Christian Berlinck Guilherme Santos Júnior
Leonardo Figueiredo Patrícia Rizzi Ricardo Brochado Mariana Fava Cheade Adriana Rodrigues de Azevedo
Sheila Rancura
Curso de Geoprocessamento
1 Conteúdo
1. Cartografia... 0 5
1.1 Escala Numérica e Escala Gráfica... 36
1.2 Mapas, Cartas e Plantas... 1.3 Projeções Cartográficas e Sistema UTM... 1.4 Sistema de Coordenadas Geográficas ... Erro! Indicador não definido. 1.5 Sistema de Coordenadas UTM (Universal Transversa de Mercator) ... 1.6 Sistema Geodésico de Referência (Datum)... 1.8 Cartografia Náutica ... 50
2. Introdução ao Geoprocessamento ... 52
2.1 Conceito de Geoprocessamento, SIG e Sensoriamento Remoto ... 52
2.2 Aplicabilidade na Proteção de UC‘s ... 54
3. Introdução ao Sensoriamento Remoto ... 54
3.1 Fotografias Aéreas e Ortofotos... 59
3.2 Imagens de Satélite ... 59
3.3 Imagens de Radar ... 66
4. Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais ... 67
4.1 Bancos de Dados Geográficos... 69
4.2 Interoperabilidade e Metadados... 71
4.3 Serviços de Mapas ... 72
5. Apresentando ArcGIS 9.3 ... 74
5.1 Tela inicial do ArcGIS ... 74
5.2 Adicionando novas barras de ferramentas ... 75
5.3 ArcToolBox ... 75
5.4 ArcCatalog ... 76
6. Temas ... 77
6.1 Abrir temas (Vetor, raster) ... 77
6.2 Conectando aos dados ... 77
6.3 Organizar visualização (camadas)... 77
6.4 Tema visível ... 78
7. Criação de Dados Vetoriais... 78
7.1 Criar um vetor (shape): ... 78
8. Edição de Vetores ... 80
8.1 Criar uma nova feição ... 80
8.2 Definição de Atributos ... 81
8.3 Editando um shape ... 81
8.3.1 Outras ferramentas disponíveis na Edição ... 82
9. Tabela de Atributos ... 83
9.1 Abrir a Tabela de Atributos... 83
9.2 Funcionalidades da Tabela de Atributos ... 83
9.3 Acrescentar campo para inserção de atributos ... 85
9.4 Calculadora... 86
9.5 Criação de Gráficos ... 86
9.6 Construção de Consultas ... 86
9.7 Conectar dados ... 87
2
10. Análises Espaciais ... 89
10.1 Calculo de áreas ... 89
10.2 Intersect ... 91
10.3 Calcular área/distância em tela ... 92
10.4 Intersecção polígono com pontos ... 92
10.5 Identificar atributos do tema ... 93
10.6 Seleção por atributo e por localização ... 93
10.6.1 Selecionar por Atributos (selecao tabular) ... 94
10.6.2 Selecionar por localização (selecao espacial)... 95
11. Projeção Cartográfica ... 95
11.1 Atribuir um Sistema de Coordenadas a um dado já criado e que não apresenta um sistema atribuído ... 95
11.2 Reprojetar um dado que já tem um sistema de coordenadas atribuído... 96
11.2.1 Reprojetar Vetor ... 97
11.2.2 Reprojetar Raster ... 98
12. Entrar com Coordenadas (simples e várias) ... 99
12.1 Para entrar com coordenadas (um par de cada vez) ... 99
12.2 Entrar com uma lista de coordenadas ... 99
13. Imagens ...100
13.1 Georreferenciamento ...101
13.2 Transformações ...105
14. Noções de Layout ...106
14.1 Entrar no modo Layout ...106
14.2 Barra de Ferramentas do Layout ...107
14.3 Propriedades do Layout ...107
14.4 Inserir Grid de Coordenadas ...108
14.5 Menu Inserir ...108
14.6 Inserir Legenda ...109
14.7 Inserir Indicação de Norte (Rosa dos Ventos) ...109
14.8 Inserir Barra de Escala ...110
14.9 Inserir Escala Numérica ...111
14.10 Exportar o Mapa ...112
15. Google Earth ...112
15.1 Exportar shape para kml (formato nativo do GE) ...112
15.2 Criar um novo tema no GE...112
15.3 Mudar cores e linhas dos temas. ...112
15.4 Medir distancias ...113
16. Sistema de Posicionamento Global – GPS ...114
16.1 Conceitos básicos sobres o GPS...114
16.2 Utilizando o GPS ...115
16.3 Marcação de Tracklog, waypoint ...116
17. GPS no ArcGIS...117
17.1 DRN Garmin ...117
17.2 Obtendo dados do GPS ...117
17.3 Enviando dados para o GPS ...118
17.4 Navegação em Tempo Real com o computador ...118
18. Noções de gvSIG 1.1.2 ...119
3
18.2 Projetos e Documentos ...120
18.3 View ...121
18.3.1 Criando uma View ...122
18.3.2 Adicionando um tema (Layer) na vista (View)...123
18.3.3 Tabela de conteúdo (ToC) ...124
18.4 Criar um tema ...125
18.5 Editando um tema ...127
18.6 Edição da tabela de atributos ...129
4 1. Cartografia
Dentre os diversos conceitos existentes para Cartografia, destacamos definição a seguir:
“Cartografia é a Ciência e a Arte que se propõe a representar por meio de mapas, cartas, plantas e outras f ormas gráficas, os diversos ramos do conhecimento humano sobre a superf ície e o ambiente terrestre e seus diversos aspectos.”
Ciência, porque requer conhecimentos científicos da Astronomia, Matemática, Física, Geodésia, Topografia, Geografia e outras; Arte, porque um mapa deve respeitar os aspectos estéticos, com simplicidade e clareza, atingindo o ideal artístico de beleza em seus produtos.(Reis, et. al, 2010. p.5)
Desta forma, a Cartografia vem apresentar o modelo de representação dos dados geográficos.
1.2 Tipos de Representação Cartográfica 1.2.1 Por Traço
1.2.1.1 M apas, Cartas e Plantas
A representação das informações espacializadas pode ocorrer através do uso de mapas, cartas ou plantas.
Mapa é a representação no plano, normalmente em escala pequena, dos aspectos geográficos, naturais, culturais e artificiais de uma área tomada na superfície de uma figura planetária, delimitada por elementos físicos, político-administrativos, destinada aos mais variados usos, temáticos, culturais e ilustrativos.
Carta é a representação no plano, em escala média ou grande, dos aspectos artificiais e naturais de uma área tomada de uma superfície planetária, subdividida 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 é a carta que representa uma área de extensão suficientemente restrita para que a sua curvatura não precise ser levada em consideração, e que, em conseqüência, a escala possa ser considerada constante.
5 Segundo as características:
MAPA CARTA PLANTA
- representação plana; - geralmente em escala pequena;
- área delimitada por acidentes naturais (bacias, planaltos, chapadas, etc.), político-administrativos; - destinação a fins temáticos, culturais ou ilustrativos.
- representação plana; - escala média ou grande; - desdobramento em folhas articuladas de maneira sistemática;
- limites das folhas constituídos por linhas convencionais, destinada à avaliação precisa de direções, distâncias e localização de pontos, áreas e detalhes.
- a planta é um caso particular de carta; - a representação se restringe a uma área muito limitada e a escala é grande, conseqüentemente o nº de detalhes é bem maior. 1.2.2 POR IM AGEM
1.2.3 MOSAICO - É o conjunto de fotos aéreas, ou imagens de satélite de uma determinada área, recortadas e montadas técnica e artisticamente, de forma a dar impressão de que todo o conjunto é uma única fotografia.
