Cartografia Sistemática Prof. Dr. Lindon Fonseca Matias

Cartografia Sistemática Prof. Dr. Lindon Fonseca Matias

Introdução à Cartografia

A construção de mapas para representar, analisar e comunicar idéias sobre o espaço geográfico é uma prática tão antiga como a própria civilização humana, sendo, até mesmo, anterior ao surgimento da escrita. O uso de mapas para transmitir conhecimentos sobre o mundo não é uma prerrogativa da sociedade hodierna, ao contrário, pode ser considerada como um dos meios mais tradicionais de comunicação inter-humana. Mapas antigos são bem conhecidos na história da Cartografia, demonstrando que a produção desse tipo de representação gráfica faz parte das atividades dos povos desde os tempos mais remotos. O mapa de Çatal Höyük, considerado o mapa mais antigo já encontrado, data de aproximadamente 6.200 a.c., foi descoberto numa escavação arqueológica realizada em 1963, na região centro-ocidental da Turquia.

Mapa de Çatal Höyük (aprox. 6.200 a.c.) e sua representação

Desde os primórdios da civilização humana, tem-se percebido a busca sempre crescente de uma representação do espaço geográfico que seja o mais próximo possível da realidade. Essa habilidade tem origem na necessidade que os povos, desde os tempos ditos primitivos, tinham em conhecer os lugares onde eles habitavam, já que o conhecimento do território muitas vezes significava a preservação da própria vida. Nas pequenas aldeias o espaço conhecido se limitava somente ao entorno onde desenvolviam as atividades voltadas para a subsistência (coleta, caça etc.); para além disso pouco ou nada se conhecia. A partir do momento em que os chefes tribais viram a necessidade de conhecer os espaços dominados ou em potencial para dominação, ou que os mercadores necessitaram conhecer as distâncias onde eles comercializavam seus produtos, o papel do mapa tornou-se essencial.

Exemplos das representações que esses povos faziam do lugar onde viviam foram encontrados na região da Mesopotâmia gravados em tabletes de argila. Mapa de Ga-Sur (aprox. 2.300 a.c.)

Outros exemplos conhecidos são encontrados em inúmeras figuras rupestres em forma de mapa encontrados no Vale do Pó, ao norte da Itália. Mapa Rupestre de Bedolina (aprox. 2.000 a.c.)

Os nativos das Ilhas Marshall fizeram as cartas mais interessantes da pré-história, as quais foram construídas utilizando-se conchas ligadas por um entrelaçado de fibras de palmas. Mapa Primitivo das Ilhas Marshall

Os materiais (fibras, madeira, argila, rocha, papel etc.) e técnicas utilizadas são as mais diversas, demonstrando o estágio de desenvolvimento técnico do agrupamento humano. Várias contribuições para a atividade cartográfica foram se realizando ao longo da história. Pode-se citar o exemplo do sistema duodecimal dos babilônios que foram os responsáveis pela atual divisão do círculo em 360 graus, minutos e segundos. Os egípcios iniciaram a realização de medições do terreno com o intuito de cobrar impostos (aplicação cadastral antiga); mediam as propriedades rurais, demarcavam seus limites e registravam como documentos administrativos.

Os chineses mapearam com detalhes seu território antes mesmo da chegada dos europeus. Isso aconteceu depois da invenção do papel 100 anos d.c. Mapa Chinês Antigo (aprox. séc. II d.c.)

O grau de cientificidade que os chineses alcançaram na Cartografia era evidente, pois já utilizavam a quadrícula ou canevá, parecido com os paralelos e meridianos, adiantando-se aos ocidentais, embora ainda considerassem que a terra era plana. A contribuição dos gregos à Cartografia é incomparável, uma vez que a base do sistema cartográfico atual foi desenvolvida por eles. Os gregos realizaram contribuições fundamentais: a idéia sobre a esfericidade da Terra, os primeiros sistemas de projeção, incluindo o sistema de longitudes e latitudes, medidas astronômicas e geodésicas sobre as dimensões do planeta. Heródoto e Estrabão disseminaram os conhecimentos cartográficos adquiridos pelos gregos, escreveram sobre o feito dos primeiros geógrafos jônicos: Anaximandro de Mileto, que fez um mapa do mundo conhecido na época; e Hecateu que aperfeiçoou o mapa de Anaximandro e fez uma descrição sistemática do mundo.

