Módulo 1 - Noções Básicas de Cartografia

Referências:

Brito, Marialda da Silva; Menezes, Paulo Márcio Leal de. A simbologia dos programas dedicados ao mapeamento temático.

DUARTE, P. A. Conceituação de Cartografia Temática. Geosul. nº 11. Revista do Departamento de Geociências. Santa Catarina: UFSC, 1999.

Engenharia cartográfica – UFPR, Apostila de Cartografia disponível em: www.cartografica.ufpr.br/docs/ctematica/ap_cartografia.pdf

http://www.ptr.poli.usp.br/ptr/SITE-ANT/Cursos/SensoriamentoRemoto/Cartografia/glossario/glossario_i.htm, acesso em 15/05/09

Rosa, Roberto, CARTOGRAFIA BÁSICA, Universidade Federal de Uberlândia, Instituto de Geografia, Laboratório de Geoprocessamento. Fev/2004, disponível em : www.ig.ufu.br/lgeop/apostilas/Cartografia.pdf, acesso em 13/05/09.

SANCHEZ, M. C. A Cartografia como técnica auxiliar da Geografia. Boletim de Geografia Teorética. Rio Claro, 1973.

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - IBGE http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/cartografia/glossario/glossario_cartografico.shtm - acesso em 03/06/09.

http://www.geografia.fflch.usp.br/carta/elementos/norte_verdadeiro.htm - acesso em 03/06/09

http://www.aprh.pt/rgci/glossario/WGS84.html - acesso 03/06/09

Módulo 1 - Cartografia temática.

Módulo 1 - Noções Básicas de Cartografia

16. Cartografia temática.

Como se sabe, os mapas armazenam informações, e estas são representadas por símbolos cartográficos; sendo este uso denominado de comunicação cartográfica. No processo de comunicação cartográfica, o conjunto dos símbolos cartográfico forma, o que se denomina, de linguagem cartográfica.

A comunicação ocorre quando a informação representada é entendida pelo usuário, ou seja, a realidade representada pelo cartógrafo é entendida pela realidade do usuário/leitor. Entretanto essa mutua comunicação, depende do objetivo delimitado para tal mapa; assim a primeira tarefa do cartógrafo é definir a finalidades do mapa. Após delimitar o propósito do mapa pode-se decidir quais as suas características que devem ser representadas no mapa, as quais atendem às necessidades dos usuários; além do mais se deve definir a classificação de tais informações a serem representadas, de acordo com suas semelhanças e diferenças.

Sabendo-se quais as características que compõe o mapa, temos informação suficiente para definir os símbolos cartográficos, que são divididos em três aspectos: a dimensão espacial (fenômenos podem ser pontuais, lineares,de área ou volumétricos)l; o nível (ou escala) de medida; as variáveis visuais (variações visuais). Aqui trataremos de discutir as variáveis visuais que são nada mais do que se chama em cartografia de variações gráficas dos pontos, linhas ou áreas.

Estas variáveis gráficas são escolhidas de maneira que haja uma correspondência direta entre as variações das feições representadas e as variações gráficas das primitivas gráficas estimulando diferentes raciocínios e, portanto, diferentes entendimentos do comportamento espacial da feição.

Assim tem-se as seguintes variáveis:

· Tamanho: estimula um raciocínio visual de ordem de grandeza, em geral é utilizado para representar dados quantitativos, traduzindo a proporção entre as classes dos diversos elementos cartográficos. Para a sua representação, usam-se as formas básicas (círculos, quadrados, retângulos, triângulos), conferindo-lhe tamanhos proporcionais ao valor dos dados. Varia do grande, médio, pequeno.

·Dimensões da cor: o conhecimento sobre as cores deve ser mais preciso do que o uso das cores no nosso cotidiano. Conseqüentemente, não é suficiente definirmos as cores e suas variações pelas suas denominações da linguagem, ou seja não é suficiente definirmos que a vegetação será representada em verde, com os diferentes tipos de vegetação variando do verde claro ao verde escuro, e os rios em azul. Assim as cores são definidas segundo 3 dimensões, denominadas de tom (ou matiz), luminosidade (ou valor) e saturação de cor.

O tom de cor é definido como sendo a variação qualitativa da cor, Os tons de cores são usualmente representados por um diagrama denominado de círculo de cores.

