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Universidade Federal de Campina Grande – UFCG Centro de Tecnologia e Recursos Naturais – CTRN

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Universidade Federal de Campina Grande – UFCG Centro de Tecnologia e Recursos Naturais – CTRN Unidade Acadêmica de Engenharia Civil – UAEC Disciplina: Introdução ao Geoprocessamento Professora: Iana Alexandra Alves Rufino Equipe: Diana Dayse Leite Sousa Mariano Ester Luiz de Araújo

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Universidade Federal de Campina Grande – UFCG

Centro de Tecnologia e Recursos Naturais – CTRN

Unidade Acadêmica de Engenharia Civil – UAEC

Disciplina: Introdução ao Geoprocessamento

Professora: Iana Alexandra Alves Rufino

Equipe:

Diana Dayse Leite Sousa Mariano

Ester Luiz de Araújo

Rafaella Nogueira da Costa

Vanessa de Morais Batista

Topografia Automatizada e suas aplicações em engenharia

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Introdução

Nestas últimas décadas a topografia evoluiu rapidamente, em todas as suas formas de levantamento de campo até a elaboração do produto final. Grande parte desse avanço deve-se à utilização do “meio digital”, ou seja, equipamentos eletrônicos, que automatizam várias etapas ligadas ao processo topográfico.

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Topografia

Conceito: A palavra "Topografia" deriva das palavras gregas "topos" (lugar) e "graphen” (descrever) significando, portanto, a representação exata de um lugar.

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Importância

É a base de qualquer projeto e qualquer obra realizada por engenheiros e arquitetos.

Exemplos de aplicações

Trabalhos de obras viárias, núcleos habitacionais, edifícios, aeroportos, hidrografia, sistema de água e esgoto, planejamento, urbanismo, entre outros.

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Métodos de levantamento topográfico:

  • método clássico: informação direta do terreno, a partir de instrumentos simples de medição como é o caso dos teodolitos, estações totais e níveis ópticos.
  • método fotogramétrico: informação recolhida através da análise de fotogramas do terreno, obtidos através de fotografia aérea ou de imagens enviadas por satélites artificiais.
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Divisão

O levantamento topográfico pode ser diividido em :

Planimétrico: representação bidimensional.

Figura 1 – Representação bidimensional

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Altimétrico: representação tridimensional

Figura 2 – Representação Altimetrica

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Escala (E)

E = d / D

d: medida linear gráfica (desenho)

D: medida linear real (terreno)

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Grandezas medidas em um levantamento topográfico

  • Angulares:

-> Ângulo horizontal(Hz): é medido entre as projeções de dois alinhamentos do terreno, no plano horizontal.

-> Ângulo vertical(α): é medido entre o alinhamento do terreno e o plano do horizonte.

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Lineares

-> Distância Horizontal(DH): distância medida entre dois pontos no plano horizontal.

-> Distância Vertical ou Diferença de Nível (DV ou DN): distância medida entre dois pontos num plano vertical que é perpendicular ao plano horizontal.

-> Distância Inclinada(DI): distância medida entre dois pontos, em planos que seguem a inclinação da superfície do terreno.

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Considerações de projeto:

  • Fazer um reconhecimento global no campo do terreno, que é essencial para uma programação eficaz e otimizada do trabalho a desenvolver;
  • Conhecer o fim a que se destina o trabalho;
  • A escala a que o trabalho vai ser entregue .
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Geodésia X Topografia

A Topografia é confundida com a Geodésia, devido ao fato de utilizarem os mesmos equipamentos e praticamente os mesmos métodos para o mapeamento da superfície terrestre.

Diferença:

Topografia-> mapeamento de uma pequena porção da superfície.

Geodésia-> mapeamento de grandes porções da mesma superfície.

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Os levantamentos topográficos podem ser efetuados com ou sem ligação à rede geodésica nacional.

A Rede Geodésica Nacional é a infra-estrutura básica onde se apoia toda a cartografia do País, permitindo referenciar geograficamente qualquer projeto.

Figura 6 -

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Levantamentos topográficos não ligados à rede geodésica nacional:

  • É considerado um referencial arbitrário;
  • São introduzidas no aparelho coordenadas fictícias;
  • Através da bússola,direciona-se o norte magnético.
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Levantamentos topográficos ligados à rede geodésica nacional:

  • Localiza-se o terreno a levantar na carta 1:25000;
  • No campo, estaciona-se o aparelho no Marco Geodésico pretendido.
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Figura 7 – Estação Total

Figura 8 – Tripés de Madeira

Figura 10 – Base para Marcos Geodésicos

Figura 9 – Pinças

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Figura 11 – Prismas e Mini Prismas

Figura 12 – Bússolas

Figura 13 – Carregadores e Baterias

Figura 14 – Bastões extensíveis a 4,75m

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Figura 15 – Rádios Transmissores

Figura 16 – Fitas Métricas Metálicas 3, 5 e 30m

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Topografia Automatizada

A grande vantagem que a automação trouxe para a topografia foi a maior facilidade e o aumento de precisão com que os engenheiros das várias áreas puderam contar na execução das mensurações.

