O que é cartografia - CENTRO DE ENSINO SUPERIOR DO … · Mosaico: É um conjunto de fotografias de uma determinada área, recortadas e montadas técnica e artisticamente, de forma

Estudos Ambientais

Aula 4 - Cartografia

Objetivos da aula

� Importância da cartografia;

� Conceitos cartográficos.

O que é cartografia

� Organização, apresentação, comunicação eutilização da geoinformação nas formas visual,digital ou táctil, que inclui todos os processos depreparação de dados, no emprego e estudo detodo e qualquer tipo de mapa. (RecomendaçãoICA/ Budapeste/ Hungria, 1989).ICA/ Budapeste/ Hungria, 1989).

� Segundo a Associação Brasileira de NormasTécnicas (ABNT)

� Cartografia é a arte de levantamento, construçãoe edição de mapas e cartas de qualquernatureza.

Importância da cartografia

Registrar e armazenar a informação

Facilitar a comunicação dos resultados das análises

geográficas

Ferramentas para analisar a localização e distribuição de padrões espaciais

Mapas: um produto cultural de cada povo

A confecção de mapas parece ser anterior à escrita e há muitos registros que comprovam que os mais variados povos nos legaram mapas, tais como: babilônios, egípcios, maias, esquimós, astecas, chineses, além de outros, cada qual refletindo aspectos culturais próprios de sua sociedade.aspectos culturais próprios de sua sociedade.

Globo: Representação sobre uma superfície esférica, em escala pequena, dos aspectos naturais e artificiais de uma figura planetária, com finalidade cultural e ilustrativa.

� Vetorial (Ponto, Linha e Polígono)

CARTOGRAFIA: Tipos de Representação

Mapa: Representação no plano, normalmente em escala pequena, dos aspectos naturais, culturais e artificiais de uma área tomada na superfície de uma figura planetária, delimitada por elementos físicos, políticos-administrativos, destinadas aos mais variados usos, temáticos, culturais e ilustrativos.



Carta: Representação no plano, em escala média ou grande, dos aspectos artificiais e naturais de uma área tomada na superfície planetária, subdivididas em folhas delimitadas por linhas convencionais – paralelos e meridianos – com a finalidade de possibilitar a avaliação de pormenores, com grau de precisão compatível com a escala.



Planta: A representação se restringe a uma área muito limitada e a escala é grande, conseqüentemente o no de detalhes é bem maior (caso particular de carta).



Mosaico: É um conjunto de fotografias de uma determinada área, recortadas e montadas técnica e artisticamente, de forma a dar a impressão de que todo o conjunto é uma única fotografia.

Fotocarta: Mosaico controlado, sobre o qual é realizado tratamento cartográfico.

Ortofotocarta: Fotografia resultante da transformação de uma foto original, que é

� Matricial (Imagem)


Ortofotocarta: Fotografia resultante da transformação de uma foto original, que é uma perspectiva central do terreno, em uma projeção ortogonal sobre um plano –complementada por símbolos, linhas e georreferenciadas, com ou sem legenda, podendo conter informações planialtimétricas.

Ortofotomapa: É o conjunto de várias ortofotocartas adjacentes de uma região.

Fotoíndice: Montagem por superposição das fotografias, geralmente em escala reduzida. Ë insumo necessário na qualidade de aerolevantamentos.

Carta-Imagem: Imagem georreferenciada, superpostas por reticulado da projeção, podendo conter simbologia e toponímia.

Geodésia: Ciência que estuda a forma e as dimensões da Terra, a posiçãode pontos sobre sua superfície e a modelagem do campo de gravidade.

Forma da Terra: ESFÉRICAPitágoras de Samos (571-497 a.C.) e Tales de Mileto (630-545 a.C) defendiam a esfericidade da Terra e que a mesma girava em torno do Sol (heliocentrismo).

Aristóteles (384-322 a.C) apresentou três argumentos para a esfericidade da

CARTOGRAFIA: Forma e Dimensões da Terra

Aristóteles (384-322 a.C) apresentou três argumentos para a esfericidade da Terra:

- Variação no céu estrelado com a latitude;- Sombra circular da Terra nos eclipses da Lua;- Tendência das partículas a se dirigirem a um ponto central do universo, quando competem entre si adquirindo forma esférica.

Erastótenes (276-197 a.C) realizou a primeira determinação do raio da Terra, igual a 39.556,96 estádias = 6.210 km, com erro inferior a 2%

Forma da Terra: ELIPSÓIDE

Sir Isaac Newton (1642-1727) considerou a forma da Terra como uma figura geométrica gerada pela rotação de uma elipse em torno do eixo menor, chamada de Elipsóide de Revolução. Definido por:

Semi-eixo maior = ab


Semi-eixo menor = b

Achatamento (α) = (a – b) / a

Excentricidade (e) = b / a

a

b

α

e

Forma da Terra: GEÓIDE

Gauss (1777 - 1855) caracterizou a Superfície Geoidal como uma superfície equipotencial do campo de gravidade que coincide com o nível médio não perturbado dos mares.

