) As cartas permitem executar medições precisas de distâncias e direções (azimutes). 1

2 Livro: Navegação - Ciência e Arte O documento cartográfico utilizado em navegação é sempre chamado de CARTA ou CARTA NÁUTICA. Como representar a superfície da Terra? A única forma rigorosa de representar a superfície da Terra é por meio de globos, nos quais se conservam as posições relativas de todos os pontos e as dimensões são apresentadas em uma escala única. Contudo, o uso deste sistema gera inconvenientes que não tornam viável o uso de globos para navegar. Sendo assim, torna-se interessante representar a superfície da Terra em folhas de papel (planos). Como representar a superfície da Terra? Partindo-se então para a planificação da superfície da Terra, surge outro problema: como representar, num plano, uma superfície esférica? Isto não é possível, uma vez que uma esfera não é uma forma desenvolvível no papel. Sendo assim, optou-se pelo uso de superfícies que pudessem ser planificadas, embora isso acarrete deformações e distorções do que se tem na realidade. 2

3 Como representar a superfície da Terra? SOLUÇÃO Foram criados os SISTEMAS DE PROJEÇÃO, que são métodos utilizados para representar a superfície de uma esfera (ou de um elipsoide), no todo ou em parte, sobre uma superfície plana. SISTEMAS DE PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS: Cada tipo de projeção tem características distintas, que a tornam adequada para determinados usos, embora nenhuma delas possa atender completamente a todas as condições desejáveis. Estas características distintas das projeções são mais notáveis em cartas que representam grandes áreas da superfície terrestre. À medida que a área representada reduz-se, todas as projeções são praticamente idênticas. SISTEMAS DE PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS: As projeções deveriam atender os seguintes requisitos: a. Conformidade; b. Equivalência; c. Equidistância; d. Representar círculos máximos como linhas retas; e. Representar loxodromias como linhas retas; f. Facilidade de obtenção e plotagem de coordenadas. 3

4 SISTEMAS DE PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS: Como a esfera não é uma superfície desenvolvível no plano, torna-se impossível a construção de uma CARTA IDEAL que reúna todas os requisitos citados antes. Sendo assim, a solução é construir uma carta que possa atender à condições específicas de navegação, mesmo tendo determinadas deformações ou distorções, sendo necessário levá-las em consideração. SISTEMAS DE PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS: Como já explicado, para fins práticos de navegação, a projeção escolhida para cartografia náutica necessita representar linhas de rumo (loxodromia) como uma linha reta na carta, formando um ângulo (azimute) constante ao longo dos vários meridianos. Sendo assim, o sistema de projeção escolhido DEVE atender a este pré-requisito. CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE PROJEÇÃO: Geométricas Método de Construção Analíticas Convencionais 4

5 CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE PROJEÇÃO: Perspectivas Geométricas Pseudoperspectivas CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE PROJEÇÃO: a) Projeções perspectivas obtidas das interseções sobre determinada superfície dos feixes de retas que passam pelos pontos da Terra e, outro fixo, chamado de ponto de vista. b) Projeções pseudoperspectivas - são projeções tipo perspectivas nas quais se recorre ao uso de algum tipo de artifício para se obter uma dada propriedade. PROJEÇÕES PERSPECTIVAS PONTO DE VISTA: 5

6 CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE PROJEÇÃO: a) Projeções ANALÍTICAS são aquelas que perderam o sentido geométrico em função da introdução de leis matemáticas para se ter certas propriedades. b) Projeções CONVENCIONAIS são aquelas que se baseiam em princípios arbitrários convencionais que estabelecem suas expressões matemáticas. SUPERFÍCIE DE PROJEÇÃO ADOTADA: superfície de projeção plana cônica cilíndrica poliédrica SUPERFÍCIE DE PROJEÇÃO ADOTADA: Policônica Zenital ou Plana 6