1.2.4 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, georreferenciada, complementada por símbolos, linhas, com ou sem legenda, podendo conter informações planimétricas.
1.2.5 ORTOFOTOM APA – Conjunto de várias ortofotocartas adjacentes.
1.3 Quanto à natureza da representação, podemos classificar os documentos cartográficos e m:
1.3.1 GERAL
São documentos cartográficos elaborados sem um fim específico. A finalidade é fornecer ao usuário uma base cartográfica com possibilidades de aplicações generalizadas, de acordo com a precisão geométrica e tolerâncias permitidas pela escala.
6 Apresentam os acidentes naturais e artificiais e servem, também, de base para os demais tipos de cartas.
1.3.1.1CADASTRAL (escala até 1:25.000)
Representação em escala grande, geralmente planimétrica e com maior nível de detalhamento, apresentando grande precisão geométrica. Normalmente é utilizada para representar cidades e regiões metropolitanas, nas quais a densidade de edificações e arruamento é grande.
As escalas mais usuais na representação cadastral, são: 1:1.000, 1:2.000, 1:5.000, 1:10.000 e 1:15.000.
Um mapa cadastral distingue-se de um mapa temático, pois cada um de seus elementos é um objeto geográfico, que possui atributos e pode estar associado a várias representações gráficas. Por exemplo, os lotes de uma cidade são elementos do espaço geográfico que possuem atributos (dono, localização, valor venal, IPTU devido, etc.) e que podem ter representações gráficas diferentes em mapas de escalas distintas.
Mapa de Localidade - Denominação utilizada na Base Territorial dos Censos para identificar o conjunto de plantas em escala cadastral, que compõe o mapeamento de uma localidade (região metropolitana, cidade ou vila).
1.3.1.2 TOPOGRÁFICA (Escala de 1:25.000 até 1:250.000)
Carta elaborada a partir de levantamentos aerofotogramétrico e geodésico original ou compilada de outras cartas topográficas em escalas maiores. Inclui os acidentes naturais e artificiais, em que os elementos planimétricos (sistema viário, obras, etc.) e altimétricos (relevo através de curvas de nível, pontos colados, etc.) são geometricamente bem representados.
As aplicações das cartas topográficas variam de acordo com sua escala:
1:25.000 - Representa cartograficamente áreas específicas, com forte densidade demográfica, fornecendo elementos para o planejamento socioeconômico e bases para anteprojetos de engenharia. Esse mapeamento, pelas características da escala, está dirigido para as áreas das regiões metropolitanas e outras que se definem pelo atendimento a projetos específicos. Cobertura Nacional: 1,01%.
1:50.000 - Retrata cartograficamente zonas densamente povoadas, sendo adequada ao planejamento socioeconômico e à formulação de anteprojetos de engenharia. A sua abrangência é nacional, tendo sido cobertos até agora 13,9% do Território Nacional, concentrando-se principalmente nas regiões Sudeste e Sul do país.
1:100.000 - Objetiva representar as áreas com notável ocupação, priorizadas para os investimentos governamentais, em todos os níveis de governo- Federal, Estadual e Municipal. A sua abrangência é nacional, tendo sido coberto até agora 75,39% do Território Nacional.
7 1:250.000 - Subsidia o planejamento regional, além da elaboração de estudos e projetos que envolvam ou modifiquem o meio ambiente. A sua abrangência é nacional, tendo sido coberto até o momento 80,72% do Território Nacional.
Mapa Municipal: Entre os principais produtos cartográficos produzidos pelo IBGE encontra-se o mapa municipal, que é a representação cartográfica da área de um município, contendo os limites estabelecidos pela Divisão Político-Administrativa, acidentes naturais e artificiais, toponímia, rede de coordenadas geográficas e UTM, etc..
Esta representação é elaborada a partir de bases cartográficas mais recentes e de documentos cartográficos auxiliares, na escala das referidas bases.
O mapeamento dos municípios brasileiros é para fins de planejamento e gestão territorial e em especial para dar suporte as atividades de coleta e disseminação de pesquisas do IBGE.
1.3.1.3GEOGRÁFICA (Escalas 1:1:000.000 e menores - 1:2.500.000, 1:5.000.000 até 1:30.000.000)
Carta em que os detalhes planimétricos e altimétricos são generalizados, os quais oferecem uma precisão de acordo com a escala de publicação. A representação planimétrica é feita através de símbolos que ampliam muito os objetos correspondentes, alguns dos quais muitas vezes têm que ser bastante deslocados.
A representação altimétrica é feita através de curvas de nível, cuja equidistância apenas dá uma idéia geral do relevo e, em geral, são empregadas cores hipsométricas. São elaboradas na escala. 1:500.000 e menores, como por exemplo a Carta Internacional do Mundo ao Milionésimo (CIM).
Mapeamento das Unidades Territoriais: Representa, a partir do mapeamento topográfico, o espaço territorial brasileiro através de mapas elaborados especificamente para cada unidade territorial do país.
Produtos gerados:- Mapas do Brasil (escalas 1:2.500.000,1:5.000.000,1:10.000.000, etc.).
-Mapas Regionais (escalas geográficas diversas). -Mapas Estaduais (escalas geográficas e topográficas diversas).
1.3.2 TEMÁTICA
São as cartas, mapas ou plantas em qualquer escala, destinadas a um tema específico, necessária às pesquisas socioeconômicas, de recursos naturais e estudos ambientais. A representação temática, distintamente da geral, exprime conhecimentos particulares para uso geral.
Com base no mapeamento topográfico ou de unidades territoriais, o mapa temático é elaborado em especial pelos Departamentos da Diretoria de Geociências do
8 IBGE, associando elementos relacionados às estruturas territoriais, à geografia, à estatística, aos recursos naturais e estudos ambientais.
Mapas temáticos são mapas que mostram uma região geográfica particionada em polígonos, segundo os valores relativos a um tema (por exemplo, uso do solo, aptidão agrícola), ou seja, descrevem a distribuição espacial de uma grandeza geográfica, expressa de forma qualitativa. Os valores dos dados são em geral inseridos no sistema por digitalização ou vetorização, ou ainda, de forma mais automatizada, a partir de classificação de imagens.
Em mapas temáticos, os polígonos são resultado de funções de análise e classificação de dados e não correspondem a elementos identificáveis do mundo real.
Principais produtos: -Cartogramas temáticos das áreas social, econômica territorial,etc.
-Cartas do levantamento de recursos naturais (volumes RADAM).
-Mapas da série Brasil 1:5.000.000 (Escolar, Geomorfológico, Vegetação, Unidades de Relevo, Unidades de Conservação Federais).
- Atlas nacional, regional e estadual. 1.3.2.1 ESPECIAL
São as cartas, mapas ou plantas para grandes grupos de usuários muito distintos entre si, e cada um deles, concebido para atender a uma determinada faixa técnica ou científica. São documentos muito específicos e sumamente técnicos que se destinam à representação de fatos, dados ou fenômenos típicos, tendo assim, que se cingir rigidamente aos métodos e objetivos do assunto ou atividade a que está ligado. Por exemplo: Cartas náuticas, aeronáuticas, para fins militares, mapa magnético, astronômico, meteorológico e outros.
Náuticas: Representa as profundidades, a natureza do fundo do mar, as curvas batimétricas, bancos de areia, recifes, faróis, boias, as marés e as correntes de um determinado mar ou áreas terrestres e marítimas.
