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

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

INTRODUÇÃO TERRA A Terra apresenta diferentes formas de terreno

INTRODUÇÃO Terreno Material de origem + Clima + Relevo + Organismo + Tempo  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 d’água, manifestações antrópicas ... COMO REPRESENTAR O TERRENO ?

 Sensoriamento Remoto  Sistemas de Informações Geográficas 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 . “ Hoje: Geomática ”  Astronomia  Fotogrametria  Geodésia  Gravimetria  Sensoriamento Remoto  Sistemas de Informações Geográficas  Sistema de Posicionamento Global

TOPOGRAFIA Geomática  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).

 É a ciência aplicada que estuda os métodos e equipamentos 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)

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”

Geóide 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) Geóide Superfície da terra “perto” Superfície da terra “longe” Nível médio do mar Terreno

Achatada nos Pólos  Partindo do equador e atravessando 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 12 713 km  A diferença: 43 km

 Modelo da Terra obtido girando- se uma elipse em torno do TOPOGRAFIA Forma e dimensões da Terra A Terra como elipsóide de revolução z y Greenwich PN eixo dos pólos b a Equador  Modelo da Terra obtido girando- se uma elipse em torno do eixo dos pólos  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 Figura matemática definida como:  - achatamento a - semi-eixo maior b - semi-eixo menor  = a - b a

z PN x y A Terra como uma esfera TOPOGRAFIA Forma e dimensões da Terra  Para muitas aplicações a Terra pode ser considerada esférica. Greenwich Equador PN P  z y x  S E W  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.

A inclinação do eixo da Terra origina as estações do ano TOPOGRAFIA Origem das Latitudes Inclinação do eixo da Terra 230 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

Rotação - 1 dia Translação - 1 ano Inverno Verão Primavera Outono TOPOGRAFIA Origem das Latitudes N E S 23027’ 22 Dez 21 Mar 22 Jun 23 Set Sol Equinócio Solstício Verão Inverno Outono Primavera Rotação - 1 dia Translação - 1 ano

23027’ 23027’ TOPOGRAFIA Origem das Latitudes Hemisfério Norte Inverno 22 Dez - 21 Mar 22 Jun - 21 Set 23027’ 23027’ Solstício Solstício Hemisfério Norte Inverno Primavera Verão Outono Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Verão Outono Inverno Primavera Hemisfério Sul

Trópico de Capricórnio TOPOGRAFIA Origem das Latitudes N S + 23027’ - 23027’ 00 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

 Vária entre - 900 (Latitudes (Latitudes Hemisfério Norte) TOPOGRAFIA Origem das Latitudes Latitude Geográfica:  É o angulo ao longo do meridiano do lugar com origem no equador e extremidade no lugar.  Vária entre - 900 (Latitudes Hemisfério Sul) e = 900 (Latitudes Hemisfério Norte) 900 800 . 700 600 500 400 300 200 100 00 -100 -200 -300 Equador (Positivo) (Negativo) N .P 

.P Greenwich N Leste Oeste 00 100 200 300 400 -100 -200 -300 -400 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 00 a 1800 (Oeste G.) e 00 a -1800 ( Leste G.) “Conferencia Internacional Meridiana” Washington out/1884 Greenwich N Leste Oeste 00 100 200 300 400 -100 -200 -300 -400 1800 (-) (+) .P 

Fusos 150 - 1 hora Uma volta na esfera: 3600 1 Dia: 24 horas Greenwich TOPOGRAFIA Origem das Longitudes Fusos Uma volta na esfera: 3600 1 Dia: 24 horas Greenwich N 00 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500 1650 1800 1950 2100 2250 2400 2550 2700 2850 3000 3150 3300 3450 3600 (-) (+) -1h -2h -3h 1h 2h 3h Leste Oeste 360 0 24 h 15 0 150 - 1 hora Os Fusos variam: 0 a 12h para leste 0 a - 12h para Oeste

. . Jaboticabal . Piracicaba Jaboticabal Latitude :210 15’ 17” S TOPOGRAFIA Sistema de Coordenadas Geodésicas (Latitudes e Longitudes) . Jaboticabal Latitude :210 15’ 17” S Longitude: 480 19’ 20” W Altitude: 605 m Piracicaba Latitude: 220 43’ 31” S Longitude: 470 38’ 57” W Altitude: 547 m . Piracicaba . Jaboticabal Qual a origem das altitudes ?

