Disciplina: Topografia I

Transcrição

1 Curso de Graduação em Engenharia Civil Prof. Guilherme Dantas Fevereiro/2014 Disciplina: Topografia I

2 Indrodução atopografia definição Definição: a palavra "Topografia" deriva das palavras gregas "topos" (lugar) e "graphen" (descrever), o que significa, a descrição exata e minuciosa de um lugar. (DOMINGUES, 1979). A Topografia tem por objetivo o estudo dos instrumentos e métodos utilizados para obter a representação gráfica de uma porção do terreno sobre uma superfície plana DOUBEK (1989)

3 Introdução atopografia - finalidade Finalidade: determinar o contorno, dimensão e posição relativa de uma porção limitada da superfície terrestre, do fundo dos mares ou do interior de minas, desconsiderando a curvatura resultante da esfericidade da Terra. Compete ainda à Topografia, a locação, no terreno, de projetos elaborados de Engenharia. (DOMINGUES, 1979) A Topografia tem por finalidade determinar o contorno, dimensão e posição relativa de uma porção limitada da superfície terrestre, sem levar em conta a curvatura resultante da esfericidade terrestre ESPARTEL (1987).

4 Introdução atopografia diferença entre topografia e geodésia A Topografia é muitas vezes confundida com a Geodésia pois se utilizam dos mesmos equipamentos e praticamente dos mesmos métodos para o mapeamento da superfície terrestre. Porém, enquanto a Topografia tem por finalidade mapear uma pequena porção daquela superfície (área de raio até 30km), a Geodésia, tem por finalidade, mapear grandes porções desta mesma superfície, levando em consideração as deformações devido à sua esfericidade. Portanto, pode-se afirmar que a Topografia é apenas parte da Geodésia, ciência muito mais abrangente.

5 Introdução atopografia Na Topografia trabalha-se com medidas (ângulos, distancias e desníveis) realizadas sobre a superfície da Terra e a partir destas medidas são calculados áreas, volumes, coordenadas, etc. Além disto, estas grandezas poderão ser representadas de forma gráfica através de mapas ou plantas. Para tanto é necessário um sólido conhecimento sobre instrumentação, técnicas de medição, métodos de cálculo e estimativa de precisão.

6 Introdução atopografia - etapas O TRABALHO PRÁTICO DE TOPOGRAFIA PODE SER DIVIDIDO EM 5 ETAPAS: 1) Tomada de decisão, onde se relacionam os métodos de levantamento, equipamentos, posições ou pontos a serem levantados, etc. 2) Trabalho de campo ou aquisição de dados: fazer as medições e gravar os dados. 3) Cálculos ou processamento: elaboração dos cálculos baseados nas medidas obtidas para a determinação de coordenadas, volumes, etc. 4) Mapeamento ou representação: produzir o mapa ou carta a partir dos dados medidos e calculados. 5) Locação

7 Introdução atopografia - divisão Classicamente a Topografia é dividida em : Topologia: tem por objetivo o estudo das formas exteriores do terreno e das leis que regem o seu modelado. Topometria: estuda os processos clássicos de medição de distâncias, ângulos e desníveis, cujo objetivo é a determinação de posições relativas de pontos. Pode ser dividida em planimetria e altimetria.

8 Introdução atopografia - divisão - Levantamento topográfico PLANIMÉTRICO: determinação de pontos e feições do terreno que serão projetados sobre um plano horizontal de referência através de suas coordenadas X e Y (representação bidimensional); - Levantamento topográfico ALTIMÉTRICO: determinação de pontos e feições do terreno que, além de serem projetados sobre um plano horizontal de referência, terão sua representação em relação a um plano de referência vertical ou de nível através desuas coordenadas X, Y e Z (representação tridimensional).

9 Introdução atopografia - divisão A realização simultânea dos dois levantamentos dá origem ao chamado Levantamento Planialtimétrico.

10 Introdução atopografia - aplicações projetos e execução de estradas; grandes obras de engenharia, como pontes, portos, viadutos, túneis, etc.; locação de obras; trabalhos de terraplenagem; monitoramento de estruturas; planejamento urbano; irrigação e drenagem; reflorestamentos; regularização fundiária. etc Em diversos trabalhos a Topografia está presente na etapa de planejamento e projeto, fornecendo informações sobre o terreno; na execução e acompanhamento da obra, realizando locações e fazendo verificações métricas; e finalmente no monitoramento da obra após a sua execução, para determinar, por exemplo, deslocamentos de estruturas.

11 Introdução atopografia EQUIPAMENTOS UTILIZADOS:

12 Introdução atopografia equipamentos utilizados Direta Trena e Baliza Medição de distâncias Distanciometros Indireta Topografia Convencional Medição de ângulos Teodolito Teodolito e Mira (taqueometria) Medição de desníveis Nivel e mira Acessórios Tripés, bipés, balizas, pirmas, miras, nível de bolha, piquetes, estacas.