Elaboradas de forma sistemática pela Diretoria de Hidrografia e Navegação - DHN, da Marinha do Brasil. O Sistema Internacional exige para a navegação marítima, seja de carga ou de passageiros, que se mantenha atualizado o mapeamento do litoral e hidrovias.
Aeronáuticas: Representação particularizada dos aspectos cartográficos do terreno, ou parte dele, destinada a apresentar além de aspectos culturais e hidrográficos, informações suplementares necessárias à navegação aérea, pilotagem ou ao planejamento de operações aéreas.
Para fins militares: Em geral, são elaboradas na escala 1:25.000, representando os acidentes naturais do terreno, indispensáveis ao uso das forças armadas. Pode representar uma área litorânea características topográficas e náuticas, a fim de que ofereça a máxima utilidade em operações militares, sobretudo no que se refere a operações anfíbias.
9 1.4 Projeções Cartográficas
A confecção de uma carta exige, antes de tudo, o estabelecimento de um método, segundo o qual, a cada ponto da superfície da Terra corresponda um ponto da carta e vice-versa.
Diversos métodos podem ser empregados para se obter essa correspondência de pontos, constituindo os chamados "sistemas de projeções".
A teoria das projeções compreende o estudo dos diferentes sistemas em uso, incluindo a exposição das leis segundo as quais se obtêm as interligações dos pontos de uma superfície (Terra) com os da outra (carta).
São estudados também os processos de construção de cada tipo de projeção e sua seleção, de acordo com a finalidade em vista.
O problema básico das projeções cartográficas é a representação de uma superfície curva em um plano. Em termos práticos, o problema consiste em se representar a Terra em um plano. A forma de nosso planeta é representada, para fins de mapeamento, por um elipsóide (ou por uma esfera, conforme seja a aplicação desejada) que é considerada a superfície de referência a qual estão relacionados todos os elementos que desejamos representar (elementos obtidos através de determinadas tipos de levantamentos).
As representações cartográficas são efetuadas, na sua maioria, sobre uma superfície plana (Plano de Representação onde se desenha o mapa). Isto compreende as seguintes etapas:
1º) Adoção de um modelo matemático da terra simplificado. Em geral, esfera ou elipsóide de revolução;
2º) Projetar todos os elementos da superfície terrestre sobre o modelo escolhido. (Atenção: tudo o que se vê num mapa corresponde à superfície terrestre projetada sobre o nível do mar aproximadamente);
3º) Relacionar por processo projetivo ou analítico pontos do modelo matemático com o plano de representação escolhendo-se uma escala e um sistema de coordenadas.
A projeção tem como objetivo representar uma superfície curva em um plano e podem ser classificadas conforme o quadro a seguir:
Quanto ao método 1 1 Geométricas 1 1.1 Perspectivas 1 1.2 Pseudoperspectivas 1 2 Analíticas 1 2.1 Simples ou Regulares
10 1 2.2 Modificadas ou Irregulares 1 3 Convencionais Quanto à situação do ponto de vista 2 1 Gnomônica 2 2 Estereográfica 2 3 Ortográfica Quanto à superfície de projeção 3 1 Planas ou Azimutais 3 2 Por Desenvolvimento 3 2.1 Cônicas e Policônicas 3 2.2 Cilíndricas 3 2.3 Poliédricas 3 3 Planas ou Azimutais 3 3.1 Polares 3 3.2 Equatoriais ou Meridionais 3 3.3 Horizontais ou Oblíquas Quanto à situação da superfície de projeção 4 1 Cônicas ou Policônica 4 1.1 Normais 4 1.2 Transversas
11 4 1.3 Horizontais ou Oblíquas 4 2 Cilíndricas 4 2.1 Equatoriais 4 2.2 Transversas ou Meridianas 4 2.3 Horizontais ou Oblíquas Quanto às propriedades 5 1 Eqüi distantes 5 1.1 Meridianas 5 1.2 Transversais 5 .1.3 Azimutais ou Ortodrômicas 5 2 Equivalentes 5 3 Conformes 5 4 Afilática QUANTO AO MÉTODO
Geométricas - baseiam-se em princípios geométricos projetivos. Podem ser obtidos pela interseção, sobre a superfície de projeção, do feixe de retas que passa por pontos da superfície de referência partindo de um centro perspectivo (ponto de vista).
Analíticas - baseiam-se em formulação matemática obtidas com o objetivo de se atender condições (características) previamente estabelecidas (é o caso da maior parte das projeções existentes).
12 Planas - este tipo de superfície pode assumir três posições básicas em relação a superfície de referência: polar, equatorial e oblíqua (ou horizontal).
Cônicas - embora esta não seja uma superfície plana, já que a superfície de projeção é o cone, ela pode ser desenvolvida em um plano sem que haja distorções, e funciona como superfície auxiliar na obtenção de uma representação. A sua posição em relação à superfície de referência pode ser: normal, transversal e oblíqua (ou horizontal). Cilíndricas - tal qual a superfície cônica, a superfície de projeção que utiliza o cilindro pode ser desenvolvida em um plano e suas possíveis posições em relação a superfície de referência podem ser: equatorial, transversal e oblíqua (ou horizontal).
Polissuperficiais - se caracterizam pelo emprego de mais do que uma superfície de projeção (do mesmo tipo) para aumentar o contato com a superfície de referência e, portanto, diminuir as deformações (plano-poliédrica ; cone-policônica ; cilindro-policilíndrica).
13 QUANTO ÀS PROPRIEDADES
Na impossibilidade de se desenvolver uma superfície esférica ou elipsóidica sobre um plano sem deformações, na prática, buscam-se projeções tais que permitam diminuir ou eliminar parte das deformações conforme a aplicação desejada. Assim, destacam-se:
Eqüi distantes - As que não apresentam deformações lineares para algumas linhas em especial, isto é, os comprimentos são representados em escala uniforme.
Conformes - Representam sem deformação, todos os ângulos em torno de quaisquer pontos, e decorrentes dessa propriedade, não deformam pequenas regiões.
Equivalentes - Têm a propriedade de não alterarem as áreas, conservando assim, uma relação constante com as suas correspondentes na superfície da Terra. Seja qual for a porção representada num mapa, ela conserva a mesma relação com a área de todo o mapa.
14 Afiláticas - Não possui nenhuma das propriedades dos outros tipos, isto é, equivalência, conformidade e eqüidistância, ou seja, as projeções em que as áreas, os ângulos e os comprimentos não são conservados.
As propriedades acima descritas são básicas e mutuamente exclusivas. Elas ressaltam mais uma vez que não existe uma representação ideal, mas apenas a melhor representação para um determinado propósito.
QUANTO AO TIPO DE CONTATO ENTRE AS SUPERFÍCIES DE PROJEÇÃO E REFERÊNCIA
Tangentes - a superfície de projeção é tangente à de referência (plano- um ponto; cone e cilindro- uma linha).
Secantes - a superfície de projeção secciona a superfície de referência (plano- uma linha; cone- duas linhas desiguais; cilindro- duas linhas iguais) (Figura 2.6).
Através da composição das diferentes características apresentadas nesta classificação das projeções cartográficas, podemos especificar representações cartográficas cujas propriedades atendam as nossas necessidades em cada caso específico.
Superfícies de projeção secantes PROJEÇÕ ES MAIS USUAIS E SUAS CARACTERÍSTICAS PROJEÇÃO POLICÔNICA
- Superfície de representação: diversos cones
- Não é conforme nem equivalente (só tem essas características próxima ao Meridiano Central).
- O Meridiano Central e o Equador são as únicas retas da projeção. O MC é dividido em partes iguais pelos paralelos e não apresenta deformações.
15 - Os paralelos são círculos não concêntricos (cada cone tem seu próprio ápice) e não apresentam deformações.
