INTRODUÇÃO A GEODÉSIA: PERSPECTIVA ATUAL
POR: JOÃO FRANCISCO GALERA MONICO – FCT/UNESP – JUNHO DE 2011.
A IAG (International Association of Geodesy) criou recentemente o GGOS (Global Geodetic
Observing System) para integrar as três áreas fundamentais da Geodésia, visando monitorar
os parâmetros geodésicos e sua variação com o tempo, em um referencial global com acurácia
relativa da ordem de 10-09 ou melhor. As três áreas, também denominadas de os pilares da
Geodésia, tratam com a determinação e evolução da Geometria da Terra (topografia,
batimetria, gelo, nível dos mares) a rotação e orientação da Terra no espaço (movimento do
pólo, variação da rotação, nutação e etc.) e o campo de gravidade da Terra (gravidade,
geóide). Observar a Terra numa escala global é o coração das atividades do GGOS, que deve
contribuir com os estudos de mudanças globais. (GGOS está de acordo com a definição de
Geodésia?)
GGOS, para alcançar seus objetivos deve se apoiar nas atuais e futuras redes terrestres,
sistemas de satélites e várias tecnologias, Isto incluem vários sistemas de posicionamento e
navegação, sensoriamento remoto e campanhas de gravidade dedicadas, redes globais de
VLBI, SLR, DORIS , GNSS e estações de gravidade relativa e absoluta e medidas de
gravidade aerotransportada e sistemas de mapeamento. A assimilação de todas essas medidas
em modelos de geodinâmica, oceanografia, hidrologia, tempo e clima, requererá grupos
interdisciplinares, envolvendo geodesistas e outros especialistas.
Geodésia é a ciência que tem por objetivo determinar a forma e as dimensões da Terra, bem como os
parâmetros definidores de seu campo da gravidade e suas variações temporais (Gemael, 1999, p.19). A
clássica definição de Helmert, apresentada em 1880, na qual consta: “é a ciência das medições e mapeamento
da superfície terrestre” é ainda fundamental para a Geodésia. A forma da Terra depende substancialmente do
campo de gravidade terrestre, e grande parte das observações geodésicas está associada a esse campo (Torge,
2001, p.1). Dessa forma, a definição clássica, ao ser acrescida do termo “variações temporais”, passa a estar
de acordo com a definição válida atualmente.
Para alcançar esses objetivos, modelos matemáticos são formulados e testados e medidas são efetuadas
sobre a superfície terrestre ou próxima a essa. Tais medidas passam por um processo de depuração, redução
de efeitos adversos, análise e representação, comparecendo os modelos matemáticos: funcionais e
estocásticos. Essa descrição suscinta da Geodésia pode parecer, a princípio, que se trata de uma ciência
relativamente simples de se investigar. Mas a realidade é outra, o que poderá ser verificado no decorrer desse
texto!
No sumário executivo da Associação Internacional de Geodésia (IAG - International Association of
Geodesy),
publicado
em
maio
de
2001,
o
qual
poder
ser
obtido
em
<http://www.gfy.ku.dk/~iag/exesum_01.pdf>, uma descrição mais detalhada é apresentada. Da leitura desse
sumário constata-se a grande abrangência da Geodésia, e que as relações com outras disciplinas, tal como
apresentado por Vaniček and Krakiwsky (1986, p.19) (Figura 1) tende a ser cada vez mais forte.
