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Apresentação primeira aula da disciplina SIG Aplicado ao Meio Ambiente - Eng. Ambiental - UFPR - 1o. Semestre 2008.
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1
SIG APLICADO AO MEIO AMBIENTESIG APLICADO AO MEIO AMBIENTE
Profa.Profa. Dra.Dra. Maria Cecília Bonato BrandalizeMaria Cecília Bonato Brandalize20082008
-2-
Conceitos de Geoprocessamento. Conceitos de SIG. Fontes de Dados Georreferenciados: Topografia, Geodésia (GPS), Cartografia, Fotogrametria e Sensoriamento Remoto. Estruturas de Dados Geográficos. Bancos de Dados Geográficos. Sensoriamento Remoto: Sensores e Imagens. Noções de Processamento Digital de Imagens. Base de Dados Raster. Análise Espacial: Desenvolvimento de Aplicativos.
A DisciplinaA Disciplina
EmentaObjetivosProgramaMetodologiaAvaliaçãoBibliografia
2
-3-
Proporcionar ao estudante de Engenharia Ambiental noções sobre a importância do geoprocessamento e dos sistemas de informações geográficas na concepção de uma base de dados que sirva de subsídio ao planejamento ambiental e, conseqüentemente, ao desenvolvimento sustentável.
Proporcionar ao estudante de Engenharia Ambiental noções sobre a integração e tratamento de dados geográficos, bem como, sobre a geração de produtos com vistas ao planejamento ambiental .
A DisciplinaA Disciplina
EmentaObjetivosProgramaMetodologiaAvaliaçãoBibliografia
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As aulas serão ministradas tendo como recursos didáticos: quadro negro, retroprojetor e projetor multimídia.Como suporte às aulas e às avaliações de aprendizagem serão utilizadas algumas bibliografias (indicadas na seqüência).O material encontrado em formato digital será oportunamente disponibilizado ao aluno para o devido acompanhamento das aulas.Eventualmente poderão ser agendadas, no dia e horário das aulas, palestras proferidas por especialistas em alguns temas de interesse do programa ou visitas a empresas .
A DisciplinaA Disciplina
EmentaObjetivosProgramaMetodologiaAvaliaçãoBibliografia
3
-5-
A DisciplinaA Disciplina
EmentaObjetivosProgramaMetodologiaAvaliaçãoBibliografia
Para avaliação da aprendizagem do aluno serão utilizados os seguintes instrumentos:
Trabalhos Práticos (individuais ou em grupos)Trabalhos Teóricos (individuais)Apresentação de Seminários (duplas)*Resolução de Exercícios (individual)Provas (individuais)
-6-
A DisciplinaA Disciplina
EmentaObjetivosProgramaMetodologiaAvaliaçãoBibliografia
Básica:CÂMARA, G. et al. Anatomia de Sistemas de Informação Geográfica. Campinas: INPE, 1996.CONCEIÇÃO, C. L. da; SOUZA, J. L. S. de. Noções Básicas de Coordenadas Geográficas e Cartografia. Porto Alegre: 2000.DUARTE, P. A. Fundamentos de Cartografia. Florianópolis: UFSC, 2002.ERBA, D. A. Topografia para Estudantes de Arquitetura, Engenharia e Geologia. 2003.FITZ, P. R. Cartografia Básica. Canoas: La Salle, 2000.FLORENZANO, T. G. Imagens de Satélite para Estudos Ambientais. São Paulo: 2002.LOCH, C.; ERBA, D. A. Cadastro Técnico Multifinalitário Urbano e Rural. Cambridge: LILP, 2007.MARTINELLI, M. Mapas da Geografia e Cartografia Temática. São Paulo: Contexto, 2003.MOREIRA, M. A. Fundamentos do Sensoriamento Remoto e Metodologias de Aplicação. Viçosa: UFV, 2003.RAMOS, C. da S. Visualização Cartográfica e Cartografia Multimídia: Conceitos e Tecnologias. São Paulo: UNESP, 2005.
4
-7-
Básica:ROCHA, C. H. B. Geoprocessamento: Tecnologia Interdisciplinar. Juiz de Fora: 2000.SANTOS, R. F. dos. Planejamento Ambiental: Teoria e Prática. São Paulo: 2004.SILVA, A. de B. Sistemas de Informações Geo-referenciadas: Conceitos e Fundamentos. Campinas: 1999.SILVA, J. X. da. Geoprocessamento para Análise Ambiental. Rio de Janeiro: 2001.
