Cartografia Basica UFF

Cartografia Basica UFF

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CARTOGRAFIA BÁSICA Roberto Rosa

Fev/2004

1. INTRODUÇÃO À CARTOGRAFIA04
1.1 - Princípios Fundamentais da Cartografia06
1.2 - O Mapa Mental08
1.3 - Origem e Evolução da Terra09
1.4 - Constituição da Terra09
1.5 - Campos Gravitacional e Magnético da Terra1
1.6 - Movimentos da Terra12
1.7 - Dimensões da Terra13
1.8 - Estações do Ano14
1.9 - Sistemas de Medida de Tempo15
2.1 - Elipsóide de Referência e Datum Geodésico20
2.2 - Orientação26
2.3 - Escala29
2.3.1 - Precisão Gráfica30
2.3.2 - A Escolha da Escala31
2.4 - Localização31
2.4.2 - Sistema de Coordenadas UTM35
2.5 - Projeções Cartográficas40
2.5.1 - Tipo de Superfície Adotada40
2.5.2 - Grau de Deformação da Superfície41
2.6 - Nomeclatura e Articulação de Folhas43

2. PRINCÍPIOS TEÓRICOS DA CARTOGRAFIA 2.4.1 - Sistema de Coordenadas Geográficas 3

3.1 - Formatos de Apresentação de Mapas45
3.2 - A Base Cartográfica45

3. PLANEJAMENTO E DESENHO DE MAPAS 3.3 - Símbolos Convencionais e Legendas na Elaboração de Mapas 46 3.4 - Diretrizes Gerais para a Elaboração de Documentos Cartográficos 46 3.4.1 - Etapas da Construção de um Documento Cartográfico 47

3.5 - Tipos de Mapas50

3.4.2 - A Representação Gráfica (Simiologia Gráfica) 48 3.6 - Exemplos de Mapas 51

4.1 - O que é o GPS ?56
4.2 - Componentes do Sistema56
4.3 - Características do Sinal57
4.4 - Como Funciona?58
4.5 - Fontes de Erro: Causas59
4.5.1 - Erros dependentes dos satélites59

4. GPS (Global Positioning System) 4.5.2 - Erros dependentes da antena-receptora 60

4.6 - Precisão do Posicionamento GPS61
4.7 - Fontes de Erro: Soluções61
4.8 - Métodos de Posicionamento GPS62
4.9 - Tipos de GPS63
4.10 - Aplicações GPS64
4.1 - O futuro do GPS6

4.5.3 - Erros dependentes do meio de propagação 60

DOCUMENTOS CARTOGRÁFICOS68
5.1 - Levantamentos de Campo68
5.2 - Sensoriamento Remoto68
5.3 - Geoprocessamento71

5. TECNOLOGIAS PARA A ELABORAÇÃO E ATUALIZAÇÃO DE REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 72

1. INTRODUÇÃO À CARTOGRAFIA

Os mapas ocupam um importante lugar entre os recursos de que a civilização moderna pode lançar mão. A produção de mapas cresce proporcionalmente ao crescimento da população, de forma a atender seus interesses nos mais variados ramos de atividade.

A história dos mapas é mais antiga que a própria história, isto se pensarmos na história como a documentação escrita sobre fatos passados. A elaboração de mapas precede a escrita. Isto pode ser concluído do fato comprovado por muitos exploradores dos vários povos primitivos que embora eles não houvessem alcançado a fase de escrita, desenvolveram a habilidade para traçar mapas. A base do sistema cartográfico atual é atribuída por todos aos gregos. Admitiram a forma esférica da Terra, com seus pólos, equador e trópicos. Desenvolveram o sistema de coordenadas geográficas, desenharam as primeiras projeções e calcularam o tamanho do nosso planeta.

Para elaborar um mapa deve-se conhecer muito bem o modelo, a Terra, e ter-se o discernimento científico para se suprimir detalhes de menor importância de acordo com a escala e o objetivo do mesmo. O técnico deve ter, também, o discernimento artístico na escolha de símbolos e cores para representar os diversos elementos que irão compor o mapa.

