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Sistemas de Referenciação
Geográfica
Coordenadas e Sistemas de Referência
• Qualquer processo de representação geográfica exige que se atribuam coordenadas a pontos: os dados relativos à localização na superfície terrestre de um objecto permitem identificar onde se encontra esse objecto
Referenciais astronómicos
• utilizados para definir a posição aparente dos astros na esfera celeste
• a partir destas posições aparentes é possível calcular:– latitude– longitude– azimute astronómico
Referenciais elipsoidais• recorrem a uma superfície elipsoidal ou ao geóide• as coordenadas nestes referenciais (ditas
elipsoidais ou geodésicas) são– latitude (relativamente ao
plano equatorial do elipsóide)
– longitude (relativamente a um meridiano convencionado)
– altitude elipsoidal (medida segundo a normal ao elipsóide)
Referenciais cartográficos
• baseiam-se num sistema de 2 eixos definidos num plano
• os valores das coordenadas são obtidos por meio de projecções cartográficas aplicadas às coordenadas elipsoidais
Superfícies de referência
Superficie teórica para modelar a superfície da terra.• Superfície de referência geodésica (ou elipsóide de
referência): modelo com forma e dimensões próximas da terra para estabelecer as coordenadas geográficas dos lugares;
• Superfície de referência cartográfica: modelo da terra com base no qual se calculam as projecções cartográficas (plano, esfera ou elipsóide de revolução).
Modelos da superfície da terra
• Geóide: é uma superfície equipotencial do campo gravítico terrestre e coincide aproximadamente com a superfície do nível médio das águas do mar;
É determinado por observações astronómicas, medições gravimétricas ou pelo estudo das perturbações orbitais de satélites artificiais da Terra.
Este modelo é demasiado complexo para ser usado como superfície de referência.
Ondulações do geóide (sobrelevação de 15000:1)
Vista do geóide em perspectiva
Ondulações do geóide
máxima:
+70 m (oceano Atlântico)
mínima:
-100 m (oceano Índico)
Modelos da superfície da terra
• Modelo elipsoidal (elipsóide de revolução): é o modelo usado como superfície de referência geodésica e como superfície de referência cartográfica para pequenas escalas (inferiores a 1/5.000.000).
Exemplos de elipsóides:• Elipsóide de Hayford (ou Internacional);• WGS84
Geóide e elipsóide de referência: o afastamento relativo ao elipsóide de referência é designado por ondulação do geóide.
Diferenças de cota entre o geóide e o elipsóide de Hayford (com fixação em Melriça) em Portugal Continental
Modelos da superfície da terra
• Modelo esférico: é usado como superfície de referência cartográfica para pequenas escalas.
• Modelo plano: é usado como superfície de referência cartográfica para escalas em geral maiores do que 1/5.000.000. Em áreas muito limitadas (até alguns quilómetros de raio) pode usar-se directamente o plano para registar distâncias e ângulos entre objectos.
Datum geodésico
É o conjunto de parâmetros que constituem a referência de um determinado sistema de coordenadas geográficas.
Para o elipsóide, o datum inclui as dimensões dos semieixos e a posição do elipsóide relativamente ao globo terrestre.
Data locais e globais
• Num datum local a posição do elipsóide é determinada pela latitude, longitude e altitude de um ponto de fixação;
• Num datum global, a posição do elipsóide coincide geralmente com a do centro de gravidade da Terra.
A escolha dos parâmetros de um datum é feita de modo a que as coordenadas astronómicas e geodésicas do ponto de fixação sejam coincidentes.
Ponto de fixação (datum local)
Rede geodésica
• é um conjunto de pontos distribuídos de forma homogénea num território, formando uma malha triangular, cujas posições relativas e coordenadas geográficas, referidas ao elipsóide de referência, são conhecidas com grande exactidão
– vértices geodésicos (bolembreanos)• 1ª ordem - pirâmides distando 30 a 60 km• 2ª ordem - cilindro + cone listados distando 20 a 30 km• 3ª ordem - cilindro + cone distando 5 a 10 km
Projecções cartográficas
Planificação
• As representações planas de fenómenos localizados sobre a superfície terrestre requer a planificação de uma parte do elipsóide.
• Idealmente, uma carta não deveria conter deformações:
– deveria preservar as posições relativas de todos os locais
– deveria permitir determinar as distâncias reais entre objectos
– deveria permitir determinar as direcções reais entre objectos
Deformações
Mas a superfície terrestre não é planificável …
Por isso, em qualquer processo de planificação é necessário abdicar de algumas propriedades métricas originais
Projecção cartográfica
• As funções de projecção do elipsóide no plano chamam-se projecções cartográficas
• As projecções mais utilizadas requerem:– uma superfície plana ou planificável (cilindro
ou cone)– posicionamento desta superfície relativamente
ao elipsóide
Projecções cartográficas
• Projecção cartográfica - processo de transformação de pontos de uma superfície curva em pontos de uma superfície plana
Sistemas de referenciação
• Grade geográfica: constituída por uma rede de meridianos e paralelos (independente da projecção cartográfica)
• Quadrícula cartográfica: estabelece um sistema de coordenadas planas rectangulares. É uma malha quadrada de meridianas e paralelas que se sobrepõe a uma projecção cartográfica.
Grade geográfica e quadrícula cartográfica
• O eixo das ordenadas da quadrícula cartográfica (meridiana origem) deve coincidir com o meridiano central da projecção;
• O eixo das abcissas da quadrícula cartográfica (perpendicular origem) é normal à meridiana origem num ponto designado por ponto central da quadrícula.
Nortes de uma carta
• Norte geográfico
• Norte cartográfico
Nota: numa as direcções cartográficas Norte-Sul e Este-Oeste nem sempre são perpendiculares (depende da projecção)
Parâmetros de um sistema de projecção
• Datum geodésico;• Projecção• Ponto Central da quadrícula;• Origem das coordenadas da quadrícula
(pode não coincidir com o ponto central da quadrícula: para as coordenadas serem sempre positivas);
• Outros parâmetros.
Projecções conformes: mantêm as formas (ângulos)
Projecções equivalentes: mantêm as áreas
Projecções equidistantes: mantêm distâncias segundo certas direcções (chamadas linhas padrão)
Projecção conforme
Projecção equivalente
Projecção não conforme nem equivalente