A estação total é um instrumento que reúne os principais avanços da área moderna e que praticamente simboliza a topografia automatizada, ela revolucionou a maneira de se obter, processar e armazenar informações sobre terrenos.

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Instrumentos

  • Estação Total;
  • GPS;
  • Níveis eletrônicos;
  • Trenas eletrônicas;
  • Entre outros.
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Estação Total:

  • É um instrumento computadorizado de medição de ângulos (horizontais e verticais) e distâncias, que substitui a grande maioria dos equipamentos usados para medições em campo conhecidos até então. Entre outros recursos, ela possui um distanciômetro e um nível (ambos de grande precisão), uma calculadora e uma caderneta eletrônica.

Figura 17 – Estação Total com GPS

Figura 19 – Estação Total Sokkia

Figura 18 – Estação Total

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GPS para topografia:

  • Atualmente o uso do GPS em aplicações topográficas é algo que está se tornando cada vez mais comum. Normalmente, o que está ocorrendo na realidade é que os usuários ao realizar um levantamento de uma área, tentam ocupar o máximo de pontos com GPS.
  • O uso do GPS tem proporcionado muitas facilidades, entre elas:
  • aumento de precisão dos levantamentos;
  • maior facilidade nos procedimentos de campo;
  • economia de tempo na realização dos levantamentos de campo.
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(a)

(a)

(b)

Figura 20 – GPS com Bluetooth

(b)

Figura 21 - GPS

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Níveis Digitais:

  • Equipamentos que auxiliam na obtenção dos dados de um terreno.

Figura 22 – Nível digital

Figura 23 –Nível digital

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Mas o que é uma estação total?

Vantagens da automação na topografia:

  • redução de custos;
  • aumento de produtividade;
  • diminuição de erros durante as medições.
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Softwares topográficos mais utilizados:

  • TopoGraph;
  • Geo Office;
  • TopoEVN;
  • DataGeosis.

A existência de softwares topográficos facilitou para o profissional de topografia, pois desenhar uma área, ficou mais fácil a partir da computadorização, além da realização de cálculos instantâneos.

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APLICAÇÕES À

ENGENHARIA

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Projeto Viário Automatizado

A metodologia adotada para a utilização de dados topográficos (DTopo) em Projetos Geométricos Automatizados de Via (PGAV), apresentam as seguintes etapas bem definidas:

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RECONHECIMENTO AUTOMATIZADO DE REDES DE DRENAGEM UTILIZANDO MODELO DIGITAL DE TERRENO

As redes de drenagem são fundamentais na Engenharia, sendo as informações geradas utilizadas em atividades como projetos de monitoramento, gerenciamento e análise dos recursos hídricos.

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Área de Estudo

• Região localizada em uma zona de transição de paisagens, caracterizada pela predominância de terras altas com topografia ondulada;

Figura 11

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Modelo Digital de Terreno(MDT)

• Representação de uma superfície real no computador através de pontos na forma de uma grade regular;

Grades Regulares ou Retangulares -> é um modelo digital que aproxima superfícies através de um poliedro de faces retangulares.

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Extração da Rede de drenagem

• Métodos de obtenção

- a partir de fotos aéreas ou digitalizadas a partir de carta topográficas.

• Automatização

- Utilização do MDT em formato de imagem em níveis de

cinza representando as diferentes altitudes.

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Figura 12- Extração da Rede de Drenagem

- Poucos fluxos de drenagem foram identificados, pois uma grande parte possui valores de nível de cinza próximos.

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Realce de Contraste : consiste numa transferência radiométrica em cada pixel, com a finalidade de aumentar a discriminação visual entre os objetos presentes na imagem.

Para melhorar a qualidade visual da imagem, usou-se duas funções distintas de contraste :

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Um aumento de contraste nunca irá revelar uma nova informação. O contraste apenas apresentará a mesma informação dos dados brutos, porém de uma forma mais clara ao usuário.

Para um melhor resultado deve-se converter a imagem

para representação vetorial, para a correção de falhas ocorridas durante o processo de extração.

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Conclusão

As tarefas automatizadas facilitam bastante na elaboração e execução de projetos, no entanto a iteração humana é que definirá um bom projeto.

Dessa forma, valoriza-se a capacidade humana, a experiência e o conceito adquirido. Até porque é necessário entender as opções fornecidas pelos softwares, detectar erros, descobrir formas de controle e não aceitar qualquer resultado produzido pela máquina, buscando a consciência plena do que se está fazendo.

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