Por volta do século V e início do IV a.c., os estudiosos divulgavam que o mundo habitável tinha um formato alongado no sentido leste-oeste e com um comprimento duplo no sentido norte-sul, o que deu origem aos atuais termos longitude e latitude. A idéia de esfericidade da Terra surgiu no século IV a.c., só que não era baseada em observações astronômicas e sim em reflexões filosóficas. Tal idéia foi comprovada posteriormente, sendo que em 350 a.c. Aristóteles formulou alguns argumentos para comprovar tal hipótese: reconhecimento e medição da obliqüidade do eixo da Terra, estabelecimento dos conceitos de equador, pólos, trópicos, e a divisão da superfície do planeta em zonas tórridas, temperadas e frias. Eratóstenes de Cirene (275-195 a.c.) foi o primeiro a medir a circunferência da Terra com base na inclinação do eixo da mesma. Construiu um mapa do mundo até então conhecido utilizando sete paralelos e sete meridianos.

Outros propuseram modificações nas idéias de Eratóstenes, como o astrônomo Hiparco, o qual sugeriu paralelos e meridianos com intervalos iguais e, ao invés de sete, onze paralelos e meridianos. Cláudio Ptolomeu de Alexandria (90 a 168 d.c.) representa o apogeu da Cartografia grega no mundo antigo, sua obra foi fundamental para o desenvolvimento da Cartografia. Seus estudos foram compilados em oito volumes, nos quais ele descreve regras para construção do globo, técnicas de projeção de mapas, nomes de lugares e suas respectivas latitudes e longitudes, estudo sobre os princípios da Cartografia, da Geografia, Matemática, das projeções e os métodos de observações astronômicas. Depois dele o conhecimento cartográfico entra numa fase considerada de declínio, principalmente na Europa ocidental.

Mapa Mundi de Ptolomeu (1486)

Na época dos romanos os conhecimentos cartográficos retrocedem, pois desprezaram as medições matemáticas feitas pelos gregos, o que lhes interessavam eram os mapas administrativos voltados para fins práticos e militares (por exemplo, cartas cadastrais, mapas das estradas do império). Diferente dos ocidentais com suas concepções religiosas, os árabes procuraram desenvolver a tradição da antiguidade clássica, tornandose hábeis na Cartografia e Geografia. Seguindo os conhecimentos adquiridos dos gregos calcularam de forma muito aproximada, entre outras medidas, o valor de um grau. Com o advento da Idade Média os mapas elaborados na Europa Ocidental não tinham como objetivo a precisão geométrica, pois não foram feitos para indicar lugares, caminhos ou referências toponímicas ou para esclarecer o leitor sobre a realidade da distribuição territorial.

A representação dos mapas T-O desprezava todo o legado da tradição grega, pois os cartógrafos da época tinham em mente a idéia que a Terra seria plana. Mapa T-O da Idade Média (aprox. séc. VI d.c)

Percebe-se o domínio cultural da visão religiosa de mundo sob égide do cristianismo-catolicismo indicado pela localização de Jerusalém no centro do mapa. No século XIII surgem as cartas portulanas, as mais exatas de todas que já haviam sido feitas até então. Sua realização tinha como fundamento o uso da bússola, o que permitia sua utilização tendo por base a orientação com relação ao norte magnético da Terra. Tais cartas foram muito úteis durante pelo menos 300 anos para a navegação, pois contava com uma representação muito precisa para a época. A partir das grandes navegações o comércio mundial se intensificou e a atividade cartográfica tornou-se importante instrumento para o desenvolvimento dos países europeus que visavam conquistar novos mercados para seus produtos.

