Introdução ao Geoprocessamento

1. Introdução ao Geoprocessamento Profª Iana Alexandra Alves Rufino (iana_alex@oi.com.br)

2. Cartografia • Conceito: Ciência, técnica e a arte de representar a superfície terrestre • Mapa: Representação no plano, em escala pequena, dos aspectos geográficos, naturais, culturais e artificiais de determinada área destinada aos mais variados usos; • Carta: Representação no plano, em escala média ou grande, dos aspectos artificiais e naturais de determinada área, subdividida em folhas articuladas de maneira sistemática.

3. Cartografia para Geoprocessamento • Terra: como tratar matematicamente o objeto de nosso estudo? • Geodésia, forma e dimensões da Terra • “Geóide”, “esferóides”, “datum planimétrico” • Coordenadas “geográficas” • Sistema Geodésico Brasileiro • Mudanças de datum

4. GEODÉSIA Ciência Formas Dimensões Terra Origem grega “Particionando a Terra”

5. Divisão • Geodésia Superior ou Física: desenvolve estudos sobre o desvio na vertical e anomalias da gravidade terrestre, que possibilitam a determinação da figura geométrica que melhor corresponda à superfície terrestre; • Geodésia Elementar ou Geométrica: se ocupa da localização precisa de pontos sobre a superfície terrestre a partir de medições angulares e de distâncias em grandes extensões da superfície terrestre, proporcionando o estabelecimento de uma rede de pontos fundamentais (planialtimétricos) que servem de base para levantamentos topográficos; • Geodésia Celeste ou por satélites: proporciona o posicionamento de pontos na superfície terrestre a partir de medidas efetuadas por satélites artificiais (GPS).

6. Geodésia Superior ou Física: Estudo da forma e dimensões da Terra • Plana : Homero e Anaxímenes ( séc. VI a. C.) • Esférica :Thales de Mileto e Pitágoras ( séc. VI a. C.); Sócrates e Platão (séc. V a. C.); • Aristóteles ( séc. IV a. C.) e Arquimedes ( séc. III a. C.) corroboraram a esfericidade estimaram grosseiramente o raio da Terra. • Erastótenes ( séc. III a. C.) calculou o raio da Terra em aproximadamente 6.366,25 km. • Raio utilizado por Newton, medido por Picard ( séc. XVII ) de 6.372 Km. • Newton ( séc. XVII ) conclui que devido ao movimento de rotação, a forma da Terra seria de um elipsóide achatado nos pólos. • Elipsóide biaxial de revolução em torno do eixo menor polar. • Geóide.

7. Geóide Após a evolução tecnológica Não é perfeitamente redonda nem elipsóidica Geóide Elipsóide irregular

8. Forma Da Terra • Qualquer representação da Terra, deve levar em consideração uma superfície geometricamente homogênea; • Isto é impraticável sobre um geóide, razão pela qual o elipsóide é considerado a figura mais próxima da forma da Terra e, portanto, a forma de referência utilizada pelos cartógrafos na elaboração de bases cartográficas.

9. Forma Da Terra • A esfera é baseada em um círculo enquanto que o elipsóide é baseado em uma elipse

10. Sistema De Coordenadas • Os sistemas de coordenadas são necessários para expressar a posição de pontos sobre uma superfície. O sistema de coordenadas permite descrever geometricamente a superfície terrestre em levantamentos. • Para o elipsóide, ou esfera, usualmente emprega-se um sistema de coordenadas esférico (paralelos e meridianos) e para o plano, um sistema de coordenadas cartesianas X e Y.

11. Sistema De Coordenadas • LATITUDE: 0° (Equador) a 90° em direção Norte e Sul. • LONGITUDE: 0° a 180° para Leste e Oeste a partir do meridiano de Greenwich, estabelecido como meridiano de referência.

12. Sistema de Coordenadas • Por convenção, latitudes no hemisfério norte são consideradas positivas (52°N ou 52°) e latitudes do hemisfério sul negativas (30°S ou -30°). • As longitudes tem valor positivo para leste (37°E ou 37°) e negativo para oeste (137°W ou -137°).

13. Sistema de Coordenadas Latitude: + (N) Longitude: - (W) Latitude: + (N) Longitude: + (E) EQUADOR Latitude: - (S) Longitude: - (W) Latitude: - (S) Longitude: + (E) MERIDIANO DE GREENWICH

14. Sistema de Coordenadas

15. Sistema geodésico • Os sistemas geodésicos buscam uma melhor correlação entre o geóide e o elipsóide; • Escolhe-se um elipsóide de revolução que melhor se ajuste ao geóide local, estabelecendo a origem para as coordenadas geodésicas referenciadas a este elipsóide, através dos datum horizontal e vertical; • Como o geóide não é regular, não existe um único elipsóide, e cada país adota aquele que melhor se ajuste à sua área.

16. Cartografia para Geoprocessamento • Datum planimétrico ou horizontal • conceito importante, normalmente mal interpretado e mal usado pela comunidade de usuários • afeta diretamente a exatidão geodésica da base de dados digitais • impõe a questão da variabilidade das coordenadas geodésicas

17. Cartografia para Geoprocessamento • O Datum Vertical, ou origem das coordenadas verticais para todas as observações de altitude é determinado através do nível médio dos mares (NMM) como superfície origem. • O Datum Vertical oficial do Brasil, atualmente, é o marégrafo de Imbituba, em Santa Catarina.