Fonte Engenharia cartográfica - UFPR

A luminosidade da cor (ou valor da cor) é definida como a quantidade de luz branca incidente na cor, ou seja, é o que chamamos de claro ou escuro das cores.

Variação em luminosidade
Fonte: Engenharia cartográfica - UFPR

Já saturação de cor é definida como o quanto a cor se afasta da cor neutra e, outras palavras, nós podemos dizer que a saturação de cor diz respeito à pureza da cor.

Variação em saturação de um tom de cor
Fonte: Engenharia cartográfica - UFPR

· Forma: aplicada a símbolos pontuais, usada para representar dados qualitativos (associativos). Pode agrupar variações geométricas ou não. Em geral são múltiplas e diversas, porém não devem ser muitas, restringindo-se ao Maximo de seis por representação cartográfica realizada.

Módulo 1- Introdução ao Geoprocessamento

Módulo 1- Noções Básicas de Cartografia

14 O que é geoprocessamento?

Consiste em uma ferramenta de auxilio no tratamento, manuseio, organização, procura e análise de dados em alta velocidade, utilizando-se para isso o Sistema de Informações Geográficas (SIG). Tornando-se fundamental o emprego de mapas temáticos resultantes das técnicas de geoprocessamento, para concluir os efeitos das transformações naturais e/ou realizadas pelo homem, em uma determinada área.
É o conjunto de ferramentas que integram coleta e processamento de dados espaciais e não espaciais a cerca da Terra. Envolve ferramentas de sensoriamento remoto (imagens de satélite e fotografias aéreas), geodésia por satélite (posicionamento de precisão – GPS), cartografia digital, topografia automatizada, sistemas de informação geográfica e manuseio de banco de dados.

15. O que é um SIG (Sistema de Informações Geográficas)?

É um sistema de captação, armazenamento, manipulação, análise e apresentação de dados ou informações referentes às relações em uma natureza geográfica. .As características dos SIG’s são basicamente a interação numa mesma base de dados às informações espaciais provenientes de dados cartográficos. Oferecendo assim formas de e mecanismos para combinar as diversas informações, através de algoritmos de manipulação e análise, bem como para consultar, recuperar, visualizar e plotar o conteúdo da base de dados georreferenciados.

16. O que é sensoriamento remoto?
Trata-se de uma forma de obter informações de um objeto ou alvo, sem que haja contato físico com o mesmo. As informações são obtidas utilizando-se a radiação eletromagnética refletida e/ou emitida pelos alvos, geradas por fontes naturais como o Sol e a Terra, ou por fontes artificiais como, por exemplo, o radar.
O sensoriamento remoto envolve basicamente duas fases: aquisição de dados e a fase de utilização. Na fase de aquisição são fornecidas as informações referentes à radiação eletromagnética, aos sistemas sensores, ao comportamento espectral dos alvos, a atmosfera, etc. Na fase de utilização são mencionadas as diferentes possibilidades de aplicação destes dados nas várias áreas do saber.
Os dados de sensoriamento remoto podem ser agrupados em quatro domínios ou resoluções: temporal (repetitividade com que o sistema sensor possui na obtenção de informações dos alvos); radiométrico, a (maior ou menor capacidade de um sistema sensor em detectar e registrar diferenças de reflectância e/ou emitância dos elementos da paisagem); espectral, (melhor ou pior caracterização dos alvos em função da largura espectral e/ou número de bandas em que opera o sistema sensor); espacial ou geométrico (a mínima distância entre dois objetos (alvos) que um sensor pode registrar como sendo objetos distintos).

17. O que é imagens de satélite?
É a imagem captada por meio de sensoriamento remoto, via satélite artificial, sendo codificada e transmitida para uma estação rastreadora na Terra.

Módulo 1- Escala

Módulo 1- Noções Básicas de Cartografia

13. O que é escala?

Relação entre a distância entre dois pontos quaisquer no mapa, com a correspondente distancia na superfície da Terra. Traduzida, em geral, por uma fração, significa que essa fração representa a relação entre as distancias lineares da carta e as mesmas distâncias da natureza, ou seja: é uma fração em que o numerador representa uma distância no mapa, e o denominador a distância correspondente no terreno, tantas vezes maior, na realidade, quando indica o valor representado no denominador.
Exemplo: A escala é 1:50000, indica que a medida na carta é 50000 vezes maior no terreno.