- Os meridianos são curvas que cortam os paralelos em partes iguais.
- Pequena deformação próxima ao centro do sistema, mas aumenta rapidamente para a periferia.
- Aplicações: Apropriada para uso em países ou regiões de extensão predominantemente Norte-Sul e reduzida extensão Este-Oeste.
- É muito popular devido à simplicidade de seu cálculo pois existem tabelas completas para sua construção.
- É amplamente utilizada nos EUA.
- No BRASIL é utilizada em mapas da série Brasil, regionais, estaduais e temáticos.
Projeção Policônica
PROJEÇÃO CÔNICA NORMAL DE LAMBERT (com dois paralelos padrão) - Cônica.
- Conforme. - Analítica. - Secante.
- Os meridianos são linhas retas convergentes.
- Os paralelos são círculos concêntricos com centro no ponto de interseção dos meridianos.
- Aplicações: A existência de duas linhas de contato com a superfície (dois paralelos padrão) nos fornece uma área maior com um baixo nível de deformação. Isto faz com que esta projeção seja bastante útil para regiões que se estendam na direção este-oeste, porém pode ser utilizada em quaisquer latitudes. - A partir de 1962, foi adotada para a Carta Internacional do Mundo, ao Milionésimo.
16 Projeção Cônica Normal de Lambert (com dois paralelos-padrão)
PROJEÇÃO CILÍNDRICA TRANSVERSA DE MERCATOR (Tangente) - Cilíndrica.
- Conforme. - Analítica.
- Tangente (a um meridiano).
- Os meridianos e paralelos não são linhas retas, com exceção do meridiano de tangência e do Equador.
- Aplicações: Indicada para regiões onde há predominância na extensão Norte-Sul. É muito utilizada em cartas destinadas à navegação.
17 PROJEÇÃO CILÍNDRICA TRANSVERSA DE MERCATOR (Secante)
- Cilíndrica. - Conforme. - Secante.
- Só o Meridiano Central e o Equador são linhas retas.
- Projeção utilizada no SISTEMA UTM - Universal Transversa de Mercator desenvolvido durante a 2ª Guerra Mundial. Este sistema é, em essência, uma modificação da Projeção Cilíndrica Transversa de Mercator.
- Aplicações: Utilizado na produção das cartas topográficas do Sistema Cartográfico Nacional, produzidas pelo IBGE e DSG.
18 FUSO HORÁRIO
O sentido de rotação da Terra é feito de Oeste para Leste. Como gastam-se,
aproximadamente 24 hs, para percorrer a circunferência equatorial, que é igual a 3600, tem-se, para cada hora do planeta, uma faixa de 150 (3600/24 hs), essa faixa é chamada de Fuso Horário.
Nosso dia é dividido em 24 horas, cada hora é dividida em 60 minutos e cada minuto em 60 segundos.
19 A circunferência tem 360º (360 graus), cada grau tem 60' (60 minutos de arco), cada minuto tem 60'' (sessenta segundos de arco).
Os Fusos Horários compreendem a área que, em qualquer lugar da faixa,limitado por dois meridianos conserva a mesma hora referida ao meridiano de origem (Greenwich). Delimita-se 7030‘ a leste do meridiano de origem (00) e obtêm-se o primeiro fuso. A partir dele acrescenta-se 150 a leste e a oeste até totalizar 1800 em cada hemisfério, ou seja, 12 horas no hemisfério oriental e 12 no ocidental.
Em função do movimento de rotação, as horas aumentam para leste e diminuem para oeste, a partir do meridiano de origem, 00. Próximo ao antimeridiano de Greenw ich (1800), encontra-se a linha internacional de mudança de datas. Ao atravessar a linha, no sentido leste-oeste, deve-se acrescentar um dia (24 hs), ao contrário, no sentido oeste-leste, deve-se subtrair um dia.
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 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.
Fusos Horários no planeta:
20 CÁLCULO DE FUSOS
1º Passo _ Quando duas localidades encontram-se em um mesmo hemisfério, diminuem-se as longitudes, ao contrário, quando encontram-se em um mesmo hemisfério, somam-se as longitudes entre as localidades.
2º Passo _ Divide-se a diferença (somada ou subtraída) em graus, entre as duas localidades, por 15º (limite de cada fuso).
3º Passo _ Dedução da hora. Quando uma localidade está a LESTE de outra, somam-se as horas, ao contrário, quando uma localidade está a OESTE de outra, diminuem-se as horas.
Exemplo 1
Numa determinada cidade localizada a 120º de longitude oeste, são 15 hs. Que horas serão na cidade na cidade ―B‖, a 15º de longitude oeste?
1º Passo: 120º(A) – 15º(B) = 105º 2º Passo: 105º / 15º = 7 horas 3º Passo: 15hs + 7hs = 22:00hs Na cidade ―B‖, serão 22:00 horas. Exemplo 2
Em uma determinada cidade ―A‖ localizada a 105º de longitude leste, são 18 hs. Que horas serão na cidade ―B‖, situada a 60º de longitude oeste?
1º Passo: 105º(A) + 60º(B) = 165º 2º Passo: 165º / 15º = 11 horas
21 3º Passo: 18hs – 11hs = 07:00hs
Na cidade ―B‖, serão 07:00 horas.
Fusos UTM para a o território brasileiro.
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.
22 1.5 Sistema de Coordenadas UTM (Universal Transversa de Mercator) É um sistema de coordenadas planas (lineares), medidas a partir de um referencial cartesiano. Estas coordenadas formam um quadriculado relacionado à Projeção Universal Transversa de Mercator, daí serem chamadas de coordenadas UTM.
Para utilizar o sistema UTM associa-se a cada fuso um sistema de referência, cuja origem é a interseção da linha do equador com o meridiano central do fuso, a qual foram atribuídos os seguintes valores: para o Meridiano Central, 500.000 metros E, determinando-se as distâncias no sentido Leste/Oeste, e para o Equador, 10.000.000 metros N, para o hemisfério Sul e 0 metros N, para o hemisfério Norte, conforme pode ser visto na figura....
O Sistema de Projeção é um sistema representado pelo traçado da rede geográfica (angular) e utm (plana) em uma superfície plana, com a representação de paralelos de latitude e meridianos de longitude, que permitem a localização de pontos através de suas coordenadas.
Lambert apresentou em 1772, inspirado na Projeção de Mercator, um Sistema de projeção conforme com a superfície de projeção definida por um cilindro tangente a um determinado meridiano. Tal sistema recebeu a denominação de Projeção Transversa de Mercator. Como o trabalho de Lambert restringia-se a uma superfície esférica de referência, Gauss e, posteriormente, Krüger encarregaram-se do desenvolvimento das fórmulas pertinentes à adoção de uma superfície elipsoidal de referência. Por isso, este sistema de projeção é também conhecido como Projeção Conforme de Gauss ou Projeção de Gauss-Krüger.
As principais características da Projeção Transversa de Mercator são resumidas a seguir:
1. A superfície de projeção é um cilindro transverso e a projeção é conforme, ou seja, as pequenas formas de áreas são apresentadas sem deformação, o que significa que a escala para todas as direções em torno de um ponto independente do azimute é constante para distâncias pequenas. Conseqüentemente, para pontos suficientemente próximos as relações angulares são corretas;
2. O meridiano central da região de interesse, o equador e os meridianos situados a 90º do meridiano central são representados por retas;
3. Os outros meridianos e os paralelos são representados por curvas complexas;
4. O meridiano central é representado em verdadeira grandeza;
5. A escala aumenta com a distância em relação ao meridiano central, tornando-se infinita a 90º deste.
23 A escala ao longo do meridiano central pode ser reduzida de modo que a escala média da região a ser mapeada aproxime-se mais do valor correto. Neste caso, duas linhas aproximadamente retas, uma a leste e outra a oeste do meridiano central, são representadas em verdadeira grandeza. A geometria desta situação pode ser visualizada imaginando-se um cilindro levemente secante à superfície de referência. A Figura a seguir mostra a representação de paralelos e meridianos na Projeção Transversa de Mercator.
