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A TOPOGRAFIA DA TERRA E SUA CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA. A BACIA HIDROGRÁFICA COMO UNIDADE GEOMÓRFICA Unidade 1.

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2 A TOPOGRAFIA DA TERRA E SUA CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA. A BACIA HIDROGRÁFICA COMO UNIDADE GEOMÓRFICA Unidade 1

3 INTRODUÇÃO TERRA A superfície da Terra observada a 900 km apresenta uma forma esférica

4 INTRODUÇÃO A Terra apresenta diferentes formas de terreno TERRA

5 INTRODUÇÃO Terreno O terreno é uma porção limitada da superfície terrestre, assim como o seu relevo e detalhes que nos auxiliem para melhor descrição desta superfície. Paisagem - cobertura vegetal, solos, rochas, cursos e massas dágua, manifestações antrópicas... Material de origem + Clima + Relevo + Organismo + Tempo COMO REPRESENTAR O TERRENO ?

6 TOPOGRAFIA A topografia é a ciência aplicada que se ocupa da medição e representação geométrica de determinada porção restrita da superfície terrestre, e que está inserida na Engenharia Cartográfica. Astronomia Fotogrametria Geodésia Gravimetria Sensoriamento Remoto Sistemas de Informações Geográficas Sistema de Posicionamento Global Hoje: Geomática

7 Geomática TOPOGRAFIA Consiste em um campo de atividades que integra todos os meios utilizados para a aquisição e gerenciamento de dados espaciais necessários às operações científicas, administrativas, legais e técnicas envolvidas no processo de produção e gerenciamento da informação espacial (International Standards Organization). Representa a evolução do campo de atividades de levantamento e mapeamento, congregando as atividades mais tradicionais como topografia, cartografia, hidrografia, geodésia, fotogrametria, com as novas tecnologias e os novos campos de aplicação como sensoriamento remoto, sistemas de informação geográfica (SIG) e sistemas de posicionamento global por satélite (GPS).

8 INTRODUÇÃO TOPOGRAFIA É a ciência aplicada que estuda os métodos e equipamentos para a representação de parte da superfície da Terra, para fins de projeto; Consiste em obter e representar as coordenadas horizontais e vertical do terreno em mapas ou plantas em escala adequada a finalidade (relevo, hidrografia, vegetação, benfeitorias, redes viárias,....) Ciências Afins Geodésia Geométrica (forma e dimensões da Terra - rede de vértices) Cartográfia (representação da superfície terrestre - escalas) Aerofotogrametria (produção de mapas - estereoscopia e ortofoto) Sensoriamento Remoto (imagens digitais) Geodésia e Topografia por Satélite ( coordenadas horizontais e vertical)

9 TOPOGRAFIA Forma e dimensões da Terra a superfície da Terra é bastante complexa para admitir um modelo geométrico ou físico perfeito. Utilizam-se aproximações mais ou menos adequadas e simplificadas, em função das necessidades em termos de precisão e deformações aceitáveis

10 TOPOGRAFIA Forma e dimensões da Terra A Terra ou geóide a forma da figura da terra, considerando que a superfície dos oceanos está em repouso, sem variação de pressão atmosférica, sem atração de outros corpos celestes (sol e a lua: sem mares, ondas) e supostamente adentrando aos continentes (Bittencurt, 1994) Nível médio do mar Terreno Geóide Superfície da terra longe Superfície da terra perto

11 TOPOGRAFIA Forma e dimensões da Terra Achatada nos Pólos Partindo do equador e atravessando o centro da terra até o outro lado: 12 756 km Partindo de um dos Pólos e atravessando o centro da terra até o outro lado: 12 713 km A diferença: 43 km

12 TOPOGRAFIA Forma e dimensões da Terra A Terra como elipsóide de revolução - achatamento a - semi-eixo maior b - semi-eixo menor = a - b a Figura matemática definida como: Modelos de elipsóides a (m) Córrego Alegre 6.378,388 1/297 SAD-69 6.378,160 1/298,25 WGS-84 6.378,137 1/298,27 z y Greenwich PNPN eixo dos pólos b a a Modelo da Terra obtido girando- se uma elipse em torno do eixo dos pólos

