Noções de Cartografia.pdf
- 1. Noções de Cartografia Daniel Dias Rodrigues
- 2. CARTOGRAFIA É a Ciência e a Arte que se propõe a representar através de mapas, cartas, plantas e outras formas gráficas os diversos ramos do conhecimento humano sobre a superfície e o ambiente terrestre. Ciência quando se utiliza do apoio científico da Astronomia, da Matemática, da Física, da Geodésia, da Estatística e de outras Ciências para alcançar exatidão compatível com o mapeamento a ser realizado. Arte quando recorre às leis estéticas da simplicidade e da clareza, buscando atingir o ideal artístico de beleza.
- 3. CARTOGRAFIA OBJETO DA CARTOGRAFIA É a representação espacial das combinações e interações dos fenômenos da natureza e da sociedade, bem como suas alterações temporais, por meio de símbolos e convenções cartográficas
- 4. CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS DE APOIO ▪ Áreas específicas ▪ Astronomia ▪ Posicionamento GPS ▪ Geodésia ▪ Aerofotogrametria ▪ Sensoriamento remoto ▪ Áreas inter-disciplinares ▪ Modelagem digital do terreno ▪ Sistemas de informações geográficas (SIG) ▪ Base teórica ▪ Matemática ▪ Física ▪ Estatística CARTOGRAFIA
- 5. Mapa Representação gráfica dos acidentes físicos (naturais e artificiais) de uma parte da superfície terrestre sobre uma superfície plana. Geralmente se destina a fins culturais ou ilustrativos, possuindo um aspecto temático. É o caso dos mapas turísticos e guias rodoviários, cujo objetivo é orientar seus usuários, sem a necessidade de se obter medição ou outras informações além das representadas graficamente. Carta Um mapa em escala média ou grande, dotado de símbolos convenções cartográficas, destinado para fins práticos, e que permite a avaliação precisa de distâncias, direções e a localização geográfica de pontos, áreas e detalhes. CARTOGRAFIA Definição de Mapa e de Carta
- 6. Divisão da Cartografia - classificadas conforme o tipo de representação CARTOGRAFIA
- 7. Geral ou Sistemática - Documentos Cartográficos elaborados sem um fim específico - Fornece uma base cartográfica com diversas possibilidades de aplicação (respeitando os limites impostos pela escala) CARTOGRAFIA
- 8. Geral ou Sistemática Cadastral - Planimétrica: sistema viário, esgoto, energia, lotes, etc; - Maior detalhamento e precisão geométrica; - Representação de cidades e regiões metropolitanas; CARTOGRAFIA
- 9. Geral ou Sistemática Topográfica Carta elaborada a partir de levantamentos aerofotogramétricos e geodésicos, originais ou compilados de outras cartas - Inclui feições naturais (relevo) e artificiais (ruas); - Elementos planimétricos (ruas, obras) e altimétricos (curvas de nível, pontos cotados) são bem representados; CARTOGRAFIA
- 10. Geral ou Sistemática Geográfica - Detalhes planimétricos e altimétricos generalizados, variando a precisão de acordo com a escala; - Escalas pequenas, representando grandes áreas e extensões (Mapas do Brasil e Estaduais) CARTOGRAFIA
- 11. Temática - Cartas, Mapas e Plantas, em qualquer escala, destinada a um tema específico CARTOGRAFIA SÍNTESE NOTAÇÃO ou INVENTÁRIO ESTATÍSTICA ou ANALÍTICA Aspectos qualitativos Aspectos quantitativos Aspectos inter- relacionais Mapas geológicos, pedológicos, de uso da terra, etc. Mapas de densidade populacional, fluxo de mercadorias, distribuição de renda, etc. Mapas históricos, geomorfológicos, etc.