Com a finalidade de se gerar um sistema de coordenadas planas único para todos os países, concebeu-se durante a segunda guerra mundial a projeção utm, tendo em vista cartas de emprego militar em escalas grandes. A projeção utm possui as mesmas características básicas da Projeção Transversa de Mercator, uma vez que é mantida toda a base matemática desta última.
Valores de origem para o cálculo de coordenadas em uma zona UTM.
Na projeção utm aplica-se ao meridiano central de cada fuso um fator ou módulo de redução de escala igual a 0,9996 com a finalidade de minimizar as variações de
24 escala dentro do fuso. Conseqüentemente, existem duas linhas aproximadamente retas, uma a leste e outra a oeste, distantes cerca de 1º37‘ do meridiano central, representadas em verdadeira grandeza.
O sistema UTM é usado entre as latitudes 84º N e 80º S.
1.4 Siste ma de Coordenadas Geográfica
Coordenadas são valores, nos eixos X e Y de um plano cartesiano, que indicam a posição em qualquer lugar na superfície terrestre. Existe ainda um terceiro valor que indica a altitude representado pela letra Z. As coordenadas X e Y podem ser planimétricas, dadas em metros ou geográficas (Grau, minuto, segundo; grau decimal). A coordenada Z é geralmente dada em metros.
25 O Sistema de Coordenadas Geográficas é um sistema de coordenadas angulares (graus, minutos e segundos) medidas a partir do equador terrestre (latitude), variando de 0º a 90º para o Norte e para o Sul e, a partir do meridiano de Greenw ich, que passa pela localidade de Greenw ich em Londres – Inglaterra, (longitude), variando de 0º a 180º para leste e oeste.
Coordenadas Geográficas.
A Figura 11.6 apresenta uma noção dos conceitos de latitude e longitude. Em resumo, a Latitude é a distância em graus, minutos e segundos do arco de um ponto qualquer da Terra em relação ao Equador. É medida ao longo do meridiano e varia de 0º a 90º. A Longitude é a distância em graus, minutos e segundos do arco de um ponto qualquer da Terra em relação ao meridiano de Greenwich. É medida ao longo do paralelo e varia de 0º a 180º.
26 Visualização dos conceitos de Latitude e Longitude.
PLOTAGEM DE PONTOS
Ex: Locar o ponto A, em uma carta na escala 1:50.000, cujas coordenadas planimétricas são:
N = 7.368.700 m A
E = 351.750m
Marcação da Coordenada N:
Para marcarmos a coordenada N, as linhas do grid em questão são as de valores 7.368.000m e 7.370.000m representados na carta por 7368 e 7370, respectivamente. O intervalo entre as linhas do grid é de 2.000m. Se usarmos uma distância gráfica de 10 cm (100 mm), a cada 1 mm corresponderão 20 m, sendo este o erro máximo que poderá ser cometido. Estabelecemos uma relação entre o intervalo de 2.000 m (distância real no terreno) e a distância gráfica estabelecida:
100 mm --- 2000 m
x = 20 m 1 mm --- x
Ou seja, a cada 1 mm na régua, correspondem 20 m no terreno.
Já temos na carta a linha do grid de valor 7.368.000m ( 7368 ), precisamos portanto acrescentar 700m para a coordenada dada.
27 Logo, x = 35 mm
x --- 700m
Medimos 35 mm na carta, dentro do intervalo entre as linhas do grid, partindo da menor para a maior coordenada, ou seja, 7368 para 7370 e marcamos um ponto, traçando a seguir uma reta horizontal passando por este ponto. (Figura 5.2). Marcação da Coordenada E:
As linhas do grid em questão são as de valores 350.000 m e 352.000 m cujos valores na carta são representados por 350 e 352 respectivamente.
Assim como no caso da coordenada N, encontraremos os mesmos valores de intervalo entre as linhas do grid e a distância gráfica entre elas, portanto a relação é a mesma, ou seja, a cada 1 mm correspondem 20 m.
Na carta já temos a linha do grid de valor 350.000 m (350), portanto, para a coordenada do ponto precisamos acrescentar 1750 m.
1mm --- 20m Logo, x = 87,5 mm
x --- 1750m
Medimos 87,5 mm na carta, dentro do intervalo entre as linhas do grid, partindo da menor para a maior coordenada, ou seja, de 350 para 352 e marcamos um ponto, traçando a seguir uma reta vertical passando por este ponto.
No cruzamento entre as duas retas traçadas estará localizado o ponto A desejado, determinado pelas coordenadas dadas.
A circunferência tem 360º (360 graus), cada grau tem 60' (60 minutos de arco), cada minuto tem 60'' (sessenta segundos de arco).
Minutos em graus / 60 Grausemminutosx60 Graus em segundos x 3600 Segundos em graus / 3600
28
TRANSFORMANDO COORDENADAS GEOGRÁFICAS EM UTM
17 graus 36 minutos 34,06 segundosVale lembrar que 1852 metros que é uma milha marítima, equivale a 1 minuto de arco da Terra.
17º36’34,06’’
(17*60)*1,852 + 36*1,852 + (34,06/60)*1,852 = 1889,04 + 66,672 + 1,0513 = 1956,763 UTM
Desta forma, 1minuto=1852m, 1segundo=30m; e 1grau=111.100m 1.852m----1minuto
1.000m----xminutos
x=1,000/1,852x=0,54minutos
x = 60*0,54 x = 1Km=32,40 segundos
6.1 TRANSFORMANDO GRAUS DECIMAIS EM COORDENADAS GEOGRÁFICAS
115,4935º 0,4935x60=29,61‘
Temos então 29,61 minutos, que corresponde a 29 minutos + 0,61 minutos 0,61x60=36,60‘‘
ou seja: 115,4935 graus são equivalentes a 115 graus mais 29 minutos mais 36 segundos mais 60 sexagézima partes do segundo
115º29‘36,60‘‘
6.2 TRANSFORMANDO COORDENADAS GEOGRÁFICAS EM GRAUS DECIMAIS
20º 15‘ 35‘‘ 20 + 15/60 + 35/3600 20,259722º
Para saber as coordenadas de km em km, basta fazer o seguinte:
1,852----1minuto 1,000----xminutos
x=1,000/1,852x=0,54minutos
x = 60*0,54 x = 1Km=32,40 segundos
1.6 Siste ma Geodésico de Referência e Datum
Sistema geodésico de referência é um sistema coordenado, utilizado para representar características terrestres, sejam elas geométricas ou físicas. Na prática, serve para a obtenção de coordenadas (latitude e longitude), que possibilitam a representação e localização em mapa de qualquer elemento da superfície do planeta.
Vista do espaço, a Terra assemelha-se a uma esfera com os pólos achatados. Na realidade, sua forma é afetada pela gravidade, força centrífuga de rotação e variações de densidade de suas rochas e componentes minerais.
O modelo físico-matemático para representar a Terra chama-se Geóide, e foi construído a partir das superfícies equipotenciais, ou seja, de mesma força gravitacional.
29 Esta força está relacionada à densidade do planeta, que se diferencia em função dos tipos de material intra-planetário e a distribuição dos mesmos pela Terra. O Geóide se assemelha à forma real do nosso planeta.
