MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE
INSTITUTO CHICO MENDES DE CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE ICMBio
CURSO DE GEOPROCESSAMENTO
Módulo A
Cartografia Básica
MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE
INSTITUTO CHICO MENDES DE CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE
CURSO DE GEOPROCESSAMENTO
Módulo A - Cartografia
Competência:
Apreender conceitos básicos da Cartografia de forma a balizar
corretamente o uso, produção e interpretação de geoinformações,
adquirindo, assim, eficiência na execução dos trabalhos que envolvam
informações geográficas.
Objetivos Específicos
- Revisar conceitos básicos de Cartografia;
-- Conhecer os fundamentos essenciais para se produzir/utilizar um mapa
-com precisão e correção;
-- Identificar os principais elementos de uma carta topográfica;
-- Conhecer o Mapeamento Sistemático Brasileiro.
CONCEITO
“A cartografia é a Ciência e a Arte que se propõe a representar por meio
de mapas, cartas, plantas e outras formas gráficas, os diversos ramos
do conhecimento humano sobre a superfície e o ambiente terrestre*
e seus diversos aspectos.”
Geodésia:
“É a ciência que estuda a forma e as dimensões da Terra e estabelece o apoio básico
(malha de pontos geodésicos com posição geográfica precisa) para dar suporte à
elaboração de mapas. A Geodésia utiliza indtrumentos semelhantes aos de Topografia,
porém, dotados de alta precisão e associados a métodos mais sofisticados” (Timbó, 2001).
A Cartografia e a Geodésia estão intimamente ligadas, pois a geodésia oferece os
parâmetros matemáticos e os subsídios para que a realidade seja o mais
fielmente representada.
A REPRESENTAÇÃO MATEMÁTICA MAIS ADEQUADA PARA A TERRA É
UM ELIPSÓIDE DE REVOLUÇÃO, COM UM EIXO MAIOR QUE O OUTRO.
Além do modelo matemático, a Geodésia desenvolveu um modelo físico
chamado Geóide. É o que mais se assemelha à real forma do nosso planeta.
Este modelo leva em consideração as superfícies equipotencias de gravidade,
que variam em função da diferente distribuição de massa, de diferentes
densidades, pela superfície terrestre.
TIPOS DE REPRESENTAÇÕES CARTOGRÁFICA
Por Traço:
PLANTA –área limitada, escala grande. Representa uma área de extensão
suficientemente restrita para
que a curvatura terrestre não precise ser levada em consideração
(menos de 50 km).
CARTA –escala média ou grande; aspectos naturais e artificiais; subdividida
em folhas delimitadas por linhas convencionais, articuláveis com outras cartas.
Continuidade, Sistêmica.
MAPA –escala pequena; aspectos geográficos,
naturais, culturais e artificiais; destinada aos
mais variados usos, temáticos, culturais e
ilustrativos.
GLOBO – Representação cartográfica sobre uma
superfície esférica, em escala pequena, dos
aspectos naturais e artificiais de uma figura
planetária, para diversos usos.
POR IMAGEM
MOSAICO - É o conjunto de fotos aéreas, ou imagens de satélite recortadas e
montadas técnica e artisticamente, de forma a dar impressão de que todo o
conjunto é uma única fotografia.
ORTOFOTOCARTA – Fotografia aérea, ou imagem de satélite 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 georeferenciada, com ou sem legenda, podendo conter informações
planimétricas.
ORTOFOTOMAPA – Conjunto de várias ortofotocartas adjacentes.
MAS… COMO REPRESENTAR ESTES MODELOS 3 D EM PLANOS 2 D,
OU EM OUTRAS PALAVRAS…
COMO PROJETAR EM PLANOS CARTOGRÁFICOS?
PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS
Representar uma superfície curva em um plano.
Leva em consideração na sua essência a curvatura terrestre e o
achatamento dos pólos.
O principal critério - o que se quer preservar: Propriedades Intrínsecas.
Toda Projeção implica em distorções. A escolha depende do que se
quer mostrar e o uso que se dará à representação cartográfica.
EXISTEM INÚMERAS MANEIRAS DE PROJETAR: intenções políticas,
interesses econômicos, necessidade de maquiar as informações…
…OU PRIVILEGIAR ÁREA, FORMA ou PROPORÇÃO.