13 TOPOGRAFIA Forma e dimensões da Terra A Terra como uma esfera Para muitas aplicações a Terra pode ser considerada esférica. Como referência para localização de pontos adotam-se as coordenadas geográficas: Latitudes ( ) - paralelo no ponto (P), partindo do Equador, sendo positivas para o Norte e negativas para o Sul; Longitudes ( ) - meridiano em Greenwich, positiva para o Leste e negativa para o Oeste. Greenwich PNPN P z y x S E W

14 TOPOGRAFIA Origem das Latitudes Inclinação do eixo da Terra 23 0 27 Período de rotação: 0.99727 dias (1 dia) Período de rotação: 23,9345 horas (24 h) Período orbital: 365,256 dias (1 ano) A inclinação do eixo da Terra origina as estações do ano

15 Origem das Latitudes N N N N E E S S S S 23 0 27 22 Dez 21 Mar 22 Jun 23 Set Sol Equinócio Solstício Verão Inverno Outono Primavera Verão Inverno Outono Primavera TOPOGRAFIA Rotação - 1 dia Translação - 1 ano

16 TOPOGRAFIA Origem das Latitudes 23 0 27 22 Dez - 21 Mar 22 Jun - 21 Set Solstício Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Verão OutonoInvernoPrimavera InvernoPrimavera Verão Outono Hemisfério Norte Hemisfério Sul

17 TOPOGRAFIA N S + 23 0 27 - 23 0 27 0 Inverno Verão Sol Solstício (22 Jun) Solstício (22 Dez) Trópico de Câncer Trópico de Capricórnio (21 Mar) Equinócio (23 Set) Origem das Latitudes: Equador 0 0 Equinócios (æquinoctium): dia = noite (exceto pólos) Solstício de Verão (solstitium - sol parado): dia longo - noite curta Solstício de Inverno (solstitium - sol parado): dia curto - noite longa Origem das Latitudes

18 TOPOGRAFIA Origem das Latitudes 90 0 80 0. 70 0 60 0 50 0 40 0 30 0 20 0 10 0 0 -10 0 -20 0 -30 0 (Positivo) (Negativo) N Latitude Geográfica: É o angulo ao longo do meridiano do lugar com origem no equador e extremidade no lugar. Vária entre - 90 0 (Latitudes Hemisfério Sul) e = 90 0 (Latitudes Hemisfério Norte).P.P

19 TOPOGRAFIA Origem das Longitudes Longitude Geográfica: É o angulo medido ao longo do equador, tendo origem em um meridiano de referência (Greenwich) e a extremidade do lugar. Vária entre 0 0 a 180 0 (Oeste G.) e 0 0 a -180 0 ( Leste G.) Conferencia Internacional Meridiana Washington out/1884 N LesteOeste 0 10 0 20 0 30 0 40 0 -10 0 -20 0 -30 0 -40 0 180 0 (-) (+).P.P

20 TOPOGRAFIA Origem das Longitudes Fusos Uma volta na esfera: 360 0 1 Dia: 24 horas 360 0 24 h 15 0 0 15 0 - 1 hora N 0 15 0 30 0 45 0 60 0 75 0 90 0 105 0 120 0 135 0 150 0 165 0 180 0 195 0 210 0 225 0 240 0 255 0 270 0 285 0 300 0 315 0 330 0 345 0 360 0 (-) (+) -1h -2h -3h 1h 2h 3h LesteOeste Os Fusos variam: 0 a 12h para leste 0 a - 12h para Oeste

21 TOPOGRAFIA Sistema de Coordenadas Geodésicas (Latitudes e Longitudes) Jaboticabal Latitude :21 0 15 17 S Longitude: 48 0 19 20 W Altitude: 605 m Piracicaba Latitude: 22 0 43 31 S Longitude: 47 0 38 57 W Altitude: 547 m... Piracicaba. Jaboticabal Qual a origem das altitudes ?

22 TOPOGRAFIA Origem das altitudes Nível Médio do Mar NV Marégrafo Régua Nível Mira Nível Mira GPS Gravímetro Absoluto dn Transporte de altitudes (Exército) Dispositivos registradores curvas de alturas com o tempo 1 o trabalhos Marégrafo de Torres - RS (1919) Hoje: Imbituba-SC (1949-58) (0,0584 m) Lunação de 29 dias RN

23 a aproximação plana é válida, dentro de alguns limites, e que facilita os cálculos. TOPOGRAFIA A Terra Plana - Plano Topográfico Qual é a diferença devido a curvatura da Terra? Corda AB Tangente AB Arco AB A B AB 1010 A Tangente AB representa o plano topográfico. O arco AB a superfície da Terra.