7 SUPERFÍCIE DE PROJEÇÃO ADOTADA: POSIÇÃO DA SUPERFÍCIE DE PROJEÇÃO: Horizontal * * horizontal ou oblíqua Cilindric transversa * horizontal ou oblíqua normal transversa horizontal ou oblíqua CLASSIFICAÇÃO DAS PROJEÇÕES QUANTO À PROPRIEDADE QUE CONSERVAM: Propriedade conservada Equidistância Equivalência Conformidade As projeções equidistantes ainda se dividem em mais três subclasses. 7

8 CLASSIFICAÇÃO DAS PROJEÇÕES QUANTO À PROPRIEDADE QUE CONSERVAM: Projeções Equidistantes Meridianas Transversais Azimutais ou Ortodrômicas Atenção! A condição de equidistância só é obtida em uma determinada direção. CLASSIFICAÇÃO DAS PROJEÇÕES QUANTO À PROPRIEDADE QUE CONSERVAM: E quando as projeções não são nem conformes, nem equidistantes e nem equivalentes? PROJEÇÃO AFILÁTICA CLASSIFICAÇÃO DAS PROJEÇÕES QUANTO À PROPRIEDADE QUE CONSERVAM: Propriedade conservada Equidistância Equivalência Conformidade Sem deformações lineares Sem deformações nas áreas Sem deformações nos ângulos 8

9 CLASSIFICAÇÃO DAS PROJEÇÕES QUANTO À PROPRIEDADE QUE CONSERVAM: Embora as projeções afiláticas não conservem nenhuma das propriedades citadas, ela ainda pode ter função importante na navegação. Exemplo: a PROJEÇÃO GNMÔNICA é afilática, mas possui a característica única de permitir representar ortodromias como linhas retas. REGRA DESIGNATIVA PARA TIPOS DE PROJEÇÕES: O livro traz uma regra geral para designar os diferentes tipos de projeções, respeitando a seguinte ordem: a) Natureza da superfície de projeção adotada; b) Situação da superfície de projeção em relação à Terra; c) Classificação da projeção quanto à propriedade que conserva. Ex.: projeção cônica normal afilática e projeção cilíndrica equatorial conforme 9

10 A PROJEÇÃO DE MERCATOR: A PROJEÇÃO DE MERCATOR: Sabe-se que a menor distância entre dois pontos da superfície da Terra é uma ortodromia ou um arco de círculo máximo. Contudo, a navegação sobre uma ortodromia exigiria constantes mudanças de rumo, o que não é realizado pela agulha de bordo que corta os meridianos sob um ângulo constante (loxodromia). Sendo assim, reitera-se que uma exigência básica para um sistema de projeção é representar as loxodromias ou linhas de rumo por LINHAS RETAS (Mercator). ORTODROMIA VERSUS LOXODROMIA 10

11 ATENÇÃO! Na verdade, a projeção de Mercator não é gnomônica, mas considera-se. (capítulo 2 item pg. 22) A PROJEÇÃO DE MERCATOR VANTAGENS: As principais vantagens da projeção de Mercator são: 1) Meridianos, paralelos e o Equador são representados por linhas retas perpendiculares (reticulado); 2) Fácil identificação de pontos cardeais; 3) Fácil plotagem de posição e de coordenadas; 4) Conformidade e com distâncias medidas na carta; 5) Loxodromias ou linhas de rumos como linhas retas; 6) Fácil construção; 7) Existência de tábuas para se traçar o reticulado. 11

12 A PROJEÇÃO DE MERCATOR LIMITAÇÕES: As principais limitações da projeção de Mercator são: 1) Deformação excessiva em altas latitudes; 2) Impossibilidade de representação dos pólos; 3) Círculos máximos, exceto o Equador e meridianos, não são representados por linhas retas. MERCATOR E A LATITUDE CRESCIDA: MERCATOR E A LATITUDE CRESCIDA: Em comparação com a superfície do globo terrestre, a projeção de Mercator apresenta enormes deformações de áreas nas altas latitudes. Para se manter a característica de conformidade numa carta de Mercator, é necessário se ajustar tanto os arcos de meridiano quanto os paralelos. Desta forma, a carta passa a guardar uma proporção constante de paralelos e meridianos, mas sob a pena de deformação das áreas. 12