Sítios Recomendados:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE: www.inpe.br/Engesat Imagens de Satélite: http://www.engesat.com.br/Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - EMBRAPA: http://www.embrapa.br/EMBRAPA Meio Ambiente: http://www.cnpma.embrapa.br/Esteio Engenharia e Aerolevantamentos S.A.: http://www.esteio.com.brInstituto Brasileiro de Geografia e Estatística - IBGE: http://www.ibge.gov.br/home/
A DisciplinaA Disciplina
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A DisciplinaA Disciplina
EmentaObjetivosProgramaMetodologiaAvaliaçãoBibliografia
1. Topografia1.1. Conceitos1.2. Elementos da Planta Topográfica1.3. Estudo do Modelado do Terreno: Perfil,
Declividades e Curvas de Nível1.4. Leitura de Plantas Topográficas
2. Geodésia por Satélites2.1. Conceitos2.2. Sistema de Posicionamento Global (GPS)2.3. Levantamentos GPS
5
-9-
A DisciplinaA Disciplina
EmentaObjetivosProgramaMetodologiaAvaliaçãoBibliografia
3. Cartografia3.1. Conceitos3.2. Características Geométricas da Terra:
Datum, Sistema de Coordenadas, Projeções
3.3. Cartografia Básica ou de Referência3.4. Cartografia Temática3.5. Cartografia Cadastral
4. Fotogrametria4.1. Conceitos4.2. Fotogrametria Aérea4.3. Fotogrametria Terrestre4.4. Fotointerpretação4.5. Principais Produtos
-10-
A DisciplinaA Disciplina
EmentaObjetivosProgramaMetodologiaAvaliaçãoBibliografia
5. Sensoriamento Remoto5.1. Conceitos5.2. Principais Sistemas Imageadores5.3. Principais Sistemas Não Imageadores5.4. Principais Produtos
6. Geoprocessamento6.1. Conceitos6.2. Sistemas de Informações Geográficas6.3. Estruturas de Dados Geográficos6.4. Bancos de Dados Geográficos6.5. Relações Espaciais6.6. Funções de Análise Espacial6.7. Aplicativos
6
-11-
1. Topografia
1.1. Conceitos1.2. Elementos da Planta Topográfica1.3. Estudo do Modelado do Terreno
PerfisDeclividadesCurvas de Nível
1.4. Leitura de Plantas Topográficas
-12-
1.1. Conceitos
Topografia é a ciência que descrevedescreve, de forma exataexata e minuciosaminuciosa, a superfície ou sub-superfície do terreno.
ê
Finalidade: determinar o contorno (limites), as dimensões(área) e a posição relativa ou absoluta de uma porção limitada
da superfície terrestre (projetos).ê
Importância: base para a elaboração e assentamento de qualquer projeto de Engenharia.
7
-13-
1.1. Conceitos
Topografia x GeodésiaTopografia x Geodésia
Topografia: se ocupa com o levantamento de pequenas pequenas porções do terrenoporções do terreno, considerando a Terra plana.
Geodésia: se ocupa com o levantamento de grandes porçõesgrandes porçõesdo terrenodo terreno, considerando a Terra esférica.
-14-
1.1. Conceitos
Topografia x GeodésiaTopografia x Geodésia
Superfície Topográfica
Planta Topográfica
8
-15-
1.1. Conceitos
Topografia x GeodésiaTopografia x Geodésia
Utilizam os mesmos métodos e equipamentos de medida, porém, na Geodésia, as medidas devem ser corrigidas da
curvatura terrestre.