- Geóide: materializado através marégrafos;


- Superfície levementeirregular devido a nãohomogeneidade de distribuição de massa;

- Em todos os pontos dasuperfície geoidal, o potencial de gravidadeé o mesmo.

Sendo a superfície geoidal irregular, não é possível criar um modelo matemático de coordenadas georreferenciadas.

No entanto, é possível adotar o modelo de Newton para descrever a superfícieda Terra. Ou seja, uma superfície elipsoidal que melhor se adapte ao geóide.

O elipsóide é uma superfície de fácil

Forma da Terra: ELIPSÓIDE


O elipsóide é uma superfície de fácil modelagem matemática, adequadapara estabelecer um sistema de coordenadas. A esfera é uma aproximação válida do elipsóide para levantamentos topográficos.

Cada região do globo definia o elipsóideque melhor se adaptasse ao geóide local.

No momento, procura-se o elipsóide que melhor se ajuste ao geóide globalmente.

Superfície Física: limitante do relevo topográfico.Superfície Geoidal: limitante do geóide.Superfície Elipsoidal: limitante do elipsóide de referência.

Superfícies de Referência


Vertical: reta que passa por um ponto do espaço e é perpendicular ao geóide. É a direção fornecida pelo fio de prumo.Normal: reta que passa por um ponto do espaço e é perpendicular ao elipsóide.

Vertical e Normal


Latitude Geodésica ou Elipsóidica (λλλλG): ângulo que a normal forma com sua projeção sobre o plano do equador.Longitude Geodésica ou Elipsóidica (φφφφG): ângulo diedro formado pelo plano IRM e pelo plano do meridiano geodésico local.

Latitude Geográfica ou Astronômica: ângulo que a vertical forma com sua projeção sobre o plano do equador.

Coordenadas Geodésicas e Geográficas (X e Y)


projeção sobre o plano do equador.Longitude Geográfica ou Astronômica: ângulo diedro formado pelo plano do meridiano astronômico de Greenwich e pelo plano do meridiano astronômico local.

Altitude Ortométrica (H): Distância entre a superfície geoidal e a superfície física medida sobre a vertical.Altura Geoidal (N): Distância entre a superfície elipsoidal e a geoidal medida sobre a normalAltura Geométrica (h): Distância entre a superfície elipsoidal e o ponto espacial P, considerado, sobre e a normal.

Coordenadas Geodésicas (Z)


H = h - N

Rede Geográfica

� A confecção, ou projeção, de umarepresentação cartográfica, é facilitada poruma rede geográfica, que é o conjuntoformado por meridianos e paralelos, ouseja, pelas linhas de referência queseja, pelas linhas de referência quecobrem o globo terrestre com a finalidadede permitir a localização precisa dequalquer ponto sobre sua superfície,conhecendo-se a latitude e longitude.

Meridianos

� Meridianos são semi-circunferências decírculos máximos, cujas extremidades sãoos dois polos geográficos da Terra. Oplano de cada meridiano contém o eixo doplaneta e todos convergem para os polos,planeta e todos convergem para os polos,dividindo a Terra em duas metades, quesão os dois hemisférios.

Paralelos� Paralelos são circunferências que têm seus planos, em toda a sua extensão, a igual equidistância do plano do Equador, sendo sempre perpendiculares ao eixo da Terra. A linha do Equador seria um círculo máximo e os demais paralelos, círculos menores.

Latitude

� Latitude é o valor angular do arco de meridiano compreendido entre o equador e o paralelo do lugar de referência. Será sempre norte (N) ou Sul (S).

Longitude

� Longitude é o valor angular, junto ao eixo da Terra, do plano formado pelo prolongamento das extremidades do arco de paralelo compreendido entre o meridiano de Greenwich e o meridiano do lugar de referência. A longitude será sempre leste (E) ou Oeste (W). Para melhor visualização, olhar “de cima”.melhor visualização, olhar “de cima”.

Meridiano de Greenwich

� Meridiano de Greenwich é o meridiano de referência, que passa pela cidade de Greenwich, na Grã-Bretanha. Sua longitude é 00.