- 12. Especial - Cartas, Mapas e Plantas, destinadas a um grupo de usuários muito distintos CARTOGRAFIA Geoidal Náuticas Aeronáuticas Militares Outras
- 13. CARTOGRAFIA CARTOGRAFIAS MAIS USUAIS CARTOGRAFIA GERAL CARTOGRAFIA TEMÁTICA Atende a um público amplo e diversificado (vários usuários). Atende a um público especializado e reduzido (usuários específicos). Representação de elementos físicos ligados à topografia do terreno. Representação de quaisquer elementos, inclusive os de natureza abstrata. Os produtos sempre servem de base para outras representações. Os produtos raramente servem de base para outras representações. Em geral, os elementos podem ser usados por um longo tempo. Duração mais limitada, pois os dados são superados com maior rapidez. Trata basicamente de informações qualitativas. Trata de informações qualitativas e quantitativas. A produção dos documentos exige conhecimento especializado em Cartografia. Em geral, os documentos podem ser produzidos por pessoas não especializadas em Cartografia.
- 15. ESCALAS CARTOGRÁFICAS A representação dos elementos físicos e culturais, presentes na superfície da terra, em um plano horizontal limitado, exige que suas proporções sejam reduzidas. PROPORÇÃO = ESCALA Escala: Relação matemática entre a medida de um objeto ou lugar representado em uma carta (ou mapa) e suas medidas reais correspondentes.
- 16. ESCALAS CARTOGRÁFICAS Escala Numérica Expressa por uma fração ou proporção. Indica a relação entre os comprimentos de uma linha na carta e o correspondente comprimento no terreno, em forma de fração com a unidade para numerador. Ex: 1:100.000 - Lê-se “1 para 100.000”, ou seja, significa que 1cm no documento equivale a 100.000 cm no terreno. Escala Gráfica Representação gráfica da escala numérica sob a forma de uma linha graduada, na qual a relação entre as distâncias reais e as representadas nos mapas, cartas ou outros documentos cartográficos é dada por um segmento de reta em que uma unidade medida na reta corresponde a uma determinada medida real.
- 17. ESCALAS CARTOGRÁFICAS Maior a escala do mapa – Maior a riqueza de detalhes Menor a escala – Menor a riqueza de detalhes Escala 1:50.000 0 2000 4000 m 2000 m 4 cm 4 cm Escala Primária Talão ou escala de Fracionamento (Sub-multiplos da unidade principal)
- 18. ESCALAS CARTOGRÁFICAS Classificação dos Mapas de acordo com a escala cartográfica
- 19. ESCALAS CARTOGRÁFICAS Mapeamento urbano - Geralmente em escala de 1:10.000 (Grande); - Elevado Grau de detalhamento; Mapeamento de Vegetação e uso do solo - Escala de reconhecimento, com um maior grau de generalização; - Menor precisão, compilados de dados em diferentes escalas; - De 1:500.000 até 1.000.000 - Biomas; - Em escalas médias, mais detalhado, definição de Fitofisionomias; - Neste caso de 1:25.000 à 1:50.000;
- 20. ESCALAS CARTOGRÁFICAS Monitoramento Ambiental - Queimadas (Focos de calor) e Desmatamentos; - Uso de escala pequena para identificação devido às grandes extensões; - Escalas acima de 1:500.000 ou 1:1.000.000;
- 21. ESCALAS CARTOGRÁFICAS Diferenças na representação da paisagem de acordo com a escala de análise Aumento do Número de Polígonos
- 22. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO DA SUPERFÍCIE TERRESTRE
- 23. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO COMO REPRESENTAR A SUPERFÍCIE DA TERRA ? • QUAL A FORMA ? • QUAIS AS DIMENSÕES ? HÁ 3 TIPOS DE ABORDAGENS DIFERENTES: O modelo REAL, baseado na verdadeira forma da Terra; O modelo FÍSICO, baseado em conceitos físicos, envolvendo o campo de forças atuantes no planeta; O modelo MATEMÁTICO, baseado em conceitos puramente geométricos.
- 24. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO MODELO REAL - Difícil representação - Não serve como referência MODELO FÍSICO - Sujeito a alterações - Atuação de campos de força MODELO MATEMÁTICO a b - Fácil representação - Modelo rígido
- 25. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO MODELO REAL -Totalmente irregular - Não matemática - Submetida a forças internas e externas - Não rígida - Forma variável Everest 9.000 m A superfície do terreno, com seus vales e montanhas é denominada Superfície topográfica.