13.1- Classificação das escalas:

a) Escala numérica: vem representadas pelo enunciado da própria fração, tendo a vantagem de informar imediatamente o numero de reduções que a superfície real sofreu. Entretanto é imprópria para processos de fotocópia, visto a ampliação ou redução que ocorre do original.
Ex: 1:25.000
Cálculos envolvendo escala:
· Escala: E = d/D onde:
· Distancia real: D = d/E

· Distancia no mapa: d= E x D

Onde:

E é a escala

D é a distancia real
d é a distancia no papel

OBS: Lembrando que se utiliza na escala, a fração como um todo, por exemplo, 1:20.000, e não apenas 20.000.

b) Escala gráfica: representada por segmento de régua graduado, podendo-se medir diretamente no mapa quaisquer distâncias no terreno, na medida representada. Pode-se, por exemplo, determinar a distancia entre dois pontos, em linha reta, com uma simples tira de papel, na qual marcamos esse alinhamento e comparando-o com a escala gráfica, teremos a medida real no terreno.

13.2 - Relação entre escala pequena e escala grande

Uma escala será maior quando indica uma redução menor, por sua vez uma escala menor será aquela que indicar uma maior redução.
Ex: 1:10000 é uma escala grande, enquanto que 1:1.000.000 é uma escala pequena.

Módulo 1 - Tipos de norte e projeções

Módulo 1 - Noções Básicas de Cartografia

6.Tipos de nortes

Norte geográfico
Local onde converge o eixo imaginário de rotação da terra, e com direção tangente ao meridiano (geodésico) passante pelo ponto e apontado para o Pólo Norte.

Norte magnético
Existe ao longo da Terra um campo magnético que converge nos pólos magnéticos norte e sul, é por esses pólos que a agulha da bússola é atraída por estes pólos. Este tipo de norte tem direção tangente à linha de força do campo magnético passante pelo ponto e apontado para o Polo Norte Magnético (que por sua vez, muda de posição, anualmente cerca de 40Km).

12. Projeções

Permitem representar uma realidade esférica (Terra) numa superfície plana (papel), assim as projeções cartográficas são formas ou técnicas de representar a superfície terrestre em mapas; amenizando problemas do arredondamento do planeta na elaboração de mapas.
Pode-se dizer então que uma projeção cartográfica consiste num conjunto de linhas (paralelos e meridianos), que formam uma rede, sobre a qual são representados os elementos do mapa. A elaboração de um mapa/carta consiste em um método pelo qual se faz corresponder a cada ponto da superfície terrestre, como sendo a um ponto no mapa. Para se obter esta correspondência utilizam-se os sistemas de projeções cartográficas, que por sua vez são classificados quanto ao tipo de superfície adotada e pelo grau de deformação da superfície.

Tipo de Superfície Adotada

Fonte: Rosa, Roberto; Cartografia Básica

Grau de Deformação da Superfície

Módulo 1 - Coordenadas UTM

Módulo 1 - Noções Básicas de Cartografia

11.O que é coordenada UTM?

As maiorias das cartas de grande e média escala, em nosso país são construídas com coordenadas plano-retangulares (a partir de 1955). Estas coordenadas formam um quadriculado relacionado à Projeção Universal Transversa de Mercator (UTM). O espaço entre as linhas do quadriculado UTM é conhecido como eqüidistância do quadriculado e será maior ou menor de acordo com a escala da carta.

O sistema de medida usado é o linear em metros, cujos valores são sempre números inteiros, sendo registrados nas margens da carta. Assim, essa projeção divide a Terra em 60 fusos de 6º de longitude cada um. O quadriculado, se considerado como parte integrante de cada fuso, tem sua linha vertical central coincidente com o meridiano central de cada fuso, o que faz com que a projeção se estenda em 3º para leste e 3º para oeste do meridiano central do fuso.

