O documento discute conceitos básicos de cartografia e SIG, incluindo escala, projeções, símbolos, legenda e recursos visuais. Explica como a localização espacial é representada através de sistemas de coordenadas e como mapas simplificam a forma da Terra.

1. Cartografia e SIG Universidade Federal de Viçosa Departamento de Solos SOL 480 – Introdução ao Geoprocessamento Bruno Araujo Furtado de Mendonça

2. Sumário Introdução Escala do Mapa Localização espacial A forma da Terra Projeções Legenda Recursos Visuais

3. Os mapas e seus usos O mapa é uma ferramenta de comunicação Meio de comunicar uma mensagem a um público. Qualidade Cartográfica. Mapas usam ferramentas de comunicação visual. Mapa Informação Mensagem Cartografia Lendo o Mapa 2

4. Cartografia Ciência, arte e técnica para a produção de mapas e cartas. Utiliza de elementos gráficos definidos para transmitir uma mensagem. Elementos gráficos específicos para cartografia Sistemas de Coordenadas. Sistemas de Projeção. Escala. Símbolos. L egenda Define a medida dos objetos gráficos. Com o uso contínuo dos mapas, muitos símbolos não requerem explicação para seu entendimento.

5. Escala do Mapa Os mapas são reduções da realidade Qual a redução que necessitamos? Proporcional ao nível de detalhe: Baixa redução – Maiores detalhes. Grande redução – Detalhes limitados. Escala Relação adimensional Referencia ao nível de redução do mapa. Apresenta a relação entre a distância gráfica e a distância no mundo real A escala nos permite avaliar a extensão espacial de um mapa (local, regional, continental...)

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7. Tipos de Escala Escala Equivalente Diferentes formas de apresentação. “ um centímetro equivale a 1.000 metros” “ um centímetro equivale a 5 quilômetros” Representação Numérica (Fracional) A unidade do terreno e do mapa é a mesma. Menos confusa. 1:65.000 representa que 1 centímetro equivale a 65.000 centímetros, ou um metro equivale a 65.000 metros. Escala Gráfica Possibilidade de se obter distancia diretamente sobre o mapa. 10 km 0 km 5 km

8. Escala Deve sempre ser indicada nos mapas. Formato gráfico: Auxilia nos mapas que são impressos em escala diferente de sua confecção. 1 mm equivale a 10 km 1:50.000 Fracional ou Numérica Gráfica

9. Generalização, Simplificação e Abstração Cartografia é um processo de abstração Feições são generalizadas e simplificadas. Nem todas os elementos são relevantes para serem inseridos no mapa. O usuário deve ser atraído pela “mensagem” do mapa, que deve atender seu objetivo. Detalhes Muitos detalhes tendem a atrapalhar a mensagem principal a ser comunicada. A quantidade de detalhe deve estar relacionada a escala do mapa. Um mapa de escala pequena deve ser generalizado. Um mapa em escala maior “dispensa” a generalização.

10. Generalização, Simplificação e Abstração Necessidade de generalização. Detalhes podem “borrar” na generalização

11. Generalização, Simplificação e Abstração Os detalhes não são atualizados na ampliação

12. Localização Espacial A localização precisa é muito importante Sistema de referência para os objetos apresentados Sistemas de Coordenadas Permite localizar um objeto no espaço e relacioná-lo a outros e ao sistema origem Representa pontos 2-D ou 3-D no espaço Existem muitos sistema de coordenadas pré-definidos Um mapa não pode ser confeccionado sem apresentar alguma posição espacial implícita e um sistema de coordenadas de referência

13. Sistema Cartesiano René Descartes (1596-1650) introduziu o sistema de coordenadas baseado na ortogonalidade (ângulos retos). A origem do sistema apresenta valor 0, X e Y. Por tradição, o valor de X é chamado LESTE, porque indica as distâncias a leste da origem. O valor Y e chamado NORTE, porque indica a distância norte da origem. O sistema computacional é Cartesiano. No SIG a superfície da Terra é projetado no sistema cartesiano. Localização Espacial

14. Coordenadas Planas X axis Y axis (7,4) X axis Y axis (7,4) (2,2) Distância (a, b)= √ ((X2-X1) 2 +(Y2-Y1) 2 ) a b 7 4 7 4 2 2