Devido à complexidade de se trabalhar com a forma real da Terra, a Geodésia (Ciência que estuda as formas da Terra e suas representações) aproxima sua superfície para um modelo geométrico do globo terrestre: O elipsóide de revolução, que leva em conta o achatamento dos pólos, além de proporcionar medidas de profundidade.
Um elipsóide de revolução é um sólido gerado pela rotação de uma elipse em torno do eixo menor dos pólos. Por fim, pode-se considerar o próprio elipsóide ou transformá-lo em uma esfera com a mesma superfície, gerando então o globo terrestre.
Ao longo do tempo foram testados vários elipsóides de revolução para melhor representar a Terra (diferentes medidas e proporções entre seus eixos e raios). Como os instrumentos geodésicos tornam-se cada vez mais precisos, e a cada reunião da UGGI (União Geodésica e Geofísica Internacional), novos valores de elipsóides são propostos para melhor definir a Terra como um todo. Entretanto, cada região da terra possui suas particularidades físicas.
Definido o elipsóide a que se fará referência, para relacionar coordenadas no modelo geométrico com as coordenadas reais no terreno, define-se uma malha de cálculos de ajustes. Esta malha deve possuir um ponto de origem. Este ponto de origem deve estar localizado exatamente onde o modelo físico e o modelo geométrico do planeta coincidem, ou seja, o encontro do Geóide com o Elipsóide de Revolução escolhido. A este ponto chamamos DATUM. A partir dele, é gerada uma malha de cálculos que ajusta os modelos matemáticos com o terreno real, e nos fornece as coordenadas de localização ajustadas.
As redes geodésicas são formadas por vários pontos conhecidos na superfície, acoplados a um GPS de precisão, que ficam captando os sinais dos satélites, e atualizando suas posições em tempo real. Assim, a precisão fica garantida ao relacionarmos estes pontos conhecidos aos pontos do elipsóide.
Existem redes geodésicas horizontais e verticais. As horizontais referem-se às coordenadas latitude e longitude dos pontos que a constituem. As redes geodésicas verticais servem-nos de referência quanto à altitude ortométrica dos pontos que a constituem. Estas altitudes ortométricas relacionam-se à superfície geoidal e são medidas em relação ao nível médio dos mares. No Brasil, definiu-se como DATUM vertical (origem de referência) um ponto localizado no litoral de Santa Catar ina, na praia de Imbituba, pois, após muitos anos de medição, verificou-se que aquele ponto era onde o mar atingia seu nível médio, comparando-se com o resto do litoral. Assim sendo, temos dois tipos de DATUM, o horizontal e o vertical.
Os DATUM horizontal podem ser de dois tipos, os Topocênctricos, cuja origem é um ponto na superfície do planeta, e os Geocêntricos, cuja origem é o centro de massa da Terra.
30 Os Geocêntricos são mais modernos e têm mais precisão ao longo do planeta. Os Topocêntricos têm seus usos restritos às regiões para as quais foram construídos. O South American Datum – 1969, ou SAD 69, bem como o Córrego Alegre e o Astro Chuá, muito usados no Brasil nas décadas passadas, são topocêntricos.
O DATUM WGS 84, por exemplo, é um DATUM Geocêntrico, utilizado pelos EUA, inclusive no Sistema de Posicionamento Global por Satélite (GPS).
O Brasil está em uma fase de transição de DATUM oficial, e até 2014, todas as produções cartográficas oficiais terão que usar o SIRGAS 2000, que também é um DATUM geocêntrico, mais preciso que o SAD 69 (atualmente oficial), e, até que se sejam feitos os últimos ajustes, o SIRGAS 2000 corresponde exatamente ao WGS 84.
CARTOGRAFIA TEMÁTICA
FUNDAMENTOS
A Cartografia Temática, além de possibilitar o desenvolvimento de métodos de representação gráfica de informações, subsidia as análises geográficas, através de mapas temáticos, cartogramas, mapas analíticos, mapas sintéticos, entre outros.
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.
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.
31 A Cartografia Temática utiliza o método da representação gráf ica para transcrever as informações temáticas com simbologia própria.
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.
Modos de Implantação, são as três significações que uma figura qualquer visível pode receber com relação as duas dimensões do plano. Desta forma, sobre o plano pode-se considerar; um ponto, uma linha e uma zona, pode-sendo assim: reprepode-sentação pontual, linear ou zonal. Trata-se, portanto, da terceira dimensão da representação gráfica; isto é, a percepção em profundidade (Bertin, 1967).
As Variáveis Visuais
A figura visível no plano pode, independente do modo de implantação utilizado, variar segundo as seis variáveis da retina ou variações visuais: tamanho, valor, granulação, cor, orientação e forma.
A variável tamanho corresponde a uma variação de comprimento e/ou largura, de superfície de implantação pontual e linear, através de círculos proporcionais, colunas, barras, etc.
A variação de valor é expressa pela proporção de preto e de branco (ou de outra cor qualquer) de forma progressiva e contínua em implantação zonal, mostrando a percepção de ordem dos elementos.
A variação de granulação é expressa pela textura mais ou menos grande dos elementos estruturais da trama, na forma de grãos grossos e de grãos finos.
A variação de cor e de valor estão intimamente ligadas. Ordenando-se cores quentes e cores frias, o olho ―vê‖ antes da variação de cor, a variação de valor.
A variação de cor é essencialmente seletiva (diferenciativa), tendo sua melhor aplicação em implantação zonal.
A variação de orientação é expressa por diferenciação de traços horizontais, verticais, diagonais, etc., tendo sua melhor aplicação em implantação pontual.
A variação de f orma é expressa por uma infinidade de figuras geométricas, símbolos convencionais, ideogramas, etc., em implantação pontual.
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 que tem por objetivo trancrerver uma informação qualquer, utilizando para isso três sistemas: sistemas de símbolos, sistema lógico e sistema monossêmico. Sistema Monossêmico é um método de trabalho cartográfico que envolve ―a parte racional do mundo das imagens‖ – é sistema é monossêmico, quando o conhecimento do significado de cada símbolo antecede a observação do conjunto de símbolos; não da margem a ambigüidades. Demanda apenas um instante de percepção e expressa-se mediante a construção de imagens.
32 Para Bertin (1967), as relações entre objetos/fenômenos podem ser expressas em uma das seguintes naturezas: a) relações quantitativas, quando os dados são numéricos e nos permitem estabelecer proporção entre os objetos/fenômenos; b) relações de ordem, quando os dados não permitem estabelecer proporção, mas apresentam uma hierarquia visível entre os objetos/fenômenos; e c) relações seletivas, quando os dados não nos permitem estabelecer relações de ordem ou de proporção. Portanto, os objetos/fenômenos são apena diferentes (ou semelhantes) entre si. A cor é uma das variáveis visuais mais empregadas em mapas, dada a sua atratividade natural para os olhos humanos. Somos capazes de distinguir um número muito maior de matizes de cores do que de tonalidade de cinza ou de variações de tamanho (Farina, 1990). Contudo, o emprego da cor em construções cartográficas deve ser feito com extremo cuidado, pois essa variável tanto pode
expressar apenas a seletividade quanto a ordem entre objetos/fenômenos.
Para expressar a seletividade (diversidade) visual, devemos combinar cores quentes – os maiores comprimentos de onda da luz branca: amarelo, laranja, vermelho – e cores frias – os menores comprimentos de onda: verde, azul, violeta. A mescla dos matizes quentes e frios, com a mesma intensidade visual, como o verde claro, o vermelho claro, o azul médio, o laranja médio etc., permite que leitor, ao observar o mapa, não dê maior atenção para uma mancha (ou ponto ou linha) colorida, mais do que para outra, exceto pela dimensão preenchida pela cor. Essa é a noção de seletividade: não expressar nenhuma noção de hierarquia; se alguma coisa fosse mais escura do que outra, logo, também pareceria mais importante.