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

A Terra Plana - Plano Topográfico TOPOGRAFIA A Terra Plana - Plano Topográfico “ a aproximação plana é válida, dentro de alguns limites, e que facilita os cálculos”. Qual é a diferença devido a curvatura da Terra? A B A’ B’ 10  Corda AB  Tangente A’B’  Arco AB A Tangente A’B’ representa o plano topográfico. O arco AB a superfície da Terra.

A Terra Plana - Plano Topográfico TOPOGRAFIA A Terra Plana - Plano Topográfico A’B’/2 R 0,50 b) Tangente A’B’ AB/2 R 0,50 a) Corda AB A B A’ B’ 10 c) Arco AB AB/2 R 0,50

A Terra Plana - Plano Topográfico AB/2 R 0,50 a) Corda AB Dados: R = 6.366.193 m sen 0,50 = 0,00872654 sen 0,50 = AB/2 R sen 0,50 . R = AB/2 AB/2 = 55.554,8092 m (30’) AB/2 = 0,00872654 . 6.366.193 AB = 111.109,6184 m ( 10 )

A Terra Plana - Plano Topográfico A’B’/2 R 0,50 b) Tangente A’B’ Dados: R = 6.366.193 m tg 0,50 = 0,00872687 tg 0,50 = AB/2 R tg 0,50 . R = AB/2 (30’) AB/2 = 0,00872687 . 6.366.193 AB/2 = 55.556,9246 m AB = 111.113,8492 m ( 10 )

AB = Medida em radianos de um arco A Terra Plana - Plano Topográfico c) Arco AB AB/2 R 0,50 Medida de um Arco (rad) Dados: R = 6.366.193 m AB = C R AB = Medida em radianos de um arco C = Comprimento do Arco R = Raio AB: 3600 - 2  rad 0,50 - AB AB = 0,50 . 2 .  3600 AB = 0,00872665 C = AB . R AB/2 = 0,00872665 . 6.366.193 AB/2 = 55.555,5143 m (30’) AB = 111.111,0286 m ( 10 )

“Para Levantamentos Planialtimétricos é aceito que o Plano Topográfico Qual é a diferença devido a curvatura da Terra? A’B’/2 R 0,50 b) Tangente A’B’ AB/2 R 0,50 a) Corda AB c) Arco AB AB/2 R 0,50 (30’) (30’) (30’) AB/2 = 55.554,8092 m AB/2 = 55.556,9246 m AB/2 = 55.555,5143 m ( 10 ) ( 10 ) ( 10 ) AB = 111.109,6184 m AB = 111.113,8492 m AB = 111.111,0286 m “Para Levantamentos Planialtimétricos é aceito que o Plano Topográfico é menor que 50 km.”

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

.P Latitude z N Coordenadas Geodésicas  Mapas Longitude E  Estrelas TOPOGRAFIA N S E W .P x y Longitude Latitude Longitude = 470 43’ 18” Latitude = 230 05’ 20” Coordenadas Geodésicas z Altitude A Terra Plana  Mapas  Estrelas  GPS

.P ? ? 1350 z N Coordenadas Polares (Azimute) xP  Ângulo E W TOPOGRAFIA N S E W .P x y Longitude Latitude Coordenadas Polares z Altitude 1350 (Azimute)  yP xP A Terra Plana  Ângulo Azimute (1350)  Distância 2.750m 2.750 m ? ?

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

? .P Coordenadas Polares  Coordenadas Retangulares W .P x y Coordenadas Polares 1350 (Azimute)  yP xP 2.750 m . ?  = 1800 - 1350 = 450 Valor de xP: sen  = xP 2750 sen 450 . (2750 m) = xP xP = 0.7071 . 2750  1944,5436 m Valor de yP: cos  = yP 2750 cos 450 . (2750 m) = yP yP = 0.7071 . 2750  1944,5436 m Coordenadas xP = 1944,5436 m yP = 1944.5436 m Coordenadas Retangulares