Tanto o profissional que elabora o mapa, como aquele que se utiliza dele, devem ter noções básicas que os orientem tanto no seu uso, como na sua execução.

Uma intensa discussão tem ocorrido, internacionalmente, a respeito de definições básicas em Cartografia, em 1964, visando estudar a padronização de termos técnicos, a Associação Cartográfica Internacional (ACI) estabeleceu uma Comissão, o que levou à constituição de Grupos de Trabalhos nos diversos países-membros, resultando, assim, na publicação do Dicionário Multilíngue de Termos Técnicos em Cartografia.

São várias as definições de Cartografia encontradas na literatura ao longo do tempo e é interessante observar que o avanço tecnológico vem provocando constantes evoluções em tal conceito.

A cartografia é considerada como a ciência e a arte de expressar (representar), por meio de mapas e cartas, o conhecimento da superfície terrestre. É ciência porque, para alcançar exatidão, depende basicamente da astronomia, geodesia e matemática. É arte porque é subordinada as leis da estética, simplicidade, clareza e harmonia.

A palavra mapa é de origem cartaginesa e significa "toalha de mesa", uma vez que na época os navegadores e os negociantes ao discutir sobre suas rotas, caminhos e localidades, rabiscavam diretamente sobre as toalhas (mappas), surgindo daí a denominação "mapa". A palavra carta parece ser de origem egípcia, e significa papel, que vem diretamente do papiro.

Nos países de língua inglesa há uma nítida diferença entre mapa e carta. Em português, como os dois vocábulos coexistem, carta e mapa tem praticamente o mesmo significado. No Brasil há uma certa tendência em empregar o termo mapa quando se trata de um documento mais simples, ao contrário, o documento mais complexo ou mais detalhado costuma-se denominar de carta.

Segundo a ABNT mapa é "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" já, a palavra carta é a "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".

Outra definição polêmica proposta pela Associação Cartográfica Internacional é a de cartógrafo, considerado como aquele que pratica a Cartografia, sem menção alguma à educação cartográfica. O profissional habilitado, atualmente, a praticar a Cartografia, é o engenheiro cartógrafo, aquele que se especializa em uma área que se insere entre as Engenharias e as Geociências, ou seja, a Engenharia Cartográfica, a qual pode ser considerada como a área do conhecimento voltada às atividades de planejamento, aquisição, processamento, utilização e comunicação da informação espacial.

Assim como ocorreu com a Cartografia, o conceito de produtos cartográficos também tem evoluído para o de produtos de informação, em parte em função dos avanços tecnológicos, mas principalmente, devido a uma maior preocupação do cartógrafo com seu papel social e político no atual cenário mundial. Tradicionalmente, e em particular no nosso país, a definição e classificação de produtos cartográficos têm se prendido ao aspecto quantitativo, considerando características tais como escala e precisão; entretanto, o aspecto qualitativo tem grande relevância e não pode ser desprezado, uma vez que leva em conta o

quem é dirigida

tipo de informação que se quer transmitir, qual o seu propósito, por quem é produzida e a

O conteúdo informativo dos mapas topográficos é geralmente similar em todo o mundo, embora o conteúdo, confiabilidade e a exatidão dos mapas publicados possam variar consideravelmente mesmo de folha para folha dentro da mesma série de mapas, refletindo assim as variações na qualidade do material-fonte.

Atualmente, outros produtos são considerados valiosos em Cartografia, tais como:

Globo - representação cartográfica sobre uma superfície esférica, em escala pequena, dos aspectos naturais e artificiais de uma figura planetária, com finalidade cultural e ilustrativa.

Mapa - representação no plano, geralmente em escala pequena, dos aspectos geográficos, naturais, culturais e artificiais de uma área tomada na superfície de uma figura planetária, delimitada por elementos físicos, político-administrativos, destinada aos mais variados usos, temáticos, culturais e ilustrativos.

Carta - representação no plano, em escala média ou grande, dos aspectos artificiais e naturais de uma área tomada de uma superfície planetária, subdividida em folhas delimitadas por linhas convencionais (paralelos e meridianos) com a finalidade de possibilitar a avaliação de pormenores, com grau de precisão compatível com a escala.