Já a representação da ordem utilizando a variável cor, depende do trabalho com o ―valor‖ da cor, alterando o seu brilho ou saturação. Os matizes também podem ser ordenados a partir de seu comprimento de onda, indo do violeta ao azul e ao verde e, em seguida, do amarelo ao laranja e ao vermelho. Contudo, para expressar a noção de ordem, convém trabalhar apenas uma seqüência de cada vez: ou apenas cores quentes ou apenas cores frias. O mesmo resultado é obtido trabalhandos e com a monocromia, ou seja, as tonalidades de uma única cor.
Já a variável forma, também muito utilizada, especialmente para dados pontuais, merece grande atenção por parte do construtor do mapa. Embora possa expressar a seletividade/diversidade sem maiores problemas, é preciso atentar para a dificuldade do leitor em distinguir uma grande quantidade de signos, de mesma dimensão e cor. Como não é possível variar o tamanho, para não dar a idéia de proporção (quantitativa) ou hierarquia (ordem), a combinação com a variável cor (matizes) pode aumentar bastante a distinção entre os signos.
O emprego de formas iconográficas ou pictóricas, que imitam o objeto/fenômeno a ser retratado, embora facilite a comunicação (ao diminuir a consulta à legenda, para memorização do signo), deve ser visto com ressalvas. Primeiro, porque nem todo signo pictórico é facilmente inteligível (que o digam os signos utilizados atualmente para informar os banheiros masculinos e femininos). Segundo, porque não é possível encontrar signos capazes de retratar quaisquer temas, pois alguns são extremamente abstratos e a imagem mental do leitor quanto a eles pode variar sobremaneira (como é caso de museus, monumentos, ruínas históricas etc.). E, por fim, é preciso sempre lembrar que os signos pictóricos mudam de significado de um contexto histórico ou cultural para outro.
33 O que se pode destacar, contudo, é que a escolha dos signos a serem lançados no mapa 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.
As Representações Ordenadas (O) são indicadas quando as categorias dos fenômenos se inscrevem numa seqüência única e universalmente admitida. A relação entre objetos é de ordem. Por exemplo, evolução das cidades pelo critério da mancha urbana. Uma variável visual adequada para o caso é o ―valor‖.
As Representações Quantitativas (Q) são empregadas para evidenciar a relação de proporcionalidade entre objetos. Esta relação deve ser transcrita por relações visuais de mesma natureza. A única variação visual que transcreve corretamente esta noção é a de ―tamanho‖. Por exemplo, em uma implantação pontual, círculos de tamanhos proporcionais às quantidades de habitantes de uma região. Em uma implantação zonal, sugere-se conforme Martinelli (1991) um dos seguintes métodos:
1 - ―Método dos pontos de contagem‖ - expresso por uma variação do número de pontos iguais distribuídos regularmente ou não pela área de
ocorrência;
2 - ―Método da distribuição regular de pontos de tamanho crescentes‖ - expresso por uma variação de tamanho de pontos regularmente distribuídos pela unidade observacional;
3 - ―Método das figuras geométricas proporcionais‖ - onde ocorre a variação de tamanho de um único símbolo centrado na área de ocorrência;
4 -―Método isarítmico‖ - onde ocorre curvas de igual valor (isolinhas) com valor visual preenchendo o espaço intercalar;
5 - ―Método coroplético‖ - apresenta uma série de valores visuais preestabelecidos (Q/A, onde A= Área).
Nas Representações Dinâmicas, a prática mais comum para se construir a noção de dinamismo é a de confrontarmos várias edições de um mesmo tipo de mapa, numa seqüência temporal. O tempo e o espaçosão dois aspectos impossíveis de serem dissociados e fundamentais da existência humana. As representações dinâmicas devem traduzir a dinâmica social que produz o espaço geográfico ao longo do tempo, esse dinamismo dos fenômenos pode ser transcrito pelas variações quantitativas ou pelas transformações dos estados de um fenômeno, que se sucedem no tempo para um mesmo lugar; no espaço, o fenômeno se manifesta através de um movimento, deslocando certa quantidade de elementos através de certo percurso, dotado de certo sentido e direção, empregando para isso, um certo tempo (Martinelli, 1991).
O quadro a seguir resume a questão das relações fundamentais (O, Q,
organização em relação às variáveis visuais, e que aspectos estas assumem nas diferentes implantações.
34
Declinação Magnética
Um dos fatores indispensáveis para que um mapa seja de utilidade máxima ao usuário é a existência do diagrama de declinação.
Os mapas construídos no sistema de coordenadas UTM, trazem, forçosamente, esse diagrama, o qual contém três linhas que representam:
NM...
NQ...
NG...
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 atual (2001) dessa região : Cálculos: 2001 - 1975 = 26 anos ; 26 x 3' = 78' = 1º 30' declinação atual = 16º 30' + 1º 30' = 18º
Norte Magnético, estabelecido por meio da bússola
Norte do Quadrante, estabelecido pelas linhas verticais da carta
35 Declinação para algumas cidades
brasileiras (01/01/2007)
Cidade Declinação Variação anual Belo Horizonte (MG) 21° 45' W 0° 4' W Brasília (DF) 20° 22' W 0° 5' W Maceió 22° 44' W 0° 1' E Manaus (AM) 14° 22' W 0° 7' W Natal (RN) 21° 46' W 0° 2' E Porto Alegre (RS) 15° 12' W 0° 8' W Porto Velho (RO) 11° 03' W 0° 9' W Recife 22° 22' W 0° 2' E Rio de Janeiro (RJ) 21° 41' W 0° 4' W Salvador 23° 07' W 0° 0' W São Paulo 20° 0' W 0° 6' W
36
ELEMENTOS DA BÚSSOLA
1.1 Escalas
Todo mapa é uma representação esquemática e reduzida da superfície terrestre. Para tal, se faz necessário determinar a relação entre a dimensão representada do objeto e a sua dimensão real. Esta proporção é denominada de Escala.
Como as linhas do terreno e as do desenho são homólogas, o desenho que representa o terreno é uma Figura semelhante a dele, logo, a razão ou relação de semelhança é a seguinte:
dimensão gráfica (d)
Escala (E) = ---
37 A relação d/D pode ser maior, igual ou menor que a unidade, dando lugar à classificação das escalas quanto a sua natureza, em três categorias:
1. d = D Reprodução ou Cópia; 2. d > D Ampliação;
3. d < D Redução.
Na Cartografia utilizamos a escala de Redução, onde a dimensão gráfica é menor que a dimensão real.
Os tipos de escalas mais utilizadas são: numérica, equivalente (ou nominal) e gráfica.
1.1.1 Escala Numérica
A escala numérica é representada por uma fração, onde o numerador é igual à unidade e o denominador é o número (valor) da escala. As escalas mais comuns têm para denominador um múltiplo de 10.
Isto significa que 1cm na carta corresponde a 25.000 cm ou 250 m, no terreno. OBS: Uma escala é tanto MAIOR quanto MENOR for o DENO MINADOR. Ex: 1:50.000 é MAIOR que 1:100.000, ou seja, MAIS DETALHES.
