SISTEMAS GEODÉSICOS Professora Fabricia Benda Alegre/ES Universidade Federal do Espírito Santo 21 de março de 2011

GEODÉSIA Ciência Formas Dimensões Terra Origem grega “Particionando a Terra”

GEODÉSIA Ciência que estuda a forma, as dimensões, o campo de gravidade da Terra e suas variações temporais. Física Geométrica Por Satélite Definir na superfície terrestre a posição de um conjunto restrito de pontos de referência, homogeneamente espalhados sobre uma grande extensão territorial, constituindo redes ou esqueletos geodésicos indispensáveis para a representação de zonas mais ou menos extensas da superfície terrestre.

DIVISÃO Geodésia Superior ou Física: desenvolve estudos sobre o desvio da vertical e anomalias da gravidade terrestre, que possibilitam a determinação da figura geométrica que melhor corresponda à superfície terrestre; Geodésia Elementar ou Geométrica: se ocupa da localização precisa de pontos sobre a superfície terrestre a partir de medições angulares e de distâncias em grandes extensões, proporcionando o estabelecimento de uma rede de pontos fundamentais (planialtimétricos) que servem de base para levantamentos topográficos; Geodésia Celeste ou por satélites: proporciona o posicionamento de pontos na superfície terrestre a partir de medidas efetuadas por satélites artificiais (GPS).

PRIMEIRAS IDÉIAS SOBRE A FORMA DA TERRA Plana : Homero e Anaxímenes ( séc. VI a. C.); Esférica :Thales de Mileto e Pitágoras ( séc. VI a. C.); Sócrates e Platão (séc. V a. C.); Aristóteles ( séc. IV a. C.) e Arquimedes ( séc. III a. C.) corroboraram a esfericidade e estimaram grosseiramente o raio da Terra; Erastótenes ( séc. III a. C.) calculou o raio da Terra em aproximadamente 6.366,25 km;

Raio utilizado por Newton, medido por Picard ( séc. XVII ) de 6 Raio utilizado por Newton, medido por Picard ( séc. XVII ) de 6.372 Km; Newton ( séc. XVII ) conclui que devido ao movimento de rotação, a forma da Terra seria de um elipsóide achatado nos pólos; Elipsóide biaxial de revolução em torno do eixo menor polar; Geóide.

Superfície física da Terra Terra: como tratar matematicamente o objeto de nosso estudo? Geodésia, forma e dimensões da Terra Geóide, esferóides, datum planimétrico e altimétrico Coordenadas? Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) Mudanças de datum Datum oficial, pq mudou, quais as características, o que acarreta no sistema geodésico brasileiro e sul americano? Superfície física da Terra

GEÓIDE Após a evolução tecnológica Não é perfeitamente redonda nem elipsóidica Geóide Elipsóide irregular 16:43:20

Vista do Geóide em Perspectiva É determinado por observações astronômicas, medições gravimétricas ou pelo estudo das perturbações orbitais de satélites artificiais da Terra. Vista do Geóide em Perspectiva

é uma superfície equipotencial do campo gravítico terrestre - coincide aproximadamente com a superfície do nível médio dos mares; a geometria do geóide é dada relativamente a uma superfície elipsoidal de referência; o afastamento relativo ao elipsóide de referência é designado por ondulação do geóide (e denotado por N) - determinado por: observações astronômicas, medições gravimétricas ou pelo estudo das perturbações orbitais de satélites artificiais da Terra.

ELIPSÓIDES Qualquer representação da Terra, deve levar em consideração uma superfície geometricamente homogênea (facilita os cálculos matemáticos); Isto é impraticável sobre um geóide, razão pela qual o elipsóide é considerado a figura mais próxima da forma da Terra e, portanto, a forma de referência utilizada pelos cartógrafos na elaboração de bases cartográficas.

COORDENADAS E SISTEMAS DE REFERÊNCIA Qualquer processo de representação geográfica exige que se atribuam coordenadas a pontos - os dados relativos à localização na superfície terrestre de um objeto permitem identificar onde se encontra esse objeto. Classes de sistemas de coordenadas para georreferenciamento: astronômicas cartesianas tridimensionais elipsoidais cartográficos

REFERENCIAIS CARTESIANOS TRIDIMENSIONAIS geocêntricos, a origem dos eixos encontra-se próxima do centro de massa da Terra; um dos eixos orientado segundo o eixo de rotação da Terra; a posição de um ponto é definida por 3 coordenadas (x, y, z).

