Cartografia

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Aula básica de Cartografia

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Cartografia

  1. 1. Topografia e Geodésia IM/UFRJ modificado e ampliado por CTTMAR/UNIVALI
  2. 2. Ciências Cartográficas Histórico Os mapas mais antigos datam de 5000 anos AC e representavam áreas da antiga Mesopotâmia, dos rios Eufrates e Nilo em tábuas de argila. Aos fenícios são atribuídas as primeiras cartas náuticas, que serviam de apoio à navegação. Estimativas do tamanho da Terra foram realizadas por Eratóstenes (276- 195 AC) e repetido por Posidonius (130-50 AC), através da observação angular do Sol e estrelas. Os romanos interessavam-se pela Cartografia apenas com fins práticos: cartas administrativas de regiões ocupadas e representações de vias de comunicação. Na Idade Média, como praticamente ocorreu em toda a humanidade, há um retrocesso no desenvolvimento da Cartografia. Com o Renascimento inicia-se também o ciclo das grandes navegações. As descobertas marítimas dos Escandinavos não acrescentam nenhum material novo ao conhecimento do mundo, exceto a descoberta da bússula a partir do século XIII. Ao fim da Idade Média e início da Moderna, surgem os PORTULANOS, cartas com a posição dos portos de diferentes países, bem como indicação do Norte e Sul (Rosa dos Ventos), voltadas para a navegação e comércio.
  3. 3. Ciências Cartográficas Histórico A Idade Moderna trás com a política de expansão territorial e colonial a necessidade de conhecimentos mais precisos das regiões. Cassini desenvolve o primeiro mapa da França, com auxílio da astronomia de posição (escala de 1/86 400), em 1670. No século XX, muitos fatores ajudam a promover uma aceleração acentuada no desenvolvimento da Cartografia. Pode-se incluir o aperfeiçoamento da litografia, a invenção da fotografia, da impressão a cores, o incremento das técnicas estatísticas, o aumento do transporte de massas. A invenção do avião foi significante para a Cartografia. A junção da fotografia com o avião, tornou possível o desenvolvimento da fotogrametria, ciência e técnica que permite o rápido mapeamento de grandes áreas, através de fotografias aéreas, gerando mapas mais precisos de grandes áreas, a custos menores que o mapeamento tradicional. Desenvolvem-se técnicas de apoio que incrementam a sua utilização.
  4. 4. Ciências Cartográficas Um mapa moderno hoje é construído através de um processo complexo e envolve a Geodésia, a Fotogrametria, o SR e a Cartografia.
  5. 5. Ciências Cartográficas Sensoriamento Remoto Coleta dados por meio de sensores, sem ter contato físico com o alvo. A preocupação maior é com o conteúdo temático e sua interpretação
  6. 6. Ciências Cartográficas Fotogrametria Medição, numa perspectiva fotográfica, das distâncias e das dimensões reais dos objetos Coleta dados através de câmaras que obtém fotografias terrestres, aéreas e espaciais A preocupação maior é medir a geometria dos objetos espaciais, sem necessariamente fazer contato físico com os mesmos Com os recentes avanços em direção da automação, foi uma das primeiras a usar o computador
  7. 7. Ciências Cartográficas Cartografia Arte e ciência de compor cartas geográficas ou topográficas Aplica princípios cartográficos para transformar dados brutos em um mapa final de alta qualidade, geralmente impresso em cores Uma intensa discussão tem ocorrido internacionalmente, voltada ao estabelecimento de novas definições para a Cartografia e para mapa
  8. 8. Algumas definições de Cartografia Segundo OLIVEIRA (1993a, p. 13) citando a Associação Cartográfica Internacional (ACI) em 1964, que 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 sua utilização”.
  9. 9. Cartografia Coloca ainda que a cartografia é um método científico com a finalidade de expressar fatos e fenômenos da observação da Terra e de outros astros através de simbologia própria.
  10. 10. Cartografia A Cartografia expressa-se principalmente através dos mapas, cartas e plantas. Entende-se por mapa a “representação gráfica, em geral uma superfície plana e numa determinada escala, com a representação de acidentes físicos e culturais da superfície da Terra, ou de um planeta ou satélite” (OLIVEIRA, op. cit., p. 31).
  11. 11. Cartografia Por carta entende-se como “representação dos aspectos naturais e artificiais da Terra, destinada a fins práticos da atividade humana, permitindo a avaliação precisa de distâncias, direções e a localização plana, geralmente em média ou grande escala, de uma superfície da Terra, subdividida em folhas, de forma sistemática, obedecido um plano nacional ou internacional” (idem).
