Aula 02 – Bases Cartográficas

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CAMPUS ARAPIRACA – PÓLO PENEDO CURSO ENGENHARIA DE PESCA Aula 02 – Bases Cartográficas Profa. Marcia Cristina

2. Bases Cartográficas Para trabalhar com geotecnologias, é necessária a compreensão de determinadas técnicas específicas. Uma delas diz respeito ao uso de bases cartográficas confiáveis, o que vincula-se diretamente à compreensão de regras básicas para essa forma de representação da realidade.

3. Bases Cartográficas Num primeiro momento, se faz necessária uma abordagem a respeito da forma da Terra. Esta, atualmente de compreensão um tanto óbvia, foi motivo de discussões exaustivas e até de violentas execuções num passado nem tão distante.

4. Bases Cartográficas Desde a época do apogeu da antiga Grécia, muitos pensadores já acreditavam que a Terra possuía uma superfície esférica. Com maior ou menor precisão, vários investigadores realizaram experimentos a fim de mensurar suas dimensões e procurar definir sua forma característica.

5. Bases Cartográficas Apesar dos retrocessos científicos experimentados no decorrer da Idade Média, a partir de algumas observações feitas pelos antigos navegadores, as questões apresentadas pelos gregos foram novamente sendo retomadas, e a esfericidade terrestre voltou a ser aceita.

6. Bases Cartográficas No século XVII, o astrônomo francês Jean Richer verificou que em Caiena, na Guiana Francesa, um relógio dotado de um pêndulo de um metro atrasava cerca de dois minutos e meio por dia em relação à idêntica situação experimentada em Paris, capital da França.

7. Bases Cartográficas A partir do princípio da Gravitação Universal de Newton, o pesquisador estabeleceu uma relação entre as diferentes gravidades experimentadas nas proximidades do equador e em Paris. Dessa maneira, concluiu que, na zona equatorial, a distância entre a superfície e o centro da Terra eram maior do que a distância mensurada na proximidade dos pólos.

8. Bases Cartográficas As observações realizadas levaram, portanto, à ideia de que a forma do Planeta não seria a de uma esfera perfeita, pois ocorre um “achatamento” nos seus pólos. Assim, sua forma estaria próxima a de um elipsoide, figura matemática cuja superfície é gerada pela rotação de uma elipse em torno de um de seus eixos.

9. Bases Cartográficas Outro termo bastante utilizado para definir a forma do Planeta, o geoide, pode ser conceituado como uma superfície coincidente com o nível médio e inalterado dos mares e gerada por um conjunto infinito de pontos, cuja medida do potencial do campo gravitacional da Terra é constante e com direção exatamente perpendicular a esta. O geoide seria assim, a superfície que representaria da melhor forma a superfície real do planeta.

10. Bases Cartográficas Geoide

11. Bases Cartográficas Entretanto, as dificuldades no uso do geóide como superfície representativa da Terra conduziram à utilização do elipsoide de revolução, dadas as suas propriedades, como figura utilizada pela Geodésica para seus trabalhos.

12. Elipsóide de Revolução

13. Formas da Terra A terra pode ser definida em três formas aceitas no mundo cientifico para melhor representação. Superfície topográfica É a forma física da terra, com montanhas vales, oceanos, etc. é onde são realizados os levantamentos e medições cartográficas.

14. Superfície Topográfica

15. Formas da Terra Geóide Figura definida como a superfície eqüipotencial do campo de gravidade da Terra que melhor se aproxima do nível médio dos mares, supostos homogêneos e em repouso. Embora melhor descreva a forma física da Terra, o geóide se caracteriza por grande complexidade em função da distribuição irregular de massas no interior da Terra e, conseqüentemente, por difícil representação matemática, o que leva à adoção do elipsóide como forma matemática da Terra, devido à simplificação decorrente de seu uso.

16. Geoide

17. Formas da Terra Elipsóide Figura matemática mais adequada à representação da forma da Terra em função da simplificação dos cálculos e da boa aproximação relativa à sua forma real. No caso de uma construção de um radio enlace, onde a altitude das antenas é importante, é necessário a conversão dos dados obtidos através do sistema GPS, que é definido em forma elipsoidal em geoidal para a melhor precisão do mesmo (IBGE, 2009).

18. Elipsóide

19. Comparação entre a superfície topográfica, elipsoidal e geoidal.

20. Comparação entre os três modelos de representação da superfície terrestre.

21. Sistemas Geodésicos de Referência Uma das condições essenciais para quem trabalha com geoinformação diz respeito ao uso de sistemas de referência. Quando se deseja estabelecer uma relação entre um ponto determinado do terreno e um elipsóide de referência, é preciso referir-se a um sistema específico que faça esse relacionamento. Os sistemas geodésicos de referência cumprem essa função.

22. Sistema Geodésico Brasileiro Cada país adota um sistema de referência próprio, baseado em parâmetros predeterminados a partir de normas específicas. O Sistema Geodésico Brasileiro (SGB), por exemplo, é composto por redes de altimetria, gravimetria e planimetria.

