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UNIVERSIDADE FEDERAL DOS ESPÍRITO SANTO – UFES CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAIS - CCHN DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA - DPGEO LABORATÓRIO DE GEOMÁTICA.

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2 UNIVERSIDADE FEDERAL DOS ESPÍRITO SANTO – UFES CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAIS - CCHN DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA - DPGEO LABORATÓRIO DE GEOMÁTICA DA UFES - LGU PROF. ALEXANDRE ROSA DOS SANTOS Engenheiro Agrônomo - UFES Mestrado em Meteorologia Agrícola – UFV Doutorado em Engenharia Agrícola - UFV Capítulo 3

3 Definições Básicas EQUADOR LATITUDE PARALELO LONGITUDE É uma linha eqüidistante dos pólos que forma um grande círculo, dividindo a Terra em dois hemisférios iguais, passando pelo seu centro, ou seja, é um plano perpendicular à linha dos pólos. Constitui-se um método que descreve as posições de pontos situados a Norte ou a Sul do Equador. O método está baseado em um sistema sexagesimal, assim o equador é considerado 0 o os pólos são considerados 90º. Linha de mesma latitude. Constitui-se um método que descreve pontos nas posições situados a Este e a Oeste de um referencial (Meridiano de Greenwich, na Inglaterra). A partir deste meridiano defini-se 180º para Leste (sinal positivo) e 180º para Oeste (sinal negativo). MERIDIANO COORDENADAS GEOGRÁFICAS Conjunto dos meridianos e paralelos que forma uma rede de linhas imaginárias ao redor do globo terrestre. Linha de igual longitude.

4 No Equador o comprimento de 1º é de aproximadamente m. À medida que se afasta para o Norte ou para o Sul do Equador, o comprimento do arco c é dado em metros, pela seguinte equação: C = * cos (latitude) Existe uma relação de equivalência entre os valores dos comprimentos dos arcos de 1º de meridiano e 1º de Paralelo a diferentes latitudes Clique aqui para observar

5 COMPRIMENTO DOS ARCOS DE 1 O MERIDIANO E DE 1 O PARALELO A DIFERENTES LATITUDES Grau ( o ) Comprimentos dos arcos de 1 o de Meridiano (m)Paralelo (m) 0*

6 Determinado ponto na superfície da Terra localizado a partir de latitude e longitude como sistemas de coordenadas

7 DEFINIÇÕES IMPROTANTES Elipsóide Esferóide Geóide Datum Detalhes da aplicação É a superfície adotada como referência adotada para cálculos de posições e outros elementos geométricos da Cartografia. É uma forma de representar a Terra correspondendo a uma esfera achatada nos pólos e intumescida no Equador. Elipsóide É o modelo matemático esférico do Geóide. Esferóide É a superfície de nível usada para Representar a forma da Terra. Ele é Considerado como a superfície de Nível de altitude igual a zero e Coincide com nível médio dos mares. Geóide Corresponde a um ponto ou um Plano de referência para os levantamentos verticais e horizontais, os quais estabelecem as posições de feições sobre a Terra. O Datum utilizado no Brasil é o SAD-69 (South American Datum-69) Datum EXEMPLO

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9 QUAIS SÃO AS FORMA QUE PODEMOS REPRESENTAR A TERRA? Triângulo Trapezóide Retângulo

10 QUAIS SÃO AS DISTORÇÕES QUE PODEM OCORRER NA TENTATIVA DE DESENHAR A SUPERFÍCIE DA TERRA?

11 O QUE É ESCALA (S)? Mecanismo de transformar distâncias reais na superfície da Terra (C t ) em distâncias compatíveis com os tamanhos de um determinado mapa (C m ) ; ESCALA GRANDE: são aquelas em que grandes distâncias no terreno correspondem a grandes distâncias no mapa. Ex: 1: e 1:5.000; ESCALA PEQUENA: grandes distâncias no terreno Correspondem a pequenas distâncias nos mapas. Ex: 1: ; 1: e 1: ;

