cartografia e gps

cartografia e gps

(Parte 1 de 4)

CURSO DE GPS E CARTOGRAFIA BÁSICA 2

CARTOGRAFIA BÁSICA4
INTRODUÇÃO4
Cartografia: Algumas Definições4
Cartografia e Geografia6
Cartografia Temática7
Segundo a figura cartográfica7
Segundo a escala8
Segundo o conteúdo8
Cartografia Digital9
Classificação de Cartas1
Mapa e Carta1
Algumas Características dos Mapas (Cartas)12
Plantas12
Os Mapas Segundo Seus Objetivos13
Mapas Gerais13
Mapas Especiais13
Mapas Temáticos14
Semiologia Gráfica e Comunicação Cartográfica14
Simbologia Cartográfica15
Informações de Legenda15
Diagrama de orientação17
Os Mapas Segundo a Escala19
Escalas19
Generalização21
Indicação de Escala21
Escala Gráfica2
Determinação de Escala2
Como se medir Distâncias2
Como Medir Áreas23
Método da Contagem23
Método de planimetragem24
Critérios de exatidão de cartas topográficas24
Padrão de exatidão cartográfica24
LOCALIZAÇÃO NA SUPERFÍCIE DA TERRA25
Forma da Terra25
Meridianos e Paralelos25
Coordenadas geográficas26
Latitude e Longitude26
Coordenadas UTM27
Diferença entre quadrícula UTM e Projeção UTM28
Projeções Cartográficas30
Desenvolvimento da Esfera30
Projeções Verdadeiras31
Projeção Universal Transversa de Mercator (UTM)34
Propriedade das Projeções34
Projeção Equivalente35
Projeções Conformes35
Projeções Eqüidistantes36
Projeções Azimutais36
Projeções Afiláticas36
SISTEMA DE REFERÊNCIA (nomenclatura)4
Sistema de referência4
Sistema Geodésico Brasileiro45
Sistema Cartográfico do Distrito Federal - SICAD51
SISTEMA DE POSICIONAMENTO GLOBAL54
Introdução54
Segmento Espacial5
Características dos Sinais GPS57
Segmento de controle59
Segmento dos usuários60
Descrição dos receptores GPS61
Técnicas de Processamento do Sinal65
Exemplos de Alguns Receptores GPS68
Impacto da Disponabilidade Seletiva e Anti/Fraude71
Situação Atual do GPS72
Atividades GPS em Desenvolvimento e Futuras75
Transformação de Coordenadas WGS-84 para SAD-69 e Vice- Versa7
Conversão de Coordenadas Geodésicas em Cartesianas7
Erros Relacionado com os Satélites79
Técnicas de Posicionamento GPS91
Introdução91
Posicionamento por Ponto (Método Absoluto)92
Posicionamento Relativo93
Método Cinemático9
Posicionamento Relativo Estático Rápido100
Diluição da Precisão (PDOP)102
Aspectos Práticos e Algumas Aplicações do Gps104
Planejamento, Coleta e Processamento de dados GPS105

CURSO DE GPS E CARTOGRAFIA BÁSICA 4

Cartografia: Algumas Definições

Os mapas sempre existiram, ou, pelo menos, o desejo de balizar o espaço sempre esteve presente na mente humana. A apreensão do meio ambiente e a elaboração de estruturas abstratas para representá-lo foram uma constante na da vida em sociedade desde os primórdios da humanidade até os nossos dias. Mas a história da cartografia teve início com o primeiro testemunho tangível de representação cartográfica (o fato de desenhar um mapa sobre o primeiro suporte disponível), dando existência concreta à antiga abstração.

Ao substituírem o espaço real por um espaço analógico (processo básico da cartografia), os homens adquiriram um domínio intelectual do universo que trouxe inumeráveis conseqüências. Os mapas precederam a escritura e a notação matemática em muitas sociedades, mas somente no século XIX foram associados às disciplinas modernas cujo conjunto constitui a cartografia. Mas isso não impede que os de épocas anteriores remontem às próprias raízes de nossa cultura.

O mapa autêntico mais antigo foi elaborado a cerca de 6000 a.C. Descoberto em 1963, durante uma escavação arqueológica em Çatal Höyük, na região centro-ocidental da Turquia, representa o povoado neolítico do mesmo nome. O traçado das ruas e casas, conforme os vestígios resgatados, tinham ao fundo o vulcão Hasa Dag em erupção. Esse mapa primitivo guarda alguma semelhança com as plantas das cidades modernas, mas sua finalidade era totalmente distinta. O sítio em que foi encontrado era um santuário ou local sagrado, e ele foi criado como parte de um ato ritual, como um “produto de momento”, sem a intenção de ser preservado após o cumprimento do rito.

