Aula 1: Introdução à Topografia e Geodésia

Universidade Federal do Vale do São Francisco Colegiado de Engenharia Agrícola e Ambiental Disciplina Topografia Planimetria Aula 1 Apresentação da Disciplina e Introdução à Topografia e Geodésia Profª MSc Thaís P de Azevedo Ementa Introdução à topografia Noções de Geodésia e Cartografia Medições de ângulos e distâncias Instrumentação Topográfica Planimétrica Projeções Cartográficas Levantamentos topográficos Planimétricos Cadastro Locação Operações topográficas de campo e escritório Bibliografia Sugerida BORGES Alberto de Campos Topografia aplicada à engenharia civil São Paulo Edgard Blücher 19771992 2 v ISBN 8521201311 COMASTRI José Aníbal Topografia planimetria 2 ed Viçosa Ed UFV 1990 Na internet existem várias apostilas de universidades VAMOS COMEÇAR Assuntos Abordados Conceitos Objetivos da Topografia Importância Divisões Conceito de Geodésia Geodésia x Topografia Modelos Terrestres Datum Sistema Geodésico Brasileiro Rede Geográfica Projeções Cartográficas Limite da Topografia Conceitos Topografia Origem Necessidade de um estudo minucioso e da representação gráfica de uma parte da superfície terrestre Exemplo Os limites das propriedades e suas divisões e características internas As edificações As estradas Os cultivos O relevo elevações e depressões Etc Conceitos Topografia A palavra Topografia deriva das palavras gregas topos lugar e graphen descrever o que significa a descrição exata e minuciosa de um lugar DOMINGUES 1979 Topografia Graphen descrever Topos lugar Objetivo da Topografia É a obtenção das dimensões lineares angulares superfície contornos perímetroe posição relativa localização em relação a uma direção de referência de uma parte da superfície terrestre É a base de qualquer projeto seja ele de arquitetura ou Engenharia locação no terreno dos projetos elaborados Importância da Topografia A sua importância está no fato de ser a base para projeto e obra de engenharia Aplicação nas áreas Planejamento viário e ferroviário Edifícios Loteamento e arruamento urbano Aeroportos Usinas hidrelétricas Telecomunicações Sistema de água e esgoto Urbanismo e paisagismo Irrigação e drenagem Reflorestamento Pericias judiciais e cientificas Divisões da Topografia Topografia Planimetria Topologia Topometria Altimetria Topometria Estuda os diferentes métodos e instrumentos disponíveis para a obtenção das posições de pontos topográficos É o conjunto dos métodos abrangidos pela planimetria e altimetria também conhecida como Planialtimetria Topologia Área da topografia que estuda as formas do relevo estabelecendo modelos que as representem Planimetria O levantamento topográfico que compreende o conjunto de operações necessárias para a determinação de pontos e feições do terreno que serão projetadas sobre um plano horizontal de referência através de suas coordenadas X e Y representação bidimensional Altimetria O levantamento topográfico que compreende o conjunto de operações necessárias para a determinação de pontos e feições do terreno que além de serem projetadas sobre um plano horizontal de referência terão sua representação em relação a um plano vertical através de suas coordenadas X Y e Z representação tridimensional Geodésia Ciência que se ocupa dos processos de medição e especificações para o levantamento e representação cartográfica de uma grande extensão da superfície terrestre levandose em consideração a curvatura terrestre Diferença entre Topografia e Geodésia Topografia Geodésia Extensões limitadas Grandes extensões Planta ou desenho Carta ou mapa Não leva em consideração a curvatura da Terra Leva em consideração a curvatura da Terra Geodésia x Topografia Geodésia estuda a forma e representação da Terra levando em consideração sua curvatura Execução de Levantamento Topográfico da ABNT considera um plano de projeção limitado a 80 kmNBR1313394 Acima de 80 km as medições sofrem influência da curvatura natural