Os meridianos do fuso ou zona da projeção formam um ângulo com as linhas verticais da quadrícula. Esse ângulo é nulo para o meridiano central, mas vai aumentando com a diferença de longitude e também com a latitude. Este ângulo foi chamado de convergência meridiana, a qual é variável em relação à situação a cada ponto dentro da zona e representa, para cada ponto, o ângulo formado entre as linhas que indicam o norte geográfico e o norte da quadrícula.

Em latitude, os fusos são limitados ao paralelo de 84º N e 80º S, porque as deformações tornar-se-iam muito acentuadas para latitudes superiores. As regiões polares devem ser representadas pela projeção Universal Polar Estereográfica.
Como a limitação em latitude do sistema é até 80º S ou 84º N, o sistema neste sentido é escalonado em 4º e designado pelas letras do nosso alfabeto, maiúsculas, em disposição crescente, no mesmo sentido dos módulos das latitudes, acrescidas do símbolo da latitude, ficando assim, primeira zona ao sul, designada por SA, segunda zona ao sul SB, e inversamente para o norte do equador NA, NB, etc.

Fonte: Rosa, Roberto; Cartografia Básica.

Os paralelos na projeção UTM apresentam-se como arcos de curvatura, voltando sua concavidade para os pólos Como são 60 fusos para toda a Terra, cada fuso é numerado a partir do antimeridiano de Greenwich para a direita. No Brasil estão os fusos de numeração de 18 a 25, na direção oeste-leste. A origem das medidas do quadriculado é o cruzamento do meridiano central com o equador, ao qual foram atribuídos arbitrariamente os seguintes valores: para o meridiano central, 500.000 m E, determinando as distâncias em sentido leste/oeste, e para o equador, 10.000.000 m para o hemisfério sul, e 0 m pa ra o hemisfério norte.
Para o Brasil, quase totalmente inserido no hemisfério sul, considera -se as coordenadas acima do equador, crescendo seqüencialmente, a partir dos 10.000.000 m adotados para as áreas do hemisfério sul, ou seja, não se considera o equador como 0 m, para contagem das coordenadas da porção do Brasil situada no hemisfério norte.

A simbologia adotada para as coordenadas UTM é:
· N - para as coordenadas norte-sul;
· E - para as coordenadas leste-oeste.
· Logo, uma localidade qualquer será definida no sistema UTM pelo par de coordenadas E e N.

Os sistemas de coordenadas comumente usados para representar os dados espaciais são: latitude/longitude e UTM (Universal Transversa de Mercator). O conhecimento acerca do fuso é fundamental para o posicionamento correto das coordenadas do sistema UTM. O seu cálculo pode ser efetuado facilmente através da seguinte fórmula:

Fuso = inteiro ((180 ± l) /6 + 1).

Usa-se o sinal (+) para longitudes leste de Greenwich e (-) para longitudes oeste de Greenwich.

Modulo 1 - paraleos, meridianos, longitude e latitude

Modulo 1 - Noções Básicas de Cartografia

6. Paralelos
São círculos da esfera cujo plano é perpendicular ao eixo dos pólos. O equador é o paralelo que divide a Terra em dois hemisférios. O 0º corresponde ao equador, o 90º ao pólo norte e o -90º ao pólo sul.
Para o IBGE, são “círculos da superfície da Terra paralelos ao plano do Equador, onde apenas um é um círculo máximo, o Equador (0°), os outros tanto no hemisfério Norte quanto no hemisfério Sul, vão diminuindo de tamanho à proporção que se afastam do Equador, até se transformarem em cada pólo, num ponto (90°).

Fonte: Rosa, Roberto; Cartografia Básica

7. Meridiano
São as linhas que passam através dos pólos e ao redor da Terra, ou seja, são círculos máximos da esfera cujos planos contêm o eixo de rotação ou eixo dos pólos. O ponto de partida para a numeração dos meridianos é o meridiano que passa pelo observatório de Greenwich, na Inglaterra. Portanto, o meridiano de Greenwich é o meridiano principal (0°). A leste de Greenwich os meridianos são medidos por valores crescentes até 180º e, a oeste, suas medidas são decrescentes até o limite de -180º.

Fonte: Rosa, Roberto; Cartografia Básica.