1
Quanto ao método 1.1
1.2
1.3
2
3
geométricas
analíticas
1.1.1
perspectivas
1.1.2
pseudoperspectivas
1.2.1
simples ou regulares
1.2.2
modificadas ou irregulares
convencionais
Quanto à situação do2.1
ponto
gnomônica
de vista
2.2
estereográfica
2.3
ortográfica
Quanto à superfície de
3.1projeção
planas ou azimutais
3.2
3.3
por desenvolvimento 3.2.1
planas ou azimutais
cônicas e policônicas
3.2.2
cilíndricas
3.2.3
poliédricas
3.3.1
polares
3.3.2
equatoriais ou meridionais
3.3.3
horizontais ou oblíquas
4
Quanto à situação da superfície de projeção
4.1
4.2
5
normais
4.1.2
transversas
4.1.3
horizontais ou oblíquas
4.2.1
equatoriais
4.2.2
transversas ou meridianas
4.2.3
horizontais ou oblíquas
5.1.1
meridianas
5.1.2
transversais
5.1.3
azimutais ou ortodrômicas
cônicas ou policônica
cilíndricas
Quanto às propriedades
5.1
4.1.1
eqüidistantes
5.2
equivalentes
5.3
conformes
5.4
afilática
Quanto à Superfície de Projeção:
TANGENTE
CILÍNDRIC
A
CÔNICA
SECANTE
POLIÉDRICA
O principal critério utilizado é quanto ao que se quer preservar (Propriedades Intrínsecas):
ÁREA = Prejeções Equivalentes: Distorcem ângulos e Distâncias. Preserva área.
Uso Principal – Cartografia temática e SIG.
Ex.: Cônica de Albers e Azimutal de Lambert
ÂNGULOS = Projeções Conformes: Escala constante para pequenas distâncias.
Para pequenas áreas, preserva a FORMA.
Uso Principal – direção dos ventos, rotas, cartas topográficas.
Ex: Projeção de Mercator (distorções para altas latitudes)
DISTÂNCIAS = Projeção Equidistante:Proporção entre as distâncias.
Uso Principal: Atlas, Planejamento Estratégico, representação de grandes áreas.
Ex.: Cilíndrica Equidistante.
Projeção Cônica de Albers e Azimutal de Lambert
Equivalentes - não alteram as áreas. Importante para calcular área de grandes
porções de terra, que ultrapassem um fuso UTM.
Projeção Cilíndrica Tranversa de Mercator (Tangente)
Conforme - Representam sem deformação, os ângulos em torno de
quaisquer pontos; não deformam pequenas regiões.
Indicada para regiões onde há predominância na extensão Norte-Sul. É muito
utilizada em cartas destinadas à navegação.
Projeção Cilíndrica Tranversa de Mercator (Secante)
Conformes - Este sistema é, em essência, uma modificação da Projeção
Cilíndrica Transversa de Mercator (tangente).
Utilizado na produção das cartas topográficas do Sistema Cartográfico
Nacional produzidas pelo IBGE e DSG.
SECANTE
TANGENTE
FUSOS HORARIOS
•
O sentido de rotação da Terra é feito de Oeste para Leste.
•
A Terra é dividida em 60 fusos, onde cada um se estende por 6º de longitude.
•
•
Os fusos são numerados de um a sessenta começando no fuso que vai
de 180º a 174º W Gr. e continuando para Leste.
•
•
•
Cada um destes fusos é gerado a partir de uma rotação do cilindro
de forma que o meridiano de tangência divide o fuso em duas partes iguais
de 3º de amplitude.
Fuso Horário e Zona UTM
•
A cada fuso associamos um sistema cartesiano métrico de referência,
atribuindo à origem do sistema (interseção da linha do Equador com
o meridiano central) as coordenadas 500.000 m, para contagem de
coordenadas ao longo do Equador, e 10.000.000 m ou 0 (zero) m,
para contagem de coordenadas ao longo do meridiano central,
para os hemisfério sul e norte respectivamente. Isto elimina
a possibilidade de ocorrência de valores negativos de coordenadas.
– Cada fuso deve ser prolongado até 30' sobre
os fusos adjacentes criando-se assim uma
área de superposição de 1º de largura. Esta
área de superposição serve para facilitar o
trabalho de campo em certas atividades.