- 26. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO MODELO FÍSICO - Superfície equipotencial - Pontos de igual potencial gravífico - Intercepta a direção da gravidade sob ângulos retos - Coincide com o Nível Médio dos Mares - Referência para a altimetria Geóide é uma superfície equipotencial coincidente com o nível médio dos mares, suposto homogêneo e livre de perturbações de qualquer natureza.
- 27. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO O Geóide é uma superfície de nível ondulada e não possui uma forma matemática (ou geométrica) conhecida. Ela não pode, portanto, ser usada como uma superfície de referência de pontos da superfície topográfica, embora, ela possa ser usada como superfície de referência para as altitudes.
- 28. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO MODELO MATEMÁTICO - Considerações exclusivamente geométricas a b Elipsóide de Referência Modelo com forma e dimensões tão próximas quanto possível das da terra, destinado a estabelecer, com grande exatidão (a partir de considerável complexidade de cálculos), as posições relativas entre os vários lugares... É sobre esta superfície que são definidas as coordenadas geográficas dos lugares (latitude e longitude). Modelo mais usado na cartografia mundial
- 29. Elipsóide de Referência -Praticamente Impossível a determinação de um único elipsóide que sirva para toda a superfície terrestre; - A melhor aproximação pode ser feita pelo emprego de um elipsóide global; - Este elipsóide global deve ter coincidência de seu centro com o centro de gravidade da terra; - Coincidência do plano equatorial com o terrestre; - E se aproximar ao máximo da ondulação geoidal. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO a b
- 30. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO Superfícies TOPOGRÁFICA (Modelo REAL) GEOIDAL (Modelo FÍSICO) ELIPSOIDAL (Modelo MATEMÁTICO)
- 31. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO Amarração do Sistema Geodésico A adoção de um ponto origem (Datum); A adoção de um elipsóide de referência e a sua orientação em relação à Terra. a b SISTEMA GEODÉSICO Amarração TERRA MODELO
- 32. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO Datum Geodésico - Diversificados Elipsóides de Referência; - Tentativa de coincidir o elipsóide com o geóide; Dois Tipos e dezenas de variações Locais: - Menor deformação para cartas em escalas grandes; - estabelecido no local pela lat., long., e altitude de um ponto de fixação; - Utilizado para cobertura geodésica de países e regiões.
- 33. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO Dois Tipos e dezenas de variações Globais (ou absolutos): - Estabelecidos por grandes países ou blocos; - Buscam minimizar as diferenças entre o elips. de referencia e o geóide. -O ponto origem encontra-se no centro de gravidade da Terra. Centro de Gravidade da Terra Eixo de Rotação da Terra Datum Planimétrico Superfície Real Eixo Z (Elipsóide) Centro de Gravidade da Terra Superfície Real Eixo Z (Elipsóide) Eixo de Rotação da Terra GEOCÊNTRICO TOPOCÊNTRICO
- 34. - É a referência para o posicionamento das altitudes; - Cada região ou país banhado por um oceano pesquisa em sua costa lugares onde a variação de marés é mínima; - Nestes locais são instalados instrumentos que medem a variação das marés, denominados Marégrafos, onde um destes é escolhido como referência (Datum de Controle Vertical). - É a referência para o posicionamento horizontal (coordenadas planimétricas); - Determina a posição do elipsóide em relação ao geóide (vértice). Datum horizontal Datum vertical MODELOS DE REPRESENTAÇÃO Elipsóide de Referência Oficial: Elipsóide Internacional (UGGI) de 1967. Origem das Coordenadas (Datum Planimétrico): Estação: Astro Chuá (MG) Altura Geoidal: 0 m Coordenadas: Lat: 19°45´41,6527” S Long: 48°06´04.0639” W Origem das Altitudes (Datum Altimétrico): ▪ Estação maregráfica do ponto Imbituba (SC), utilizada como origem para toda a rede altimétrica nacional SAD 69 (South American Datum 1969)
- 35. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO Mais Exemplos de Datum
