CONCEITOS DE CARTOGRAFIA

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1 CONCEITOS DE CARTOGRAFIA XIV CURSO DE USO ESCOLAR DE SENSORIAMENTO REMOTO NO ESTUDO DO MEIO AMBIENTE Julio Cesar de Oliveira Julho 2011 SUMÁRIO 1 Introdução 2 Tipos de Representações Cartográficas 3 - Escalas 4 Sistemas de Coordenadas 5 Representação da Terra 6 Sistemas Geodésicos 7 Projeções Cartográficas 8 Sistema UTM 9 Ângulos de Orientação 2

2 1. INTRODUÇÃO Como surgiram os mapas? Início da civilização necessidade do homem em ocupar o ambiente Necessidade de organizar a sociedade irregularidades topográficas Definição do melhor locar para sua habitação (acidentes naturais, água) Iniciaram rabiscos em cavernas, no chão, em pedras, etc. Mapa mais antigo Mapa mesopotâmico de Ga-Sur Produzido pelos Babilônios a.c. Vale de um rio, provavelmente o Eufrates Mapa de Ga-Sur 3 1. INTRODUÇÃO Desde então o mapa passou a ser fundamental para o desenvolvimento humano. Rotas marítimas de navegantes Primeiras representações do mundo Mapa político do Brasil Mapa mundi político 4

3 1. INTRODUÇÃO Conceito de Cartografia Melhor aceito: Associação Cartográfica Internacional ACI (1966) Conjunto de estudos e operações científicas ficas, técnicas e artísticas que, tendo por base o resultado de observações diretas ou da análise da documentação ão, se voltam para a elaboração de mapas, cartas e outras formas de expressão e representação de objetos, fenômenos e ambientes físicos e sócio-econômicos, bem como sua utilização ão INTRODUÇÃO Definição de Mapa: Representação gráfica (comumente sobre uma superfície plana) da organização espacial de qualquer parte do universo físico f em qualquer escala, que simboliza uma variedade de informações, tanto estáticas ticas quanto dinâmicas. Importantes características: - São imagens gráficas bidimensionais; - Estas imagens são resultados da aplicação de símbolos gráficos para representar as feições; - As feições são informações cujas localizações em relação à superfície terrestre são conhecidas; - A representação das feições é realizada em uma determinada escala; - A representação da localização geográfica e em escala exigem o uso de uma projeção cartográfica. cartográfica 6

4 2. TIPOS DE REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA Classificação (IBGE, 1998): MAPA - representação plana; Figura mapa - diferentes escalas - delimitação de acidentes naturais: bacias, chapadas, planaltos,, etc.) - fins temáticos ticos, culturais ou ilustrativos - análises qualitativas ou quantitativas genéricas CARTA - representação plana; - escalas médias ou grandes - desdobramento em folhas articuladas de maneira sistemática tica - avaliação precisa de direções ões, distâncias e localização de pontos, áreas e detalhes - considera curvatura terrestre 7 2. TIPOS DE REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA PLANTA - caso particular de planta; - área limitada desconsidera curvatura terrestre; - escala grande (1:500, 1:2000); - grande número de detalhes Planta topográfica planialtimétrica representando as feição do terreno Fonte: Veiga et al. (2007) 8

5 3. ESCALAS ESCALA Relação entre o valor de uma distância medida no desenho e sua correspondente no terreno. É definida da seguinte forma (NOMINAL): d E = D 1 E = M OBS: Escala é adimensional u/u d = distância no desenho D = distância no terreno M = título ou módulo da escala Formas de apresentação da escala: Fração ão: : 1/1000, 1/250, 1/ Proporção ão: : 1:1000, 1:250, 1: ESCALAS A escala pode ser: Ampliação ão: quando d > D 2:1 Natural ou real: d = D 1:1 Redução ão: d < D 1:5000 Escala Grande = denominador pequeno 1:50, 1:100, 1:200, etc. Escala Pequena = denominador grande 1:10.000, 1: , 1:

6 3. ESCALAS ESCALA GRÁFICA Representação gráfica da escala nominal ou numérica facilita a leitura de uma planta. Segmento de reta dividida em partes iguais. Não perde a referência da escala em reduções ou ampliações ões. Determinação ão: Basta conhecer a escala nominal do mapa Ex: Mapa de escala 1: Representar em escala gráfica em que cada segmento represente 100 metros. 1 d 1 d = = d = 2 cm M D Escala 1: cm = 50m Talão ESCALAS EXEMPLOS Duas cartas: a)1:5.000 e b) 1: Mediu-se um percurso de 10 cm em cada uma delas. Qual o maior percurso? 1: cm (papel) = cm (ter.) 10 cm = cm = 500 m 1: cm (papel) = cm (ter.) 10 cm = cm = m Dist. no terreno (D) = dist. medida no mapa (d) x denominador da escala (M) D = M x d Mediu-se uma distância no terreno de 200m, deseja-se representá-la em 20cm no papel. Qual a escala a ser utilizada? d = 20cm D = 200m 20 cm E = 200 m 20 cm = cm 20 cm = cm : 20 : 20 1 =

7 4. SISTEMAS DE COORDENADAS Permite a localização precisa de qualquer ponto sobre a superfície da Terra; Orienta a confecção de cartas. SISTEMA DE COORDENADAS GEOGRÁFICAS Meridianos círculos máximos que dividem a Terra em duas partes iguais.. Se cruzam no pólo. Paralelos círculos que cruzam o meridiano perpendicularmente. Único cículoculo máximo (Equador = 0 o ). Definem a latitude (Φ) e a longitude (λ) SISTEMAS DE COORDENADAS SISTEMA DE COORDENADAS PLANAS Sistema Cartesiano Tridimensional Coordenadas (X,Y e Z) 14

8 5. REPRESENTAÇÃO DA TERRA Depende da complexidade de representação ESFÉRICA Terra considerada esférica Astronomia Ponto P Greenwich Latitude Astronômica (Φ) Hem. N 0 o a 90 o Hem. S 0 o a -90 o Longitude Astronômica (λ) Leste GW 0 o a 180 o Oeste GW 0 o a -180 o Plano Equatorial REPRESENTAÇÃO DA TERRA GEOIDAL Terra representada por um geóide Prolongamento do Nível Médio dos Mares (NMM) Determinado por gravimetria Superfície irregular Difícil tratamento matemático tico GEÓIDE Altitude Ortométrica trica (h) Em relação ao NMM Sobre a vertical fio de prumo h P vertical Fonte: 16

9 5. REPRESENTAÇÃO DA TERRA ELIPSOIDAL Terra considerada elipsóide ide de revolução Utilizado na geodésia e cartografia Tratamento matemático tico b a b a a Greenwich H a = semi-eixo maior b = semi-eixo menor Latitude Geodésica (Φ) Hem. N 0 o a 90 o Hem. S 0 o a -90 o Adaptado de: Veiga et al. (2007) Plano equatorial Longitude Geodésica (λ) Leste GW 0 o a 180 o Oeste GW 0 o a -180 o Altitude Geodésica ou geométrica (H) - PP sobre a normal REPRESENTAÇÃO DA TERRA RESUMINDO: P h N H Sup. Física Geóide NMM Elipsóide sup. matemática Alt. geom. (H) = Alt. ortom. (h) + ondul. geoidal (N) h = H - N 18

10 6. SISTEMAS GEODÉSICOS SPRING SISTEMAS GEODÉSICOS Referência para mapeamento e posicionamento na superfície da Terra IBGE Definição, implantação e manutenção Definido por um elipsóide ide e seu posicionamento em relação a Terra (Datum( Datum). Geocêntrico Z Y X Topocêntrico Z Datum Y X 20

11 6. SISTEMAS GEODÉSICOS DATUM Marco geodésico horizontal ou vertical usado como ponto de origem do sistema geodésico (referência). Datum Vertical referência altitude ortométrica trica (0 m) Imbituba SC Datum Horizontal referência para coord. planimétricas SISTEMAS GEODÉSICOS NO BRASIL SAD 69 Datum Planimétrico: Chuá Elipsóide de Referência Internacional 1967 ERI 67 SIRGAS 2000 Datum Planimétrico: geocêntrico Elipsóide: Geodetic Reference System GRS anos para transição Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas (resolução 1-25/02/2005) WGS 84 Datum Planimétrico: geocêntrico Word Geodetic System (WGS-84) Utilizado pelo Sistema GPS PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS FORMAS DE REPRESENTAÇÃO Globo fácil resolução figura da Terra em pequena escala Plantas desconsidera curvatura da Terra (pequenas áreas) Carta considera curvatura terrestre dificuldade deformações PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS soluções matemáticas ticas e/ou geométricas para representar a superfície terrestre em um plano da melhor maneira que atenda os objetivos requeridos. Existem centenas de projeções não existe uma representação ideal, mas apenas a melhor representação para um determinado propósito. 22