da terra Erro relativo decorrente da desconsideração da curvatura terrestre não ultrapasse 135000 Geodésia x Topografia PLANO TOPOGRÁFICO SUPERFÍCIE DA TERRA S A B B 0 Modelos Terrestres No estudo da forma da Terra podemos considerar 4 formas 1 Modelo Real altas deformações 2 Modelo Geoidal acompanha a superfície dos mares 3 Modelo Elipsoidal É definido pelas coordenadas geográficas 4 Modelo Esférico foge da realidade porém é o mais usual e simplificado Modelos Terrestres Modelo Real ou Superfície Topográfica Seria um modelo que representaria a Terra como de fato ela é mas devido as irregularidades de sua superfície este modelo não dispõe de definições matemáticas para a representação da Terra Devido essa complexidade outros modelos foram desenvolvidos Modelos Terrestres Modelo Geoidal Superfície fictícia definida pelo prolongamento do nível médio dos mares NMM sobre os continentes Modelos Terrestres Modelo Elipsoidal Modelo gerado a partir de um Elipsóide de Revolução É o mais usual de todos os modelos Modelos Terrestres Modelo Esférico Neste modelo a Terra é representada como se fosse uma esfera Apresenta maior deformação sendo portanto considerado o mais distante da realidade Modelos Terrestres Em resumo A superfície terrestre sofre frequentes alterações devido à natureza movimentos tectônicos condições climáticas erosão etc e à ação do homem portanto não serve para definir forma sistemática da Terra A fim de simplificar o cálculo de coordenadas da superfície terrestre foram adotadas algumas superfícies matemáticas simples Modelos Terrestres Em resumo Segundo o conceito introduzido pelo matemático alemão CARL FRIEDRICH GAUSS 17771855 a forma do planeta é o GEÓIDE que corresponde à superfície do nível médio do mar homogêneo ausência de correntezas ventos variação de densidade da água etc supostamente prolongado sob continentes Essa superfície se deve principalmente às forças de atração gravidade e força centrífuga rotação da Terra Em resumo Em resumo Modelos Terrestres Datum Geodésico A forma e tamanho de um elipsóide bem como sua posição relativa ao geóide define um sistema geodésico também designado por datum geodésico No caso brasileiro adotase o Sistema Geodésico Sul Americano SAD 69 Hayford SAD 69 Datum Geodésico Um datum caracterizase por uma superfície de referência posicionada em relação a Terra Datum Geodésico O Sistema Geodésico Brasileiro SGB é constituído por cerca de 70000 estações implantadas pelo IBGE em todo o Território Brasileiro divididas em três redes Planimétrica pontos de referência geodésico para latitude e longitude de alta precisão Altimétrica pontos de altitudes conhecidas de alta precisão RN Referências de Nível Gravimétrica ponto de referência para valores precisos de gravidade Elipsóides de Referência O principal uso dos elipsoides de referência é servir de base para um sistema de coordenadas de latitude nortesul longitude esteoeste e elevação altura Consistem em elipsóides que mais se aproximam do geóide na região considerada Adotado para levantamentos geodésicos topográficos e confecções de mapas Definido pelos parâmetros a semieixo maior b semieixo menor e fachatamento Elipsóide de Referência Sistema Geodésico Brasileiro O SGB é definido a partir de um conjunto de pontos geodésicos implantados na superfície terrestre delimitada pela fronteira do país SAD69 SIRGAS 2000 Córrego Alegre Sistema Geodésico Brasileiro SAD69 South American Datum 1969 Elipsóide Internacional de 1967 a semieixo maior 637816000 m b semieixo menor 635677472 m f achatamento 129825 Topocêntrica considerado como datum planimétrico o Vértice Chuá da cadeia de triangulação do paralelo 20 Sul em Minas Gerais Lat 1945416527 S Long 4806040639 W Altitude 0 m Sistema Geodésico Brasileiro SIRGAS 2000 Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas Elipsóide Internacional de Referência Terrestre a semieixo maior 6378137 m b semieixo menor 63567523141 m