EngEnhArIA CaRToGRáFiCa Cartografia 2º ano Representação de Elementos de Planimetria e Altimetria Prof. João Fernando Custodio da Silva Departamento de Cartografia www2.fct.unesp.br/docentes/carto/joaofernando
Introdução Um mapa ou uma carta é uma representação simbólica e convencionada da SFT e de seus elementos constituintes em dimensões reduzidas. É preciso associar os elementos representáveis ou cartografáveis a símbolos e convenções. Elemento cartografável = informação geográfica (IG).
Informação Geográfica Informação Geográfica é informação referenciada no espaço. Por informação entende-se o produto ou o resultado de uma seqüência lógica de métodos, técnicas e processos aplicados a um conjunto organizado de dados. Carto I - Eng Cart - Unesp - Prof João Fernando 3
Informação Geográfica por referenciada entende-se a localização, posição ou orientação de feições, assim como de grandezas derivadas, situados em relação a um sistema de coordenadas, que pode estar associado ou não ao próprio corpo (ou estrutura) particular no caso da Engenharia Cartográfica, pode ser a Terra como um todo, uma região dela, ou até mesmo corpos espaciais, como, por exemplo, os planetas e satélites artificiais (Lua); Carto I - Eng Cart - Unesp - Prof João Fernando 4
Informação Geográfica por espacial ou no espaço entende-se a dimensão em que a informação referenciada está definida, que pode ser desde unidimensional (linear), bidimensional (plana ou esferoidal), tridimensional (espacial, propriamente dita), indo até a quarta dimensão, sendo neste caso a componente tempo imprescindível. Carto I - Eng Cart - Unesp - Prof João Fernando 5
Características da IG Posição: está em um lugar bem determinado (coords); Dimensão: 1D, 2D, 2½D, 3D, 4D(3D+t); Extensão: tamanho na dimensão; Forma: conformidade da extensão [(ir)regular]; Continuidade: SFT é um meio contínuo x repres descontínua; Distribuição: ocupa distintas posições; Padrão: distribuição com repetição; Vizinhança: proximidade (ou distanciamento); Contiguidade: contornos e a relação topológica (alto/baixo, direita/esquerda, centro/periferia etc) entre polígonos; Escala: proporção da redução.
Convenções e símbolos: linguagem As convenções cartográficas abrangem símbolos; Os símbolos obedecem às exigências da técnica, do desenho e da reprodução iconográfica; Representam, de modo mais expressivo, os diversos acidentes do terreno e objetos topográficos em geral. Os símbolos e as convenções ressaltam os acidentes do terreno, de maneira proporcional à sua importância, principalmente sob o ponto de vista das aplicações da carta.
Forma e dimensão dos símbolos É necessário observar, com o máximo rigor, as dimensões e a forma característica de cada símbolo, Para manter a homogeneidade que deve predominar em todos os trabalhos da mesma categoria.
Símbolo e escala Quando a escala da carta permitir, os elementos topográficos devem ser representados de acordo com a grandeza real (proporcional) e as particularidades de suas naturezas. O símbolo é, ordinariamente, a representação mínima desses acidentes: Por meio de traços convencionados (em escala); Por meio de símbolos (convencionados).
Do traço ao símbolo e vice-versa Via de regra, à proporção que a escala diminui, a quantidade de símbolos tende a aumentar (generalização). No sentido oposto, à medida que a escala aumenta (mapas cartas plantas), as dimensões reais são traçadas à escala, diminuindo e simplificando a simbologia (caracterização).
Elementos gráficos de símbolos e convenções Uma carta ou um mapa é uma representação (conceitual, simbólica e convencionada) dos aspectos naturais e artificiais ou culturais da SFT. Então: Toda essa representação só pode ser convencional, isto é, Por meio de pontos, linhas (abertas ou fechadas) e cores.
Símbolos pontuais São convenções individuais, tais como pontos e figuras geométricas (triângulos, círculos etc.), usados para representar um dado de posição e/ou altitude, tais como: uma cota (elemento altimétrico), Elementos planimétricos uma cidade, o centróide de uma distribuição, ou um volume conceitual, como a população de uma cidade.
Símbolos lineares São convenções expressas por linhas para representar os elementos com características lineares, tais como: cursos d água, rodovias, fluxos, limites etc. Particularmente, a curva de nível, que é usada para representar a cota ou a altitude do terreno, é uma linha traçada no plano de representação (donde se extraem informações de desnível e volume)
Símbolos areais São convenções que se estendem no mapa, caracterizando que a área de ocorrência tem um atributo comum: massa d água (rios largos, lagos, mares...) tipo de solo vegetação jurisdição administrativa. Uma convenção de área é graficamente uniforme e cobre toda área de representação do fenômeno.