Carta Portulana (aprox. séc. XIV d.c)

A Cartografia no ocidente volta a ter um impulso grande por volta do século XV: redescoberta da obra de Ptolomeu, seus mapas foram amplamente utilizados, revistos e modernizados; a invenção da imprensa que possibilitou a reprodução dos mapas em grande número e a um menor custo; o advento dos grandes descobrimentos. O descobrimento de novas terras possibilitou a representação de toda a Terra com os continentes e oceanos de forma próxima da que conhecemos hoje. Nesse contexto aparece a obra de Gerardus Mercator (1569) considerado o pai da Cartografia Moderna por ter desenvolvido o sistema de projeção que leva seu nome.

Mapa Mundi de Mercator (1578)

A principal preocupação da Cartografia até o século XVII foi o de procurar representar a Terra na sua totalidade, à medida que novos lugares tornavam-se conhecidos. A partir de então o foco de interesse muda em favor da representação de espaços menores e mais detalhados para suprir as necessidades de administração e de guerras. Essa época marca o início da Cartografia Topográfica, a qual se preocupa em elaborar mapas mais precisos, em escala grande e é responsável pelos mapas de base. Em 1630 foi publicado em Nürenberg, por Philipp Eckerbrecht, o primeiro mapa contendo suas longitudes baseadas na diferença de tempo. Uma hora equivalia a 15 graus de longitude. Esse valor foi calculado baseando-se em observações de fenômenos celestes.

Edmond Halley (1686) elaborou o primeiro mapa meteorológico no qual aparecia ilustrada a direção dos ventos nas baixas latitudes, utilizando como base a projeção de Mercator. Também realizou observações e registro da declinação magnética em diferentes latitudes. Durante os séculos XVII e XVIII, a França tornou-se líder no mapeamento topográfico desenvolvendo métodos que se tornaram padrão e que foram amplamente adotados em outros lugares. No século XVIII surgiram os serviços cartográficos nacionais devido à crescente necessidade de produção de mapas, pois os exércitos necessitavam para suas operações bélicas de mapas detalhados e precisos, o que a Cartografia privada não oferecia.

Com o advento da Revolução Industrial, a partir do século XVIII, surgiram as estradas de ferro cortando grandes extensões dos territórios dos Estados Unidos da América, Canadá e Rússia, no sentido leste-oeste, o que passou a causar problemas, sendo preciso, então, estabelecer um meridiano único inicial para as zonas de tempo da Terra. Depois de uma série de discussões, esse e outros problemas correlatos foram resolvidos na Conferência Internacional do Meridiano que aconteceu em 1884, em Washington, quando o Observatório de Greenwich, na Inglaterra, foi convencionado como base para estabelecimento do meridiano inicial e a primeira das 24 zonas de tempo da Terra. No final do século XVIII e início do XIX tiveram início nos EUA, Suécia e Inglaterra os levantamentos censitários que muito contribuíram para o desenvolvimento dos mapas temáticos.

O surgimento de novas tecnologias no século XIX, proporcionado pela Revolução Industrial, influenciou de forma decisiva no desenvolvimento da Cartografia. Exemplo disso foi a necessidade de realização de levantamentos topográficos de precisão para implantação de ferrovias. O uso de fotografias aéreas no início do século XX significou um grande avanço na produção de mapas, elas começaram a ser aplicadas para observação já no ano de 1850. As primeiras fotografias aéreas foram tiradas no ano de 1838 pelo francês Turnachon a bordo de um balão numa altura aproximada de 80 metros. Dois anos mais tarde, os norte-americanos King e Black conseguiram fotografar a Terra de uma altura aproximada de 363 metros. Nesse intermédio, grandes aperfeiçoamentos foram conquistados com a aplicação de equipamentos óticos, especialmente na Alemanha, incluindo o estereoscópio binocular.

