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Sistemas de Referenciação Geográfica. Coordenadas e Sistemas de Referência. Qualquer processo de representação geográfica exige que se atribuam coordenadas a pontos: os dados relativos à localização na superfície terrestre de um objecto permitem identificar onde se encontra esse objecto.
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Coordenadas e Sistemas de Referência • Qualquer processo de representação geográfica exige que se atribuam coordenadas a pontos: os dados relativos à localização na superfície terrestre de um objecto permitem identificar onde se encontra esse objecto
Referenciais astronómicos • utilizados para definir a posição aparente dos astros na esfera celeste • a partir destas posições aparentes é possível calcular: • latitude • longitude • azimute astronómico
recorrem a uma superfície elipsoidal ou ao geóide as coordenadas nestes referenciais (ditas elipsoidais ou geodésicas) são latitude (relativamente ao plano equatorial do elipsóide) longitude (relativamente a um meridiano convencionado) altitude elipsoidal (medida segundo a normal ao elipsóide) Referenciais elipsoidais
Referenciais cartográficos • baseiam-se num sistema de 2 eixos definidos num plano • os valores das coordenadas são obtidos por meio de projecções cartográficas aplicadas às coordenadas elipsoidais
Superfícies de referência Superficie teórica para modelar a superfície da terra. • Superfície de referência geodésica (ou elipsóide de referência): modelo com forma e dimensões próximas da terra para estabelecer as coordenadas geográficas dos lugares; • Superfície de referência cartográfica: modelo da terra com base no qual se calculam as projecções cartográficas (plano, esfera ou elipsóide de revolução).
Modelos da superfície da terra • Geóide: é uma superfície equipotencial do campo gravítico terrestre e coincide aproximadamente com a superfície do nível médio das águas do mar; É determinado por observações astronómicas, medições gravimétricas ou pelo estudo das perturbações orbitais de satélites artificiais da Terra. Este modelo é demasiado complexo para ser usado como superfície de referência.
Vista do geóide em perspectiva Ondulações do geóide máxima: +70 m (oceano Atlântico) mínima: -100 m (oceano Índico) Ondulações do geóide (sobrelevação de 15000:1)
Modelos da superfície da terra • Modelo elipsoidal (elipsóide de revolução): é o modelo usado como superfície de referência geodésica e como superfície de referência cartográfica para pequenas escalas (inferiores a 1/5.000.000). Exemplos de elipsóides: • Elipsóide de Hayford (ou Internacional); • WGS84
Geóide e elipsóide de referência: o afastamento relativo ao elipsóide de referência é designado por ondulação do geóide.
Diferenças de cota entre o geóide e o elipsóide de Hayford (com fixação em Melriça) em Portugal Continental
Modelos da superfície da terra • Modelo esférico: é usado como superfície de referência cartográfica para pequenas escalas. • Modelo plano: é usado como superfície de referência cartográfica para escalas em geral maiores do que 1/5.000.000. Em áreas muito limitadas (até alguns quilómetros de raio) pode usar-se directamente o plano para registar distâncias e ângulos entre objectos.
Datum geodésico É o conjunto de parâmetros que constituem a referência de um determinado sistema de coordenadas geográficas. Para o elipsóide, o datum inclui as dimensões dos semieixos e a posição do elipsóide relativamente ao globo terrestre.
Data locais e globais • Num datum local a posição do elipsóide é determinada pela latitude, longitude e altitude de um ponto de fixação; • Num datum global, a posição do elipsóide coincide geralmente com a do centro de gravidade da Terra.
Ponto de fixação (datum local) A escolha dos parâmetros de um datum é feita de modo a que as coordenadas astronómicas e geodésicas do ponto de fixação sejam coincidentes.
Rede geodésica • é um conjunto de pontos distribuídos de forma homogénea num território, formando uma malha triangular, cujas posições relativas e coordenadas geográficas, referidas ao elipsóide de referência, são conhecidas com grande exactidão • vértices geodésicos (bolembreanos) • 1ª ordem - pirâmides distando 30 a 60 km • 2ª ordem - cilindro + cone listados distando 20 a 30 km • 3ª ordem - cilindro + cone distando 5 a 10 km
Planificação • As representações planas de fenómenos localizados sobre a superfície terrestre requer a planificação de uma parte do elipsóide. • Idealmente, uma carta não deveria conter deformações: • deveria preservar as posições relativas de todos os locais • deveria permitir determinar as distâncias reais entre objectos • deveria permitir determinar as direcções reais entre objectos
Deformações Mas a superfície terrestre não é planificável … Por isso, em qualquer processo de planificação é necessário abdicar de algumas propriedades métricas originais
Projecção cartográfica • As funções de projecção do elipsóide no plano chamam-se projecções cartográficas • As projecções mais utilizadas requerem: • uma superfície plana ou planificável (cilindro ou cone) • posicionamento desta superfície relativamente ao elipsóide
Projecções cartográficas • Projecção cartográfica - processo de transformação de pontos de uma superfície curva em pontos de uma superfície plana
Sistemas de referenciação • Grade geográfica: constituída por uma rede de meridianos e paralelos (independente da projecção cartográfica) • Quadrícula cartográfica: estabelece um sistema de coordenadas planas rectangulares. É uma malha quadrada de meridianas e paralelas que se sobrepõe a uma projecção cartográfica.
Grade geográfica e quadrícula cartográfica • O eixo das ordenadas da quadrícula cartográfica (meridiana origem) deve coincidir com o meridiano central da projecção; • O eixo das abcissas da quadrícula cartográfica (perpendicular origem) é normal à meridiana origem num ponto designado por ponto central da quadrícula.
Nortes de uma carta • Norte geográfico • Norte cartográfico Nota: numa as direcções cartográficas Norte-Sul e Este-Oeste nem sempre são perpendiculares (depende da projecção)
Parâmetros de um sistema de projecção • Datum geodésico; • Projecção • Ponto Central da quadrícula; • Origem das coordenadas da quadrícula (pode não coincidir com o ponto central da quadrícula: para as coordenadas serem sempre positivas); • Outros parâmetros.
Projecções conformes: mantêm as formas (ângulos) Projecções equivalentes: mantêm as áreas Projecções equidistantes: mantêm distâncias segundocertas direcções (chamadas linhas padrão)
