Devido às irregularidades da superfície terrestre utilizam-se modelos para a sua representação, mais simples, regulares e geométricos e que mais se aproximam da forma real para efectuar os cálculos. No estudo da forma e dimensão da Terra, podemos considerar quatro tipos de superfície ou modelo para a sua representação. São eles: Modelo Real; Modelo Geóidal; Modelo Elipsoidal e Modelo Esférico.

Modelo Real

Este modelo permitiria a representação da Terra tal qual ela se apresenta na realidade, ou seja, sem as deformações que os outros modelos apresentam. No entanto, devido à irregularidade da superfície terrestre, o modelo real não dispõe, até o momento, de definições matemáticas adequadas à sua representação. Em função disso, outros modelos menos complexos foram desenvolvidos.

Modelo Geóidal

O modelo Geóidal é definido teoricamente como sendo o nível médio dos mares em repouso, prolongado através dos continentes. Não é uma superfície regular e é de difícil tratamento matemático. Considerado como a superfície de nível de altitude igual a zero e coincidente com o nível médio dos mares.

Gravimetria – É um método da Geodesia física para determinar os níveis do campo gravitacional da Terra e, com isto, determinar o geóide. O Geóide pode ser determinado com precisão de poucos centímetros, através de medições gravimétricas de pontos bem distribuídos sobre a Terra. A densidade de pontos é muitíssimo importante para a determinação do geóide.

O Geóide é utilizado como referência para as altitudes ortométricas (distância contada sobre a vertical, do Geóide até a superfície física no ponto considerado.

Modelo Elipsoidal

É o mais usual de todos os modelos que serão apresentados. Nele, a Terra é representada por uma superfície gerada a partir de um elipsóide de revolução, com deformações relativamente maiores que o modelo geoidal. Entre os elipsóides mais utilizados para a representação da superfície terrestre estão os de Bessel.

Modelo Esférico

Este é um modelo bastante simples, onde a Terra é representada como se fosse uma esfera. O produto desta representação, no entanto, é o mais distante da realidade, ou seja, o terreno representado segundo este modelo apresenta-se bastante deformado no que diz respeito à forma das suas feições e à posição relativa das mesmas. Um exemplo deste tipo de representação é os globos encontrados em livrarias e papelarias.

Referências Geodésicas e Altimétricas

O termo geodésica é usado também em Matemática para a medição e o cálculo acima de superfícies, curvas usando métodos semelhantes aqueles usados a superfície curva da terra. Em física a geodesia é o nome da trajectória recta no espaço curso de corpos como terra.

A geodesia fornece suas teorias e os seus resultados de medição e cálculo, dando a referência geométrica para as demais geociências e aplicações, como a geomática, os sistemas de informação geográfica, o cadastro, o planejamento urbano e de obras de engenharia de construção, a navegação aérea marítima e rodoviária aplicações militares e programas espaciais.

As referências altimétricas são os pontos que dão origem ao levantamento altimétrico de uma superfície, com suas alturas referidas a uma superfície de nível arbitrária (cotas) ou ao nível médio do mar (altitudes).

Referência de Nível (RN)

As referências de nível (RN) são marcas características de metal (latão ou bronze) cravadas em pilares de concretos erguidos nos extremos das secções ou (obras de arte, monumentos, estações ferroviárias ou rodoviárias) pontos notáveis dos percursos de linhas geodésicas. Abaixo é ilustrada a materialização de uma Referência de Nível.

Medição de ângulos e distâncias

Medições de ângulos em topografia consideram-se apenas dois tipos de ângulos, contidos em dois planos: Projecção vertical Horizontal (planimetria) – ângulos horizontais ou azimutais; Vertical (altimetria) – ângulos verticais ou zenitais. Projecção horizontal.

Medição de ângulos na avaliação de ângulos devem distinguir-se duas espécies de ângulos: Os que os alinhamentos fazem entre si; Os que os alinhamentos fazem com uma direcção constante, tomando estes a designação particular de direcções;

Ângulos e distâncias instrumentos de medição de ângulos Bússola Nível Teodolito Giroteodolito (giroscópio integrado para determinação do norte) Estação total.

Medições de ângulos azimutais os métodos de medição de ângulos horizontais podem classificar-se do seguinte modo: Medição de ângulos isolados na Medição simples (luneta direita e invertida); n Método do ângulo duplo; n Método da repetição (luneta direita e invertida). Nota: A medição com luneta direita e invertida permite eliminar os erros de colimação, de inclinação e de excentricidade do eixo óptico.

Medições de ângulos azimutais os métodos de medição de ângulos horizontais podem classificar-se do seguinte modo: Medição de ângulos em volta de um ponto (observações múltiplas): n Método dos giros no horizonte; n Método das medidas à mesma referência; n Método das combinações binárias ou de Schreider. Este método destina-se à observação de ângulos que concorrem no mesmo ponto. Permite eliminar possíveis erros de construção.