Somente há alguns anos mapa como os de Çatal Höyük, e gravações similares em rochas da África, da América, da Ásia e da Europa, começaram a ser estudados como uma categoria da pré-história cartográfica. Isto reflete não apenas as dificuldades para identificar mapas das sociedades primitivas, mas também a tendência na história da cartografia a tornar mais rígidos os cânones dos mapas consideráveis “aceitáveis”.

CURSO DE GPS E CARTOGRAFIA BÁSICA 5

Os mapas eram considerados marcos significativos da evolução da humanidade; por conseqüência, aqueles que não indicassem algum progresso rumo à objetividade deixavam de ser seriamente estudados. Esmo alguns dos primeiros mapas produzidos pela cultura européia, como os grandes planisférios da Idade Média Cristã, eram considerados indignos de atenção científica. Os mapas das culturas não Européias eram considerados ainda mais estranhos ao epicentro da cartografia. Estes mapas só recebiam certa atenção da parte dos historiadores ocidentais quando apresentavam alguma semelhança com os mapas europeus.

Nessa história comparada da cartografia, dava-se muita atenção aos aspectos matemáticos do traçado dos mapas, à codificação dos princípios metodológicos cartográficos, e ao surgimento de inovações técnicas, como planos quadriculados, escalas regulares, signos abstratos convencionais e até curvas de nível.

Partindo da convicção de que cada sociedade tem ou teve sua própria forma de perceber e de produzir imagens espaciais, chegamos a esta simples definição de mapa: “representação gráfica que facilita a compreensão espacial dos objetos, conceitos, condições, processos e fatos do mundo humano”. O motivo de uma definição tão ampla é facultar sua aplicação a todas as culturas de rodos os tempos, e não apenas às da era moderna. Além disso, ao considerar os mapas uma forma de “saber” em geral, ao invés de meros produtos de uma prolongada difusão tecnológica a partir de um foco europeu, tal definição permite escrever uma história muito mais completa.

As Nações Unidas, definiu em 1949, através de comissão especializada, cartografia como sendo “A ciência que se ocupa da elaboração de mapas de toda espécie. Abrange todas as fases dos trabalhos, desde os primeiros levantamentos até a impressão final dos mapas”. Tal definição foi amplamente criticada por cartógrafos de todo o mundo. A Associação Cartográfica Internacional de Geografia, reunida em Londres, em 1964, veio pela primeira vez, estabelecer, em síntese, mas com precisão, o campo das atividades intimamente ligadas à cartografia: “Cartografia é o conjunto de estudos e operações científicas, artísticas e técnicas, baseado nos resultados de observações diretas ou de análise de documentação, com vistas à elaboração e preparação de cartas, projetos e outras formas de expressão, assim como a sua utilização”.

CURSO DE GPS E CARTOGRAFIA BÁSICA 6

A cartografia pode não constituir uma ciência, como é, por exemplo, a geografia, a geodesia, a geologia, etc., tampouco representa uma arte, de elaboração criativa, capaz de produzir diferentes emoções, conforme a sensibilidade de cada um. Então, podemos dizer que “é um método científico que se destina a expressar fatos e fenômenos observados na superfície da Terra, ou qualquer outra superfície mensurável”.

Cartografia e Geografia

De todas as ciências ligadas à cartografia, nenhuma é tão importante como a geografia, na medida em que os fatos e fenômenos se originarem de qualquer ramo da geografia, quer física, quer humana, econômica, etc.

Seria inviável a construção de um mapa econômico sem o conhecimento do influxo da geografia econômica, como inexeqüível seria a elaboração de um mapa de distribuição da vegetação, sem a participação da fitogeografia. E assim por diante. Porque, nesses casos, quem planeja e concebe tais mapas só pode ser o especialista de cada tema particular: o geógrafo, o geólogo, etc., ficando para o cartógrafo, o método de expressar, em cada caso, o fenômeno.

A fonte maior de lavor que a geografia empresta à cartografia não se restringe tão somente à elaboração de mapas temáticos. A carta topográfica, é a base inequívoca do binômio geografia-cartografia, através do qual nunca se pode determinar Qual a influência que uma exerce sobre a outra: se a geografia sobre a cartografia, se a cartografia sobre a geografia.