12 SUBDIVISÃO DAS REPRESENTAÇÕES CARTOGRÁFICAS CONFORME A ESCALA

13 DEFINIÇÕES DE CARTAS CARTAS PLANIALTIMÉTRICAS: representações, em diferentes escalas, contidas em cartas topográficas, incluindo acidentes naturais, artificiais e possibilitando a determinação de altitudes; CARTAS PLANIMÉTRICAS: trazem os detalhes da carta topográfica, mas sem as curvas hipsométricas ou curvas de nível; CARTAS CADASTRAIS: representam rigorosamente os limites verdadeiros, os usos e o parcelamento das propriedades;

14 DEFINIÇÕES DE CARTAS CARTAS AERONÁUTICAS: representam as características do terreno (relevo, hidrografia, culturas), além de informações específicas da navegação aérea; CARTAS NÁUTICAS: representam o relevo subaquático (batimetria), os detalhes da faixa continental costeira e outros elementos dos rios, canais e lagoas navegáveis; CARTAS COROGRÁFICAS: representam a descrição geográfica de um país, região, província ou município; CARTAS GEOGRÁFICAS: generalizam os detalhes planimétricos e altimétricos não oferecendo precisão;

15 MAPAS ANTIGOS (ANALÓGICOS) Mapa mais antigo conhecido, representa a cidade de Ga-Sur, a 300 km ao Norte da Babilônia.

16 MAPAS ANTIGOS (ANALÓGICOS) Mapa dos indígenas do Pacífico mostrando. por meio de hastes de coqueiros e conchas da praia, o movimento das ondas e o arquipélago.

17 MAPAS ANTIGOS (ANALÓGICOS) Mapa de localidades desenhado por índios da região do rio Xingu.

18 MAPAS DIGITAIS São representações binárias, ou seja, capazes de serem utilizados por computadores; Como a informação gráfica contida num mapa é impressa com larguras mínima e máximas de 0,15 mm e 0,8 mm, respectivamente, sugere-se que a resolução espacial relacionada com a escala seja definida de acordo com a largura mínima e máxima. Para uma escala de 1:10.000, a faixa de resolução espacial mínima e máxima corresponderia a 1,5 m (10000 * 0,15) e 8 m (10000 * 0,8), respectivamente. Exemplo

19 ESCALAS DE MAPA VERSUS FAIXA DE RESOLUÇÃO ESPACIAL Escala do mapaFaixa de resolução espacial Resolução espacial ideal 1: ,8 a 3 m 1,3 m 1: ,5 a 6 m2,5 m 1: a 12 m4,2 m 1: a 18 m7,3 m 1: ,5 a 30 m12,7 m 1: a 45 m17,3 m 1: a 80 m25,4 m

20 COMO SELECIONAR UM SISTEMA DE COORDENADAS EM QUE FIQUEM CARACTERIZADOS OS PONTOS DESCRITORES DA SUPERFÍCIE FÍSICA DA TERRA? X Y r P y x 0 Relações geométricas e gráficas entre os sistemas cartesianos e polar

21 Nome do elipsóideSemi-eixo maior (a), (metros) Semi-eixo menor (b), (metros) Achatamento (a-b)/a (f) Inverso de f Airy , ,91 0, , Airy Modificado , ,45 0, , Australian , ,72 0, , Bessel , ,96 0, , Bessel 1841 (Namibia) , ,38 0, , Clarke , ,80 0, , Clarke , ,87 0, , Everest , ,41 0, , Everest , ,04 0, , Everest , ,23 0, , Everest , ,67 0, , Everest (Sabah & Sarawak) , ,55 0, , Fisher , ,28 0, ,29995 Fisher Modificado , ,32 0, , Fisher , ,34 0, , GRS , ,31 0, ,97848 Hayford , ,90 0, ,99941 Helmert , ,17 0, , Hough , ,34 0, , International , ,95 0, , Krassovsky , ,02 0, , SGS , ,30 0, , South American , ,72 0, , WGS , ,31 0, , Elipsóides de referência, semi-eixo maior (a) e semi-eixo menor (b), achatamento (f) e o inverso do achatamento (1/f)