f achatamento 1298257222101 Topocêntrica Vértice de Chuá Lat 1945416527 S Long 4806040639 W Altitude 0 m Sistema Geodésico Brasileiro O datum indica o ponto de referência a partir do qual a representação gráfica dos paralelos e meridianos e consequentemente de todo o resto que for desenhado na carta está relacionado A importância do datum prendese com a necessidade de projetar um corpo curvo em três dimensões a Terra num plano de duas dimensões mantendo no entanto os cruzamentos em ângulo retos dos meridianos e paralelos o mapa Sistema Geodésico Brasileiro Utilizar dois datum diferentes prejudica o andamento do projeto como o apresentado abaixo em que a construção da ponte foi efetuada por duas frentes de serviço e cada uma utilizou diferentes datum Rede Geográfica Conjunto formado pelos Paralelos e Meridianos ou seja as linhas que cobrem o Globo Terrestre e permitem a localização de algo ou alguém em qualquer ponto da superfície terrestre Paralelos e Meridianos Meridianos Um meridiano é a semicircunferência de círculo máximo Assim qualquer um deles divide a Terra em dois hemisférios um a leste e outro a oeste Meridiano de Origem Meridianos Zênite ponto da esfera celeste na vertical da nossa cabeça Nadir o ponto da esfera terrestre diretamente abaixo do observador e diretamente oposto ao zênite zênite nadir Meridianos Os meridianos são semicírculos gerados a partir da interseção de planos verticais que contém o eixo de rotação terrestre com a superfície da Terra O meridiano de origem Meridiano de Greenwich com o seu antimeridiano divide a Terra em dois hemisférios leste e oeste A leste deste meridiano os valores da coordenadas são crescentes variando entre 0 e 180 A oeste as medidas são decrescentes variando entre 0 e 180 Meridianos Os meridianos são referência para medição da distância angular entre um ponto qualquer e o meridiano de Greenwich Este ângulo denominado longitude corresponde ao arco da circunferência em graus medido do meridiano de origem ao meridiano onde se localiza um determinado ponto sobre o Equador ou outro paralelo Paralelos A linha do Equador é um círculo máximo gerado a partir da interseção de um plano perpendicular ao eixo de rotação terrestre com a superfície da Terra passando pelo centro da esfera Equidistante aos pólos divide a Terra em dois hemisférios norte ou setentrional e sul ou meridional Os paralelos são círculos menores gerados a partir da interseção de planos paralelos ao plano do Equador terrestre com a superfície da Terra Devido à curvatura da Terra a extensão dos paralelos diminui em direção pólos até se tornarem um ponto neste local Ao norte do Equador os valores da coordenadas são crescentes variando entre 0 e 90 Ao sul desta linha as medidas são decrescentes variando entre 0 e 90 Paralelos Os paralelos são referências para medição da distância angular entre um ponto localizado sobre um paralelo e a linha do Equador Este ângulo denominado latitude corresponde assim ao arco da circunferência em graus medido entre um ponto localizado em um paralelo qualquer e a linha do Equador Meridianos e Paralelos Em resumo Longitude distância angular medida em cima do Equador a partir de um meridiano de origem até o meridiano do ponto considerado da Terra p Leste do meridiano de referência Oeste do meridiano de referência Latitude distância angular medida em cima dos meridianos da Esfera ou do Elipsóide e contada a partir do Equador até a projeção ortogonal p do ponto considerado da Terra p sobre a superfície de referência Hemisfério Norte Hemisfério Sul Altitude distância existente entre o ponto na superfície da Terra P e sua projeção ortogonal p Quando a superfície de referência é o Elipsóide esta altitude é conhecida como Altitude Elpsoidal e não deve ser confundida com a altitude medida com os métodos tradicionais da Topografia que é referenciada ao Geóide e é chamada de Altitude Ortométrica Meridianos e Paralelos Em resumo