8. O que é latitude?
É o ângulo formado entre o equador terrestre e um ponto considerado. Todos os pontos do equador terrestre têm latitude geográfica igual a 0º. Pontos situados ao norte do equador têm latitudes maiores que 0º variando até 90º que é a latitude do pólo geográfico norte. Da mesma forma variam as latitudes ao sul do equador terrestre, desde 0º a 90º, latitude do pólo geográfico sul. Para se diferenciar os valores, atribui-se sinal positivo para as latitudes norte e negativo para as latitudes sul.
Ainda segundo o IBGE, latitude é entendida como a ângulo formado pela normal à superfície, adotado para Terra, que passa pelo ponto considerado e a reta correspondente à sua projeção no plano do Equador.

9. O que é longitude?
É o ângulo formado entre o meridiano que passa pelo lugar e o meridiano que passa pela cidade de Greenwich, Inglaterra. A longitude é medida de 0º a 180º, para leste ou para oeste de Greenwich. Por convenção, atribui-se também sinais para as longitudes: negativo para oeste e positivo para leste.
Tendo-se os valores da latitude e da longitude de um local desejado, estarão determinadas as coordenadas geográficas do mesmo.

10. O que é coordenada geográfica? Trata-se do sistema mais antigo de coordenadas. Nele, cada ponto da superfície terrestre é localizado na interseção de um meridiano com um paralelo. Suas coordenadas são a latitude e a longitude. O sistema utilizado é a graduação (graus, minutos e segundos).

Modulo 1 - Elipsóide de Referência e Datum Geodésico

5. Elipsóide de Referência e Datum Geodésico

Apesar de se assumir que a forma da Terra é redonda, em estudos onde se exige precisão de posicionamento, como é o caso da maioria das representações da superfície terrestre, deve-se considerar que a mesma possui pequenas diferenciações em sua forma.
Por meio de triangulações geodésicas, verifica-se que a Terra não possui forma elipsoidal perfeita, mas sim a de um geóide, que não pode ser descrito de forma matemática simples. Entretanto o geóide difere muito pouco das formas elipsoidal e esférica, quando se considera que o valor do raio terrestre é muito maior do que a diferença entre o geóide e estas duas formas. Por isto, pode-se dizer que a Terra é praticamente esférica.
Devido aos acidentes e irregularidades, a superfície da Terra não tem uma forma simples que possa ser expressa em termos matemáticos. A fim de simplificar o cálculo de coordenadas da superfície terrestre, foram adotadas algumas superfícies matemáticas que se aproximam em maior ou menor grau do real. Como a Terra não é exatamente esférica, lançou-se mão de uma figura geométrica chamada elipse que ao girar em torno do seu eixo menor forma um volume, o elipsóide de revolução. Assim, o elipsóde é a superfície de referência utilizada em todos os cálculos básicos que fornecem subsídios para a elaboração de uma representação cartográfica.

Fonte: Rosa, Roberto; Cartografia Básica

Conforme Rosa, 2004, “medições e levantamentos feitos na superfície terrestre (geóide) são matematicamente solucionados no elipsóide. Os sistemas geodésicos buscam uma melhor correlação entre o geóide e o elipsóide, elegendo um elipsóide de revolução que melhor se ajuste ao geóide local, estabelecendo a origem para as coordenadas geodésicas referenciadas a este elipsóide, através dos datum horizontal e vertical”.

Datum - conjunto de pontos e seus respectivos valores de coordenadas, que definem as condições iniciais para o estabelecimento de um sistema geodésico (conjunto de estações geodésicas (marcos) e suas coordenadas).

Datum Planimétrico (horizontal) - é o ponto de referência geodésico inicial que representa a base dos levantamentos horizontais, ou seja, é definido por um conjunto de parâmetros, e é um ponto de referência para todos os levantamentos cartográficos sobre uma determinada área. No Brasil, a partir da década de 1970, adota-se Datum Planimétrico SAD-69 (Datum Sul-americano de 1969), que adota o elipsóide de referência UGGI67 (União Geodésica e Geofísica Internacional de 1967) e o ponto Datum planimétrico Chuá (Minas Gerais).
Atualmente o Datum de referência horizontal utilizado no Brasil é o WGS 84, que se trata de um sistema de coordenadas tridimensional, comum e ortogonal. De forma ampla, trata-se de um elipsóide de referência de origem geocêntrica e utilizado pelo Sistema de Posicionamento Global (GPS).
A origem das coordenadas deste sistema geodésico é o centro da Terra, com suposto erro é inferior a 2cm.