- 36. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO DATUM OFICIAL DO BRASIL SIRGAS (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas) - Em 2003, após quase três anos de estudo, verificou-se que o melhor sistema para o Brasil seria o SIRGAS; - Em 2006 compunha por 58 estações distribuídas pelo continente, sendo que 11 se situam no território brasileiro, das quais 9 coincidem com pontos da RBMC; - As coordenadas são referidas à rede de referência internacional atualmente mais precisa (ITRF);
- 37. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO - As diferenças entre alguns datums traduzem-se em discrepâncias de algumas dezenas de metros sobre a superfície do território brasileiro. Essas discrepâncias são negligenciáveis para projetos que envolvam mapeamentos em escala pequena, mas são absolutamente preponderantes para escalas maiores que 1:250.000; - É fundamental observar a origem dos dados geográficos que está se trabalhando, para evitar incompatibilidades ao se utilizar um SIG; - Atenção ao se utilizar dados GPS, pois as coordenadas obtidas estão originalmente no sistema WGS-84; - Para alguns autores o termo “Datum” se refere ao conjunto elipsóide + ponto origem; Considerações Importantes
- 38. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS - Representação da superfície esférica (TERRA) em um plano (MAPA); - Na construção de mapas ou cartas, por menor que seja a extensão levantada, está se representando uma superfície curva, a superfície terrestre, em uma unidade plana, o papel; - As projeções formulam matematicamente uma superfície terrestre, representando-a, mas distorcendo algumas de suas características em função da projeção.
- 39. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO PROJETANDO... - Construção de uma superfície de referência; - Localização de cada ponto da sup. Terrestre sobre a sup. de referencia; Soluções Empregadas - Deformação na sup. de referencia (empregado em todas as projeções); - Seccionar esta superfície em várias parcelas (projeções interrompidas ou recentradas) – pouco utilizada;
- 40. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO PROJETANDO... Métodos - Redução da sup. de referencia em dimensões apropriadas (aplicação de uma escala de redução) – redução uniforme, sem deformação (globos terrestres); - Planificação deste modelo reduzido por métodos geométricos ou fórmulas de transformação (próprias para cada projeção);
- 41. Deformações - Ângulos (forma dos objetos): ângulos iguais medidos em torno de uma posição são, em geral, representados como diferentes – variação da escala de acordo com a direção – distorção de pequenos objetos – Solução: uso de proj. conformes - Área: áreas iguais, em diferentes locais da Terra, são representadas como diferentes – Solução: uso de proj. equivalentes - Distância: as relações de distâncias entre os locais da Terra nunca são preservadas - Solução: uso de proj. equidistantes PROJETANDO... MODELOS DE REPRESENTAÇÃO
- 42. Deformações - Azimute (Direções): os azimutes das direções das linhas que unem todos os locais da Terra nunca são preservadas – Solução: uso de proj. azimutais PROJETANDO... MODELOS DE REPRESENTAÇÃO Propriedades das projeções - CONFORMES: a forma dos pequenos objetos é preservada, a escala da projeção, em qualquer ponto, é a mesma em todas as direções. - EQUIVALENTES: é preservada a proporção entre as áreas – a área é a mesma. - EQUIDISTANTES: as relações de distâncias entre alguns pontos da superfície podem ser mantidas ao longo de uma determinada direção. - AZIMUTAIS: conservação das direções (azimutes) a partir de determinadas posições.
- 43. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO Exemplos de superfícies de projeção Superfície teórica posicionada junto ao modelo de superfície da Terra 3 tipos – Proj. cônicas – Proj. azimutais – Proj. cilindricas
- 45. SISTEMAS DE COORDENADAS COORDENADAS GEOGRÁFICAS - Seguem a direção N-S / S-N; - Representa arcos de 180º; - Dividem o Globo em hemisfério Oriental e Ocidental. - Círculos Completos, formados pelos planos paralelos à linha do equador; - Equador: plano perpendicular ao eixo da Terra; - Dividem o Globo em hemisfério Norte e Sul.