12 7. PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS CLASSIFICAÇÃO DAS PROJEÇÕES 1) Quanto a superfície de projeção: a) Plana ou Azimutal ÕES (IBGE, 1998) PN PN PN Polar Equatorial Oblíqua Projeção Eqüidistante Azimutal PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS b) Cônica superfície de projeção: cone PN PN PN Normal Transversal Oblíqua Projeção Cônica Equivalente de Albers 24

13 7. PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS c) Cilíndrica superfície de projeção: cilíndro PN PN PN Direta Transversal Oblíqua Projeção Equivalente Cilíndrica PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS 2) Quanto as propriedades geométricas conservadas: a) Eqüidistantes ausência de deformações lineares em alguma direção, mantendo a distância correta. b) Conforme ou ortomóficas ou isogonais ausência de deformações em ângulos, preserva a forma de pequenas regiões. c) Equivalentes ou isométricas igualdade de áreas. d) Afilática não conserva nenhuma das propriedades. Reduz as distorções em vez de eliminar uma à custa da outra. 3) Quanto ao tipo de contato: a) Tangente Plano: representa 1 pto Cilindro e Cone: representa 1 linha b) Secante Plano: representa 1 linha Cilindro e Cone: representa 2 linhas 26

14 8. SISTEMA UTM UTM Universal Tranversa de Mercator - Projeção: Cilíndrica Transversa de Mercator Cilíndrica Conforme Secante Linhas retas: MC e Equador - Aplicações:. Cartas temáticas ticas e topográfica do Sistema Cartográfico Nacional IBGE e DSG Mapeamento Sistemático tico (1: a 1: );. Agências Internacionais (OTAN) SISTEMA UTM Características do Sistema UTM - Terra dividida em 60 fusos de 6º 6 de longitude enumerados a partir do anti- meridiano de Greenwich (180º W). Fuso 1 (180º W a 174º W). 28

15 8. SISTEMA UTM Coordenadas retangulares do Sistema UTM - Cada fuso possui um Meridiano Central (MC) 3º de cada lado; - Origem: cruzamento do Equador ( ou 0) com MC ( ) ) de cada fuso; FUSO UTM ME MC ME m M m m Equador Convenção Internacional: E abscissa no Equador N ordenada no MC m Coordenadas UTM do Ponto M Abscissa - E = m Ordenada - N = m SISTEMA UTM Fusos UTM do território rio brasileiro FUSOS => LONGITUDE -72º -66º -60º -54º -48º -42º -36º EQUADOR => 0º -4º -8º LATITUDE -12º -16º -20º -24º -28º -32º Zona 22 MC = 51 W 30

16 9. ÂNGULOS DE ORIENTAÇÃO ÂNGULOS DE ORIENTAÇÃO AZIMUTE (Az) Ângulo horizontal horário rio entre o meridiano que passa pelo ponto e a direção considerada. Tem origem no norte e varia de 0 o a 360 o. Azimute Verdadeiro ou Geográfico (Az v ) origem na linha que liga o pólo Norte ao pólo Sul. Determinado por astronomia, GPS de precisão e gravimetria. Azimute Magnético (Az M ) origem no pólo norte do campo magnético da Terra. Esse pólo não coincide com o pólo geográfico fico. Determinado por bússola 32

17 9. ÂNGULOS DE ORIENTAÇÃO AZIMUTE (Az) Ângulo horizontal horário rio entre o meridiano que passa pelo ponto e a direção considerada. Tem origem no norte e varia de 0 o a 360 o. 270 o a 360 o 0 o a 90 o Azimute Verdadeiro ou Geográfico (Az v ) origem na linha que liga o pólo Norte ao pólo Sul. Determinado por astronomia, GPS de precisão e gravimetria. 180 o a 270 o 90 o a 180 o Azimute Magnético (Az M ) origem no pólo norte do campo magnético da Terra. Esse pólo não coincide com o pólo geográfico fico. Determinado por bússola 33 OBRIGADO!