  12. 12. Cartografia No Brasil conforme OLIVEIRA (ibidem) existe uma tendência de chamar como mapas documentos simples e cartas documentos mais detalhados. DUARTE (1988, p. 115) compartilha da mesma idéia e acrescenta que o mapa seria o gênero e a carta a espécie.
  13. 13. Cartografia Também existe a tendência no uso diário de chamar o mesmo documento hora de mapa outra de carta. Importante dentro do espectro da cartografia, para o bom uso da mesma e de metodologias correlatas são os conhecimentos sobre projeções, escalas, orientações, leituras e as finalidades de documentos cartográficos.
  14. 14. Cartografia - CURSO DE GPS E CARTOGRAFIA BÁSICA Instituto CEUB de Pesquisa e Desenvolvimento Algumas Características dos Mapas (Cartas) - Permitem a coleta de informações em gabinete; - Apresentam informações não visíveis no terreno, como toponímia, fronteiras, curvas de nível; - Codificam as informações através de símbolos; - Exigem atualização permanente; - Representam um modo de armazenamento de informações convenientes ao manuseio de fenômenos espaciais e de suas distribuições e relacionamento; - Constituem um dos elementos básicos do planejamento das atividades sócioeconômicas das atividades humanas.
  15. 15. Cartografia - CURSO DE GPS E CARTOGRAFIA BÁSICA Instituto CEUB de Pesquisa e Desenvolvimento Plantas A principal característica da planta é a exigüidade das dimensões da área representada. A outra, é sem dúvida, a ausência de qualquer referência à curvatura da Terra. O termo Planta, pode ser assim definido: “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”. Já que a representação se restringe a uma área muito limitada, a escala tende a ser muito grande, e em conseqüência, a aumentar o número de detalhes. Mas é a prevalência do aspecto da área diminuta que caracteriza a planta. Do ponto de vista mais cartográfico, é a planta urbana, sobretudo, com sua intenção cadastral que é mais característica. A planta moderna, de origem fotogramétrica, além da riqueza de detalhes, é de suma precisão geométrica. Uma planta, geralmente apresenta grande riqueza de detalhes, escala grande e rigor geométrico.
  16. 16. Cartografia - CURSO DE GPS E CARTOGRAFIA BÁSICA Instituto CEUB de Pesquisa e Desenvolvimento Mapas Gerais Um mapa geral é aquele que atende a uma gama imensa e indeterminada de usuários. Um exemplo, deste tipo de mapa, é o mapa do IBGE na escala de 1:5.000.000, representando o território brasileiro, limitado por todos os países vizinhos, o Oceano Atlântico, etc., contendo através de linhas limítrofes e cores, todos os estados e territórios além das principais informações físicas e culturais como rios, serras, ilhas, cabos, cidades importantes, algumas vilas, estradas, etc. Como se vê, é um mapa de orientação ou informações generalizadas, mas absolutamente insuficiente para muitas e determinadas necessidades. As consultas feitas sobre um mapa geral têm que ser igualmente generalizadas. Se quisermos medir com exatidão à distância, por rodovia, entre São Paulo e Rio de Janeiro, corremos o risco de acrescentar ou diminuir vários quilômetros em relação à distância real.
  17. 17. Cartografia - CURSO DE GPS E CARTOGRAFIA BÁSICA Instituto CEUB de Pesquisa e Desenvolvimento Mapas Especiais Em oposição aos mapas gerais, são feitos os mapas especiais para grupos de usuários muito distintos entre si, e, na realidade, cada mapa especial, concebido para atender uma determinada faixa técnica ou científica, é, via de regra, muito específico e sumamente técnico, não oferecendo, a outras áreas científicas ou técnicas, nenhuma utilidade, salvo as devidas exceções. Destina-se à representação de fatos, dados ou fenômenos típicos, tendo, deste modo, que se cingir, rigidamente, aos métodos, especificações técnicas e objetivos do assunto ou atividade a que está ligado. Uma carta náutica, por exemplo, precaríssima em relação à representação terrestre ou continental, é, por outro lado, minuciosa quanto à representação de profundidade, de bancos de areia, recifes, faróis, etc. É que este mapa destina-se exclusivamente à segurança da navegação.
  18. 18. Cartografia - CURSO DE GPS E CARTOGRAFIA BÁSICA Instituto CEUB de Pesquisa e Desenvolvimento Mapas Temáticos Trata-se de documentos em quaisquer escalas em que, sobre um fundo geográfico básico, são representados os fenômenos geográficos, geológicos, demográficos, econômicos, agrícolas, etc., visando ao estudo, à análise e à pesquisa dos temas, no seu aspecto especial. A simbologia empregada na representação de tantos e diversificados assuntos é a mais variada que existe no âmbito da comunicação cartográfica, uma vez que na variação de tantos temas a salientar, suas formas de expressão podem ser qualitativas ou quantitativas.