LevantamentoPlanimétricoPlanimétrico: pontos e feições são levantados e projetados
segundo suas coordenadas planimétricas (X, Y)AltimétricoAltimétrico: pontos e feições são levantados e projetados
segundo suas coordenadas altimétricas (Z)
-16-
1.1. Conceitos
Topografia x GeodésiaTopografia x Geodésia
Planimetria + Altimetriaê
Plano-altimetria ou Planialtimetria ou Topometriaê
Estudo das formas da superfície terrestre e das leis que regem o seu modelado
ê
TOPOLOGIATOPOLOGIA
9
-17-
1.2. Elementos da Planta Topográfica
Planta Topográfica: é toda representação da superfície terrestre realizada até a escala 1:25.000
Hidrografia
Estradas
Vegetação
Urbanização
Curvas de Nível
Toponomínia
-18-
1.2. Elementos da Planta Topográfica
Relevo: curvas de nível ou sombreado
10
-19-
1.2. Elementos da Planta Topográfica
Título e Nomenclatura
Malha Coordenadas
Escala e Projeção
-20-
1.2. Elementos da Planta Topográfica
ConvençõesCartográficas
11
-21-
1.2. Elementos da Planta Topográfica
ArticulaçãoeSituação
Orientação
-22-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Perfil TopográficoPerfil Topográfico
É a representação gráficarepresentação gráfica do relevo terrestrerelevo terrestre, expresso sobre uma única linha traçada sobre o terreno
ê
Longitudinal e Transversal
O perfil topográfico permite visualizar o relevo em cortevisualizar o relevo em corte, ou seja, através de um ponto de vista frontal
12
-23-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Perfil TopográficoPerfil Topográfico
Gráfico → Eixos Perpendiculares (x e y)ê
Eixo X: representa as distâncias horizontais entre os pontos do terreno sobre a linha
Eixo Y: representa as diferenças de nível entre estes mesmos pontos
Escala (x e y): Ex = Ey; Ex > Ey; Ex < Ey
-24-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Ponto Altitude Distância
1
2
3
4
5
100 m
105 m
110 m
120 m
115 m
25 m
50 m
35 m
40 m
-
Altitude
Distância1 2 3 4 5
+
+ + + +1:10001:500
100
+
+
+
+
105
110
115
120
+
•
•
•
•
•
ElaboraçãoTabela de Valores
Perfil
13
-25-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
DeclividadeDeclividade
Representa, em grausgraus ou em porcentagemporcentagem, a inclinação do relevo entre dois pontos
ê
o DNd arc.tg.DH
=
DNd% .100DH
=
-26-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
DeclividadeDeclividade
Extremamente Forte> 21,8> 40FF
Muito Forte11,3 a 21,820 a 40EEForte06,8 a 11,312 a 20DD
Moderada a Forte03,4 a 06,806 a 12CCModerada01,7 a 03,403 a 06BB
Fraca< 01,7< 03AA
InclinaInclinaçção Relevoão RelevoDeclividade (Declividade (°°))Declividade (%)Declividade (%)ClasseClasse
Garcia & Piedade (1978)
14
-27-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Ponto Altitude Distância
1
2
3
4
5
100 m
105 m
110 m
120 m
115 m
25 m
50 m
35 m
40 m
-
Altitude
Distância1 2 3 4 5
+
+ + + +
100
+
+
+
+
105
110
115
120
+
•
•
•
•
•
DeclividadeTabela de Valores
Perfil
DH
DNrampa
d=5,71° d=10%
d
-28-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível
Superfície Topográficaê
É a superfície que não pode ser representada por equações em virtude de sua forma geometricamente
indeterminável.ê
É a superfície naturalsuperfície natural do terreno → Relevo
15
-29-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de Nível Curvas de Nível →→ Representação 2D do Relevo
Curvas de Nível
Planos NiveladoseEqüidistantes
• •
• •
Ponto CotadoCCI < h < CCS10m < h < 20m
Ponto Notável
•+ +
+++
-30-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nívelê
São linhas curvas fechadas que unem pontos de mesmamesma cota (c) ou altitude (h).
São representadas na cor marrom ou sépia.
A eqüidistância vertical (EV) ou intervalo depende da escala de representação.
As cotas das curvas são sempre múltiplas de 1, 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100 ... → Números Inteiros
16
-31-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível: Características: Características
Mestras e IntermediáriasMestras e Intermediárias
Intermediária
Mestra
As únicas curvas com cota aparentesão as mestras. Para saber a cota das
curvas intermediárias, é necessárioanalisar a cota das curvas mestras
que as compreendem.Qual a cota das intermediárias?
Qual a EV destas curvas?
720
740
760
780
-32-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível: Características: Características
Curvas Afastadas Curvas Afastadas →→ OndulaOndulaçção ão Suave do TerrenoSuave do Terreno
Curvas Próximas Curvas Próximas →→ OndulaOndulaçção ão Forte do TerrenoForte do Terreno
17
-33-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível: Características: Características
Duas curvas de nível jamais se cruzamCurvas de nível não convergem para formar uma
única curva (Exceção → Paredes Naturais)Curvas de nível iniciam e terminam no mesmo ponto
• • • •
-34-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível: Terminologias: Terminologias
VertenteVertente = Flanco = EncostaEncosta = Escarpa
CumeCume = Cimo = Crista
TalvegueTalvegue = Linha de Aguada
Divisor de ÁguasDivisor de Águas = Linha de Crista = Linha de Cumiada
SerraSerra → ContraforteContraforte → EspigãoEspigão
Colo = Quebrada = GargantaGarganta = Sela
18
-35-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível: Interpretação: Interpretação
ElevaçãoDepressão
sobedesce
-36-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível: Interpretação: Interpretação
Elevação
Depressão
19
-37-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível: Interpretação: Interpretação
Talvegue
VALE
Superfície que compreende um talvegue
Talvegue: linha que une os pontos mais baixos de um vale e onde se concentra a água da chuva ou a que aflora da sub-superfície e, que escorre
pelas encostas, formando os rios e córregos.