13 Introdução atopografia novos sistemas Estação Total e prisma Topografia Convencional Equipamentos eletrônicos medição de angulos, distâncias, desniveis e coordendas Scanner lazer Levantamentos Geodésicos Receptores GNSS Ecobatimetro Sensoriamento remoto Aviões e Vants (fotos aereas) Imagens de Satélite

14 Sistema de Coordenadas Sistema de Coordenadas Cartesianas Bidimensional Expresso em Coordenadas X e Y Planimetria Tridimensional Expresso em Coordenadas X,Y e Z Planialtimetria

15 Sistema de Coordenadas Sistema de coordenadas esféricas

16 Superfícies de Referência Modelo Real Permitiria a representação fiel da realidade Não dispõe até o momento de definições matemáticas adequadas à sua representação

17 Superfícies de Referência Modelo Esférico Representação distante da realidade Não representa as deformações da superficie terrestre Aplicações astronômicas Representado por: Latitude Astronômica(Φ) Longitude Astronômica(Λ)

18 Superfícies de Referência Modelo Elipsoidal Elipsóide de Revolução Expresso pelos valores do semi-eixo maior (a), semi-eixo menor (b) e achatamento (f)

19 Superfícies de Referência Modelo Elipsoidal Coordenadas Geodésicas Elipsóidicas Representado por: Latitude geodésica(φ) Longitude geodésica(λ)

20 Superfícies de Referência Principais Modelos Elipsoidais adotados no Brasil (oficiais): Elipsóide GRS 80 Datum Sirgas 2000 a= ,000m / f=1/298, Será o único datum reconhecido oficialmente a partir de 2014 Elipsóide GRS 67 Datum SAD 69 a= ,000m / f=1/298,25 Utilizado até 2014 em conjunto com o SIRGAS 2000

21 Superfícies de Referência Modelos Elipsoidais

22 Superfícies de Referência Modelo Geoidal É o que mais se aproxima da realidade Nível médio dos mares em repouso prolongado através dos continentes Superfície irregular Determinado matematicamente por meio de medidas Determinado matematicamente por meio de medidas gravimétricas (força da gravidade)

23 Superfícies de Referência

24 Sistema de Referência Modelo Plano Plano Topográfico Desconsidera os efeitos de curvatura da terra Limitado de 20 km a 30 km de extensão Sistema de coordenadas cartesiano

25 Sistema de Referência Modelo Plano Plano Topográfico ( Eixo Z: materializado pela vertical do lugar (linha materializada pelo fio de prumo); Eixo Y: definido pela meridiana (linha norte-sul magnética ou verdadeira); Eixo X: formando 90º na direção leste.

26 Sistema de Referência Modelo Plano Plano Topográfico Em alguns casos, o eixo Y pode ser definido por uma direção notável do terreno, como o alinhamento de uma rua, por exemplo

27 Sistema de Referência Efeito de curvatura da Terra na distancia e na altura

28 Erros de Observação Fontes de erro: Condições ambientais: vento, temperatura, refração e pressão atmosférica, etc. Instrumentais: imperfeições nos instrumentos Pessoais: provocados por falha humana, erro na leitura dos ângulos, aparelho fora de prumo, etc.

29 Erros de Observação Classificação de erros ERROS GROSSEIROS: Normalmente causados por desatenção do observador ou falha no equipamento; ERROS SISTEMÁTICOS: Podem ser determinados por leis matemáticas ou físicas, podem ser minimizados ou eliminados; ERROS ACIDENTAIS OU ALEATÓRIOS: Não seguem nenhum tipo de lei, padrão ou freqüência.

30 Erros de Observação

31 Erros de Observação Precisão e Acurácia A precisão está ligada a repetibilidade de medidas sucessivas feitas em condições semelhantes, estando vinculada somente a efeitos aleatórios. A acurácia expressa o grau de aderência das observações em relação ao seu valor verdadeiro, estando vinculada a efeitos aleatórios e sistemáticos.

32 Escala Define-se ESCALA com sendo: a relação entre o valor de uma distância medida no desenho e sua correspondente no terreno; Ou a relação da dimensão linear de um elemento a relação da dimensão linear de um elemento e/ou um objeto apresentado no desenho original para a dimensão real do mesmo e/ou do próprio objeto.

33 Escala Podem ser de REDUÇÃO, AMPLIAÇÃO OU NATURAIS O valor é adimensional Escala Grande = denominador pequeno Escala Pequena = denominador grande

34 Erro de Graficismo Representa o menor valor a ser representável em verdadeira grandeza em uma escala. NBR Erro admissível de 0.2mm Onde: pe = precisão da escala eg = erro de grafisicsmo M = denominador da escala

35 Escalas Gráficas Utilizada para facilitar a leitura de um mapa Representação gráfica das dimensões de um objeto no desenho e no terreno