Há por exemplo, certas formas de relevo e determinados padrões de drenagem de uma área, que se distinguem fundamentalmente dos de outras áreas; verificam-se coberturas florísticas inteiramente diversas de uma região para outra, em que as causas dessa diversificação igualmente variam, como o clima ou o solo, ou a latitude; o homem, grande modificador da paisagem, quase sempre exerce a sua ação por meio de razões sócioeconômicas; a exploração agrícola de uma parte do território se evidencia muito diferente da praticada em outra.

CURSO DE GPS E CARTOGRAFIA BÁSICA 7

Uma carta topográfica, pois, não está obrigada a nos oferecer esse complexo de particularidades ?

Uma minuta fotogramétrica transmite-nos, em sua frieza matemática, uma grande parte de todos os aspectos físicos e culturais da área cartografada. Vêm com ela, paralelamente, os resultados da reambulação para complementar muitas informações que a carta precisa apresentar. Faltam, entretanto, muitas vezes, determinados conhecimentos geográficos, os quais se impõem, a fim de que a carta seja realmente uma síntese segura desse conjunto de fenômenos geográficos.

Cartografia Temática

O objetivo da cartografia temática é representar, utilizando-se símbolos qualitativos e/ou quantitativos, fenômenos localizáveis de qualquer natureza sobre uma base de referência, geralmente um mapa topográfico, em quaisquer escala, em que sobre um fundo geográfico básico, são representados os fenômenos geográficos, geológicos, demográficos, econômicos, agrícolas etc., visando ao estudo, à análise e a pesquisa dos temas, no seu aspecto espacial, desta forma, torna-se difícil realizar uma classificação de todos os mapas temáticos possíveis, entretanto a seguir apresentamos três tipos divididos segundo o tipo de figura cartográfica, segundo a escala e segundo o conteúdo:

Segundo a figura cartográfica

1. Mapas propriamente ditos, construídos sobre uma quadrícula geométrica numa dada escala, segundo regras de localização (x,y) e de qualificação (z); 2. Cartogramas que realizam a representação de fenômenos geográficos mensuráveis sob a forma de figuras proporcionais localizadas num fundo cartográfico, eventualmente adaptado; 3. Cartodiagramas representação detalhada de fenômenos geográficos mensuráveis na forma de conjunto de diagramas, constituídos por elementos comparáveis, localizados num fundo cartográfico;

CURSO DE GPS E CARTOGRAFIA BÁSICA 8

Segundo a escala

1. Mapas detalhados, não podendo possuir escala inferior a 1:100.0; descrevem superfícies relativamente restritas, geralmente são publicados em series que cobrem um território determinado; 2. Mapas regionais, possuindo escalas que variam entre 1:100.0 e 1:1.0.0, referentes a unidades geográficas ou administrativas de dimensão média, apresentam geralmente, um ou dois assuntos; 3. Mapas sinóticos ou mapas de conjunto, desenvolvidos em escala inferior a 1:1.0.0, publicados em folhas isoladas ou reagrupados em atlas temáticos.

Segundo o conteúdo

1. Mapas analíticos ou de referência, representam a extensão e a repartição de um dado fenômeno, de um grupo de fenômenos interligados ou de um aspecto particular de um fenômeno (mapas geológicos, hidrográficos, hipsométricos, etc.) 2. Mapas sintéticos ou de correlação, geralmente são mais complicados e integram os dados de vários mapas analíticos para expor as conseqüências daí decorrentes (mapas geomorfológicos detalhados, mapa de ocupação do solo, etc.)

A simbologia empregada na representação de tantos e diversificados assuntos é a mais variada que existe no âmbito da comunicação cartográfica.

Diferentemente da cartografia sistemática, onde a terceira dimensão expressa a cota do terreno, na cartografia temática conforme Martinelli (1991) esta terceira dimensão expressa e é explorada pelo tema, permitindo mostrar modulações de apenas um atributo. Assim a manifestação do tema pode se dar de forma linear, pontual ou zonal.

A história das representações temáticas tem início com uma predominância dos enfoques essencialmente qualitativos , tipológicos. A abaixo apresenta um exemplo de mapa temático representando a classe solos.