2) valor do Azimute : Az = 1800 -  Coordenadas Retangulares  Coordenadas Polares Valor da distância: c2 = a2 + b2 c2 = (1994,5436)2 + (1994,5436)2 c2 = 7562500 c = 7562500 c = 2750 m N Coordenadas Polares ? (Azimute) xP W E ? x  b c Valor do Azimute: a sen  = 1944,5436 2750 .P . yP 1) valor de  : (1944,5436 ; 1944,5436) y S sen  = 0,7071   = sen 0,7071  = 450 Coordenadas 2) valor do Azimute : Az = 1800 -  Az = 1350 Distância: 2750 m Azimute: 1350 Coordenadas Polares

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

Levantamento Topográfico - 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

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

Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral Plano Topográfico Local S E W Coordenadas Retangulares y M1: x = 150.400 y = 251.000 M2: x = 151.500 y = 250.350 M1 . yM1 M2 yM2 . xM1 xM2 x

Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral Plano Topográfico Local Coordenadas Retangulares y E W M1: x = 150.400 y = 251.000 M2: x = 151.500 y = 250.350 S M1 M1 120034’45” . yM1 d 1277,6932 - 650 Latitude M2 yM2 . Longitude Parcial : M2 - M1 Latitude Parcial: M2 - M1 d2 = (1100)2 + (650)2 1100 xM1 xM2 x Longitude

Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral W y y0 d1 1 y1 d2 M1 120034’45” . yM1 62029’36” 47018’45” Latitude Coordenadas Polares Dados: M2M10 = 62029’36” d1 = 1240 m M2M11 = 47018’45” d2 = 1325 m - 650 1277,6932 M2 . yM2 . 1100 xM1 xM2 x0 x1 x Longitude

Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral Azimutes: M10 = (120034’45”) - (62029’36”) M10 = 58005’09” M11 = (120034’45”) - (47018’45”) M11 = 730 16’00” S E W y y0 d1 y1 1 d2 M1 . yM1 120034’45” Latitude Coordenadas Polares Dados: M2M10 = 62029’36” d1 = 1240 m M2M11 = 47018’45” d2 = 1325 m M2 yM2 . . xM1 xM2 x0 x1 x Longitude

Calculando as Coordenadas Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral S E W Calculando as Coordenadas Retangulares y xM1x0 y0 . d1 1 y1 M1 . d2 yM1 Dados: d1 = 1240 m d2 = 1325 m M10 = 58005’09” M11 = 730 16’00”  xM1x1 Latitude . M2 yM2 . . xM1 xM2 x0 x1 x Longitude

. sen 730 16’ = sen 58005’09” = cos 730 16’ = cos 58005’09” = Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral M1 . yM1 y0 1 y1 S E W 1240 m 1325 m 58005’09” 730 16’ sen 730 16’ = xM1x1 1325 sen 58005’09” = xM1 x0 1240 xM1x0 = 0,8570 . 1240 xM1x1 = 0,9576 . 1325 xM1x0 = 1052,56 m xM1x1 = 1268,89 m yM1 - y0 1240 cos 730 16’ = yM1 - y1 1325 cos 58005’09” = yM1 y0 = 0,5286 . 1240 yM1y1= 0,2879 . 1325 yM1 y0 = 655,52 m yM1y1 = 381,49 m

. Levantamento Topográfico - Rede de Referência Cadastral y x y0 x0 M1: x = 150.400 y = 251.000 M2: x = 151.500 y = 250.350 Latitude M1 . M2 y x y0 x0 1052,56 m 655,52 m 1268,89 m yM1 yM2 xM1 xM2 1 y1 381,49 m x0 = 150.400 + 1052,56 x0 = 151.452,56 y0 = 251.000 + 655,52 y0 = 251.655,52 x1 = 150.400 + 1268,89 x1 = 151.668,89 y1 = 251.000 + 318,49 y1 = 251.318,49 x1 S E W Longitude

Microbacia Hidrográfica do Ceveiro ESTUDO DE CASO Microbacia Hidrográfica do Ceveiro

LOCALIZAÇÃO Artemis Piracicaba

MICROBACIA HIDROGRAFICA DO CEVEIRO 1.990 ha São Pedro - Piracicaba Artemis

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

 O aumento nas áreas de mata e manutenção das 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.

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

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

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

Através da utilização dos dados relacionados a 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.

SIG 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

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

Mapa de Tolerância de Perdas de Solos, 1995 2000 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 39,16 5,52

 Em 1978, com o aumento da cana-de-açúcar, ocorreu 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.

CONSIDERAÇÕES FINAIS Sem Planejamento Com Planejamento