15. Sistemas Globais

16. Longitude / Latitude Sistema de coordenadas mais usado. O equador e o primeiro meridiano (Greenwich) são referências planas para o sistema. Latitude de um ponto: Angulo formado entre a plano equatorial e o plano que passa por um ponto determinado. 90 graus Norte e 90 graus Sul . Trópico de Câncer: Solstício de Verão = 23,5° N Trópico de Capricórnio: Solstício de Inverno = 23,5° S Longitude de um ponto: Ângulo entre o plano de referência e a plano passando pelo ponto. 180 graus Leste de Greenwich e 180 graus Oeste . Ambos os planos são perpendiculares ao plano equatorial. Sistemas Globais

17. Latitude e Longitude

18. A Forma da Terra Possíveis representações Esfera Elipsóide Geóide Esfera Representação simplificada. Assume que os eixos são de mesmo comprimento. A B A = B A / B = 1

19. Forma da Terra Elipsóide Assume diferentes comprimentos para os eixos. Mais apropriada, visto que a Terra é achatada nos pólos devido a velocidade de rotação. Circunferência Polar: 39.939.593,9 metros. Circunferência Equatorial: 40.075.452,7 metros. Índice de achatamento. A B A > B F = B / A = 0.9966099

20. Forma da Terra Geóide Figura que melhor se ajusta ao elipsóide e a variação da gravidade local. Computacionalmente muito complexa de se modelar. Mais acurado e usado em geodésia que em SIG e cartografia.

21. Mapa Geoidal - Geoid-96

22. Forma da Terra Esfera Elipsoide Geóide Topografia Nível do Mar Altitude

23. Datum Sistema de referência padrão (ponto geodésico de origem) Representação da superfície terrestre (datum horizontal). Representa a base para as elevações do mapa (datum vertical)

24. Sistemas de Referência Geóide e Elipsóide Elipsóide Geocêntrico (Ex. WGS84) Elipsóide Local (Ex. Datum Córrego Alegre, SAD69) Geóide Elipsóide Ponto de origem

25. Projeções Representa a Terra ou parte da Terra em uma superfície plana (mapa ou tela). Incompatibilidade geométrica entre a esfera (3D) e o plano (2D). Sempre existe distorções no uso das projeções. Em SIG manipulações entre base de dados devem estar na mesma projeção. Projeção Esfera (3 dimensões) Plano (2 dimensões)

26. Projeções Cartográficas Tipos: Quanto a superfície de projeção - cilíndrica, plana ou azimutal, outras… Quanto as propriedades - equidistante (preserva distâncias) - conforme (preserva ângulos – forma) - equivalente (preserva áreas) Nenhum mapa plano pode ser simultaneamente conforme e equivalente.

27. Projeções

29. Projeção de Mercator

30. Albers Equi-Área Cônica

31. Cônica Conforme de Lambert

32. Projeção Azimutal, Pólo Norte

33. Projeção de Robinson (nem conforme nem equivalente, visa minimizar distorções angulares e de áreas)

34. Projeção de Hammer Aitoff (Equivalente)

35. Projeção de Fuller

36. Projeção da Da Vinci 1514

37. Sistema UTM Universal Tranversa de Mercator 60 fusos de meridianos; 6° por fuso; Numerado progressivamente a partir do anti-meridiano de Greenwich; Projeção Cilíndrica Transversa de Mercartor com um meridiano central de cada fuso; 20 faixas paralelas (10 N e 10 S a partir do Equador); 8° para cada faixa; 1.200 zonas derivadas da intersecção entre os fusos e as faixas; Cada fuso é dividido em 100 km quadrados identificado por números e letras. Fator de escala no meridiano central: 0,9996 Primeiro Meridiano: Greenwich (Longitude 0°)

38. Projeção UTM

39. Zonas do Sistema UTM

40. 78º 72º 66º 60º 54º 48º 42º 36º 30º

42. Legenda Lista dos símbolos usados em mapas e seu significado. Os símbolos no mapa devem ser exatamente o mesmo contido na legenda. Muitas convenções são padronizadas e intuitivas. Muitas vezes informações são inseridas diretamente no mapa sem precisarem ser apresentadas na legenda. A legenda deve ser posicionada em uma parte vazia do mapa para criar algum contrapeso.