A invenção do avião no começo do século XX possibilitou tirar fotos para reconhecimento já na Primeira Guerra Mundial, nos quais, mais tarde, foram acopladas câmeras especiais que possibilitaram a obtenção de fotos da superfície terrestre em intervalos regulares. Isso possibilitou, nas décadas de 1920 e 1930, o desenvolvimento da Aerofotogrametria. O uso bélico das fotografias aéreas mostrou a importância que elas tinham não só para esse fim, mas também para observações e mapeamentos de caráter geral, pois com o fim da guerra foram criados em diversos países departamentos de fotogrametria com o objetivo de realizar atividades de fotointerpretação e mapeamentos. Nos anos seguintes muitos equipamentos foram desenvolvidos para trabalhar com fotografias aéreas, tais como câmeras aerofotogramétricas mais sofisticadas, estereoplotador, plotador, aerocartógrafo.

O surgimento e desenvolvimento das fotografias aéreas proporcionou mais agilidade e precisão para a Cartografia, pois aliadas com instrumentos aerofotogramétricos elas facilitaram o levantamento topográfico de áreas onde o acesso era muito difícil, tais como florestas, pântanos, montanhas. Nesse sentido, as fotografias aéreas possibilitaram que o conhecimento do espaço geográfico ficasse menos fragmentado, possibilitando visualizá-lo de uma forma mais abrangente e de um ângulo jamais observado até então. Com o advento das fotografias aéreas surge também o Sensoriamento Remoto, uma ciência que estuda a interação da energia eletromagnética com os objetos da superfície terrestre e o seu registro por meio de sensores remotos na forma de dados a serem interpretados sobre tais objetos.

A partir de então esses sensores a bordo de aeronaves ou satélites possibilitaram a aquisição de informações sobre a superfície terrestre de uma forma muito mais rápida e precisa. A tecnologia espacial desenvolveu-se no pós Segunda Guerra Mundial. O primeiro ramo da Cartografia a se beneficiar dessa nova tecnologia foi o mapeamento meteorológico, quando após 1960 os EUA lançaram uma série de satélites com essa finalidade. Na época, os soviéticos também conseguiram avanços significativos, sendo lançado em 1957 o satélite Sputnik, o qual registrou imagens no ano de 1959 do outro lado da Lua, além de terem conseguido ganhar a disputa com os norte-americanos para colocar o primeiro homem em órbita da Terra em 1961.

No ano seguinte, os norte-americanos fizeram o primeiro vôo tripulado de sua história e, a partir de então, seguiu uma série de missões espaciais com o intuito de obter imagens da Terra a partir do espaço, das quais a mais conhecida foi a missão Apolo 11 que em julho de 1969 levou três astronautas à Lua. Desde então o desenvolvimento de novas tecnologias espaciais se torna contínuo, propiciando o completo imageamento da Terra em intervalos regulares. Lançamento pelo EUA do programa espacial de satélites não tripulados ERTS em 1972, rebatizado em 1975 para LANDSAT, o qual possibilitava obter imagens de toda a Terra em apenas alguns dias. Lançamento pelo programa espacial francês em 1986 do primeiro satélite SPOT.

Sensoriamento Remoto

O Brasil, em parceria com a China, inicia o Programa CBERS (Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres): CBERS-1 (1999), CBERS-2 (2003), CBERS-2B (2007). Até 2012 está previsto o lançamento do CBERS-3 e CBERS-4. O desenvolvimento crescente da Informática, a partir da segunda metade do século XX, permitiu o surgimento de programas e equipamentos computacionais adotados na elaboração de mapas (Cartografia Digital). A utilização do Sistema de Posicionamento Global (GPS) nas atividades de mapeamento permite uma maior rapidez e precisão na realização dos mapas. O advento da Internet permite a disseminação de documentos cartográficos (mapas, imagens, fotos aéreas etc.) em formatos digitais armazenados em mapotecas virtuais.