Símbolos associados Relacionar os elementos a símbolos que sugiram a aparência do assunto como este é visto pelo observador no terreno.
Símbolo posição e identificação (toponímia) A posição de um símbolo é escolhida de modo a não causar dúvidas quanto ao objeto a que se refere. Tratando-se de localidades, regiões, construções, obras públicas e objetos semelhantes, o nome deve ser lançado, sem cobrir outros detalhes importantes.
Planimetria e altimetria O documento cartográfico é a representação plana da SFT, propriamente dita, e dos elementos naturais e culturais nela existentes: Referidos ao elipsóide (,) posição (,; E,N) Referidos ao geóide (m) altitude (m) Ambos traçados ou simbolizados no plano de representação (mapa). Assim, os símbolos e cores convencionais são de duas categorias: Planimétricos e Altimétricos.
Pontos Linhas Área Nominal Cidade Mina Igreja Marca de Altitude Rio Estrada Gratícula Limites Pântano Terras Áridas Floresta Setores Censitários Maior Menor Grande Auto-estrada Ordinal Médio Pequeno Federal Estadual Vicinal Fonte poluidora Intervalo- Cada ponto vale 75 pessoas Valorados Unidimensional Repetição Isaritmas Valorados Hachuras Coropletas Razão Bidimensional Círculos, quadrados triângulos etc Fluxos Isopletas
Complemento: coro e isopletas Coropleta (região): Áreas em cores ou em tonalidades diferentes representando fenônemos quantitativos, estatísticos etc. Corograma: o mapa que expressa Isopleta (linha): igual (iso) em número, igual em valor; curva sobre a qual o valor do parâmetro é constante; Isolinha.
REPRESENTAÇÃO DE ELEMENTOS DE PLANIMETRIA
Representação de elementos de planimetria A representação planimétrica pode ser dividida em duas partes, de acordo com os elementos que cobrem a superfície do solo: físicos ou naturais; culturais ou artificiais. Os primeiros elementos correspondem principalmente à hidrografia e vegetação. Os segundos decorrem da ocupação humana: sistema viário, construções, limites políticos ou administrativos etc.
Hidrografia A representação da hidrografia deve ser feita, sempre que possível, associando os elementos a símbolos que caracterizem a água. O azul é a cor escolhida para representar mares, rios, lagos, lagoas, alagados (mangue, brejo e área sujeita a inundação), etc. Elementos de Hidrografia Curso d água intermitente Lago ou lagos intermitentes Terreno sujeito a inundação Brejo ou Pântano Poço d água. Nascente Cataratas e corredeiras Rocha submersa e descoberta Represa: alvenaria e terra Ancoradouro. Rio seco ou de aluvião Recife rochoso
Vegetação A cor verde é universalmente convencionada para representar a cobertura vegetal do solo. Variando os tons, as matas e florestas: verde claro chapado; o cerrado e caatinga: verde claro com retícula; as culturas permanentes e temporárias: verde com toque figurativo. Elementos de Vegetação Mata, floresta; Cerrado, macega, caatinga. Culturas: permanente, temporária. Mangue, salina. Arrozal: terreno seco, úmido.
Áreas especiais Área especial é a área legalmente definida, subordinada a um órgão público ou privado, responsável pela sua manutenção, onde se objetiva a conservação ou preservação da fauna, flora ou de monumentos culturais, a preservação do meio ambiente e das comunidades indígenas. Parques nacionais, estaduais e municipais; Reservas ecológicas e biológicas; Estações ecológicas; Reservas florestais ou Reservas de recursos; Áreas de relevante interesse ecológico; Áreas de proteção ambiental; Áreas de preservação permanente; Monumentos naturais e culturais; Áreas, colônias, reservas, parques e terras indígenas.
Sistema viário / rodovias A representação em carta não traduz sua largura real de uma rodovia, uma vez que esta deve ser representada em todas as cartas topográficas desde a escala 1:250.000 até 1:25.000 com a utilização de uma convenção. A rodovia será representada por símbolos que traduzem o seu tipo, independentemente de sua largura física. As rodovias são representadas por traços e/ou cores e são classificadas de acordo com o tráfego e a pavimentação. Essa classificação é fornecida pelos DER, seguindo o Plano Nacional de Viação (PNV). Normalmente, usa-se a cor vermelha para as rodovias. São representados também os caminhos e trilhas (em preto).