22 LEVANTAMENTOS GEODÉSICOS DE ALTA PRECISÃO FINALIDADECIENTÍFICO1 a ORDEM Dirigido a programas internacionais Desenvolvido segundo especificações internacionais EXATIDÃO (Planimetria) Melhor que 1: Melhor que 1: EXATIDÃO (Altimetria) Inferior a 2 mm* Melhor que 2 mm DESENVOLVIMENTO (Planimetria) Depende das limitações do Projeto Espaçamento 15 a 25 km DESENVOLVIMENTO (Altimetria) Depende das limitações do Projeto Até 400 km estações afastadas de no máximo 3 km EXEMPLOS Pesquisas sobre a deriva continental Apoio e controle de obras de engenharia Tipos de levantamentos geodésicos. *k: distância nivelada em km

23 Tipos de levantamentos geodésicos. *k: distância nivelada em km EXEMPLOS DESENVOLVIMENTO (Altimetria) DESENVOLVIMENTO (Planimetria) EXATIDÃO (Altimetria) EXATIDÃO (Planimetria) FINALIDADE Desenv. de projetos topográficos Dirigido ao conhec. de áreas remotas Dirigido ao atendimento de regiões populosas Melhor que 1:5.000 Melhor que 1: Melhor que 1: Parcelamento de pequenas obras locais Controle e locação de obras de engenharia Variável em função dos objetivos Até 100 km estações afastadas de no máx 3 km Até 200 km estações afastadas de no máx 3 km Espaç. de 2 a 5 km áreas metropolitanas Espaçamento de 5 km áreas metropolitanas Melhor que 6 mm* Melhor que 4 mm* Melhor que 3 mm* LOCAL3 a ORDEM2 a ORDEM LEVANTAMENTOS GEODÉSICOS DE ALTA PRECISÃO

24 4o4o 8o8o 36 o 42 o SB.24 1: o6o 4o4o 4o4o 6o6o 36 o 42 o 1: A B CD SB.24-X-B 3o3o 2o2o 4o4o 4 o o 36 o 30 1: SB.24-X-B-III o4o 4 o o 36 o 15 1: NO NE SOSE SB.24-X-B-III-2-NE o 30 5o5o 36 o 1: SB.24-X-B-III 1 o 30 1o1o III III IVV VI 4o4o 4o4o 4 o o 36 o 730 1: SB.24-X-B-III-2-NE-B 730 AB C D EF 230 SB.24-X-D-III-2-NE-B 4o4o 4 o o 36 o V X YZ 1: SB.24-X ÍNDICE DE NOMENCLATURA DAS FOLHAS SB24

25 N o de folha SB.24-X-B-III-2-NE-B6,945 x 4,63345 x 2301: SB.24-X-B-III-2-NE13,89 x 13,89730 x 7301: SB.24-X-B-III-227,78 x 27,7815 x 151: SB.24-X-B-III55,56 x 55,5630 x 301: SB.24-X-B111,12 x 166,681 o x 1 o 301: SB.24-X222,24 x 333,362 o x 3 o 1: SB.24444,48 x 666,724 o x 6 o 1: NomenclaturaMedidas das folhas terreno (km) Formato folha terreno (lat-long) Escalas Resumo da nomenclatura das cartas topográficas e das medidas no terreno

26 PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS PROJEÇÕES EQUIDISTANTES: não apresentam deformações lineares em uma ou algumas direções; PROJEÇÕES EQUIVALENTES (OU DE IGUAL ÁREA): não deformam as áreas, dentro de certos limites de extensão. PROJEÇÕES CONFORMES (OU ORTOMÓRFICAS): não deformam ângulos e, portanto, mantêm a forma, também dentro de certos limites de extensão. PROJEÇÕES AFILÁTICAS: não conservam nenhuma propriedade, mas minimizam as deformações em conjunto (ângulos, áreas, distâncias).