24 TOPOGRAFIA A Terra Plana - Plano Topográfico A B AB 1010 AB/2 R 0,5 0 a) Corda AB AB/2 R 0,5 0 b) Tangente AB c) Arco AB AB/2 R 0,5 0

25 A Terra Plana - Plano Topográfico AB/2 R 0,5 0 a) Corda AB sen 0,5 0 = AB/2 R Dados: R = 6.366.193 m sen 0,5 0 = 0,00872654 sen 0,5 0. R = AB/2 AB/2 = 0,00872654. 6.366.193 AB/2 = 55.554,8092 m (30) AB = 111.109,6184 m ( 1 0 )

26 A Terra Plana - Plano Topográfico tg 0,5 0 = AB/2 R Dados: R = 6.366.193 m tg 0,5 0 = 0,00872687 tg 0,5 0. R = AB/2 AB/2 = 0,00872687. 6.366.193 AB/2 = 55.556,9246 m (30) AB = 111.113,8492 m ( 1 0 ) AB/2 R 0,5 0 b) Tangente AB

27 A Terra Plana - Plano Topográfico Dados: R = 6.366.193 m AB/2 = 0,00872665. 6.366.193 AB/2 = 55.555,5143 m (30) AB = 111.111,0286 m ( 1 0 ) c) Arco AB AB/2 R 0,5 0 AB = CRCR Medida de um Arco (rad) AB = Medida em radianos de um arco C = Comprimento do Arco R = Raio AB: 360 0 - 2 rad 0,5 0 - AB AB = 0,5 0. 2. 360 0 AB = 0,00872665 C = AB. R

28 AB/2 R 0,5 0 a) Corda AB AB/2 R 0,5 0 b) Tangente AB c) Arco AB AB/2 R 0,5 0 AB/2 = 55.554,8092 m (30) AB = 111.109,6184 m ( 1 0 ) AB/2 = 55.556,9246 m (30) AB = 111.113,8492 m ( 1 0 ) AB/2 = 55.555,5143 m (30) AB = 111.111,0286 m ( 1 0 ) Qual é a diferença devido a curvatura da Terra? Para Levantamentos Planialtimétricos é aceito que o Plano Topográfico é menor que 50 km.

29 TOPOGRAFIA A Terra Plana Coordenadas Geodésicas Coordenadas Polares Coordenadas Retangulares N S E W Longitude (x).P.P Latitudes (y)

30 TOPOGRAFIA A Terra Plana N S E W.P.P x y Longitude Latitude Longitude = 47 0 43 18 Latitude = 23 0 05 20 Coordenadas Geodésicas z Altitude Mapas Estrelas GPS

31 TOPOGRAFIA A Terra Plana Ângulo Azimute (135 0 ) Distância 2.750m N S E W.P.P x y Longitude Latitude Coordenadas Polares z Altitude 135 0 (Azimute) yPyP xPxP 2.750 m ? ?

32 TOPOGRAFIA A Terra Plana Longitude x P = 1944,5436 m Latitude y P = 1944,5436 m N S E W.P.P x y Longitude Latitude Coordenadas Retangulares z Altitude (Azimute) yPyP xPxP ? ? ? (1944,5436 ; 1944,5436) x y

33 Valor de x P : sen = x P 2750 sen 45 0. (2750 m) = x P x P = 0.7071. 2750 1944,5436 m Valor de y P : cos = y P 2750 cos 45 0. (2750 m) = y P y P = 0.7071. 2750 1944,5436 m N S E W.P.P x y Coordenadas Polares 135 0 (Azimute) yPyP xPxP 2.750 m. ? ? = 180 0 - 135 0 = 45 0 x P = 1944,5436 m y P = 1944.5436 m Coordenadas Coordenadas Retangulares Coordenadas Polares Coordenadas Retangulares