Rodovia: feição linear planimétrica
Sistema viário / ferrovias Uma ferrovia é definida como sendo qualquer tipo de estrada permanente, provida de trilhos, destinada ao transporte de passageiros ou carga. Devem ser representadas tantas informações ferroviárias quanto o permita a escala do mapa, devendo ser classificadas todas as linhas férreas principais. São representadas na cor preta e a distinção entre elas é feita quanto à bitola (largura inter trilhos).
Ferrovia: feição linear planimétrica
Unidades político-administrativas O território brasileiro é subdividido em UPA, abrangendo os diversos níveis de administração: Federal, Estadual Municipal. Essas unidades são criadas através de legislação própria (lei federais, estaduais e municipais), na qual estão discriminadas sua denominação e informações que definem o perímetro da unidade (polígono).
Divisão político-administrativa É representada nas cartas e mapas por meio de linhas convencionais (limites) correspondentes à situação das UF e municípios no ano da edição do documento cartográfico. Consta no rodapé das cartas topográficas a referida divisão, em representação esquemática. 1 Duque de Caixas 2 Petrópolis 3 Majé 4 Rio de Janeiro 5 Itaboraí 6 São Gonçalo
Limites e cores Escalas pequenas: representação de áreas político-administrativas - para realçar e diferenciar essas divisões => impressão sob diversas cores. Nos mapas estaduais, p. ex., as cores auxiliam a identificação, a forma e a extensão das áreas municipais. Idem para áreas com limites físicos (bacias) e operacionais (setores censitários, bairros, etc.). Teorema das 4 cores.
Conjectura (teorema) das quatro cores Demonstra que qualquer mapa pode ser colorido sem que se usem mais do que quatro cores diferentes. Dois polígonos que tenham uma fronteira comum não podem ter a mesma cor.
Categorias da DPA Grandes regiões: N, NE, CO, SE, S. 27 unidades da federação: 26 estados e o DF. Municípios: 5570. Distritos Regiões administrativas, subdistritos e zonas Área urbana e área rural Área urbana isolada Setor censitário.
Atualização da DPA A atividade de atualizar a DPA em vigor consiste em transcrevê-la para o mapeamento topográfico e censitário. Para documentar a DPA se constituiu o Arquivo Gráfico Municipal AGM. O AGM é composto pelas cartas, em escala topográfica, nas quais são representados os limites segundo as leis de criação ou de alteração das UPA.
Linhas de limites Mapas e cartas com divisas interestaduais e intermunicipais: úteis para uso rural. Na carta 1:25.000 é possível a representação de divisas distritais (não em escalas menores). Numa carta geográfica, a CIM, p. ex., só há possibilidade do traçado dos limites internacionais e interestaduais. Certas unidades de expressão administrativa, cultural, etc. precisam aparecer, como áreas especiais (reservas indígenas, parques nacionais e outros). Internacional _.. _.. _ Interestadual _. _. _ Intermunicipal...... Áreas especiais...
Localidade: todo lugar do TN onde existe um aglomerado permanente de habitantes. Capital (da União, Federação: Brasília) Capital de UF (São Paulo, SP) Cidade (Presidente Prudente, SP) Vila (Montalvão, distrito de PP) Aglomerado rural (Noite Negra) Propriedade rural (Fazenda Tere Dita) Local (NOME DO ENTORNO) Aldeia
Representação das localidades Mais de 500.000 habitantes CIDADE De 100.000 a 500.000 habitantes CIDADE De 20.000 a 100.000 habitantes CIDADE De 5.000 a 20.000 habitantes CIDADE De 5.000 habitantes CIDADE Vila Vila Povoado, núcleo Povoado Lugarejo, propriedade rural Lugarejo Nome local NOME LOCAL
Representação das cidades Variando de acordo com a área, o centro urbano é representado pela forma generalizada dos quarteirões, que compõem a área urbanizada construída. A área edificada, que é representada na carta topográfica por cores do amarelo ao rosa, dá lugar, fora da área edificada, a pequenos símbolos quadrados em preto, representando o casario. Na realidade, um símbolo tanto pode representar uma casa como um grupo de casas, conforme a escala. Na carta topográfica, dentro da área edificada, é representado todo edifício de notável significação local, como prefeitura, escolas, igrejas, hospitais, etc., independentemente da escala. Conforme a escala, representa-se a área edificada por simbologia correspondente. Outras construções como barragem, ponte, aeroporto, farol, etc., têm símbolos especiais quase sempre associativo.