23. Sistema Geodésico Brasileiro Altimetria: é a parte da topografia que trata dos métodos e instrumentos empregados no estudo e representação do relevo do solo. Gravimetria: é a medida do campo gravitacional. Normalmente é medida em unidades de aceleração. Planimetria: é a representação em um plano de algum espaço, tais como: grupos de edifícios, máquinas ou objetos.

24. Sistema Geodésico Brasileiro No SBG, o referencial de altimetria está vinculado ao geoide, forma descrita anteriormente como uma superfície equipotencial do campo gravimétrico da Terra, a qual, no caso brasileiro, coincide com a marca “zero” do marégrafo de Imbituda, no Estado de Santa Catarina.

25. Marégrafo de Imbituba O Porto de Imbituba está localizado numa enseada aberta, junto à ponta de Imbituba, no município homônimo, no litoral sul do estado brasileiro de Santa Catarina. No Porto está o "marégrafo de Imbituba" (DatumAltimétrico ou Vertical é o marco da superfície de referência que define altitude de pontos da superfície terrestre); que é a materialização da rede de marégrafos – NMM - de altitude zero para o Brasil, e a estação SAT-91854 (Datumplanimétrico). 

26. Marégrafo de Imbituba Por definição é uma localidade onde ocorre a intersecção da superfície do Elipsoide e a superfície do Geoide, tornando o Desvio da Vertical nulo ou mínimo e as coordenadas geográficas e geodésicas iguais, diminuindo assim ao máximo a propagação de erros ao se efetuar cálculos e elaborar algum trabalho.

27. Porto de Imbituba

28. Marégrafo de Imbituba Datum:- Palavra original do Latim; plural: Data É o ponto de referência padrão, um ponto de origem pré-determinado por um *Sistema Geodésico onde a partir dele se determina as distâncias, altitudes e aceleração da gravidade dos demais pontos em um mapa ou carta. 

29. DATUM Horizontal e Vertical Um DATUM caracteriza-se por uma superfície de referência posicionada em relação à Terra. Um DATUM planimétrico ou horizontal é formalmente estabelecido por cinco parâmetros: dois para definir o elipsóide de referência e três para definir o vetor de translação entre o centro da Terra física e o do elipsóide.

30. Os mapas mais antigos do Brasil adotavam o DATUM planimétrico Córrego Alegre, que utiliza o elipsóide de Hayford. Mais recentemente passou a ser utilizado como referência o DATUM SAD-69 que utiliza o elipsóide de referência 1967, mas o DATUM oficial brasileiro é o SIRGAS 2000.

31. Existe também o DATUM vertical ou altimétrico, que se refere à superfície de referência usada para definir as altitudes de pontos da superfície terrestre. Na prática a determinação do DATUM vertical envolve um marégrafo ou uma rede de marégrafos para a medição do nível médio dos mares. No Brasil o ponto de referência para o DATUM vertical é o marégrafo de Imbituba, em Santa Catarina.

32. Marégrafo de Imbituba Datum Vertical (Altimétrico): Marégrafo de Imbituba, localizado em Santa Catarina. O Datum Vertical é utilizado pois existe uma diferença entre a altitude e a altura de um local. A altitude se mede a partir do nível médio do mar até o ponto mais alto e a altura se mede de uma superfície qualquer de referência “chão” até o ponto mais alto, ou seja, esta superfície de referência pode estar acima ou abaixo do nível médio do mar **(NMM).

33. Marégrafo de Imbituba NMM é o mesmo em qualquer lugar do Mundo e é chamado de Nível Médio pois se sabe que a amplitude das marés é influenciável por vários fatores como as fases da Lua, movimentos e fenômenos da Terra, e etc. Para determiná-lo utiliza-se vários marégrafos na medição das marés em diversos locais e depois é feito um ajustamento dos valores medidos determinando então uma referência de origem, um "ponto zero", considerado como a origem das Altitudes.

34. Marégrafo de Imbituba O Sistema Geodésico, que é o conjunto de atributos do Elipsoide (forma, tamanho e posição em relação ao Geoide), no Brasil, conforme resolução do IBGE fica estabelecido o Sistema de Referência Geocêntricopara as Américas (SIRGAS), em sua realização do ano de 2000 (SIRGAS2000), como novo sistema de referência geodésico para o Sistema Geodésico Brasileiro (SGB), que é dividido em três Redes Geodésicas: Planimétrica (latitude e longitude), Altimétrica (altitude) e Gravimétrica (aceleração da gravidade), e adotou os DatumHorizontal e Vertical.

35. Sistema Geodésico Brasileiro 1. O que é um sistema geodésico de referência? Para que serve na prática? É um sistema coordenado, utilizado para representar características terrestres, sejam elas geométricas ou físicas. Na prática, serve para a obtenção de coordenadas (latitude e longitude), que possibilitam a representação e localização em mapa de qualquer elemento da superfície do planeta.