Datum Altimétrico (vertical) - é a superfície formada pelo nível médio do mar, definido através de um marégrafo estável, a partir de longos períodos de observação para estabelecer a altitude zero. As altitudes são calculadas partindo-se do Datum Altimétrico. No Brasil utiliza-se o Datum Marégrafo de Imbituba (SC).

Modulo 1 - O que é cartografia e tipos de representações

Módulo 1 - Noções Básicas de Cartografia

1. O que é cartografia?

Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), cartografia é a arte de levantamento, construção e edição de mapas de qualquer natureza.

Sanches (1973), afirma que a cartografia é por si só, uma ciência perfeitamente definida, com propósitos e métodos próprios quando cuida da representação de parte ou de toda a superfície terrestre, entendendo a localização exata dos detalhes naturais e artificiais do terreno.

Para Duarte (1991), a cartografia é ciência e arte ao mesmo tempo. Para alguns é entendida como uma técnica a serviços de outras ciências.

Segundo, o IBGE, entende por cartografia como o “conjunto de estudos e operações científicas, técnicas e artísticas que, tendo como base os resultados de observações diretas ou a análise de documentação já existente, visa a elaboração de mapas, cartas e outras formas de expressão gráfica ou representação de objetos, elementos, fenômenos e ambientes físicos e socioeconômicos, bem como sua utilização”.

Modernamente o conceito de cartografia é tido como a organização, apresentação, comunicação e utilização da geoinformação nas formas visual, digital ou táctil, que inclui todos os processos de preparação de dados, no emprego de todo e qualquer tipo de mapa.

2. Tipos de representações.

· Globo: representação cartográfica sobre uma superfície esférica, em escala pequena, e dos aspectos naturais e artificiais; com finalidade cultural e ilustrativa.

· Mapa: descrito com maiores detalhes abaixo.

· Carta: representação no plano, em escala media 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 por menores, com grau de precisão compatível com a escala.

3. Mapas
São produtos cartográficos que constituem uma representação do terreno, pode ser plana, simplificada, ou convencional. As informações georreferenciadas classificam-se conforme atributos espaciais e não espaciais:
# não-espaciais: todas as informações que caracterizam uma entidade (objeto-evento).
# espaciais: todas as formas de mapas e cartas. Assim os atributos espaciais subdividem-se em mapas base e mapas temáticos.

3.1- Mapas base (cartas topográficas): documentos cartográficos que se fundamentam em restituição fotogramétrica, ou na topografia convencional, constituindo-se em um conjunto de traços e simbologia adequada. Servem em geral como ferramenta básica para obtenção de produtos cartográficos secundários (mapas temáticos).

3.2 - Mapas temáticos: são os documentos destinados a um público específico que fará uso especifico das informações nele contidas. Assim a cartografia temática não expressa todos os fenômenos de um determinado espaço, mas sim expõem sobre uma base cartográfica de referencia um determinado fenômeno.

3.3- Mapas coropletos: exibe informações em classes e em diferentes cores e padrões. Mapa temático que representa dados numéricos, geralmente agrupados em classes, referidos a unidades espaciais (administrativas ou outras), cujo conteúdo é representado por manchas, correspondentes à base espacial, através de seqüências de símbolos que expressam a variação das classes (ou dos próprios dados, no caso de serem estes representados); estes mapas são, portanto, reservados à representação de fenômenos descontínuos.

3.4 – Mapas de isolinhas: representa fenômenos que são contínuos no espaço, através de isolinhas, cujo traçado se faz por interpolação, a partir de um numero limitado de valores, referentes a uma determinada base espacial e atribuídos ao seu centro geométrico.

3.5 – Mapa corográfico: São mapas na escala de 1:100 ou mais pequena, representando traços gerais de uma região ou conjunto de regiões; onde as características de sua representação se assemelham muito aos mapas topográficos.

3.6 - Mapa de pontos : representa um fenômeno de natureza quantitativa por intermédio de pontos de valor constante (ou pontos de valor unitário) e de igual tamanho, repartidos uniformemente ou não (implantação gráfica pontual ou em mancha).