Cartografia Digital e SIG

Constelação de satélites GPS

Conceitos Básicos A Cartografia, ao longo do seu desenvolvimento como saber científico, vem sofrendo várias transformações, tanto em sua concepção, como na sua área de abrangência e competência. O termo cartografia foi criado somente em 08 de dezembro de 1839 pelo historiador português Visconde de Santarém, antes empregava-se o nome cosmografia. Principais definições: A ciência que se ocupa da elaboração de mapas de toda espécie. Abrange todas as fases dos trabalhos, desde os primeiros levantamentos até a impressão final dos mapas. (ONU, 1949)

Conceitos Básicos Cartografia é o conjunto dos estudos e das operações científicas, artísticas e técnicas que intervêm a partir dos resultados de observações diretas ou da exploração de uma documentação, em vista da elaboração e do estabelecimento de mapas, planos e outros modos de expressão, assim como de sua utilização. (ACI, 1966) A Cartografia deve ser definida como teoria, técnica e prática de duas esferas de interesse: a criação e uso dos mapas. (ACI, 1973) A Cartografia deve ser entendida como a organização, apresentação, comunicação e utilização da geo-informação nas formas visual, digital ou táctil, que inclui todos os processos de preparação de dados no emprego e estudo de todo e qualquer tipo de mapa. Em síntese, a Cartografia se preocupa atualmente com o usuário do mapa, com a mensagem transmitida e com a eficiência do mapa como elemento transmissor de informação. (ACI, 1989)

Conceitos Básicos

Conceitos Básicos Divisão da Cartografia: CARTOGRAFIA SISTEMÁTICA (BÁSICA) Parte da Cartografia que se dedica ao estudo, planejamento e execução de mapas básicos de forma sistemática. CARTOGRAFIA TEMÁTICA Parte da Cartografia que se dedica ao estudo, planejamento e execução de mapas temáticos.

Conceitos Básicos A terminologia mapa ou carta é empregada de diferentes maneiras em vários lugares do mundo. No Brasil, há uma certa tendência em empregar o termo mapa quando se trata de documentos mais simples ou mais diagrámaticos, geralmente utilizando escalas médias e pequenas. Já os documentos mais complexos ou mais detalhados, escalas médias e grandes, são habitualmente denominados de carta. No caso da planta, o que a caracteriza é a exigüidade das dimensões da área representada e a ausência de qualquer referência à curvatura da Terra, geralmente apresenta grande riqueza de detalhes, escala grande e rigor geométrico.

Conceitos Básicos Mapa é a representação no plano, normalmente em escala pequena, dos aspectos geográficos, naturais, culturais e artificiais de uma área tomada na superfície de uma Figura planetária, delimitada por elementos físicos, político-administrativos, destinada aos mais variados usos, temáticos, culturais e ilustrativos. (IBGE, 1999) Carta é a representação no plano, em escala média ou grande, dos aspectos artificiais e naturais de uma área tomada de uma superfície planetária, subdividida em folhas por linhas convencionais paralelos e meridianos com a finalidade de possibilitar a avaliação de pormenores, com grau de precisão compatível com a escala. (IBGE, 1999) Planta: Carta que representa uma área de extensão suficientemente restrita para que a sua curvatura não precise ser levada em consideração, e que, em conseqüência, a escala possa ser considerada constante. (IBGE, 1999)

Conceitos Básicos Os mapas podem ser classificados, de forma mais genérica, segundo a natureza ou a escala da representação. Quanto à natureza da representação: Mapas Gerais: atendem uma gama imensa e indeterminada de usuários (por exemplo, mapa da divisão político-administrativa do Brasil realizado pelo IBGE, escala 1:5.000.000, representando os limites políticos, principais rodovias, capitais, hidrografia principal). Mapas Especiais: atendem grupos específicos de usuários, muito distintos entre si, em geral, são concebidos para atender uma determinada demanda técnica ou científica (por exemplo, mapa astronômico). Mapas Temáticos: representam um tema específico sobre uma base cartográfica (por exemplo, mapa geológico, mapa de uso da terra), podem ser realizados em diferentes escalas.

Conceitos Básicos Quanto à escala da representação: Escala grande - entre 1:500 e 1:5.000 (por exemplo, cartas cadastrais). Escala média entre 1:25.000 e 1:250.000 (por exemplo, cartas topográficas). Escala pequena 1:500.000 e menores (por exemplo, mapas geográficos).