Representação das cidades segundo diferentes escalas (generalização)
Linhas de comunicação e outros elementos planimétricos As linhas de comunicação: telefônica e telegráfica (?) e às linhas de energia elétrica (de alta ou baixa tensão). Nas legendas das cartas topográficas constam ainda outros elementos: igrejas, escolas, minas, etc.
REPRESENTAÇÃO DE ELEMENTOS DA ALTIMETRIA
Representação do principal elemento altimétrico: o relevo do terreno. A representação do relevo do terreno (SFT), particularmente as montanhas, sempre foi um importante problema cartográfico. Principais métodos: Lagartas Hachuras Curvas de nível Cores hipsométricas Relevo sombreado Perfil topográfico Blocos-diagramas Plastificação em alto-relevo Pontos cotados Modelo digital do terreno Letreiros.
Relevo submerso A bati (profundo) + metria (medir) = o método de levantamento das profundidades do relevo submerso (rios, lagos e mares). Nos documentos cartográficos de apoio à navegação aquática, o relevo submerso é representado com a maior acurácia e precisão possíveis. Atualização também por causa da possível mudança do relevo causada pelas correntes.
Aspecto do relevo A cor da representação da altimetria do terreno na carta é, em geral, o sépia (cor intermediária entre o cinza acastanhado e o marrom-oliváceo-escuro). Os areiais (relevo inconstante por causa dos ventos) são representados por meio de um pontilhado irregular também é impresso, em geral, em sépia. À medida que a escala diminui, a correspondente simbologia tende a ser tornar mais complexa: p. ex., na CIM, o relevo, além das curvas de nível, é representado por cores hipsométricas. Também os oceanos, além das cotas e curvas batimétricas, têm a sua profundidade representada por faixas de cores batimétricas.
Cores hipsométricas e batimétricas Hipso: para o alto, alturas, altitudes. Bati: para baixo, para dentro, profundidades.
Métodos atuais p/ representar relevo Curvas de nível Cores hipsométricas Pontos cotados Relevo sombreado MDT.
Curva de nível O método preferencial para representar o relevo terrestre é o das curvas de nível, que informa um valor constante (isolinha) da altitude em qualquer parte da carta. A curva de nível constitui uma linha imaginária do terreno, em que todos os pontos de referida linha têm a mesma altitude, acima ou abaixo de uma determinada superfície da referência, geralmente o nível médio do mar. Para facilitar a leitura, adota-se um intervalo altimétrico constante a equidistância vertical representado pelas curvas intermediárias. Estas curvas são comandadas pelas curvas mestras: representadas por um traço mais espesso:
Representação conceitual do método das curvas de nível (acima ou abaixo do NMM)
Propriedades das ccnn Todos os pontos de uma curva de nível têm a mesma elevação. Cada curva de nível é fechada. As curvas de nível nunca se cruzam. As curvas de nível cruzam os cursos d'água em forma de "V", com o vértice apontando para a nascente. As curvas de nível formam um M acima das confluências fluviais. Em geral, as curvas de nível formam um U nas elevações.
Formas topográficas A geomorfologia do terreno determina as formas das curvas de nível. ccnn devem expressar o tipo do terreno representado. ccnn indicam se o terreno é plano, ondulado, montanhoso ou se o mesmo é íngreme ou de declive suave.
Formas convexa e côncava
Rede de drenagem e as ccnn A rede de drenagem controla a forma geral da topografia do terreno e serve de base para o traçado das ccnn. Antes de se traçar as ccnn, deve-se desenhar todo o sistema de drenagem da região. Rio é o curso d água natural (nasce em um ponto e deságua em outro rio, lago ou no mar). Os rios levam as águas superficiais, realizando uma função de drenagem (escoamento das águas). Seus cursos estendem-se do ponto mais alto (nascente ou montante) até o ponto mais baixo (foz ou jusante), que pode corresponder ao nível do mar, ao de um lago ou ao de outro rio do qual é afluente. De acordo com a hierarquia e o regionalismo, os cursos d água recebem diferentes sinônimos: ribeirão, lajeado, córrego, sanga, arroio, igarapé, etc.