REFERENCIAIS ELIPSOIDAIS recorrem a uma superfície elipsoidal ou ao geóide; as coordenadas nestes referenciais (ditas elipsoidais ou geodésicas) são: latitude (relativamente ao plano equatorial do elipsóide); longitude (relativamente a um meridiano convencionado); altitude elipsoidal (medida segundo a normal ao elipsóide)

As coordenadas geográficas de um ponto são as coordenadas geográficas da sua projeção sobre a superfície de referência.

DATUM GEODÉSICO Conjunto de parâmetros que definem a dimensão e a posição da superfície de referência: datum geocêntrico - definido relativamente ao sistema terrestre médio por um vetor de translação e por 3 ângulos de rotação; datum topocêntrico - definido por um sistema astronômico local no ponto origem e um sistema geodésico local fixo ao elipsóide.

Datum é um ponto materializado no terreno para amarrar um Sistema Geodésico de Referência. É também o ponto de origem da Rede Geodésica, que espalha outros pontos sobre o território, chamados de MG = Marcos geodésicos.

O Datum Planimétrico é definido por um conjunto de parâmetros, e é um ponto de referência para todos os levantamentos cartográficos sobre uma determinada área. O Datum Vertical, ou origem das coordenadas verticais para todas as observações de altitude é determinado através do nível médio dos mares (NMM) como superfície origem. O Datum vertical utilizado atualmente no Brasil é o Marégrafo de Imbituba/SC.

No Brasil, até 1977, adotava-se o elipsóide Internacional de Hayford, de 1924, com a origem de coordenadas planimétricas estabelecida no Datum Planimétrico de Córrego Alegre. Posteriormente, o sistema geodésico brasileiro foi modificado para o SAD-69 (Datum Sulamericano de 1969), que adota o elipsóide de referência de UGGI67 (União Geodésica e Geofísica Internacional de 1967) e o ponto Datum planimétrico Chuá (Minas Gerais). Hoje, o IBGE, recomenda utilizar o SIRGAS, como sistema de referenciamento geodésico para a América do Sul.

REDE GEODÉSICA É um conjunto de pontos distribuídos de forma homogênea num território, formando uma malha triangular, cujas posições relativas e coordenadas geográficas, referidas ao elipsóide de referência, são conhecidas com grande exatidão.

SISTEMAS GEODÉSICOS DE REFERÊNCIA Servem para viabilizar a : Determinação das dimensões e posições de pontos na Terra; Representação desses pontos na forma de uma carta. Quando a representação da superfície da Terra é feita usando um elipsóide de revolução: as dimensões são referenciadas as dimensões dos eixos (maior e menor) do elipsóide adotado; a posição é referenciada aos datuns (datum horizontal e datum vertical). Obs.: existem elipsóides de várias dimensões e várias posições em relação ao geóide local. Essas posições são definidas pelos Datum Horizontal e Datum Vertical de cada sistema de referência.

Os sistemas geodésicos buscam uma melhor correlação entre o geóide e o elipsóide; Como o geóide não é regular, não existe um único elipsóide, e cada país adota aquele que melhor se ajuste à sua área.

SISTEMAS DE REFERÊNCIA Elipsóide internacional de 1930: Desenvolvido por Helmert (1988). Determinou o achatamento à partir de medidas gravimétricas e o semi-eixo maior medido através de um arco de meridiano; Sistema Geodésico de Referência de 1967 (GRS67): Principais alterações em comparação com o modelo de 1930 está relacionado com o uso de dados obtidos com rastreio de satélites artificiais; Sistema Geodésico de Referência de 1980 (GRS80): Removeu-se a deformação permanente de maré da constante dinâmica de forma e foram fixados os erros padrões das constantes fundamentais.

SISTEMAS DE REFERÊNCIA BRASILEIROS

SGB – SISTEMA GEODÉSICO BRASILEIRO Em 1920, a referência oficial era o Sistema Córrego Alegre, com o Elipsóide de Hayford, com o Datum Horizontal de Córrego Alegre/MG e o Datum Vertical de Torres/RS; Em 1969, foi adotado o Sistema SAD 69 (South American Datum), com o Elipsóide UGGI 1967 (União Geodésica e Geofísica Internacional) com o Datum Horizontal de Chuá/MG e o Datum Vertical de Imbituba/SC. Em 2005, o Brasil adotou o novo Sistema SIRGAS ainda em implantação, com o Elipsóide WGS 84 (World Geodetic System), com os Datum (pontos de origem) no Centro da Terra para todos (geocêntrico).

TEMAS PARA DISCUSSÃO - Datum planimétrico ou horizontal: conceito importante, normalmente mal interpretado e mal usado pela comunidade de usuários; afeta diretamente a exatidão geodésica da base de dados digitais; impõe a questão da variabilidade das coordenadas geodésicas. - Acessar o site do IBGE www.ibge.gov.br, ler artigos e informações sobre o SIRGAS.