Planta - é um caso particular de carta. A representação se restringe a uma área muito limitada e a escala é grande, consequentemente o número de detalhes é bem maior.

Fotografia Aérea - são produtos obtidos ao nível suborbital, muito utilizados para a elaboração e ou atualização de documentos cartográficos de média a grande escala.

Mosaico - é o conjunto de fotos de uma determinada área, recortadas e montadas técnica e artisticamente, de forma a dar a impressão que todo o conjunto é uma única fotografia.

Ortofotocarta - é uma fotografia resultante da transformação de uma foto original, que é uma perspectiva central do terreno, em uma projeção ortogonal sobre um plano, complementada por símbolos, linhas e quadriculagem, com ou sem legenda, podendo conter informações planimétricas.

Fotoíndice - montagem por superposição das fotografias, geralmente em escala reduzida. Normalmente a escala do fotoíndice é reduzida de 3 a 4 vezes em relação a escala de vôo.

Imagem de Satélite - são produtos obtidos ao nível orbital, muito utilizados para elaboração e ou atualização de documentos cartográficos em escalas variadas.

Carta-Imagem - são imagens de satélite montadas no formato de folhas de carta, onde informações de coordenadas e toponímia é acrescentada sobre a imagem.

Atlas - Uma coleção de mapas comumente publicados em uma linguagem com as mesmas convenções e projeções, mas não necessariamente na mesma escala é chamada de "atlas". Um tipo de atlas que merece destaque é o escolar. Estes atlas apresentam uma grande diversidade de mapas; aspectos geológicos, geomorfológicos, solos, climáticos, políticos, estrutura viária e econômicos, etc. Este tipo de atlas tem três funções básicas: fonte de informação, fornecer as configurações geográficas e estimular o interesse dos alunos.

1.1. Princípios Fundamentais da Cartografia

O objeto da cartografia consiste em reunir e analisar dados das diversas regiões da terra, e representar graficamente em escala reduzida, os elementos da configuração que possam ser claramente visíveis. Para pôr em evidência a configuração da superfície terrestre, o instrumento principal do cartógrafo é o mapa. Mas, outras representações, tais como modelos de relevo, globos, fotografias aéreas, imagens de satélite e cartogramas, são assuntos próprios para serem tratados em cartografia.

Um mapa é, no seu conceito mais elementar, uma representação convencional da superfície terrestre, vista de cima, na qual se colocam letreiros para a identificação. Alguns mapas são tão abstratos e convencionais que dificilmente se reconhece neles uma representação do quadro original.

Definimos um mapa como uma representação convencional da configuração da superfície da terra. Toda a representação está numa proporção definida com o objeto representado. Esta proporção é chamada de escala. Ou ainda, pode-se definir um mapa como um desenho seletivo, convencionado e generalizado de alguma região de uma grande área, comumente da superfície terrestre, como se vista de cima e numa escala muito reduzida. A maioria dos mapas recebem inscrições, isto é, são dados nomes as feições representadas, e são relacionados a um sistema de coordenadas.

Os mapas são:

· Desenhados numa escala predeterminada. Cada forma ou acidente do terreno é colocada exatamente na direção apropriada em relação a outros pontos e numa distância horizontal proporcional à escala do mapa;

• Seletivos, somente são incluídos os acidentes ou formas importantes para a finalidade do mapa;

• Convencionados, todos os acidentes são apresentados por convenções ou símbolos padronizados;

• Generalizados, detalhes intrincados são simplificados, particularmente nos mapas de pequena escala;

• Geralmente relacionados a um sistema de paralelos e meridianos.

Os mapas não estão necessariamente limitados a representar a superfície terrestre, pois existem mapas celestes, da lua, etc.; porém em todos os casos uma grande extensão horizontal apresenta-se reduzida a um tamanho menor.

O cartógrafo deve ser ao mesmo tempo um homem de ciência e um artista. Deverá conhecer perfeitamente o assunto e o modelo que vai representar, isto é, a Terra. Deverá discernir para suprimir mais ou menos detalhes, segundo o sistema de projeção, a escala, e a finalidade de seu mapa. A representação dos elementos é feita mediante linhas, símbolos e cores, cujo uso acertado depende do conhecimento científico e do sentido artístico.