Sistema de Coordenadas UTM
Em 1951 a União Geodésica e Geofísica Internacional (UGGI) recomendou que
todos os países adotassem o Sistema UTM, afim de padronizar os trabalhos
cartográficos e gerar um sistema único de coordenadas.
Em 1955 o Serviço Geográfico do Exército adotou o Sistema UTM para o
Mapeamento Sistemático Brasileiro.
N
Características:
1)- A superfície de projeção é um cilindro transverso e secante.
2)- A projeção é CONFORME e se aplica a CADA FUSO SEPARADAMENTE.
3)- O meridiano central da região de interesse e o equador são
representados por retas
S
O meridiano central da região de
interesse e o equador são
representados por retas
Cada Zona coincide com um
fuso, que tem 6 graus de
amplitude.
O meridiano central do fuso o
divide em duas metades de
3 graus.
Sistema de Coordenadas Geográficas
A longitude de um lugar pode definir-se como o arco de
meridiano, medido em graus, entre tal lugar e o
meridiano principal, a que se designa como meridiano
de Greenwich. A este meridiano corresponde a longitude 00.
A longitude de qualquer ponto dado sobre o globo é medida na direção leste ou oeste
a partir deste meridiano. Portanto, a longitude deve oscilar entre zero e 180 graus, tanto
a leste quanto a oeste de Greenwich.
A longitude varia: 00 a 1800 W Gr. ou 00 a -1800 ;
A latitude pode oscilar entre zero grau no equador até 90
graus norte ou sul nos pólos.
A latitude, quando medida no sentido pólo Norte é chamada latitude Norte ou Positiva.
Quando medida no sentido Sul, é chamada de latitude Sul
ou Negativa.
A latitude varia: 0 ° 0´ a 90° 0´ N ou
0° 0´ a 90° 0´ S (ou 0° 0´ a -90° 0´ )
•
O conjunto de paralelos e meridianos utilizados por uma dada projeção é denominado
Rede Geográfica (grid), quadrante, ou, reticulado.
Tendo sido construído o reticulado, os pontos dacarta serão referidos a esse sistema e são
localizados por suas coordenadas geográficas.
Sistemas Geodésicos de Referência e DATUM:
A adoção de uma superfície matemática rígida para representar a Terra não é suficiente
para definir o posicionamento de um ponto sobre a superfície terrestre com
precisão adequada.
Para isso, faz-se necessária a adoção de um sistema de coordenadas associado aos
pontos da superfície terrestre, chamado Sistema Geodésico de Referência (SGR).
A implantação de um SGR é dividida em duas partes: DEFINIÇÃO E MATERIALIZAÇÃO.
A definição compreende a adoção de um elipsóide de revolução sobre o qual são
aplicadas injunções de posição e orientação espacial;
A materialização consiste no estabelecimento de uma rede geodésica de pontos
instalados na superfície terrestre cujas coordenadas são conhecidas, precisas
e continuamente atualizadas.
DATUM = Ponto de Origem de uma rede de
pontos com coordenadas precisas conhecidas,
cuja função é, através de cálculos de
triangulação, paralelismos e equivalências,
aproximar as coordenadas geodésicas à
realidade do terreno.
DATUM HORIZONTAL TOPOCÊNCTRICO:
“(...) 1- Escolhido um elipsóide de referência, a partir de critérios geodésicos de
adequação ou conformidade à região da superfície terrestre a ser mapeada;
2- Posicionado o elipsóide em relação à Terra real, preservando o paralelismo entre o
eixo de rotação da Terra real e o do elipsóide;
3- escolhe-se um ponto central (ou origem) no
país ou região.
Fica definida então a estrutura básica para o
sistema geodésico: o DATUM planimétrico (ou
horizontal).
Trata-se, portanto, de uma superfície de
referência elipsoidal posicionada com respeito a
uma certa região. “
Adaptado de(D’ALGE, Júlio César Lima. 2006)
DATUM TOPOCÊNTRICO
O Ponto de origem está em um local onde o Geóide e o Elipsóide se encontram,
para daí traçar as equações de correção para ajustar os outros pontos. Serve mais a
uma determinada região do globo. (Ex.: CÓRREGO ALEGRE e SAD 69)
DATUM GEOCÊNTRICO
O Ponto de origem coincide com o centro de massa da Terra.
(Ex.: WGS 84 e SIRGAS 2000)
Ele é mais complexo, porém mais preciso e serve para qualquer lugar do planeta.