Medidas na Esfera Terrestre (Modelo Simplificado)

Comprimento de 1o de Latitude (Meridiano):2 x 3,1416 (PI) x 6378160m / 360 = 111.320m

Comprimento de 1o de Longitude (Paralelo):2 x 3,1416 (PI) x 6378000m x Cos (Lat) / 360 > Variável com a LatitudeNo Equador = 111.320mLatitude de 45o = 78.715mLatitude de 45o = 78.715mLatitude de 60o = 55.660m

Distância entre 2 pontos:D2 = (X2 – X1)2 + (Y2 – Y1)2

Medidas de Distância (Coordenadas Planas)

Cálculo de Área:A = (((Y2 + Y1)(X2 - X1)) + ((Y3 + Y2)

(X3 – X2)) + etc…)/2

Direção Norte

� Em um mapa podem aparecer até três indicações da direção Norte: Norte Geográfico ou Verdadeiro, Norte Magnético e Norte de Quadrícula.

� O Norte Geográfico (NG) ou Norte Verdadeiro (NV), é aquele indicado por qualquer meridiano geográfico, ou seja, na direção do eixo de rotação do planeta.ou seja, na direção do eixo de rotação do planeta.

� O Norte Magnético (NM) apresenta a direção do pólo Norte magnético, aquela indicada pela agulha imantada de uma bússola.

� O Norte de Quadrícula (NQ) é aquele representado nas cartas topográficas seguindo-se, no sentido sul-norte, a direção das quadrículas apresentadas pelas cartas.

Projeções Cartográficas

� Traçado sistemático de linhas numa superfície plana, destinado à representação de paralelos e meridianos da Terra ou de parte dela.

� É a base para construção dos mapas, pois ela se constitui numa rede de paralelos e ela se constitui numa rede de paralelos e meridianos, sobre a qual os mapas poderão ser desenhados.

Como a Terra é uma esfera, como representá-la num plano?

� Sendo a Terra uma esfera, esta, ao ser colocada numa folha de papel, deverá adaptar-se à forma plana. Para que isso ocorra só há um modo: dividir o globo terrestre em várias partes para que ele fique plano.

Como a Terra é uma esfera, como representá-la num plano?

� A Terra finalmente ficará plana (um mapa), porém com uma série de deformações. Então, as projeções cartográficas buscam solucionar esse problema, apesar de que nenhuma delas irá evitar totalmente as deformações.evitar totalmente as deformações.

� O princípio primário das projeções cartográficas é o de se colocar um globo entre uma fonte de luz e uma tela. As imagens curvas do globo, ao serem projetadas na tela, irão adaptar-se à forma plana desta, sofrendo uma série de deformações.

É uma transformação matemática executada sobre pontos da superfície elipsóidica terrestre, de forma a representa-los sobre uma superfície plana provocando o mínimo de deformações.

Não existe projeções livres de deformações

Compressão

CARTOGRAFIA: Projeções Cartográficas

Compressão

Estiramento

Cisalhamento

Corte

Classificação das projeções

� As projeções cartográficas podem ser classificadas de acordo com diferentes metodologias que buscam sempre um melhor ajuste da superfície a ser representada.

� As projeções podem ser classificadas quanto:Às deformações apresentadas;1. Às deformações apresentadas;

2. À localização do ponto de vista;

3. Ao tipo de superfície de projeção;

4. À posição da superfície de projeção; e

5. À situação da superfície de projeção.

Classificação quanto às deformações apresentadas� Projeções conformes ou semelhantes: mantêm a verdadeira forma das áreas a serem representadas, não deformando os ângulos existentes no mapa.

� Equidistantes: apresentam constância entre as distâncias representadas.

� Equivalentes: possuem a propriedade de manter constantes as dimensões relativas das áreas constantes as dimensões relativas das áreas representadas, isto é, não as deformam.

� Azimutais ou zenitais: se preocupam apenas com que os azimutes ou as direções de todas as linhas vindas do ponto central da projeção sejam iguais aos das linhas correspondentes na esfera terrestre.

� Afiláticas ou arbitrárias: não conservam áreas, ângulos, distâncias nem os azimutes.

Classificação quanto à localização do ponto de vista

a) Gnômica ou central: quando o ponto de vista (PV) está localizado no centro do elipsoide.

b) Estereográfica: o PV se localiza na extremidade localiza na extremidade diametralmente oposta à superfície de projeção.

c) Ortográfica: o PV se situa no infinito.

Classificação quanto ao tipo de superfície de projeção� Plana;

� Cônica;

� Cilíndrica;

� Poliédrica.

Classificação quanto à posição da superfície de projeção� Equatorial: quando o centro da superfície de projeção se situa no equador terrestre.

� Polar: o centro do plano é um pólo.

� Transversa: quando o eixo da superfície de projeção (um cilindro ou um cone) se encontra perpendicular em relação ao eixo de rotação da Terra.

� Oblíqua: quando está em qualquer outra posição.