Interpretar é "ler" um mapa. E saber interpretar um mapa é uma excelente forma de conhecermos uma cidade, um município, uma região, um estado, um país, etc. Por exemplo um mapa físico retrata as altitudes de um território, os recursos hídricos, os diferentes tipos de solo, os aspectos geológicos, etc. Um mapa político mostra a divisão dos municípios, dos estados, as principais cidades.

O mapa é uma representação convencional da superfície da Terra, trata-se de um meio de comunicação, e sua leitura requer o conhecimento da linguagem utilizada na sua elaboração. Os mapas podem ser de diversos tipos, transmitindo informações de natureza variada. Grande parte da simbologia empregada nos mapas obedece a convenções aceitas universalmente. Os diferentes profissionais procuram compreender a linguagem empregada nos mapas, a fim de obter muitas informações para seus estudos. Estes profissionais podem apenas interpretar os mapas elaborados pelos cartógrafos, bem como criarem seus próprios mapas, para ilustrar seus estudos e pesquisa.

Em geral, os mapas tem as seguintes finalidades:

• obter informações sobre a distribuição espacial dos fenômenos, como solos, precipitação, uso da terra, densidade demográfica, etc.;

• discernir relações espaciais entre os vários fenômenos; • coletar, através de medições, dados necessários às análises geográficas, propiciando informações para a descrição e análises estatísticas.

1.2. O Mapa Mental

Muitas pessoas são fascinadas pelos mapas. Eles excitam a imaginação ao se ver milhares de quilômetros quadrados da terra num desenho sobre uma pequena folha de papel. As pessoas gostam de pendurar mapas em paredes, devido às suas qualidades artísticas e científicas. Pode-se considerar o interesse das pessoas pelos mapas, mas os dados constantes nos mesmos tem de ser apresentados de forma verdadeira e harmoniosa, com clareza, simplicidade e ainda um toque de beleza. Tudo isso depende da habilidade do autor do mapa em planejar e desenhar; esses dois aspectos estão intimamente inter-relacionados. Planejar, significa estabelecer o plano geral e o estilo do mapa, a ser decidido antes do traçado da primeira linha; desenhar, significa dispor no papel o que foi planejado. Essas duas atividades não podem ser separadas.

Ao explicar a um estranho como chegar à estação rodoviária, traduzimos em palavras o mapa que esta na nossa mente (mapa mental), e somos levados a acompanhar nossas palavras com gestos semelhantes aos usados no desenho de um mapa. Uma pessoa cega, que se move em torno de um quarto sem bater em qualquer móvel, usa um mapa mental formado pelas várias batidas anteriores. Em cada um desses casos, o mapa foi formado por experiência pessoal, sintetizando numa imagem mental, centenas de impressões de distâncias, direções, voltas e marcas terrestres. Há grandes diferenças entre as pessoas em sua habilidade para figurar mapas mentais. O processo é mais complexo quando temos de figurar mentalmente o mapa de uma vasta região, na sua maior parte desconhecida por nós.

A melhor forma de nos orientarmos numa área desconhecida é desenhar o local que queremos explorar. Por exemplo, para explicar um endereço a alguém, muitas vezes fazemos o desenho do local com as ruas, praças ou avenidas próximas. Esses tipos de desenho podem ser considerados esboços de mapas, porque não mostram a área com exatidão e, principalmente, não têm escala. Os mapas primitivos eram mais ou menos assim, esquemas sem escala e sem as convenções cartográficas que usamos hoje.

A maioria dos mapas elaborados hoje apresentam muita exatidão e muito rigor em relação a áreas, limites, distâncias, etc. Mas, para elaborar um mapa, é preciso antes de tudo fazer um levantamento. Levantamento é o estudo preparatório para mapear uma região. É um trabalho muito minucioso, envolve a aplicação de diversos tipos de produtos e recursos tecnológicos, especialmente as técnicas de sensoriamento remoto, cartografia digital e geoprocessamento. As fotografias aéreas e as imagens obtidas por satélite, hoje em dia, são excelentes fontes de informação para a elaboração de mapas.

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