INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS / USP INTRODUÇÃO ÀS GEOTECNOLOGIAS Princípios de cartografia

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1 INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS / USP INTRODUÇÃO ÀS GEOTECNOLOGIAS Princípios de cartografia Prof.: André Negrão 2017

2 Sumário Definição de cartografia Cartografia histórica Escala. Definição de mapa, carta e planta Erro de grafismo, precisão e exatidão Sistemas de projeção Sistema UTM Carta Internacional ao Milionésimo Índice de nomenclatura Mapas topográficos Mapas temáticos Métodos de representação cartográfica

3 Definição de Cartografia Segundo a UNESCO "A Cartografia apresenta-se como o conjunto de estudos e operações científicas, técnicas e artísticas que, tendo por base os resultados de observações diretas ou da análise de documentação, se voltam para a elaboração de mapas, cartas e outras formas de expressão ou representação de objetos, elementos, fenômenos e ambientes físicos e socioeconômicos, bem como a sua utilização."

4 Mapa Modelo do mundo real Modelo espaço-temporal generalizado que serve como meio de conhecimento dos fenômenos e/ou processos nele representados. Modelo de regras matemáticas para uma representação espacial de um determinado momento do tempo.

5 História dos Mapas O mapa é uma das mais antigas formas de comunicação gráfica da humanidade. A história dos mapas é mais antiga que a própria história documentada. Há provas bem remotas de mapas babilônicos, egípcios, chineses, indígenas, etc.

6 Mapa mais antigo conhecido Gravado em uma placa de barro, representa a cidade de Ga-Sur (2400 A.C.) a 300 km ao norte de Babilônia

7 Mapa de Bedolina Lugar: N da Itália, localidade: Bedolina Gravação rica em detalhes de cunho topográfico. Idade: 2400 anos A.C., autores: Camônios, povo de atividades agrícolas. (Oliveira, C., 1993a).

8 Mapa Indígena do Pacífico Mapa esquemático que mostra por meio de hastes de coqueiro e conchas de praia o movimento dos frentes de onda e o arquipélago

9 Mapa Indígena do Xingu Esquema gráfico realizado por índios da região do rio Xingu, em que se vêem representados, nesse rio, alguns afluentes e inúmeras corredeiras, com nomes indígenas. Esta curiosidade cartográfica deve-se a Karl von den Steinen (Oliveira, C., 1993b).

10 Escala. Mapas, Cartas e Plantas Escala - Relação (Razão) estabelecida entre as dimensões de um objeto na superfície real e sua representação no mapa. Distância no mapa Escala = Distância no terreno Tipos de Escala: Numérica, Gráfica Centímetro / Quilômetro Mapas Escalas menores que 1: Cartas entre 1: e Plantas maiores que 1:10.000

11 Exemplos de escalas gráficas

12 Erro de Graficismo (eg) Erro que se comete ao demarcar pontos no desenho tendo em conta a acuidade visual e a habilidade manual médias de um desenhista, além da qualidade dos instrumentos de desenho Erro máximo aceitável eg = 0,20 ou 0,25 mm

13 Precisão da Escala (X) Está diretamente relacionada ao denominador da escala (M) e ao erro de graficismo adotado, e pode ser expressa como: X = eg x M Exemplo: escala 1:10.000; eg = 0,2 mm X = 0,2 mm x X = mm ou 2 m

14 Projeção Cartográfica Imposível representar uma superfície esférica num plano sem deformação Sistema plano de meridianos e paralelos sobre o qual pode ser desenhada uma representação carográfica (carta, mapa, planta). Uma projeção cartográfica determina a correspondência matemática biunívoca entre os pontos da esfera (ou elipsóide) e sua transformação num plano

15 Classificação das Projeções (segundo as propriedades que conservam) Eqüidistantes sem deformações lineares em uma ou algumas direções, ou seja, conservam a proporção entre as distâncias. Ex: Cilíndrica Eqüidistante Equivalentes (isometrias ou equiáreas) Não deformam as áreas dentro de determinados limites de extensão ou seja conservam as relações de superfície. Ex: Azimutal de Lambert, Cônica de Albers Conformes (isogonais ou ortomórficas) - não deformam ângulos, porém distorce-se a forma dos objetos. Ex: Mercator

16 Classificação das Projeções (segundo o tipo de superfície de projeção) Plana ou Azimutal: Constrói-se o mapa imaginando-o situado num plano tangente ou secante a um ponto na superfície da Terra. Exemplo: projeção estereográfica polar.