Tipos de projeção

Projeções Planas Estereográficas

Classificação das Projeções Cartográficas

Polar Equatorial / Horizontal Meridional / Oblíqua

Projeção Gnômica


Polar Equatorial / Horizontal Meridional / Oblíqua

Exemplos de Projeção Plana ou Azimutal


Projeção Azimutal Equivalente de Lambert(Ortográfica)

Projeção Equidistante Azimutal

Projeção Cônica – É um cone que envolve a Terra e que, em seguida é desenvolvido num plano (podem ser tangentes ou secantes).Ex: Projeção Cônica de Lambert, Cônica de Albers

Quanto à Superfície de Projeção

meridianos

paralelos

Equatorial Oblíqua Transversa

Projeção Cônica


Exemplos de Projeção Cônica


Projeção Cônica Equivalente de Albers

Projeção Cônica Conforme de Lambert

Projeção Cilíndrica – Usa-se um cilindro tangente ou secante à superfície da Terra como superfície de projeção. Em seguida, desenvolve-se o cilindro num plano. Ex. Projeção UTM, Mercator, Miller

Geralmente utilizada para mostrar fenômenos com distribuição global.

meridianos

paralelos

Equatorial OblíquaTransversa

Projeção Cilíndrica


Exemplos de Projeção Cilíndrica

Equivalente de Behrmann

Mercator (Conforme)


Equidistante ou Equiretangular

LATLONG ou Geográfica ou “Não-Projetada”

Exemplos de Projeção Cilíndrica


Meridiano Central = Greenwich (0°)Paraleo Padrão = Equador (0°)


Projeção Policônica

Meridiano Central = 54°WParalelo Padrão = Equador (0°)





Para se produzir resultados locais mais precisos, cada país adotaram elipsóides de parâmetros ligeiramente diferentes que ajustassem melhor as suas regiões específicas. Ao adotar um elipsóide que se ajuste ao geóide de uma região, define-se um Datum Geodésico.

Datum Geodésico Planimétrico ou Horizontal (DGH): - Topocêntrico

- Elipsóide de referência: critérios geodésicos de adequação ou

Datum

- Elipsóide de referência: critérios geodésicos de adequação ou conformidade a superfície terrestre.

- Ponto Geodésico de Origem: máxima coincidência entre a superfície do Geóide e Elipsóide (desvio da vertical i=0). Com os seguintes parâmetros: Coordenadas Geodésicas / Altura Geoidal / Azimute de Partida

- Geocêntrico ou Global:Ajusta-se a Terra como um todo e a origem dos seus eixos coordenados

é no geocentro. O elipsóide é fixado à Terra pelo Equador e Meridiano de Greenwich (não necessita de Ponto Geodésico Origem nem de Azimute Inicial). É o Datum utilizado pelo sistema GPS.

Datum Geodésico Planimétrico ou Horizontal (DGH): - Sistema Geodésico Definido: define-se o sistema geodésico através

da escolha do DGH.

- Sistema Geodésico Materializado: sua materialização são os marcos de referência e suas coordenadas.


Datum Geodésico

Datum Geodésico Altimétrico ou Vertical (DGV):Definir altitudes de pontos na superfície terrestre. A As altitudes são referentes ao nível médio dos mares, ou seja, à superfície do Geóide, utilizando Marégrafos ou Redes de marégrafos, por um período de pelo menos 19 anos.

PROFESSOR! NÃO ENTENDI!

Datum� Um datum caracteriza-se por uma superfície de referência posicionada em relação à Terra.

� 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 adota-se o Sistema Geodésico Sul Americano - SAD 69.Americano - SAD 69.

� Ou seja, de acordo com o datum utilizado, os mapas podem ficar diferentes!

� Tipos de DATUM: SAD69; AstroChua; Corrego Alegre; Indian; NAD27; NAD83; Spherical;WGS84.

Datum� Datum, do latim dado, detalhe, pormenor (plural data) em cartografia refere-se ao modelo matemático teórico da representação da superfície da Terra ao nível do mar utilizado pelos cartógrafos numa dada carta ou mapa.

� Dado existirem vários datum em utilização simultânea, na legenda das cartas está indicado qual simultânea, na legenda das cartas está indicado qual o datum utilizado.

� De uma forma muito simplificada, datum providencia o ponto de referência a partir do qual a representação gráfica dos paralelos e meridianos, e consequentemente do todo o resto que for desenhado na carta, está relacionado e é proporcionado.

� A importância do datum tem a ver com anecessidade de projetar um corpo curvo e a 3dimensões (a Terra), num plano a duasdimensões mantendo no entanto os cruzamentosem ângulo retos dos meridianos e paralelos (omapa).

Próxima aula:

� Sistema UTM

� Fusos horários

� Exercícios práticos

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