A escala numérica tem grandes vantagens em informar imediatamente o número de reduções que a superfície real sofreu, porém é imprópria para reproduções de mapas com base em processos fotocopiadores, quando há ampliação ou redução do original. Ao ser alterado o tamanho do original, consequentemente haverá alteração na relação entre as dimensões gráfica e real, modificando a escala. Ou seja, uma mesma escala numérica não pode constar em mapas iguais com tamanhos diferentes. Por exemplo, um mapa com escala de 1:200.000, se houver redução de 2x, a escala passará a ser de 1:400.000. Redução Escala 1:200.000 Escala 1:400.000 2cm = 4km 1cm = 2km 0,5cm = 2km 1cm = 4km
38 Uma coisa bastante útil é sempre aplicar o denominador da escala na régua do sistema métrico. km/hm/dam/m/dm/cm/mm
Ex. na escala 1:100.000 quanto vale 1cm em metros?
1.1.2 Escala Equivalente ou Nominal
Expressa uma equivalência de números. Por exemplo:
Significa dizer que 1cm na carta equivale a 250m no terreno, o que corresponde à escala numérica de 1:25.000.
1.1.3 Escala Gráfica
É a representação gráfica de distâncias do terreno sobre uma linha reta graduada 1cm = 250m
39 A vantagem da escala gráfica se refere à sua utilidade nas reduções ou ampliações realizadas por fotocopiadoras. Nestes casos, as dimensões da linha graduada (escala gráfica) sofrerão as mesmas alterações de tamanho dos mapas, mantendo, portanto, a proporcionalidade entre as dimensões gráficas e reais.
1.1.5 Escolha da Escala
A escolha da escala de trabalho é um fator importante, pois, precisamos saber se o objeto que queremos representar estará visível ao nível de detalhes que precisamos. Para isso, usamos um preceito da ótica, de que o menor traçado que o olho humano enxerga é uma linha de 0,0002m, ou seja, nosso objeto no mapa terá que ser maior que esse tamanho, na escala que escolheremos.
Um exemplo: Para que um objeto de 10m apareça no mapa, como o menor traço visível, usa-se a seguinte fórmula:
D= 10/0,0002 D= 50.000
Onde D= Denominador da Escala
2cm
1cm
Redução
Se 1cm = 500m; Logo 2cm = 100m
40 Ou seja, a escala mínima terá de ser de 1:50.000
1.1.4 Precisão Gráfica
Podemos determinar o erro admissível nas medições em determinada escala:
Onde:
eT - Erro Tolerável
D = Denominador da escala numérica (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
Onde:
eT - Erro Tolerável
D = Denominador da escala numérica (dimensão real)
Isso significa que um deslocamento de até 20 metros, em um mapa na escala 1:100.000, é aceitável.
Devemos ter muito cuidado com a escolha da escala nos mapas armazenados em meio digital. Esta etapa, muitas vezes, é realizada sem critério, uma vez que os softw ares de SIG permitem uma fácil modificação de seus valores. Porém, o valor real é o da escala de origem da aquisição dos dados, ou seja, um mapa digital elaborado numa escala 1:50.000 NUNCA terá uma precisão maior que a permitida para esta escala.
eT = 0,0002m x D
eT D = ---
41 ESCALA VERTICAL
Para o cálculo da escala vertical, é só fazer uso da mesma fórmula, onde d é a distância prática, e D será a espessura real da curva. O exagero vertical será calculado comparando-se a escala horizontal com a escala vertical:
EXV = Ev/Eh, onde; EXV – Exagero Vertical Ev – Escala vertical Eh – Escala horizontal
Supondo uma escala vertical 1:5.000 e uma escala horizontal 1:100.000, aplicando a fórmula, o resultado seria:
__1__
EXV= 5.000 = __1___*__100.000__ = 20 __1__ 5.000 1
42 MAPEAMENTO SISTEMÁTICO NACIONAL
Existem vários órgãos públicos e privados no Brasil que executam o mapeamento do Território Nacional, dentre eles estão o IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) e a DSG (Ministério do Exército).
44 A situação do Mapeamento brasileiro está estagnada desde a década de 90, quando o Brasil parou de investir em cartografia.
45 A Carta Internacional do Mundo ao Milionésimo – CIM é uma representação de toda a superfície terrestre, na projeção cônica conforme de LAMBERT (com 2 paralelos padrão) na escala de 1:1.000.000.
Fornece subsídios para a execução de estudos e análises de aspectos gerais e estratégicos, no nível continental. Sua abrangência é nacional, contemplando um conjunto de 46 cartas.
A distribuição geográfica das folhas ao Milionésimo foi obtida com a divisão do planeta (representado aqui por um modelo esférico) em 60 fusos de amplitude 6º, numerados a partir do fuso 180º W - 174º W no sentido Oeste-Leste (Figura 2.13). Cada um destes fusos por sua vez estão divididos a partir da linha do Equador em 21 zonas de 4º de amplitude para o Norte e com o mesmo número para o Sul.
Como o leitor já deve ter observado, a divisão em fusos aqui apresentada é a mesma adotada nas especificações do sistema UTM. Na verdade, o estabelecimento daquelas especificações é pautado nas características da CIM.
Cada uma das folhas ao Milionésimo pode ser acessada por um conjunto de três caracteres:
1º) letra N ou S - indica se a folha está localizada ao Norte ou a Sul do Equador. 2º) letras A até U - cada uma destas letras se associa a um intervalo de 4º de latitude se desenvolvendo a Norte e a Sul do Equador e se prestam a indicação da latitude limite da folha. Além das zonas de A a U, temos mais duas que abrangem os paralelos de 84º a 90º. A saber: a zona V que é limitada pelos paralelos 84º e 88º e a zona Z, ou polar, que vai deste último até 90º. Neste intervalo, que corresponde as regiões Polares, a Projeção de Lambert não atende convenientemente a sua representação. Utiliza-se então a Projeção Estereográfica Polar.
3º) números de 1 a 60 - indicam o número de cada fuso que contém a folha. OBS: O Território Brasileiro é coberto por 08 (oito) fusos.
46 Carta Internacional do Mundo ao Milionésimo
As Cartas do Mapeamento Sistemático Nacional têm origem nas folhas ao Milionésimo, e se aplica a denominação de todas as folhas de cartas do mapeamento sistemático (escalas de 1:1.000.000 a 1:25.000).
47 Para escalas maiores que 1:25.000 ainda não existem normas que regulamentem o código de nomenclatura. O que ocorre na maioria das vezes é que os órgãos produtores de cartas ou plantas nessas escalas adotam seu próprio sistema de articulação de folhas, o que dificulta a interligação de documentos produzidos por fontes diferentes.
Existem dois sistemas de articulação de folhas que foram propostos por órgãos envolvidos com a produção de documentos cartográficos em escalas grandes:
O primeiro se desenvolve a partir de uma folha na escala 1:100.000 até uma folha na escala 1:500.
O segundo tem sido adotado por vários órgãos responsáveis pela Cartografia Regional e Urbana de seus estados. Seu desenvolvimento se dá a partir de uma folha na escala 1:25.000 até uma folha na escala 1:1.000.
48 Nomenclatura das cartas do mapeamento sistemático.
Além do índice de nomenclatura, dispomos também de um outro sistema de localização de folhas. Neste sistema numeramos as folhas de modo a referenciá-las através de um simples número, de acordo com as escalas. Assim:
- para as folhas de 1:1.000.000 usamos uma numeração de 1 a 46; - para as folhas de 1:250.000 usamos uma numeração de 1 a 550; - para as folhas de 1:100.000, temos 1 a 3036;
Estes números são conhecidos como "MI" que quer dizer número correspondente no MAPA-ÍNDICE.
O número MI substitui a configuração do índice de nomenclatura para escalas de 1:100.000, por exemplo, à folha SD-23-Y-C-IV corresponderá o número MI 2215.