CURSO DE GPS E CARTOGRAFIA BÁSICA 9

Cartografia Digital

Com o desenvolvimento da informática, surgiu uma nova modalidade de mapeamento, através da utilização de computadores, o que, de uma certa forma, viria a revolucionar a cartografia tradicional. Devido a este novo panorama, após a década de 60 e principalmente na década de 70, surgiram novos conceitos, como os termos CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Mapping), AM/FM (Automated Mapping/Facility Management), que nada mais são do que sistemas voltados para a transformação do mapa analógico para o meio digital, transformando uma base cartográfica impressa em papel, em uma base cartográfica magnética.

Detalhando um pouco mais, um CAD, pode ser entendido como sistemas de desenho auxiliado por computador, que apesar de não serem softwares específicos para a cartografia, é basicamente o principal meio de conversão analógico/digital de mapas. Os sistemas de mapeamento assistido por computador (CAM), partem da tecnologia CAD, diferenciando destes no fato de os dados neste sistema serem organizados em níveis (layer), possuindo ainda a capacidade de georreferenciar os elementos da realidade física. Os softwares do tipo AM/FM, também partem da tecnologia CAD. Estes sistemas trabalham com a noção de rede, sendo capazes de identificá-las, preservando suas interseções, gerando arquivos separados com as relações de conectividade, que descrevem a geometria do sistema. Outra importante característica destes sistemas são os arquivos de dados alfanuméricos, que são ligados aos arquivos gráficos. Estes arquivos descrevem as características dos componentes do sistema ou rede tais como, tamanho, capacidade, entre outras informações (KORTE, 1994).

O processo evolutivo da cartografia digital saltou para um patamar superior na medida que foram desenvolvidos os sistemas de gerenciamento de banco de dados, que serão descritos posteriormente, tornando possível à ligação da base cartográfica digital ao banco de dados descritivo, surgindo assim os Sistemas de Informação Geográfica (SIG).

O DVP (Digital Video Plotter), lançado no Brasil em outubro de 93, é a mais recente novidade da Cartografia Digital. O sistema possui um programa com funções idênticas as de um restituidor analítico, mas trabalha com imagens digitais, podem estas ser obtidas através de câmaras digitais ou capturada via scanner.

O DVP, baseado em PC, deverá revolucionar a técnica de obtenção e atualização de mapas digitais, simplificando operações e reduzindo custos.

Outro processo existe para geração de produtos cartográficos digitais que é a digitalização. A digitalização não é propriamente um processo de obtenção de bases cartográficas, e sim de conversão de dados analógicos em dados digitais. Portanto, pressupõe-se a existência de bases cartográficas convencionais (mapas impressões) que serão convertidas para meios digitais por dois métodos, a digitalização vetorial ou a digitalização raster.

A digitalização vetorial consiste em transportarem-se os dados representados num mapa de linhas para um computador, mediante a utilização de mesas digitalizadoras e programas computacionais capazes de efetuarem esta operação. As mesas digitalizadoras são periféricos eletrônicos compostos de uma malha metálica, tal como uma tela de arame, e um cursor dotado de um solenóide em seu centro geométrico. O seu funcionamento baseia-se no registro das posições ocupadas pelo cursor em relação a esta malha.

A digitalização raster, também converte informações analógicas, contidas num mapa de linhas, em digitais. As diferenças com o método vetorial, situam-se no periférico utilizado, um scanner, que executa a digitalização de forma automática, e as imagens obtidas estão sob a forma raster.

Classificação de Cartas

Mapa e Carta

A necessidade de representar o espaço físico no qual o homem habita, tem acompanhado a humanidade desde os tempos mais remotos. Até a década de 60, portanto, antes que os computadores fossem aplicados para o mapeamento, todos os tipos de mapeamento tinham um ponto em comum, a base de dados espaciais era um desenho sobre um pedaço de papel ou poliéster. A informação era codificada na forma de pontos, linhas ou áreas. Estas entidades geográficas básicas eram visualizadas usando vários artifícios, tal como símbolos, cores ou textos, cujos significados são explicados em uma legenda como afirma BURROUGH (1986).

A terminologia Carta e Mapa é empregada de diferente forma em vários lugares do mundo, no brasil, há uma certa tendência em empregar o termo mapa quando se trata de documentos mais simples ou mais diagramático. Ao contrário, o documento mais complexo, ou mais detalhado, tende à denominação de carta.

Em outras palavras, MAPA pode ser considerado uma “Representação visual, codificada, geralmente bidimensional, total ou parcial da Terra ou e outro objeto”, já o que diferencia uma CARTA, é que esta possui um maior número de informações contidas do que um mapa, possuindo maiores detalhes e precisão.

(Parte 1 de 4)

Comentários