••
••
•
•
•
-38-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível: Interpretação: Interpretação
Talvegue ⇔ Vale
20
-39-
•
•
•
•
•
••
•
•
•
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível: Interpretação: Interpretação
Divisor DORSO
Superfície que compreende um divisor de águas
Divisor de Águas: linha que une os pontos mais altos de um dorso e onde a água proveniente da chuva é dividida para escoar por um ou por outro
lado da encosta, até chegar aos talvegues.
-40-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível: Interpretação: Interpretação
Divisor ⇔ Dorso
21
-41-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível: Interpretação: Interpretação
Garganta: local onde divisores de água se curvam fortemente mudando de sentido.
-42-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível: Interpretação: Interpretação
Parede de Rocha Natural: local onde o relevo é tão íngreme, que a representação das curvas de nível só é possível utilizando simbologia
especial.
22
-43-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Curvas de NívelCurvas de Nível: Interpretação: Interpretação
Aterro: local onde o relevo natural é alterado pelo acúmulo de material.
Corte: local onde o relevo natural é alterado pela retirada de material.
-44-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Divisores de ÁguasDivisores de Águas
EncostasEncostas
TalveguesTalvegues
23
-45-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Perfil sobre Curva de NívelPerfil sobre Curva de Nível
700 700710 720 710720670 670 670 680 690 690 680
670
680
690
700
710
720
−
−
−
−
−
−
• • ••
••
•• •
••
••
-46-
1.3. Estudo do Modelado do Terreno
Perfil sobre Curva de NívelPerfil sobre Curva de Nível
24
-47-
1.4. Leitura de Planta TopográficaTomando como base a figura ao lado e suas
indicações, identifique:1. A eqüidistância vertical (EV) das curvas de
nível (metros).2. A curva mestra de menor cota (metros).3. A curva mestra de maior cota (metros).4. A curva intermediária de maior cota
(metros).5. A curva intermediária de menor cota
(metros).6. O ponto cotado de menor cota (metros).7. O ponto cotado de maior cota (metros).8. As flechas de número 1, 2 e 3 indicam terreno
em aclive ou declive?9. As linhas tracejadas de número 1, 2 e 3
indicam a presença de talvegue ou divisor de águas?
10. Reforce, utilizando caneta preta, as curvas mestras presentes na carta.
1
2
3
1
2
3
-48-
1.4. Leitura de Planta TopográficaTomando como base a figura ao lado:
1. Desenhe o perfil longitudinal do terreno com base na linha AB traçada sobre a figura.
2. Determine a declividade do terrenoentre os pontos cotados assinalados: 1 e 2; 3 e 4; 5 e 6.
3. Classifique as declividades segundo o modelo de classificação proposto por Garcia & Piedade (1978).
1
5
3
4
2
6
A B
25
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1.4. Leitura de Planta Topográfica
Trabalho PráticoTrabalho Práticoê
Sorteio de uma carta topográfica 1:50.000 (uma para cada aluno) em formato DWG (AutoCAD);
Impressão da carta topográfica, no formato A1, em duas vias coloridas;
Entrega das impressões, com o nome do aluno no verso, na próxima aula;
Sobre estas impressões serão realizados os trabalhos práticos das próximas semanas.
-50-
1.4. Leitura de Planta Topográfica
Trabalho PráticoTrabalho Práticoê
A professora irá traçar uma linha sobre uma das cópias coloridas, indicando o local sobre o qual deverá ser elaborado o perfil do
terreno.A professora indicará quais são os pontos, ao longo da linha
traçada, que deverão ser utilizados para o cálculo das declividades (1-2, 2-3, 3-4).
Isto será feita para cada aluno individualmente, portanto, manter a calma e esperar a sua vez.
A escala de X deverá ser a mesma da planta (1:50.000), enquanto a escala de Y deverá ser 10 vezes maior.
Interpretar a cota das curvas de nível, analizando o intervalo entre as mestras (a interpretação faz parte do trabalho).