34 N S E W.P.P x y Coordenadas Polares (Azimute) yPyP xPxP. ? ? Coordenadas Coordenadas Polares Coordenadas Retangulares Coordenadas Polares (1944,5436 ; 1944,5436) a b c Valor da distância: c 2 = a 2 + b 2 c 2 = (1994,5436) 2 + (1994,5436) 2 c 2 = 7562500 c = 7562500 c = 2750 m Valor do Azimute: 1) valor de : sen = 1944,5436 2750 sen = 0,7071 = sen 0,7071 = 45 0 2) valor do Azimute : Az = 180 0 - Az = 135 0 Distância: 2750 m Azimute: 135 0

35 TOPOGRAFIA A Terra Plana Altitude média em relação ao nível médio do mar N S E W Longitude (x).P.P Latitudes (y) Altitude (z). P Jaboticabal - 605 m Plano Topográfico Local

36 Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral Rede de referência Cadastral Infra-estrutura de apoio geodésico e Topográfico que proporcione a normalização e sistematização de todos os levantamentos topográficos, quer pelo método direto (clássico), quer pelo método aerofotogramétrico, ou outro que vier ser criado, executados em qualquer escala e para qualquer finalidade no âmbito municipal, por agentes públicos ou privados, no escopo de sua inclusão em um mesmo sistema, atualizando-o e complementando-o (ABNT, 1998). Marcos inter-visíveis, em um sistema de coordenadas

37 Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral Plano Topográfico Local Área a ser levantada

38 Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral Plano Topográfico Local M1M1.. M2M2 y x y M1 y M2 x M1 x M2 S E W Coordenadas Retangulares M 1 : x = 150.400 y = 251.000 M 2 : x = 151.500 y = 250.350

39 Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral Plano Topográfico Local M1M1.. M2M2 y x S E W Coordenadas Retangulares M 1 : x = 150.400 y = 251.000 M 2 : x = 151.500 y = 250.350 M1M1 120 0 3445 1100 - 650 d Longitude Parcial : M 2 - M 1 Latitude Parcial: M 2 - M 1 d 2 = (1100) 2 + (650) 2 Longitude Latitude 1277,6932 y M1 y M2 x M1 x M2

40 Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral M1M1.. M2M2 y x 0 d1d1 d2d2. y1y1 x1x1 y0y0 x0x0 S E W 120 0 3445 1100 - 650 Latitude 1277,6932 Longitude Coordenadas Polares Dados: M 2 M 1 0 = 62 0 2936 d 1 = 1240 m M 2 M 1 1 = 47 0 1845 d 2 = 1325 m 62 0 2936 47 0 1845 1 y M1 y M2 x M1 x M2

41 Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral M1M1.. M2M2 y x 0 d1d1 d2d2. y0y0 x0x0 S E W 120 0 3445 Latitude Longitude Azimutes: M 1 0 = (120 0 3445) - (62 0 2936) M 1 0 = 58 0 0509 M 1 1 = (120 0 3445) - (47 0 1845) M 1 1 = 73 0 1600 Coordenadas Polares Dados: M 2 M 1 0 = 62 0 2936 d 1 = 1240 m M 2 M 1 1 = 47 0 1845 d 2 = 1325 m x1x1 y1y1 1 y M1 y M2 x M1 x M2

42 M1M1.. M2M2 y x 0 d1d1. y0y0 x0x0 S E W Latitude Longitude Dados: d 1 = 1240 m d 2 = 1325 m M 1 0 = 58 0 0509 M 1 1 = 73 0 1600 Calculando as Coordenadas Retangulares.. Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral d2d2 1 x1x1 y1y1 y M1 y M2 x M1 x M2 x M1 x 0 x M1 x 1

43 Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral cos 58 0 0509 = y M1 - y 0 1240 x M1 x 0 = 0,8570. 1240 y M1 y 0 = 0,5286. 1240 x M1 x 0 = 1052,56 m y M1 y 0 = 655,52 m cos 73 0 16 = y M1 - y 1 1325 x M1 x 1 = 0,9576. 1325 y M1 y 1 = 0,2879. 1325 x M1 x 1 = 1268,89 m y M1 y 1 = 381,49 m M1M1. y M1 0 y0y0.. 1 y1y1 S E W 1240 m 1325 m 58 0 0509 73 0 16 sen 58 0 0509 = x M1 x 0 1240 sen 73 0 16 = x M1 x 1 1325