18. CartografiaparaGeoprocessamento • O Datum Planimétrico é definido por um conjunto de parâmetros, e é um ponto de referência para todos os levantamentos cartográficos sobre uma determinada área. • É importante verificar, nas notas marginais do mapa que se estiver utilizando, a referência aos datum vertical e horizontal, já que em documentos antigos, outros data foram também adotados.

19. CartografiaparaGeoprocessamento • No Brasil, até 1977, adotava-se o elipsóide Internacional de Hayford, de 1924, com a origem de coordenadas planimétricas estabelecida no DatumPlanimétrico de Córrego Alegre. • Posteriormente, o sistema geodésico brasileiro foi modificado para o SAD-69 (DatumSulamericano de 1969), que adota o elipsóide de referência de UGGI67 (União Geodésica e Geofísica Internacional de 1967) e o ponto DatumplanimétricoChuá (Minas Gerais). • Encontra-se em desenvolvimento pelo IBGE, o SIRGAS, com sistema de referenciamento geodésico para a América do Sul.

20. Projeções Cartográficas • Todos os mapas são representações aproximadas da superfície terrestre; • É impossível representar uma superfície curva em uma superfície plana sem que haja deformações.; • Por isso os mapas preservam certas características ao mesmo tempo em que alteram outras;

21. Projeções Cartográficas • A elaboração de um mapa requer um método que estabeleça uma relação entre os pontos da superfície da Terra e seus correspondentes no plano de projeção do mapa; • Para se obter essa correspondência, utilizam-se as projeções cartográficas.

22. OrangeWorld

30. Projeções Cartográficas • Ilustração de distorções e deformações: Um rosto foi desenhado sobre a projeção globular, sendo depois transportado para as projeções ortográfica, estereográfica e de Mercator.

31. Classificação das Projeções

32. Classificação das Projeções Superfície De Projeção Plana Cônica Cilindrica

33. Classificação das Projeções

34. Projeções Cartográficas - Normais ou Polares: plano tangente ao pólo (paralelo ao Equador) - Transversa ou Equatorial: plano tangente ao Equador. - Horizontais ou Oblíquas: plano tangente a um ponto qualquer.

35. Projeção Classificação Aplicações Características Albers Cônica Equivalente Mapeamentos temáticos. Serve para mapear áreas com extensão predominante leste-oeste. Preserva áreas.Substitui com vantagens todas as outras cônicas equivalentes. Bipolar Cônica Conforme Indicada para base cartográfica confiável dos continentes americanos. Preserva ângulos.É uma adaptação da Cônica de Lambert. Cilíndrica Equidistante Cilíndrica Equidistante Mapas Mundi.Mapas em escalas pequenas.Trabalhos computacionais. Altera áreas.Altera ângulos. Gauss Cilíndrica Conforme Cartas topográficas antigas.Mapeamento básico em escala média e grande. Altera áreas (mas as distorções não ultrapassam 0,5%).Preserva ângulos.Similar à UTM com defasagem de 3 de longitude entre os meridianos centrais. Estereográfica Polar Plana Conforme Mapeamento das regiões polares.Mapeamento da Lua, Marte e Mercúrio. Preserva ângulos.Oferece distorções de escala. Lambert Cônica Conforme Cartas gerais e geográficas.Cartas militares.Cartas aeronáuticas do mundo. Preserva ângulos.

36. Lambert Million Cônica Conforme Cartas ao milionésimo. Preserva ângulos. Mercator Cilíndrica Conforme Cartas náuticas.Cartas geológicas e magnéticas.Mapas Mundi. Preserva ângulos. Miller Cilíndrica  Mapas Mundi.Mapas em escalas pequenas. Altera ângulos.Altera áreas. No_Projection Plana Armazenamento de dados que não se encontram vinculados a qualquer sistema de projeção convencional (desenhos, plantas, imagens brutas ou não georeferenciadas, etc.). Sistema local de coordenadas planas. Policônica Cônica  Mapeamento temático em escalas pequenas. Altera áreas e ângulos.Substituída pela Cônica Conforme de Lambert nos mapas mais atuais. Latlong - Aramazenamento de dados matriciais com resolução espacial definida em graus decimais. Geometria idêntica a da projeção cilíndrica equidistante. Sinusoidal Pseudo-cilíndrica Equivalente Mapeamentos temáticos em escalas intermediárias e pequenas. Preserva áreas. UTM Cilíndrica Conforme Mapeamento básico em escalas médias e grandes.Cartas topográficas. Preserva ângulos.Altera áreas (mas as distorções não ultrapassam 0,5%).

38. Sistema de Referências das Cartas Topográficas • No início do século XX, foi elaborada a Carta Internacional ao Milionésimo (CIM), a qual o Brasil baseou-se para elaborar a sua. • Cartas ao milionésimo têm intervalo de 6o de longitude, numerados de 01 a 60, a partir do antemeridiano de Greenwich e, intervalo de 4o de latitude, designados pelas letras A a Z, do Equador aos pólos.

39. IDENTIFICAÇÃO DAS FOLHAS • letras N ou S, para os hemisférios norte ou sul, respectivamente; • letras A a Z, para o posicionamento com relação à latitude; • números de 01 a 60 para o posicionamento com relação à longitude;

40. Sistema de Referências das folhas da CIM (Hemisfério Sul)

41. Carta do Brasil ao Milionésimo 46 folhas articuladas

42. Carta do Brasil ao Milionésimo