- 46. SISTEMAS DE COORDENADAS COORDENADAS GEOGRÁFICAS
- 47. SISTEMAS DE COORDENADAS SISTEMA DE COORDENADAS UTM UNIVERSAL TRANSVERSA DE MERCATOR A Projeção Cilíndrica de Mercator - Relação entre massas continentais muito distante da realidade; - Regiões acima de 75º - exagero de 4x em relação ao equador; - Projeção CONFORME – mantem as formas; - Mais utilizada nas regiões intertropicais pela deformação; - Representação entre 84º N e 80º S; - Intervalos desiguais dos paralelos (aumentando nos polos).
- 48. SISTEMAS DE COORDENADAS Sistema de Coordenadas UTM - Sistema de coordenadas para a projeção transversa de Mercator; - Criado para aplicação mundial pelos militares para um sistema de coordenadas planas; - Em 1951 a Associação de Geodésia e Geofísica Internacional (AGGI) recomendou o sistema UTM para o mundo inteiro; - No Brasil - sistema adotado pela Diretoria do Serviço Geográfico (DSG) e IBGE, desde de 1955 para o mapeamento sistemático do país; - Longitude: fusos variando de 1 a 60º, começando a contar do antimeridiano de Greenwich (-180º) (sentido oeste – leste). Variação para cada fuso: de 6 em 6º Meridiano Central de cada fuso: de 3 em 3º - Latitude: se extende de 80º Sul a 84º Norte. Variando de 4 em 4º (partindo do Equador, com letras de A a Z, para Norte ou Sul)
- 49. SISTEMAS DE COORDENADAS Sistema de Coordenadas UTM - Fusos de 6 em 6º garantem uma distorção mínima no mapeamento; - Cada fuso tem um sistema de coordenadas parcial, e cada um terá um meridiano central; - A interseção com o equador é a origem do sistema; - Os fusos são limitados por duas longitudes múltiplas de seis;
- 50. SISTEMAS DE COORDENADAS BRASIL: 8 FUSOS UTM
- 52. Sistema de Coordenadas UTM – PARA FIXAÇÃO - Os fusos longitudinais são contados de seis em seis graus à partir do anti- meridiano de Greenwich (180°E ou 180°W) para leste. - Verticalmente as latitudes são divididas de oito em oito graus, à partir do equador, para Norte e para Sul, sendo a última subdivisão 12 graus. - Do Sul para o Norte, as divisões de latitude recebem letras, as quais iniciam-se pela letra “C” e finalizam na letra “X”. - Apesar de ser utilizada mundialmente, a projeção UTM tem seus problemas. O problema maior é que ela divide o globo em fusos de 6º de longitude, ou seja se necessitarmos mapear uma região que se distribua no sentido leste-oeste. Se esta extensão ultrapassar 6º, a projeção UTM não pode mais ser utilizada. - A projeção UTM é utilizada no mapeamento de áreas com pouca extensão no sentido leste-oeste (menos que 6º de longitude). - No Brasil, os mapas construídos em escalas 1:250000 e maiores (por IBGE e DSG), se encontram em projeção UTM. No mapeamento municipal também é utilizada a projeção UTM. SISTEMAS DE COORDENADAS
- 53. ARTICULAÇÃO DE FOLHAS BRASIL AO MILIONÉSIMO - IBGE SISTEMAS DE COORDENADAS
- 54. SISTEMAS DE COORDENADAS ARTICULAÇÃO SISTEMÁTICA
- 55. Observando as imagens distribuidas realize as seguintes análises: • Utilizando o lápis de cor identifique as seguintes feições – corpos d`água (rios, igarapés), arruamento, área urbana, cobertura vegetal, solo exposto. Monte a legenda das feições identificadas. • Com auxílio de uma régua e com base na escala indicada faça o cálculo da distância real em kilometros entre os pares de pontos (A-B), (C-D), (E-F) Exercício