Divisor de águas e bacia hidrográfica Divisor de Águas Materializa-se no terreno pela linha que passa pelos pontos mais elevados do terreno e ao longo do perfil mais alto entre eles, dividindo as águas de um e outro curso d água. É definido pela linha de cumeeira que separa as bacias. É comum ser usada para demarcar DPA. Bacia Hidrográfica é o conjunto de terras drenadas por um rio principal e seus afluentes. Resulta da reunião de dois ou mais vales, formando uma depressão no terreno, rodeada geralmente por elevações. Uma bacia se limita com outra pelo divisor de águas. Esses limites podem não ser fixos, em conseqüência das mutações sofridas pelo relevo.
Equidistância vertical A eqüidistância vertical (EV) entre uma determinada curva e outra tem que ser constante. EV é a distância vertical entre as curvas de nível. EV varia de acordo com a escala da carta, com o relevo e com a precisão do levantamento. Imprescindível é a colocação dos valores quantitativos das curvas mestras (CM). Escala EV (m) CM (m) 1:25000 10 50 1:50000 20 100 1:100000 50 250 1:250000 100 500 1:500000 100 500
CCNN e CM
Cores hipsométricas Em escalas pequenas, além das ccnn, adotam-se faixas de altitudes em diferentes cores, como o verde, amarelo, laranja, sépia, rosa e branco. Em se tratando de relevo submarino: cores batimétricas. O problema da representação do relevo por meio de cores é a definição do número de intervalos de altitude (intervalos de classe) entre as altitudes extremas, que serão representadas pelas cores, e a escolha das próprias cores que representarão cada intervalo de classe. A representação hipsométrica por cores é uma das possibilidades de representação de uma distribuição contínua de um fenômeno sobre a superfície terrestre. Pode-se de uma maneira geral representar qualquer ocorrência de distribuição contínua por este processo (temperaturas, precipitação pluviométrica, densidade populacional etc).
Relevo em cores e ccnn 37.50 37.45 37.40 37.35 37.30 37.25 37.20 37.15 37.10 3800 3600 3400 3200 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 37.05 37.00-107.50-107.40-107.30-107.20-107.10-107.00
Cores hipsométricas e batimétricas Hipso: para o alto, alturas, altitudes. Bati: para baixo, para dentro, profundidades.
Relevo em cores sem ccnn (sombras)
Pontos cotados As cartas topográficas apresentam pontos de controle vertical e pontos de controle vertical e horizontal, cota comprovada e cota não comprovada. Ponto Trigonométrico - Vértice de figura cuja posição é determinada com o levantamento geodésico. Referência de nível - Ponto de controle vertical, estabelecido num marco de caráter permanente, cuja altitude foi determinada em relação a um datum vertical. Em geral, constam o nome, o nº da RN, a altitude e o nome do órgão responsável. Cota Comprovada - Altitude estabelecida no campo, por nivelamento geométrico de precisão ou qualquer método que assegure a precisão obtida. Cota não Comprovada - Determinada por métodos de levantamento terrestre não comprovado. É igualmente uma altitude determinada por leitura fotogramétrica repetida.
Pontos cotados (irregularmente espaçados)
Relevo sombreado O sombreado, executado em função das curvas de nível, é uma modalidade de representação do relevo. É executada, geralmente, à pistola e nanquim e é constituída de sombras contínuas sobre certas vertentes, dando a impressão de saliências iluminadas e reentrâncias não iluminadas. Para executar o relevo sombreado, imagina-se uma fonte luminosa a noroeste, fazendo um ângulo de 45º com o plano da carta, de forma que as sombras sobre as vertentes fiquem voltadas para sudeste. Originalmente, arte e técnica. Atualmente, tecnologia computacional.
Carta com relevo sombreado
Modelo digital do terreno (MDT) Pontos cotados sobre um plano com uma malha (ir)regular de pontos amostrados. A base planimétrica é referida a um sistema de coordenadas: X Y Z E N h h
...Resumo. Documento cartográfico necessita de uma linguagem. Linguagem cartográfica é a comunicação visual por meio de convenções e símbolos. Elementos de representação Planimétrica Altimétrica
Conclusão A representação da informação geográfica planimétrica e altimétrica é parte da terceira grande fase do mapeamento cartográfico: 1 Levantamentos em campo 2 Processamento e análise de dados (imagens inclusive) 3 Representação convencionada e simbólica A representação requer: Conhecimento das propriedades da IG Domínio da linguagem cartográfica Convenções Símbolos
F I M ( planimetria e a l t i metria )