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45. Ter em mente o público alvo. O mapa deve ser de fácil percepção e de fácil “leitura”. Tentar realizar um contrapeso visual, visando tornar o mapa mais agradável em sua aparência. Princípios de Design

46. Informação Mais Importante Informação Menos Importante 46

47. Recursos Visuais Recursos Visuais Ressaltar a atenção sobre as feições do mapa. Utiliza-se de vários recursos. Varia de acordo com a natureza da informação que está sendo apresentada. Modificação de elementos visuais Utilização de cor e geometria. Cor Tom. Textura. Intensidade. Geometria Forma. Tamanho. Orientação. Tom Textura Intensidade Forma Tamanho Orientação COR GEOMETRIA

48. Cores Possuem várias conotações: AZUL – Água, frio, números positivos VERDE – Vegetação, florestas, planícies AMARELO – Aridez, solo exposto MARROM – Curvas de nível, feições terrestre VERMELHO – Quente, itens importantes, números negativos

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50. Cores Alteram a percepção das feições.

51. Recursos Visuais Recursos Visuais e características geográficas Diferentes atributos geográficos podem ser representados. N 10 km Localização Direção Distância Movimento Função Processos Correlação

52. Recursos Visuais Concepção Cartográfica Representação Pontual Representação Linear Representação Poligonal Representação Volumétrica Fenômenos do Mundo Real Objetos Pontuais Objetos Lineares Objetos Poligonais Objetos Volumétricos Árvore e X Aeroporto Derramamento Químico ¥ Abertura da mina R Rodovia Poste Tel. Linha Tel. Faixa de Servidão Animais Rio Bacia Hidrog. Divisão Administrativa Densidade Habitac. Malha Viária Cobert. Vegetal Símbolo Proporcional Cadeia de Montanhas Vale

53. Estratégias de Simbolismos Três níveis de informação Dados (qualitativos) nominais. Dados ordinais. Dados (quantitativos) relativos. Dados Nominais A informação é agrupada por categorias Pontos Linhas Polígonos e Cidade Aeroporto Estrada Limites Rio Brejo Deserto Floresta

54. Dados Ordinários Os dados são agrupados e ordenados dentro de uma base de dados. Estratégias de Simbolismos Pontos Linhas Polígonos Grande Médio Pequeno Auto-Estrada Rodovia Rua Área afetada Área de risco

55. Dados Relativos As informações pode ser ordena ao longo de uma escala quantitativa. Estratégias de Simbolismos Pontos Linhas Polígonos 5 10 15 Cada ponto representa 500 pessoas Símbolos Proporcionais Fluxo Contorno 30 40 50 100 20 Densidade Populacional

56. Elaboração de Mapas Elementos básicos Título; Legenda; Indicação do Norte; Escala Gráfica; O Mapa; Símbolos. Princípios de Design Escala; Cores; Estética.

57. Áreas de Aplicação Cadastramento urbano: prestação de serviços, otimização de rotas (coleta de lixo, ônibus, redes de distribuição de águas, de energia), zoneamento urbano,... Gerenciamento dos recursos naturais: mapeamento de áreas de riscos, aptidão de uso do solo, delimitação de APP’s, identificação de ecorregiões, zoneamento ambiental,....

58. Áreas de Aplicação Monitoramento global: modelagem em macro escala apoiada por sensoriamento remoto,... Cartografia: criação e disseminação de bases cartográficas digitais, atualização frequentes e menos onerosas de bases de dados, uso de GPS, servidores via internet,... Agricultura de precisão: aumento da produtividade e redução dos impactos ambientais (menor quantidade de fertilizantes e defensivos),...

59. Perguntas ??? Pesquisa WEB: Borruso, G. - Elements of Cartography - Department of Geographical Sciences Faculty of Economics - University of Trieste, 2006. Werner, M. - The Institute of Cartography – Swiss Federal Institute of Technology Zurich. Liske, K. – Cartographic Concepts - Geographic Information Systems Committee - NAACCR