  19. 19. Cartografia Digital OLIVEIRA (op. cit., p. 85) entende como o “processo mediante o qual determinadas etapas da elaboração de uma carta são realizadas com o emprego de computadores e os seus acessórios, como digitalizadores, plotters e terminais de vídeo”.
  20. 20. Cartografia Digital Com o desenvolvimento tecnológico de na área da computação, tanto a nível de hardware e software, permitiram que a cartografia digital, ou seja, a criação de mapas digitais, tivessem praticamente todas as suas etapas automatizadas. A modelagem cartográfica contribuiu também de forma decisiva para o avanço da mesma.
  21. 21. Cartografia Digital A fotogrametria digital, imagens de satélite, fotografias aéreas digitais, ortofotos digitais, GPS, sistemas de digitalização de alta resolução, programas que permitem trabalhar com várias projeções, escalas, dados nos formatos rasters (imagens) e vetoriais (linhas, polígonos, ect.), com layers distintas de informação (camadas); e dispositivos de saída como impressoras e traçadores gráficos (laser, jato de tinta, ect.) dão suporte hoje a cartografia digital.
  22. 22. Ciências Cartográficas Geodésia A Geodésia é uma ciência que se ocupa do estudo da forma e tamanho da Terra no aspecto geométrico e com o estudo de certos fenômenos físicos tais como a gravidade e o campo gravitacional terrestre, para encontrar explicações sobre as irregularidades menos aparentes da própria forma da Terra. Atualmente utiliza novas tecnologias no posicionamento geodésico, como por exemplo o GPS - Sistema de Posicionamento Global
  23. 23. Ciências Cartográficas Três superfícies Geóide Elipsóide Desvio da Vertical Ondulação Geoidal Superfície Física
  24. 24. Ciências Cartográficas Elipsóide ELIPSÓIDE DE REVOLUÇÃO a b Achatamento f = (a – b) a
  25. 25. Ciências Cartográficas ALTITUDE GEOIDAL - Elipsoide WGS 84
  26. 26. Ciências Cartográficas Elipsóide de referência – recomendado pela União Geodésica e Geofísica Internacional em 1967: UGGI 67 Semi-eixo maior – a: 6.378.160 m Achatamento – f: 1/298,25 Origem das coordenadas (Datum planimétrico) Estação: Vértice Chuá (MG) Altura geoidal: 0 m Coordenadas: • Latitude: 19o 45’ 41,6527” S • Longitude: 48o 06’ 04,0639” W • Azimute geodésico para o Vértice Uberaba: 271o 30’ 04,05”
  27. 27. Ciências Cartográficas Nome Data a b f Utilização Delambre 1810 6376428 6355598 1/311,5 Bélgica Everest 1830 6377276 6356075 1/300,80 Índia,Burma Bessel 1841 6377997 6356079 1/299,15 Europa Central e Chile Airy 1849 6377563 6356257 1/299,32 Inglaterra Clarke 1866 6378208 6356584 1/294,98 USA Hayford 1924 6378388 6356912 1/297,0 Mundial Krasovsky 1940 6378245 6356863 1/298,30 Rússia Ref. 67 1967 6378160 6356715 1/298,25 Brasil e América do Sul WGS 84 1984 6378185 6356??? 1/298,26 Mundial levantamento de satélites
  28. 28. Ciências Cartográficas Coordenadas Geográficas A Terra possui um movimento de rotação, em torno de seu eixo. Este eixo intercepta a superfície em dois pontos, os polos Sul e Norte.O círculo máximo primário, perpendicular ao eixo é denominado equador, e os polos Sul e Norte geográficos. Meridiano Origem Equador φ + λ + φ − λ − φ − λ + φ + λ −
  29. 29. Ciências Cartográficas Coordenadas Geográficas Não é dado nenhum nome específicos aos círculos máximos secundários, mas a palavra meridiano define cada semicírculo de um par, que juntos formam um círculo secundário. A cada meridiano, opõe-se o seu antimeridiano, ou seja o meridiano diametralmente oposto. O círculo secundário completo, compreende o meridiano e o seu antimeridiano. Meridiano Origem Equador φ + λ + φ − λ − φ − λ + φ + λ −
  30. 30. Ciências Cartográficas Coordenadas Geográficas Qualquer ponto na superfície poderá ser localizado pela definição apenas, de dois ângulos vetoriais. São escolhidos para isto dois planos ortogonais que se interceptam no centro da esferas, considerados então como origem. Um plano já foi definido e é o plano do Equador. O Equador é utilizado como origem para as medições do ângulo vetorial conhecido como latitude. O outro plano é um plano arbitrário, definido pelo meridiano que passa pelo centro ótico da luneta do Observatório de Greenwich, utilizado para as medições do ângulo vetorial denominado de longitude. Meridiano Origem Equador φ + λ + φ − λ − φ − λ + φ + λ −
  31. 31. Cartografia Temática Conforme OLIVEIRA (1993b, p. 86) é “parte da cartografia que se ocupa do planejamento, execução e impressão de mapas temáticos”. O mesmo autor (1993a, p. 32) define mapa temáticos como sendo os “documentos 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 à pesquisa dos temas, no seu aspecto especial”.
