Ciências de Informação Geográfica TOPOGRAFIA TOPOGRAFIA

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1 Ciências de Informação Geográfica TOPOGRAFIA Carlos ANTUNES Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa Engenharia Geográfica Topografia 1/26 TOPOGRAFIA A Topografia é a actividade técnico-profissional responsável pela medição e descrição gráfica de todos os elementos ou acidentes geográficos de qualquer área da superfície terrestre, considerada plana. Epistemologia da palavra? Do grego TOPOS lugar ou local; GRAPHIEN descrever ou desenhar; significa: descrição gráfica de um lugar Base científica? Baseia-se na Geometria, na Trigonometria plana e auxilia-se na Estatística. Base técnica? Baseia-se na medição instrumental, no cálculo numérico computacional e no desenho gráfico assistido por computador (CAD). 2/26 1

2 O Topógrafo 3/26 Que Instrumentos utiliza? Teodolitos 4/26 2

3 Que Instrumentos utiliza? Níveis 5/26 Que Instrumentos utiliza? Estações Totais Electrónicas 6/26 3

4 Que Instrumentos utiliza? Sistema de posicionamento GPS Componente utilitária Componente Espacial Componente de Controlo 7/26 Que Instrumentos utiliza? Receptores GPS 8/26 4

5 Que medições faz? Distâncias - inclinadas; - horizontais; - verticais ou desníveis; Ângulos - verticais ou zenitais; - horizontais ou azimutais H X Diferença de coordenadas - componente X; - componente Z; - componente H; α z α Az D I D H D V Y Medições - directas; - indirectas 9/26 Exemplo de medição de Nivelamento h i z Estação total Horizontal D h= D.cotg z H = h+ i Reflector H ir Diferença de altura entre a base e o topo das escadas Alt Alt = H i r 10/26 5

6 Exemplo de medição de Nivelamento l'a l' b la 0 E' lb 0 E B A D/2 D/2 H AB = l l a0 b0 H 1 H 2 H 3 H 4 P 3 P 4 H 5 MN 2 D P 1 P 2 MN 1 11/26 Exemplo de medição de Irradiada R α I P M C P P P = M E E E + D P = P + D ' EP = C + D ' EP cos EP cot ( R EI + α) ( R EI + α) g( ZEP ) + hi h a sen D = distância reduzida - arbitrária E Medição de ângulo: - orientação de 0º para I - orientação de R EI para I 12/26 6

7 Métodos de medição Triangulação topográfica Poligonação Intersecção de visadas Piquetagem Nivelamento trigonométrico trico e geométrico 13/26 Rede Geodésica e Apoio Topográfico 1ª Ordem 2ª Ordem 3ª Ordem O adensamento da rede é indispensável, porque não representa por si o terreno e porque não permite alcançar (visar) todo o pormenor da superfície topográfica. 1ª Ordem Topográfica 14/26 7

8 Rede Geodésica Nacional 15/26 Campo Topográfico É a área da superfície terrestre em torno de um ponto onde a Terra pode ser considerada plana. Plano Horizontal D i D h D s < σ T Esfera R ψ D h D s D D h s = Rtgψ = Rψ A curvatura da Terra é desprezada porque a correcção de escala aos comprimentos é inferior à precisão 16/26 8

9 Aplicações - Levantamentos A Topografia executa levantamentos topográficos pelo método clássico e pela moderna técnica de GPS em modo RTK. 17/26 Aplicações - Levantamentos O Levantamento Topográfico consiste nas seguintes fases de operação de campo: 1 Reconhecimento, escolha, implementação da rede local; 2 Ligação da rede local à rede geodésica; 3 Medição da rede local de apoio ao levantamento; 4 Levantamento de pormenor apoiado na rede local. Nestas operações estão sempre presentes duas componentes de posicionamento a planimetria (X, Y) e altimetria (H). 18/26 9

10 Aplicações - Levantamentos Planta Topográfica da FCUL elaborada pelos alunos de Topografia. 19/26 Aplicações - Monitorização A Topografia executa trabalhos de levantamento altimétrico (MDT) para o cálculo de volumetrias de terras, monitoriza a deformação dos terrenos provocada pela erosão ou dinâmica sedimentar. PERFIL - Nº3 Altitude (m) 22/Mai/05 22/Jun/05 16/Out/05 17/Dez/05 15/Mar/06 Distância (m) PERFIL - Nº5 Altitude (m) 22/Mai05 22/Jun/05 16/Out/05 17/Dez/05 15/Mar/06 Distância (m) 20/26 10

11 Aplicações - Monitorização A Topografia procede a trabalhos de monitorização de Barragens Controlo de Deformação de Obras. 21/26 Aplicações - Monitorização A Topografia procede a trabalhos de monitorização de Barragens Controlo de Deformação de Obras. 22/26 11

12 Aplicações Túneis e Minas A Topografia realiza trabalhos de cartografia de minas e túneis, de apoio à escavação e de monitorização da estabilidade das estruturas. 23/26 Aplicações - Implantação A Topografia procede a trabalhos de apoio à implantação de obras (piquetagem) a partir dos projectos predefinidos (pontes, barragens, estradas, linhas férreas, etc.). 24/26 12

13 Aplicações Sistemas de Varrimento Laser A Topografia a partir das mais avançadas técnicas de varrimento Laser faz modelação 3D de qualquer elemento ou estrutura. 25/26 26/26 13