13 MERCATOR E A LATITUDE CRESCIDA: LATITUDE CRESCIDA de um paralelo é o comprimento do arco de meridiano compreendido entre a projeção do paralelo considerado e o Equador. Na carta de Mercator, a escala de longitudes é constante, mas a escala das latitudes cresce à medida que afastase do Equador. Assim, a medição de distâncias só será verdadeira se tomada a partir da escala das LATITUDES. USO DAS CARTAS DE MERCATOR: As cartas de Mercator são geralmente usadas até o valor de 60º de latitude, porque, a partir daí, as deformações são excessivas. Entretanto, pode-se utilizar estas cartas até a latitude de 80º, desde que sejam tomadas algumas precauções especiais no uso da escala de distâncias. OUTRAS PROJEÇÕES USADAS EM CARTOGRAFIA NÁUTICA: a) Projeção Gnomônica; b) Projeção Estereográfica; c) Projeção Ortográfica; d) Projeção Azimutal Equidistante; e) Projeções Cônicas e Policônicas; f) Projeção Transversa de Mercator. 13

14 PROJEÇÃO GNOMÔNICA: PONTO DE VISTA a) Para navegação de grandes distâncias sobre derrotas ORTODRÔMICAS; b) Apresenta todos os tipos de deformações (afilática); c) Representa todos os círculos máximos como linhas retas; d) Paralelos (exceto o Equador) representados por linhas curvas. PROJEÇÃO ESTEREOGRÁFICA: PONTO DE VISTA a) Chamada de projeção AZIMUTAL ORTOMORFA e usada para regiões polares; b) A escala aumenta com a distância do ponto de tangência, porém com mais lentidão do que uma projeção gnomônica; c) Todos os círculos (exceto o do ponto de tangência) representados por linhas curvas. PROJEÇÃO ORTOGRÁFICA: PONTO DE VISTA ( ) PONTO DE VISTA ( ) a) Não é conforme, nem equivalente, nem equidistante em toda sua extensão; b) O principal uso é para navegação astronômica. 14

15 PROJEÇÃO AZIMUTAL EQUIDISTANTE: a) Pode ser usada para representar toda a superfície da Terra; b) Não é conforme, nem equivalente, nem perspectiva; c) Pode ser usada para cartas polares e o Star Finder and Identifier. PROJEÇÃO CÔNICA SIMPLES: a) No paralelo padrão (paralelo de tangência), não há distorções; b) A altura do cone aumenta à medida que o paralelo de tangência diminui; c) Quando o paralelo padrão é o Equador, o cone transforma-se num cilindro; d) Quando o paralelo padrão é o Pólo, o cone transforma-se num plano. PROJEÇÃO CÔNICA SIMPLES: e) Paralelos aparecem como arcos de círculos e os meridianos, ou como retas ou como curvas convergindo para o pólo mais próximo; f) Não é perspectiva e nem equivalente; g) A principal DESVANTAGEM é que a projeção cônica NÃO É CONFORME; 15

16 PROJEÇÃO CÔNICA SIMPLES: h) A projeção cônica simples é útil para representar áreas na superfície da Terra com grandes desenvolvimentos em longitude e estreita faixa de latitudes; i) As projeções cônicas ainda se subdividem em policônicas e secantes. PROJEÇÃO CÔNICA SECANTE: DOIS PARALELOS PADRÃO a) Chamada de Projeção Conforme de Lambert ou Geométrica Modificada; b) Aumenta a faixa de latitude, antes estreita na cônica simples; c) É a projeção cônica mais utilizada em navegação, embora seu maior uso seja em cartas aeronáuticas; d) Linhas retas nesta projeção aproximam-se tanto de um círculo máximo que os dois podem ser considerados idênticos para propósitos de navegação. PROJEÇÃO POLICÔNICA: PARALELOS PADRÃO a) Não é perspectiva, nem conforme; b) Paralelos são representados como círculos não concêntricos; c) Meridianos são representados como linhas curvas convergindo para os pólos; d) Muito usada em Atlas; e) Geralmente não é usada para fins de navegação. 16