17 Classificação das Projeções (segundo o tipo de superfície de projeção) Cônica: Obtém-se o mapa imaginando-o desenhado num cone envolvendo uma esfera. Podem ser tangentes ou secantes. Pode-se constatar que nas projeções cônicas os meridianos são retas que convergem em um ponto (que representa o vértice do cone), e todos os paralelos, circunferências concêntricas a esse ponto. Exemplo:Cônica de Lambert

18 Classificação das Projeções (segundo o tipo de superfície de projeção) Cilíndrica - Obtém-se o mapa imaginando-o desenhado num cilindro tangente ou secante à superfície da Terra. Pode-se verificar que em todas as projeções cilíndricas, os meridianos bem como os paralelos são representados por retas perpendiculares. Exemplo: Mercator

19 Comparação de projeções

20 Designação das Projeções Para dar nomes as projeções deve-se seguir, em princípio, as seguintes regras: 1) Enunciar em primeiro lugar a natureza da superfície de projeção (plana, cônica, cilíndrica). 2) A seguir a posição do eixo (ponto) com relação à linha dos pólos (polar, normal, transversa).

21 Projeções Planas Polar Equatorial Horizontal

22 Projeções Cônicas Normal Transversa Horizontal

23 Projeções Cilíndricas Equatorial Transversa Obliqua

24 Projeção de Mercator (áreas iguais) (Deetz & Adams 1969)

25 COORDENADAS Latitude geodésica ângulo que a normal forma com sua projeção sobre o plano do equador. Longitude geodésica ângulo diedro formado pelo plano do meridiano geodésico de Greenwich e o plano do meridiano geodésico local.

26 Coordenadas geográficas Lugares diferentes, coordenadas diferentes (+/-) Formato: grau-minuto-segundo IGc (ou S e O no lugar -)

27 Projeção e coordenadas UTM (Universal Transversa de Mercator) Calculado sobre a denominação de Gauss em 1866 (Hannover, Alemanha). Em 1912 surge o sistema Gauss-Krugger, (adotado por países de Europa e a ex-urss Em 1950, os EUA propuseram uma modificação para abranger a totalidade das longitudes, e o sistema recebeu a denominação atual: Projeção Universal Transversa de Mercator (U.T.M.). Transforma o globo em um plano cartesiano, onde as coordenadas são dadas em metros ou quilômetros.

28 Projeção e coordenadas UTM (Universal Transversa de Mercator) Projeção cilíndrica com meridiano central específico para uma zona de UTM 60 zonas/fusos para todo o globo Esquema da UTM (fusos limitados aos paralelos de 84º N e 80º S

29 Projeção e coordenadas UTM

30 Projeção e coordenadas UTM A norte 84 = m UTM sempre aumenta para N (até o Equador) A sul 80 = m

31 Projeção e coordenadas UTM Meridiano da zona m E m E

32 Brasil dividido em fusos UTM

33 UTM (Resumo) Fusos de 6 graus de amplitude em longitude Origem das coordenadas planorretangulares na interseção do Equador com o meridiano central do fuso, acrescidas das constantes m (para o hemisfério Sul) e m para as coordenadas N e E respectivamente.

34 A forma da Terra Pitágoras: a Terra é esférica Gauss: a Terra representa um geóide (superfície média dos oceanos, extrapolada para o continente) A forma do geóide é f(densidade)

35 NASA (Earth Observatory)

36 Superfície equipotencial mais recente Artigo: Geophysical applicability of atomic clocks: direct continental geoid mapping,

37 Simplificar para representar

38 DATUM

39 DATUM Definidas a superfície de projeção e sua orentação, segue-se a escolha da referência Já vimos algumas: geóide, esfera ou elipsoide idealizado da superfície terrestre

40 Resumindo Datum é um modelo que descreve a forma e o tamanho da Terra e estabelece a origem dos sistemas de coordenadas O datum horizontal é utilizado para determinar a origem do sistema xy O datum vertical é utilizado para determinar a altitude em relação ao nível do mar

41 Carta Internacional A convenção de Londres de 1909, ao abordar o problema de articulação de folhas da Carta Internacional, recomendou o sistema atualmente em uso no Brasil, uma vez que adotado o regulamento pela Diretoria de Serviço Geográfico do Exército (DSG), consta de seu Manual de Normas Gerais, com a modificação de sua edição de O esquema de articulação partindo da Carta Internacional ao Milionésimo (CIM) se estende até a escala 1:25.000, limite de escala da Cartografia Sistemática, nos termos do Decreto-Lei número 243/67. Escalas maiores pertencem ao grupo da cartografia especial e que ainda não foram regulamentadas

42 Tabela do índice de nomenclatura correspondente ao mapeamento sistemático desde 1: até 1:25.000

43 Folha Curitiba: 1,000,000 SF22

44 Folha Itararé 1: SF22-X- B

45 Classificação dos Mapas, segundo seu conteúdo: Geográficos Gerais - Topográficos informação detalhada do terreno, permite determinar a posição planimetrica e altimetrica de qualquer ponto. Temáticos oferecem informação sobre determinado fenômeno ou tema específico. - Fenômenos ou recursos naturais Ex: Geológicos, Climáticos, Solos, Vegetação - Fenômenos sócio-econômicos Ex: População, Econômicos, Políticos, Etnográficos