 Medição de ângulos azimutais método dos giros no horizonte Consiste em observar todas as direcções partidas da estação, uma após a outra, num determinado sentido, e em referir todas as direcções observadas à origem ou referência. Leitura directa progressiva Leitura inversa regressiva.

Medição de ângulos azimutais método dos giros no horizonte Por simples diferença obtêm-se os ângulos formados pelas direcções entre si. Leitura directa progressiva Leitura inversa regressiva

Medição de ângulos azimutais método dos giros no horizonte As séries de visadas são feitas no sentido crescente da graduação ou no sentido contrário, com a luneta direita ou invertida. Leitura directa progressiva Leitura inversa regressiva

Medição de ângulos azimutais método dos giros no horizonte A média das medidas dos ângulos obtidos pelos vários tipos de giros elimina os erros residuais do aparelho. Leitura directa progressiva Leitura inversa regressiva.

Medida Directa de Distâncias

Durante a medição de uma distância utilizando uma trena, é comum o uso de alguns acessórios como: piquetes, estacas testemunhas, balizas e níveis de cantoneira.

A medida de distâncias de forma directa ocorre quando a mesma é determinada a partir da comparação com uma grandeza padrão, previamente estabelecida, através de trenas ou diastímetros.

Piquetes

Os piquetes são necessários para marcar convenientemente os extremos do alinhamento a ser medido. Estes apresentam as seguintes características:

• Fabricados de madeira roliça ou de secção quadrada com a superfície no topo plana;
• Assinalados (marcados) na sua parte superior com taxinhas de cobre, pregos ou outras formas de marcações que sejam permanentes;
• Comprimento variável de 15 a 30 cm (depende do tipo de terreno em que será realizada a medição);
• Diâmetro variando de 3 a 5 cm;
• É cravado no solo, porém, parte dele (cerca de 3 a 5 cm) deve permanecer visível, sendo que sua principal função é a materialização de um ponto topográfico no terreno.

Estacas Testemunhas

São utilizadas para facilitar a localização dos piquetes, indicando a sua posição aproximada. Estas normalmente obedecem as seguintes características:

• Cravadas próximas ao piquete, cerca de 30 a 50 cm;
• Comprimento variável de 15 a 40 cm;
• Diâmetro variável de 3 a 5 cm;
• Chanfradas na parte superior para permitir uma inscrição, indicando o nome ou número do piquete. Normalmente a parte chanfrada é cravada voltada para o piquete.

Planimetria

O termo planimetria é formado por dois conceitos: plano e metria. O plano é a representação gráfica de um espaço, já a metria se refere a um sufixo que expressa medida. Consequentemente, a planimetria significa um modo de medir os planos. Em outras palavras, a palavra planimetria vem a ser um método de trabalho para fazer planos. Entretanto, não há um único método e sim vários.

Em primeiro lugar, na planimetria se utiliza o método de radiação através do qual se medem ângulos e distâncias a partir de um ponto central. Em segundo lugar, emprega-se o método do itinerário que serve para relacionar e unir uma série de pontos dentro de um quadro geográfico. Por último, está o método de intersecção, um sistema de medição que permite estabelecer pontos planos em relação a superfícies muito extensas.

De qualquer forma, a planimetria reproduz informação topográfica através de pontos, rectas, diagonais e curvas que fazem referência a uma superfície de um terreno qualquer. A planimetria conta com três planos diferenciados: o plano coronal que divide a parte dianteira e traseira; o plano mediano que divide a lateralidade e o plano horizontal que divide o corpo em sua parte superior e inferior.

Mapas e Cartas

Carta é a representação no plano, em escala média ou grande, dos aspectos artificiais e naturais de uma área tomada da superfície de um corpo celeste, subdividida em folhas delimitadas por linhas convencionais paralelas e meridianos com a finalidade de possibilitar a avaliação de pormenores, com grau de precisão compatível com a escala, e apresenta as seguintes características: Representação plana; escala média ou grande; Desdobramento sistemático em folhas articuladas; Limites das folhas constituídas por linhas convencionais; Avaliação precisa de direcções, distâncias e localização de pontos, áreas e detalhes; Geralmente, faz parte de um mapa.

Mapas e seus tipos.

Mapa é a representação no plano, normalmente em escala pequena, dos aspectos geográficos, naturais, culturais e artificiais de uma área tomada na superfície de um corpo celeste, delimitada por elementos físicos ou culturais, destinada aos mais variados usos cuja as características corresponde a: Representação plana; Geralmente em escala pequena (grandes áreas); Área delimitada por acidentes naturais (bacias, planaltos ou chapadas,) e divisas político-administrativas; Destinado a fins educativos, culturais, ilustrativos e planejamento e tomada de decisão. Os mapas, de acordo com seus objectivos e finalidades, podem ser divididos em três tipos: mapas gerais, especiais e temáticos.