27 Tipos de superfícies de projeção linear (a), logarítima (b) e exponencial (c)

28 Superfície de projeção linear com polar

29 Superfície de projeção plana (a), cônica (b) e cilíndrica (c)

30 Representação esquemática da Projeção Linear. Mapa-múndo centrado em 125º E

31 Representação esquemática da Projeção Ortográfica

32 Representação esquemática da Projeção Estereográfica

33 Representação esquemática da Projeção Gnomônica

34 Representação esquemática da Projeção Azimutal Eqüidistante

35 Representação esquemática da Projeção de Igual Área de Lambert

36 Representação esquemática da Projeção de Albers de Igual Área

37 Representação esquemática da Projeção Conformal de Lambert

38 Representação esquemática da Projeção Eqüidistante

39 Representação esquemática da Projeção Policônica

40 Representação esquemática da Projeção Bipolar Oblíqua

41 COORDENADAS UTM NOS HEMISFÉRIOS E A LESTE DO MERIDIANO CENTRAL N = NNo hemisfério Norte N = NNo hemisfério Sul E = EA Leste do meridiano central E = EA Oeste do meridiano central

42 Mapa esquemático do Brasil apresentando os fusos ou cilindros de Mercator

43 Representação esquemática do Espaço Oblíquo de Mercator

44 Representação esquemática da Projeção Sinusoidal de Igual Área

45 Representação esquemática da Projeção Eckert VI

46 Representação esquemática da Superfície de Projeção Esférica

47 Quadro comparativo entre projeções cartográficas PROJEÇÃOAPLICAÇÕESPROPRIEDADES ORTOGRÁFICACarta dos hemisférios; Cartas celestes Escala verdadeira sobre os círculos; horizontais do ponto central, áreas e formas são distorcidas pela perspectiva ESTEREOGRÁFICAMapa das regiões polaresPreserva ângulos e forma de pequenas áreas ALBERSMapas gerais de grandes áreas que possuem grande extensão E-W Preserva áreas, garante precisão da escala LAMBERTMapas militares, aeronáuticos Preserva ângulos, grande precisão de escala, preserva forma de pequenas áreas POLICÔNICAMapeamento temático em escalas pequenas Alerta área e ângulos, preserva distâncias UTM Mapas em escalas médias a grandes; Cartas topográficas Preserva ângulos e as distorções em área não ultrapassam 0,5%

48 SISTEMAS DE POSICIONAMENTO GLOBAL (GLOBAL POSITIONING SYSTEMS – GPS) Em 1973, teve início o desenvolvimento do Global Positioning System (GPS), que foi planejado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos para fornecer a posição instantânea, bem como a velocidade de um ponto sobre a superfície da Terra, ou bem próximo a ele, num referencial tridimensional. Em 1991, o GPS entrou em operação e, em 1993, a constelação de satélites foi concluída. Pode-se dizer que o GPS foi projetado de forma que em qualquer lugar do mundo e a qualquer momento existam pelo menos quatro satélites acima do plano do horizonte do observador.

49 RESUMO DA HISTÓRIA DOS GPS ANOEVENTO 1957 Lançamento do Sputinik I 1958 Lançamento do satélite VANGUARD.Início do desenvolvimento do sistema NAVSAT que posteriormente foi renomeado TRANSIT 1964 O sistema TRANSIT entra em operação e inicia-se o desenvolvimento do sistema TIMATION 1967 O sistema TRANSIT é liberado para uso civil e o sistema TIMATION entra em operação 1973 Início do desenvolvimento do NAVSTAR GLOBAL POSITIONING SYSTEM 1991 O GPS entra operação 1993 A constelação de satélites é concluída

50 Os satélites que compõem o GPS orbitam ao redor da Terra distribuídos em 6 órbitas distintas, possuem altitude de milhas náuticas ( km), em 6 planos orbitais com inclinação de 55º, com um período de revolução de 12 horas siderais, o que acarreta que a configuração dos satélites se repete 4 minutos mais cedo diariamente em um mesmo local. A constelação atual de satélites GPS

51 Estações da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo do Sistema GPS (RBMC ) 16 fevereiro O O 30IMPZImperatriz 18 junho O O 33CUIBCuiabá 22 maio O O 46VICOViçosa 28 abril O O 07MANAManaus 18 fevereiro O O 15BONJBom Jesus da Lapa 18 dezembro O O 07UEPPPresidente Prudente 13 dezembro O O 27PARACuritiba 3 março O O 57BRAZBrasília (IGS) 13 maio O O 53FORTFortaleza (IGS*) Início da OperaçãoLong.Lat.CódigoEstação *IGS: International GPS Service Geodynamics

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