36. Sistema Geodésico Brasileiro 2. Qual(is) o(s) sistema(s) geodésico(s) de referência em uso hoje no Brasil? Legalmente, existem o SAD69 (SouthAmericanDatum 1969) e o SIRGAS2000 (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas). Há também outros sistemas que, apesar de não terem respaldo em lei, ainda são utilizados no país.

37. Sistema Geodésico Brasileiro 3. Qual(is) a(s) diferença(s) entre o SAD69 e o SIRGAS2000? São sistemas de concepção diferente. Enquanto a definição/orientação do SAD69 é topocêntrica, ou seja, o ponto de origem e orientação está na superfície terrestre, a definição/orientação do SIRGAS2000 é geocêntrica. Isso significa que esse sistema adota um referencial que é um ponto calculado computacionalmente no centro da terra (geóide).

38. Modelo Geoidal (SAD69) Modelo Geoidal (SIRGAS2000)

39. Sistema Geodésico Brasileiro 4. Que tipo de problema a coexistência de mais de um sistema pode causa causar? A dificuldade em compatibilizar as informações geográficas de várias origens. Por exemplo, para a análise do impacto ambiental da construção de uma hidrelétrica, várias informações sobre o ecossistema da região precisam ser avaliadas: fauna, flora, área rural e urbana, rodovias, rios etc.

40. Sistema Geodésico Brasileiro Para a análise do impacto ambiental, todas essas características devem ser reunidas para construir um sistema geográfico de informações e, para que isso seja feito sem problemas, elas deverão estar num mesmo sistema de referência. Os dados fornecidos pelo SAD69 e pelo SIRGAS2000 não são compatíveis entre si, ou seja, não podem ser inseridos num mesmo mapa.

41. Sistema Geodésico Brasileiro Há um deslocamento espacial entre as coordenadas determinadas pelos dois sistemas (variável, dependendo do local onde se está). A distância média para o mesmo ponto em SAD69 e SIRGAS2000 é algo em torno de 65 metros.

42. Sistema Geodésico Brasileiro 5. É verdade que o país terá apenas um sistema de referência oficial? Sim. Depois de passado o período de transição, o SIRGAS2000 será o único sistema geodésico de referência legalizado no país. Ele é a nova base para o Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) e para o Sistema Cartográfico Nacional (SCN).

43. Sistema Geodésico Brasileiro 6. Até quando a mudança para o SIRGAS2000 deve estar completa? Até 2014.

44. Sistema Geodésico Brasileiro 7. Para quem a adoção do sistema único será obrigatória? Para qualquer um que necessite receber ou fornecer informações espaciais em escalas relevantes para o governo e para as instituições produtoras de cartografia no Brasil — resumindo, para todos os que fazem uso ou produzem informações geográficas.

45. Sistema Geodésico Brasileiro 8. Enquanto o prazo para a mudança não se encerra, em que sistema deverão ser feitos os novos mapeamentos? Em SIRGAS2000.

46. Sistema Geodésico Brasileiro 9. O que ocorre com quem, ao fim do prazo de conversão, não fizer a mudança e continuar a adotar o sistema antigo? Não vai poder, por exemplo, requisitar uma revisão de limites numa propriedade, fazer qualquer tipo de questionamento legal utilizando o sistema antigo nem fornecer/receber dados às/das concessionárias de serviços públicos para recebimento ou prestação de serviços.

47. Sistema Geodésico Brasileiro 10. Por que o país precisa de um sistema de referência único? Para compatibilização das informações geográficas, facilitando, assim, o intercâmbio dessas informações por todos, inclusive entre o Brasil e os demais países que utilizam o SIRGAS2000.

48. Sistema Geodésico Brasileiro 11. Na prática, quais são as vantagens da adoção do SIRGAS2000 em relação aos demais sistemas de referência que são usados atualmente? Adotando-se o referencial geocêntrico, será possível fazer uso direto da tecnologia de GPS (Global Positioning System, ou Sistema Global de Posicionamento), uma importante ferramenta para a atualização de mapas, controle de frota de empresas transportadoras, navegação aérea, marítima e terrestre em tempo real.

49. Sistema Geodésico Brasileiro O SIRGAS2000 permitirá maior precisão no mapeamento do território brasileiro e na demarcação de suas fronteiras. Além disso, a adoção desse novo sistema pela América Latina contribuirá para o fim de uma série de problemas originados na discrepância entre as coordenadas geográficas apresentadas pelo sistema GPS e aquelas encontradas nos mapas utilizados atualmente no continente.

50. Sistema Geodésico Brasileiro 12. O que vai mudar, na prática, com a adoção do referencial geocêntrico? As coordenadas da informação geográfica. Como o sistema de referência será alterado, todas elas sofrerão alteração de seus valores seguindo a mesma magnitude e direção.