46 Métodos de Representação Cartográfica Símbolos Representação de objetos e fenômenos pontuais. (Mapa de reservas minerais). - Símbolos lineais e de movimento Isolinhas Fenômenos que possuem distribuição areal são representados por linhas de isovalor (Mapa de declividade). Fundo qualitativo Representação qualitativa de fenômenos de distribuição areal (Mapa de Solos). Fundo quantitativo Representação de teor de Nitrôgenio no solo. Pontos Representação quantitativa por densidade ou dimensões dos pontos. (Mapa de População). Cartodiagramas Representação quantitativa geralmente associada a uma unidade de área com diagramas de figuras geométricas como círculos, barras. (Mapas de dados estatísticos).

47 Mapa Topográfico Mapa cujo objetivo principal é retratar e identificar as feições da superfície da terra tão fielmente quanto possível, dentro das limitações impostas pelas escala. (Meneguette, 1987) Carta elaborada mediante um levantamento original, ou compilada de outras topográficas existentes, e que inclui os acidentes naturais e artificiais, permitindo a determinação de alturas; carta em que os acidentes planimétricos e altimétricos são geometricamente bem representados (Oliveira, C., 1993b).

48 Mapa na escala 1: Mapas Topográficos

49 Legenda do Mapa Topográfico (escala 1:50.000)

50 Legenda do Mapa Topográfico (escala 1:50.000) Nesta parte da legenda são encontrados elementos da declinação magnética; a equidistância entre as curvas de nível; o sistema de projeção e o datum de referência vertical (Imbituba) e horizontal (Córrego Alegre).

51 Foco aula: mapas topográficos Tipo de mapa-base mais utilizado até os anos 2000 Representa acidentes naturais e elementos planialtimétricos Levantamentos sistemáticos, datados das décadas de (IBGE)

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53 Mapa topográfico Curvas de nível equidistantes Escalas pré-determinadas (1:25000, 1:50000, 1:100000, 1:250000) Forma das curvas dá indicação da forma do terreno

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57 E muitos outros mapas...

58 Carta Naútica ou Hidrográfica Representa as profundidades, a natureza do fundo do mar, as marés e as correntes marinhas e pontos notáveis costeiros de uma determinada área visando oferecer informação à navegação.

59 Mapas Temáticos Representam conjuntos espaciais resultantes da classificação dos fenômenos que integram o objeto de estudo.

60 Mapa de Temperaturas FONTE: Atlas da Folha de São Paulo

61 Mapa de Fusos Horários FONTE: Atlas da Folha de São Paulo

62 Mapa da Vegetação Natural FONTE: Atlas da Folha de São Paulo

63 Mapa Geoidal do Brasil FONTE: EPUSP - PTR Blitzkow, D.

64 Simbolização Qualitativa Quando a legenda por si só consegue explicar o mapa. Exemplo: mapa geomorfológico. Exemplo: Mapa de reservas minerais FONTE: Atlas da Folha de São Paulo

65 Simbolização Quantitativa Quanto temos uma representação pontual. Exemplo: mapa de densidade demográfica FONTE: Atlas da Folha de São Paulo

66 Simbolização Quantitativa (SIG) Mapa de Densidade Demográfica do Município de São Paulo Método de representação: Cartodiagrama FONTE: Sposati A.

67 Bibliografia BAKKER, M.P.R. Cartografia - noções básicas. Rio de Janeiro, DHN - Diretoria de Hidrografia e Navegação, BERLIANT, A.M. Spravochnik po kartografij. Moscou, CINTRA, J.P. Apostila Sistema UTM. São Paulo, EPUSP - PTR, KUPCIK, I. Cartes géographiques anciennes. Paris, Gründ, LIBAULT, A. Geocartografia. São Paulo, Companhia Editora Nacional e Editora da Universidade de São Paulo - EDUSP, MARTINELLI, M. Curso de cartografia temática. São Paulo. Contexto Editora, MENEGUETTE, A. A. C. Cartographie accuracy and information content of space imagery for digital map compilation and map revision. London, 1987, 464p. PhD Thesis - University College London.

68 Bibliografia MOURA FILHO, J. Elementos de cartografia - volume 1. Belém. Falangola Editora, MOURA FILHO, J. Elementos de cartografia - volume 2. Belém. Falangola Editora, OLIVEIRA, C. Curso de cartografia moderna - 2 ª edição. Rio de Janeiro, IBGE, 1993a. OLIVEIRA, C. Dicionário cartográfico - 4 ª edição. Rio de Janeiro, IBGE, 1993b. RAIZ, E. Cartografia geral. Rio de Janeiro. Editora Científica, ROBINSON, A. H. Elements of cartography. New York, Wiley International Edition, SBC - Sociedade Brasileira de Cartografia. Revista brasileira de cartografia no. 11. Rio de janeiro, SBC, dezembro março 1974.