  32. 32. Cartografia Temática Segundo ROBINSON et. alii. (1995, p. 13) mapas temáticos seriam aqueles que representam a distribuição de um único atributo ou o relacionamento entre vários. Faz distinção entre mapas temáticos. Aqueles que apresentam atributos de fenômenos mas que seu uso é para localização ficaria na categoria de mapas de referência gerais, e aqueles que enfocam atenção na estrutura de distribuição seriam mapas temáticos.
  33. 33. Cartografia Temática Para MARTINELLI (1991, p. 9) em relação a cartografia temática é necessário a introdução das representações gráficas, pois estas fazem parte do sistema de linguagem ao qual o homem construiu para comunicação. Esta “compõem uma linguagem gráfica, bidimensional, atemporal, destinada à vista. Tem supremacia sobre as demais, pois demanda apenas um instante de percepção” (supra).
  34. 34. Cartografia Temática Esta se dá através da construção da imagem (nos planos X, Y e Z) de caráter semiológico monossêmico*. O mesmo (op. cit., p. 35) considera a definição ideal de cartografia, e que também cabe a cartografia temática a dada por SALICHTCHEV (1973, p. 110) como “a ciência da representação e do estudo da distribuição espacial dos fenômenos naturais e sociais, suas relações e suas transformações ao longo do tempo, por meio de representações cartográficas – modelos icônicos – que reproduzem este ou aquele aspecto da realidade de forma gráfica e generalizada”. * monossemia - Condição ou situação semântica em que palavras ou expressões remetem a um único sentido
  35. 35. Cartografia Temática Dentro desta linha de pensamento o “mapa temático reportaria certo número de conjuntos espaciais resultantes da classificação dos fenômenos que integram o objeto de estudo de determinado ramo específico, fruto da divisão do trabalho científico” (op. cit., p. 37). Vale ressaltar também que (MARTINELLI, op. cit., p. 38) que o processo de comunicação cartográfica além de considerar à teoria da informação deveria considerar as ciências cognitivas já que “na utilização dos mapas estimula-se uma operação mental; há uma interação entre o mapa, como mero produto concreto e os processos mentais do usuário.
  36. 36. Cartografia Temática Esse processo não se limita somente à percepção imediata dos estímulos, envolve também a memória, a reflexão, a motivação e a atenção”. Por último quanto a representação da cartografia temática, esta pode se dar através de representações qualitativas, ordenadas, quantitativas e dinâmicas, pois estão ligadas diretamente a divulgação dos fenômenos que se quer representar, que podem ser local, linear ou zonal e também temporal.
  37. 37. Referências bibliográficas DUARTE, Paulo A. Cartografia básica. 2 ed. – Florianópolis: UFSC, 1988 LOCH, Carlos & LAPOLLI, Édis M. Elementos básicos da fotogrametria e sua utilização prática. 2 ed. – Florianópolis: UFSC, 1989 LOCH, Carlos. Noções básicas para a interpretação de imagens aéreas, bem como algumas de suas aplicações nos campos profissionais. – Florianópolis: Ed. Da UFSC, 1993. MARCHETTI, Delmar A.B. & GARCIA, Gilberto J. Princípios de fotogrametria e fotointerpretação. 1 ed. – São Paulo: Nobel, 1986 MARTINELLI, Marcello. Curso de cartografia temática. – São Paulo: Contexto, 1991 OLIVEIRA, Cêurio de. Curso de cartografia moderna. 2 ed. – Rio de Janeiro: IBGE, 1993 OLIVEIRA, Cêurio de. Dicionário cartográfico. 4 ed. – Rio de Janeiro: IBGE, 1993 ROBINSON, Arthur H. et. alii. Elements of cartography. 6th ed. New Work, USA: John Wiley & Sons, 1995. 526 p.

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