O DATUM WGS 84 é o utilizado pelo Sistema de Posicionamento Global
por Satélite – (GPS/EUA).
No Sistema Geodésico de Referência Clássico,
São necessários dois DATUM, um horizontal (lat-long) e um vertical (altitude).
O DATUM horizontal é um ponto de coincidência entre o Geóide e o Elipsóide.
O DATUM vertical, ou altimétrico, é resultado da média de ajustamentos de
observações de vários marégrafos, em vários anos das medidas. Aquele que mais
representa o Nível Médio dos Mares, é tomado como referência para DATUM vertical.
Atualmente o datum vertical utilizado no Brasil é o de Imbituba, SC.
Até 2014 estaremos em período de transição, entre o SAD 69 e o SIRGAS 2000.
Entre estes dois, é possível notal em alguns locais, diferenças horizontais de até 60 ou
70 metros no sentido nordeste, em função do aumento da precisão do sistema geocêntrico.
Fundamentos da CARTOGRAFIA TEMÁTICA
- Métodos de representação gráfica de informações;
- Subsidia as análises geográficas, através de mapas temáticos, cartogramas,
mapas analíticos, mapas sintéticos, etc;
- Os mapas devem ser vistos e entendidos como veículos de comunicação;
- Na utilização dos mapas estimula-se uma operação mental, havendo uma interação
entre o mapa e os processos mentais do usuário;
- A Cartografia Temática utiliza o método da representação gráfica para transcrever
as informações temáticas com simbologia própria.
A informação geográfica pode ser de natureza qualitativa ou quantitativa.
A informação qualitativa é produzida a partir de fotointerpretação, sensoriamento
remoto e/ou trabalho de campo e seleciona por exemplo o uso do solo, a geomorfologia,
cobertura vegetal, etc.
A informação quantitativa diz respeito por exemplo a dados de população, produção,
dados econômicos, etc., cujos valores são classificados e ordenados.
A INFORMAÇÃO E A ORGANIZAÇÃO DOS DADOS
O plano é o suporte de toda a representação gráfica. Ele é homogêneo e possui duas
dimensões: X e Y, na sua distribuição euclidiana. É o mapa-base elaborado pela
cartografia sistemática.
Três significações que uma figura qualquer visível pode receber com relação as duas
dimensões do plano: pontual, linear ou zonal.
A Semiologia é a ciência que estuda os sistemas de sinais que o homem utiliza no seio da vida social.
Portanto, Representação Gráfica é a parte da Semiologia.
Modo de implantação
PONTUAL
Modo de implantação
LINEAR
Modo de implantação
ZONAL
AS VARIÁVEIS VISUAIS
A figura visível no plano varia segundo as seis variáveis da retina ou variações visuais:
tamanho
valor
granulação
cor
orientação
forma
- Ao representar as informações, é importante observar cuidadosamente as
propriedades significativas das variáveis visuais. É importante ter o domínio da
gramática gráfica.
- a escolha dos signos não é uma decisão arbitrária. Há regras claras que precisam
ser observadas, durante a concepção da legenda, a fim de que ela possa ajudar o
mapa a cumprir o seu papel de comunicar determinada informação, sem distorções.
Para Bertin (1967), as relações entre objetos/fenômenos
podem ser expressas em uma das seguintes naturezas:
relações quantitativas, quando os dados são
numéricos e nos permitem estabelecer
proporção entre os objetos/fenômenos;
de ordem, quando os dados não permitem
estabelecer proporção, mas apresentam uma
hierarquia visível entre os objetos/fenômenos; e
seletivas, quando os dados não nos permitem
estabelecer relações de ordem ou de proporção.
Portanto, os objetos/fenômenos são apenas
diferentes (ou semelhantes) entre si.
•
Em 1 (preço do terreno), os preços
altos são vistos imediatamente.
É um mapa para “ver”.
•
Em 2 eles não são vistos. É um mapa
para “ler.
DECLINAÇÃO MAGNÉTICA
Com o passar dos anos, o eixo da terra varia sua inclinação.
Isso faz com que o Norte Magnético varie também. A bússola, instrumento que aponta
o Norte Magnético do Planeta, acopanha esta variação, porém os mapas registram o
norte do momento em que foram feitos.