17 PROJEÇÃO TRANSVERSA DE MERCATOR: a) Projeção Cilíndrica Transversa Ortomorfa (conforme); b) Útil para cobrir áreas de grande desenvolvimento em latitude e faixa estreita de longitudes ou cartas polares; c) Próximo ao meridiano de tangência, um linha reta aproxima-se muito de um círculo máximo. Muito útil para o sistema UTM. COMPARAÇÃO ENTRE PROJEÇÕES: 17

18 CARTAS POLARES: Em geral, as três projeções usadas para cartas polares são: 1. Transversa de Mercator; 2. Conforme de Lambert Modificada (Projeção de Ney); 3. Polar Estereográfica; 4. Gnomônica; 5. Azimutal Equidistante. LONGITUDE ESCALA NATURAL É a escala de latitudes em um dado paralelo, normalmente o paralelo médio (latitude média) da área abrangida. Este é o único paralelo sem deformações de escala. L A T I T U D E LONGITUDE ESCALA (E) É relação entre o valor gráfico, na carta, e o valor real observado na superfície terrestre. E = valor gráfico na carta valor real na Terra L A T I T U D E 18

19 TRABALHANDO COM ESCALAS: Sabendo-se que você está navegando numa carta cuja escala é de 1: e que a distância real entre dois faróis é de 15 km, como seria representada tal distância na carta náutica? E = valor gráfico na carta valor real na Terra 1mm X mm mm LONGITUDE ESCALA (E) Quanto MAIOR for a escala da carta em que se navega, mais serão os detalhes apresentados. Quanto MENOR for a escala da carta em que se navega, menos serão os detalhes apresentados. L A T I T U D E FORMA GENÉRICA DE CLASSIFICAÇÃO QUANTO À ESCALA: 19

20 CLASSIFICAÇÃO QUANTO À ESCALA FEITA PELA DIRETORIA DE HIDROGRAFIA E NAVEGAÇÃO (DHN): CUIDADO! Como norma, sempre que uma determinada área navegada for abrangida por cartas com escalas diferentes, deve-se usar a CARTA DE MAIOR ESCALA disponível, que apresentará um maior grau de detalhes do local. Referência geográfica específica Área geográfica geral Datum vertical MLWS Confiabilidade e atualização da carta Carta Escala Natural e Paralelo de Referência Atenção! WGS Medida de altitude e plano de referência Projeção usada Datum horizontal 20

21 NOTA DE PRECAUÇÃO: NOTA DE PRECAUÇÃO: N 37 m m 1 de latitude 37, 04 m 0,02 de latitude W E 18,5 m S NOTAS EXPLANATÓRIAS: 21

22 INFORMAÇÕES SOBRE MARÉ: Norte Magnético Norte Verdadeiro ou Geográfico Declinação Magnética Anual Rosa de rumos magnéticos Rosa de rumos verdadeiros AUXÍLIOS À NAVEGAÇÃO: 22

23 AUXÍLIOS À NAVEGAÇÃO: AUXÍLIOS À NAVEGAÇÃO: AUXÍLIOS À NAVEGAÇÃO - PARTICULARIDADES: À medida que a escala de uma carta vai DIMINUINDO, as informações sobre faróis vão sendo omitidas nesta ordem de prioridade: 1ª - Informação sobre a guarnição; 2ª - Altitude do foco; 3ª - Período; 4ª - Número de grupos; 5ª - Alcance. 23

24 AUXÍLIOS À NAVEGAÇÃO - PARTICULARIDADES: A carta náutica possui uma parte terrestre e uma parte marítima; Na parte terrestre, a linha de contorno de costa é feita com dados correspondentes à preamar; Carta náutica não é uma carta topográfica; Na parte marítima da carta, o estirâncio é o nome dado às áreas que se cobrem e descobrem com a maré; Os vãos livres de pontes e curvas isogônicas estão na parte marítima da carta náutica. DIAGRAMA DE LEVANTAMENTOS: (SIMPLIFICADO) Todas as cartas com escala maior ou igual a 1: devem conter um Diagrama de Levantamentos. DIAGRAMA DE LEVANTAMENTOS: (COMPLETO) Todas as cartas com escala maior ou igual a 1: devem conter um Diagrama de Levantamentos. 24