44 Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral S E W Longitude Latitude M1M1.. M2M2 y x 0 y0y0 x0x0 1052,56 m 655,52 m 1268,89 m y M1 y M2 x M1 x M2 1 y1y1 381,49 m M 1 : x = 150.400 y = 251.000 M 2 : x = 151.500 y = 250.350 x 0 = 150.400 + 1052,56 x 0 = 151.452,56 y 0 = 251.000 + 655,52 y 0 = 251.655,52 x1x1 x 1 = 150.400 + 1268,89 x 1 = 151.668,89 y 1 = 251.000 + 318,49 y 1 = 251.318,49

45 ESTUDO DE CASO Microbacia Hidrográfica do Ceveiro

46 LOCALIZAÇÃO Piracicaba Artemis

47 MICROBACIA HIDROGRAFICA DO CEVEIRO São Pedro - Piracicaba Artemis 1.990 ha

48 CRONOLOGIA DO USO DA TERRA FOTOGRAFIAS AÉREAS 1962 1965 1978 1995 Fotointerpretação do uso da terra Digitalização SIG

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54 CONCLUSÕES A cana-de-açúcar foi a principal responsável pela diminuição das culturas anuais na microbacia, em decorrência dos incentivos governamentais (Próalcool). A expansão da cana-de-açúcar foi desordenada, levando em consideração aspectos econômicos e não a aptidão das terras. A represa da Vila de Artêmis diminuiu sua área em 50%, em decorrência da alta suscetibilidade a erosão dos solos PV e Li, com o cultivo da cana-de-açúcar, o que veio a promover o impacto ambiental na Microbacia Hidrográfica de Ceveiro. O aumento nas áreas de mata e manutenção das matas ciliares mostra que a lei n o 4771/br de 15.09.65 foi obedecida.

55 PLANEJAMENTO DO USO DA TERRA ?????? SAMPA

56 Mapa de Solo Químicos Físicos Mapa Planialtimétrico Declividades Cruzamento de Informações Uso Preferencial Uso Atual X Intensidade de Uso

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58 0 2000 m 0 - 2% 339,00 2 - 5% 154,28 5 - 10% 469,64 10 - 20% 854,20 > 20% 130,12 Área Urbana 39,16 Mapa de Declividade Área ha

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62 CONCLUSÕES Através da utilização dos dados relacionados a intensidade de uso, notou-se que apenas 27 % da área da MHC estava sendo utilizada adequadamente e que 48 % estava sendo utilizada abaixo de seu potencial e 23 % excessivamente com sérios riscos de degradação dos solos. As principais distorções quanto ao uso da terra foram devidas a cultura da cana-de-açúcar que invadiu áreas destinadas a cultura anual e pastagem, concorrendo a sérios riscos de erosão e desequilíbrio ambiental.

63 PERDAS DE SOLOS NA MICROBACIA Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS) A = R. K. L. S. C. P A= perda média anual de solo por unidade de área, t/ha; R= fator erosividade das chuvas K= fator erodibilidade do solo L= fator comprimento de encosta S= fator grau do declive C= fator uso e manejo P= fator práticas conservacionistas. SIG

64 Fator (R) Fator (LS) Fator (C) Fator (K) Fator (P) Perda t/ha (Tolerância) X X X X

65 02000 m Tolerável 1 vez a tolerância 5 vezes a tolerância 10 vezes a tolerância > 10 vezes a tolerância Área Urbana Represa Mapa de Tolerância de Perdas de Solos, 1995 Níveis Área ha 648,60 138,00 474,20 240,00 Área ha 240,00 39,16 5,52

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67 CONCLUSÕES A cultura anual, nos anos de 1962 e 1965, apresentavam perdas de solo em níveis > 10 vezes a tolerância. Em 1978, com o aumento da cana-de-açúcar, ocorreu uma diminuição dos níveis de tolerância (> 10 vezes), porem um aumento dos níveis de 5 e 10 vezes a tolerância. A cana-de-açúcar, apesar de apresentarem níveis de tolerância menores quando comparadas a cultura anual, associadas a alta erodibilidade dos solos PV e Li, promoveram o assoreamento da represa da Vila de Artemis.

68 CONSIDERAÇÕES FINAIS Sem Planejamento Com Planejamento


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