Figura 1 – Relação da Geodésia e outras ciências
No que concerne à evolução da Geodésia Espacial, hoje se obtem, rotineiramente, posicionamento ao
nível milimétrico, o que proporciona capacidade de detecção de movimentos crustais e distorções ou
deformações, com acurácia e resolução temporal nunca atingida antes. O uso de medidas de radares acoplados
em satélites cujas órbitas são determinadas com alta acurácia tem proporcionado imagens do fundo do oceano
e de processos tectônicos com resolução nunca observada antes, abrindo novas possibilidades para a
oceanografia e climatologia. Poderá, por exemplo, auxiliar na disponibilização de imagens de eventos do El
Ninho. A utilização do sinal GPS (Global Positioning System) vem proporcionando novos meios de mapear o
vapor d’água troposférico e irregularidades na ionosfera e o desenvolvimento de técnicas de posicionamento
cinemático preciso, utilizando satélites e sistemas inerciais, tem aberto novas oportunidades no sensoriamento
remoto por radar ou laser, visando dar suporte as ciências de mapeamento e do meio ambiente. Geodésia é
uma ciência usada no tratamento de uma grande variedade de problemas, e no futuro, com muitas das missões
espaciais planejadas, e algumas já em operação, como o GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment)
e o CHAMP (Challeging Mini-Satellite Payload), bem como o desenvolvimento de novas tecnologias para
posicionamento e medições gravimétricas, continuará, sem dúvida, a expandir ainda mais o campo de
influência da Geodésia, cobrindo um amplo campo das Ciências da Terra e do Meio Ambiente.
O núcleo tradicional da Geodésia, centrado classicamente em redes geodésicas (posição) e
gravimétricas, necessitará de coordenação internacional até então nunca vista e de adoção de data (datum)
fundamentais que variam com o tempo, além de ter um aumento significativo de aplicações do GPS em
posicionamento. Desta forma, o campo gravitacional terrestre passará a estar presente no dia a dia dos
geodesistas, devido a necessidade de modelos geoidais detalhados para proporcionar a determinação de
altitudes ortométricas. Desta forma, os referenciais locais ou regionais serão substituídos por aqueles de
abrangência global.
Geodésia requer um vasto leque de atividades sinergéticas, incluindo teoria, ciência, engenharia,
tecnologia, desenvolvimento, observação, analises, e o desenvolvimento de serviços práticos orientados,
proporcionando acesso aos dados e as metodologias de forma fácil e transparente para toda a comunidade
geodésica nacional e internacional, organizações responsáveis por levantamentos, Engenheiros Cartógrafos e
Agrimensores, Institutos de Pesquisas, Universidades e Agências Espaciais. A IAG objetiva que no futuro a
Geodésia não seja vista apenas como matemática aplicada e ciências das medidas, mas muito mais que isso!
Do que foi exposto, concluiu-se que o entendimento profundo das Ciências Geodésicas exige dos que
por ela interessam um amplo espectro de conhecimento, envolvendo inter e multidisciplinaridade. Por
exemplo, o uso do GPS para a Geodésia envolve, além dos fundamentos básicos de Geodésia, conhecimentos
sobre propagação de sinal, seus erros e formas de reduzí-los ou eliminá-los, ajustamento e análise de
observações, solução de ambigüidades, referencias geodésicos e transformações, determinação de órbitas de
satélites, modelos geoidais, etc. A Figura 2 é uma ilustração de algumas aplicações do GPS na Geodésia e na
Meteorologia, mostrando o nível de precisão factível de ser alcançdo.
Considerando que atualmente o posicionamento geodésico por satélite não envolve apenas o GPS, mas
também o GLONASS (sistema russo similar ao GPS), o Galileo (sistema europeu em desenvolvimento), o
Compass (China) e que o uso integrado desses sistemas trará ainda mais benefícios para a Geodésia, os
interessados deverão também estar envolvidos tecnicamente e cientificamente com a citada integração.
Figura 2 Precisão de algumas aplicações do GPS
Na página da OSU (Ohio State University home page), comparece a seguinte definição:
Geodésia é uma ciência interdisciplinar a qual usa medidas terrestres, espaciais e aéreas para estudar a forma
e a dimensão da Terra, dos planetas e seus satélites, e suas variações; para determinar precisamente a posição
e velocidade de pontos ou objetos da superfície terrestre ou orbitando a mesma, dentro de um sistema de
referência terrestre realizado, e aplicar esses conhecimentos numa variedade de aplicações cientifica e de
engenharia, usando matemática, física, astronomia e ciências da computação.
Referências
Gemael C. (1999) Introdução a Geodésia Física, Editora da UFPR, 302p.
Torge W. (2001) Geodesy, de Gruyter, 3rd Edition, Berlin, 416p.
Vaniček P. and Krakiwsky E. (1986) Geodesy: The concepts