Além disso, existe o norte do quadrante (sistema cartesiano) e o Norte Verdadeiro
(do elipsóide de referência usado para a projeção e cálculos das coordenadas).
Por isso é importante observamos a quadrícula de declinação magnética para
ajustarmos nossa observação de norte, no momento da utilização da carta.
NM............Norte Magnético, estabelecido
por meio da bússola
NQ............Norte do Quadrante, estabelecido
pelas linhas verticais da carta
NG............Norte Geográfico ou Norte
Verdadeiro
DIAGRAMA DE DECLINAÇÃO
A declinação do quadrante é o ângulo formado pelo Norte do Quadrante – NQ e o Norte
Verdadeiro – NG, e seu valor é correto ou válido no centro da folha ou carta.
O mesmo vale para o ângulo formado pelo Norte Verdadeiro e o Norte Magnético.
Vamos supor que a carta confeccionada no ano de 1975 apresentasse, em sua
declinação magnética um desvio de 16030„ . Sabendo que a declinação magnética cresce
3' anualmente, é possível calcular a declinação para o ano de 2001, por exemplo, dessa região :
Cálculos: 2001 - 1975 = 26 anos ; 26 x 3' = 78' = 1º 30'
declinação magnética atual = 16º 30' + 1º 30' = 18º
ESCALA
•
Escolha da Escala para representar algum objeto:
•
O menor traço de desenho que o olho humano enxerga é de 0,2mm
•
Portanto, se quisermos representar um objeto de 10 metros de comprimento,
por exemplo, a escala a ser adotada se dará por, no MÍNIMO:
•
E=D/d, onde E=denominador da escala, D é o tamanho do objeto na realidade e
d= tamanho do objeto na escala.
•
Denominador da Escala=10m/0,0002m
•
= 100.000/2
•
= 50.000
Escala Numérica 1:50.000 ou 1/50.000
Uma unidade no mapa equivale a cinquenta mil unidades na realidade
Geralmente usamos CENTÍMETROS.
Escala Gráfica – acompanha as deformações do papel impresso
Distâncias no gráfico iguais às distâncias no mapa.
Escala Grande = Mais Detalhes Ex.: 1:25.000, 1:10.000
Escala Pequena = Poucos Detalhes Ex.: 1:1.000.000, 1:500.000
Podemos utilizar uma base em escala maior para reduzi-la a uma menor, sem
perder informação.
Porém não podemos ampliar uma escala menor para uma maior, pois faltará informação.
Digitalmente, dizemos que os pixels estouram.
PRECISÃO GRÁFICA e Erro Tolerável
Precisão Gráfica é a menor grandeza medida no terreno, capaz de ser representada
em desenho na mencionada escala.
Podemos determinar o erro admissível nas medições em determinada escala:
eT = 0,0002m x D
Onde:
eT - Erro Tolerável
D = Dimensão Real
Assim, em um mapa na escala de 1:100.000, podemos calcular o erro tolerável:
eT = 0,0002m x 100.000
eT = 20m
O erro tolerável, portanto, varia na razão direta do
denominador e inversa da escala, ou seja, quanto
menor for a escala, maior será o erro admissível.
Os acidentes cujas dimensões forem menor que os
valores dos erros de tolerância, não serão
representados graficamente, serão utilizados
convenções cartográficas, cujos símbolos irão ocupar
no desenho, dimensões independentes de escala.
O Erro tolerável serve para sabermos se uma carta está corretamente
georreferenciada, por exemplo.
MAPEAMENTO
SISTEMÁTICO
BRASILEIRO
ÓRGÃOS OFICIAIS
DSG
ICA
DHN
Normas para as escalas maiores que 1:250 000
IBGE
Normas para as cartas aeronáuticas de qualquer escala
Normas para as cartas náuticas de qualquer escala
Normas para as escalas menores que 1:250 000
Promover o estabelecimento da Rede
Geodésica Fundamental
As Normas relativas às cartas temáticas e às cartas especiais não referidas aqui, são
estabelecidas pelos órgãos públicos federais interessados, na esfera de suas atribuições.
ARTICULAÇÃO DAS FOLHAS DA CARTA DO BRASIL AO MILIONÉSIMO
Exemplo:
Mariana Fava Cheade
Obrigada!
Mariana Fava Cheade e Sheila Rancura
Coordenação de Consolidação de
Limites/CGFUN/DIUSP
[email protected]
[email protected]