Mapa Geral – As informações contidas nesses mapas são muito genéricas, não permitindo aos especialistas, ao consola-lo, obterem informações detalhadas. Normalmente são mapas que apresentam escalas reduzidas, menores do que 1:1.000.000. Os principais elementos representados nestes mapas são: divisão política, capitais e cidades de destaque, principais rodovias e ferrovias e algumas informações da parte física (rios, relevo, vegetação).

Mapa Especial – atende a um reduzido número de pessoas, em geral técnicos, como geógrafos, meteorologistas, biólogos, geólogos e outros profissionais que se utilizam de mapas. As informações contidas nestes mapas estão relacionadas a estudos específicos e técnicos, sendo de pouca valia às pessoas fora da especialidade a que se destina.

Normalmente, este tipo de mapa e construído em escala grande, maior do que 1:250.000.

Mapa Temático – é construído a partir de um mapa base, normalmente com informações políticas e hidrográficas, no qual são cartografados os demais fenómenos geográficos. Dependendo da área, podendo ser aspectos geológicos, demográficos, cobertura vegetal. Normalmente este tipo de mapas é construído em qualquer escala.

Projecções cartográficas

As projecções cartográficas são, portanto, o traço sistemático de linhas referentes ao globo terrestre em uma superfície plana. É a forma de representação do planeta – ou uma parte dele – em um mapa. O objectivo fundamental de uma Projeção Cartográfica é  o dedeterminar as relações biunívocas.

As projecções cartográficas permitem representar a superfície esférica da Terra em um plano, ou seja, no mapa; elas são a base para a confecção de um mapa, constituindo uma rede sistemática de paralelos e meridianos, permitindo que esses sejam desenhados. As representações da superfície terrestre em mapas apresentam algumas distorções. As diferentes projecções cartográficas foram desenvolvidas com o intuito de minimizar as distorções ocorridas durante a produção de um mapa e, principalmente, fazer com que essas distorções sejam conhecidas. Mas nenhuma delas é capaz de evitar a totalidade das deformações.

As principais projecções cartográficas são:

Projecção Cilíndrica – O plano da projecção é um cilindro envolvendo a esfera terrestre. Após realizada a projecção dos paralelos e meridianos do globo para o cilindro, este é aberto ao longo de um meridiano, tornando-se um plano sobre o qual será desenhado o mapa.

Projecção Cónica – O plano da projecção é um cone envolvendo a esfera terrestre. Os paralelos são círculos concêntricos e os meridianos rectos convergem para o polo.

Projecção Plana ou Azimutal – O plano da projecção é um plano tangente à esfera terrestre. Os paralelos são círculos concêntricos e os meridianos rectos irradiam-se do polo.

Modelos de representação do relevo no mapa ou carta

O relevo da superfície terrestre é uma feição contínua e tridimensional. Existem diversas maneiras para representar o mesmo sendo as mais usuais as curvas de nível e os pontos cotados.

Diferentes formas de representação do relevo

Ponto Cotado é a forma mais simples de representação do relevo; as projecções dos pontos no terreno têm representado ao seu lado as suas cotas ou altitudes. Normalmente são empregados em cruzamentos de vias, picos de morros.

Perfis transversais são cortes verticais do terreno ao longo de uma determinada linha. Um perfil transversal é obtido a partir da intersecção de um plano vertical com o terreno. É de grande utilidade em engenharia, principalmente no estudo do traçado de estradas.

Durante a representação de um perfil, costuma-se empregar escalas diferentes para os eixos X e Y, buscando enfatizar o desnível entre os pontos, uma vez que a variação em Y (cota ou altitude) é menor. Por exemplo, pode-se utilizar uma escala de 1:100 em X e 1:10 em Y.

Curvas de nível forma mais tradicional para a representação do relevo. Podem ser definidas como linhas que unem pontos com a mesma cota ou altitude. Representam em projecção ortogonal a intersecção da superfície do terreno com planos horizontais. A diferença de cota ou altitude entre duas curvas de nível é denominada de equidistância vertical, obtida em função da escala da carta, tipo do terreno e precisão das medidas altimétricas.

Elevação e depressão

 As curvas de nível podem ser classificadas em curvas mestras ou principais e secundárias. As mestras são representadas com traços diferentes das demais (mais espessos, por exemplo), sendo todas numeradas.

Bibliografia

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 13133: Execução de        levantamento topográfico. Rio de Janeiro: 1994. 35 p.

BARBOSA, L. G. Proposta de unificação do sistema altimétrico da Grande. São            Paulo: 1996. 107 p.

GAUMET, F. – Traité de Topographie. Paris, E. Lainéet Cie, s.d.

GEMAEL, C. Introdução à Geodésia Geométrica. Universidade Federal do Paraná. Curso de Pós-       Graduação em Ciências Geodésicas. Curitiba, 1987.

MATOS, João Luís Gustavo de – Aplicação Cartográfica do Sistema de Posicionamento Global.          Lisboa, (ciclostilado), 1993.