25 DIAGRAMAS DE CONFIABILIDADE: São reservados para casos especiais, quando as rotas de navegação passam através de áreas pesquisadas de modo inadequado e perigosas. Atenção! O Diagrama de Levantamento não é o mesmo que Diagrama de Confiabilidade. CUIDADO! Nas cartas náuticas só são traçados RUMOS VERDADEIROS e MARCAÇÕES VERDADEIRAS. Qual é a posição do ponto A cujas coordenadas são: ᵠ = 22º S λ = 043º W 22º 59 S PONTO A 43º 8 W 23º S 25

26 RUMO 045º PONTO B PONTO A Qual é o rumo verdadeiro entre os pontos A e B? Qual é o rumo magnético entre os pontos A e B, considerandose que estamos no ano de 2015? RUMO 045º Rumo Magnético 068º Nmg 23º 10 W N 45º W E S Declinação Magnética = 20º 50 W Variação Anual (1995) = 7 W Qual é a distância entre os pontos A e B? 22º 59 S Distância entre A e B = 1 MN PONTO B PONTO A 43º 8 W 23º S 26

27 CONFIANÇA E PRECISÃO DA CARTA NÁUTICA: Não se deve confiar cegamente nas informações de uma carta náutica. A precisão de uma carta depende da precisão com a qual foi feito o levantamento da área, sendo este fato tanto mais sensível quanto maior for a escala da carta. A data do levantamento é encontrada no título da carta; Quando as sondagens são esparsas e irregularmente distribuídas, pode-se considerar que o levantamento não foi feito com grande detalhe. Espaços em branco entre as profundidades na carta podem significar ausência de sondagem nestes trechos. ATUALIZAÇÃO DAS CARTAS NÁUTICAS: As cartas, assim como as demais publicações de auxílio à navegação, só podem inspirar confiança quando mantidas atualizadas. Todas as alterações que afetam a segurança da navegação e que podem ser introduzidas na carta à mão ou colagem de trecho são divulgadas por AVISOS AOS NAVEGANTES. As informações canceladas ou corrigidas de uma maneira permanente devem ser riscadas com TINTA VIOLETA. Alterações de notas de precaução, explanatórias, marés, correntes etc. devem ser coladas próximas do título, caso o Aviso aos Navegantes não especifique este local. ATUALIZAÇÃO DAS CARTAS NÁUTICAS: As alterações decorrentes de Avisos-Rádio temporários devem ser inseridas À LÁPIS na carta e apagadas assim que as mesmas percam a validade. As alterações em vigor são publicadas por meio do Folheto Quinzenal de Avisos aos Navegantes. Jamais se deve rasurar uma carta náutica. A REIMPRESSÃO de uma carta constitui-se de uma nova impressão da edição em vigor, sem que haja alterações significativas para a navegação, a não ser aquelas que já foram previamente divulgadas por Avisos aos Navegantes. A reimpressão não cancela a anterior da mesma edição. 27

28 ATUALIZAÇÃO DAS CARTAS NÁUTICAS: Uma NOVA EDIÇÃO é publicada quando uma carta torna-se desatualizada, implicando em importantes alterações nas informações essenciais à navegação, além das já emitidas por Avisos aos Navegantes. Uma nova edição irá cancelar a edição anterior. PLANO CARTOGRÁFICO BRASILEIRO: A Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN) é o órgão da Marinha do Brasil incumbido de executar e controlar todo e qualquer Levantamento Hidrográfico em águas interiores ou em águas jurisdicionais brasileiras (AJB), sendo a edição de cartas náuticas e a execução de todos os levantamentos para este fim atribuições exclusivas da DHN. PLANO CARTOGRÁFICO BRASILEIRO: CARTAS PARTICULARES E > 1: Cartas de Aproximação Cartas de Porto 1: < E < 1: E > 1: Planos E > 1:

29 Livro: Navegação - Ciência e Arte DÚVIDAS? Livro: Navegação - Ciência e Arte Fim do Capítulo 2 29