Noções de Sistema de Informações Geográficas: Cartografia Básica José Fernandes Bezerra Neto,...

Noções de Sistema de Informações Geográficas:

Cartografia Básica

José Fernandes Bezerra Neto, [email protected]

UFMG – ICB – Depto. Biologia Geral, Lab. Gestão Ambiental de Reservatórios

Developed by: Host Updated: 10.20.04 U4-m16.2-s2UFMG – ICB – Depto. Biologia Geral, Lab. Gestão Ambiental de Reservatórios

Coordenadas polares:

Distância ao centro de um círculo

Ângulo formado com um raio de referência

Coordenadas cartesianas:

Ponto de origem

Distância a 2 eixos perpendiculares ao ponto de origem

Sistemas de Coordenadas Básicas Planas


Representação cartográfica da Terra

Para representar a superfície da Terra através de mapas (planos) é necessário:

1. Definir sua forma matemática para permitir medidas e cálculos;

2. Estabelecer um sistema de conversão das medidas para o plano cartográfico;

3. Adotar uma escala para representação dos objetos e feições.


Distâncias a pontos de referência

Mas... A Terra tem uma forma altamente irregular e que se altera constantemente.

A B

Superfície topográfica da Terra

(alterada por montanhas, vales, ...)

Nível do mar

(alterado pelas marés, diferenças de

gravidade, ...)

Sistemas de Coordenadas Básicas Planas


As formas da Terra são representadas em muitos sistemas por uma esfera Mas a Terra não é uma esfera e sim um geóide

Comprimida na região dos pólos Mais larga na região do equador Existe uma diferença de 40 km entre os pólos e o equador

Modelando a forma da Terra

Geóide com as variações

exageradas. O meridiano de

Greenwich é mostrado pela

linha preta junto a

superfície.


Geóide Forma verdadeira da Terra subtraída das montanhas e vales. A

superfície geóide não tem definição matemática. Elipsóide de revolução

Modelo matemático que melhor define a superfície da Terra. Os mapas e o sistema GPS trabalham com este modelo.

Geóide Elipsóide

Altitude Elipsoidal H

Altitude Ortométrica h Superfície Terrestre

Ondulação geoidal - N

Referência das altitudes


y

x

zGeóide

Elipsóide

Noções de Cartografia


Elipsóides de Referência

Existem muitos modelos elipsoidais de referência utilizados em SIG.


Datums Geodésicos

Datums geodésicos definem sistemas de referência que descrevem o tamanho e a forma da Terra baseado sobre estes vários modelos.

Um datum horizontal é constituído por um elipsóide de referência, um ponto geodésico origem e um azimute inicial para fixar as coordenadas da Terra e servir como marco inicial.


Diferentes países e agências usam datums diferentes como base para o seu sistema de coordenadas.

Datum Norte-AmericanoNAD (elipsóide Clarke 1866)

Datum Sul-Americano(elipsóide internacional)

Datum Arc(elipsóide Clarke 1880)

Datum Europeu(elipsóide internacional)

Datum WGS 72

Datum de Tóquio(elipsóide Bessel)

Datum internacional WGS 84(World Geodetic System 1984)

Datums mais usados

Datums Geodésicos


Mapa de 1989: Datum WGS-84 Mapa de 1957: Datum NAD-27

Referenciar coordenadas geográficas com base num datum errado pode resultar em erros de centenas de metros.

Latitude

Datums Geodésicos


Datum A:- Latitude- Longitude- Altitude

Sistema cartesiano:- espaço 3D centrado na Terra- X, Y, Z

Datum B:- Latitude- Longitude- Altitude

Conversão entre datums


Sistemas de Coordenadas esféricas

Um sistema de coordenadas definido pelos pólos e pelo equador

Meridiano Principal = 0 longitude

Equador = 0 latitude

Outros pontos sobre a superfície da Terra podem ser localizados utilizando as coordenadas lat/long.

Latitude/Longitude


Graus, Minutos e Segundos: Expressando Lat/Long

Latitude e longitude são expressos sobre uma escala sexagesimal: Um círculo tem 360 graus, 60

minutos por grau e 60 segundos por minuto.

Existem 3600 segundos por grau. Exemplo: 45° 33' 22" (45 graus,

33 minutos, 22 segundos).

Frequentemente é necessário converter estas medidas angulares convencionais em graus decimais: Para converter 45° 33' 22",

primeiro multiplique 33 minutos por 60, o que dá 1980 segundos.

Adicione os 22 segundos à 1980: total 2002 segundos.

Agora compute a razão: 2002/3600 = 0,55.

Adicionando este aos 45 graus, a resposta é 45.55°.


Latitude/Longitude


Coordenadas geodésicas esféricas

(Latitude, Longitude)

Usadas para mostrar informação em mapas e SIGs

Usadas para determinar a localização precisa

Coordenadas planas

Como converter entre os dois sistemas?


Projeção Procedimento para transformar coordenadas geodésicas esféricas para coordenadas planas.

Distorce algumas propriedades dos mapas: direçãodistânciaárea

Projeção que distorce todas as propriedades por igual

Projeção que minimiza a distorção das direções em prejuízo da distância e da área

Como converter entre os dois sistemas?


Projeção cilíndrica: resulta da projeção da superfície esférica num cilindro.

Sistema UTM


•O sistema de projeção UTM foi recomendado pela União Geodésica e Geofísica Internacional (UGGI) na IX Assembléia de Bruxelas, 1951.

•Trata-se de um sistema conforme, ou seja, que conserva a forma ou ângulos, e as deformações lineares são pequenas. Esta foi a principal razão de sua rápida adoção por quase todos os países do mundo.

•A projeção UTM baseia-se no cilindro transverso secante ao elipsóide terrestre. Os paralelos e meridianos são representados ortogonalmente segundo linhas retas.

Sistema UTM


Sistema de Coordenadas Planas - UTM

As Coordenadas UTM definem duas dimensões horizontais: a coordenada X é chamada Este e a coordenada Y é chamada norte.

O elipsóide terrestre é dividido em 60 fusos parciais com 6º de amplitude cada um.

Localizações dentro de uma zona UTM são medidas (em metros) da distância do meridiano central e do equador.

Cada zona UTM é identificada por um número Minas Gerais – Zona 23 K


Coordenadas UTM


Coordenadas UTM

Origem de coordenadas no cruzamento do equador e meridiano central do fuso, acrescidos os valores de 10.000.000 m no eixo norte-sul e 500.000 m no eixo leste-oeste.


Eastings: medidos desde o meridiano central(500 km “falso leste” para assegurar coord. positivas)

Northings: medidos a partir do equador(10 000 km “norte falso” para locais ao sul do equador)

meridiano central: 99º O (longitude)

NAD-83 Zona – 14 R

Easting: 121 161 m(desde o meridiano central)+ 500 000 m(falso leste)= 621 161 m

Northing: 3 349 894 m(desde o equador)

Zona 14: estende-se de 96 a 102º O (longitude)

Coordenadas UTM

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