Conceitos de Cartografia

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Esta Aula pertence ao Curso de Introdução a Cartografia oferecido pela Ensino Nacional

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NOÇÕES BÁSICAS DE CARTOGRAFIA
Conceitos
Cartografia é a ciência que trata da concepção, produção, difusão, utilização e estudo dos mapas.
O conceito mais aceito de cartografia é o da Associação Cartográfica Internacional, de 1966:
“Conjunto de estudos e operações científicas, técnicas e artísticas que, tendo por base o resultado de observações diretas ou da análise da documentação, se voltam para a elaboração de mapas, cartas e outras formas de expressão e representação de objetos, fenômenos e ambientes físicos e socioeconômicos, bem como sua utilização”.
Um dos conceitos mais atuais de cartografia, também é da Associação Internacional de Cartografia, de 1991:
“ciência que trata da organização, apresentação, comunicação e utilização da geoinformação, sob uma forma que pode ser visual, numérica ou tátil, incluindo todos os processos de elaboração, após a preparação dos dados, bem como o estudo e utilização dos mapas ou meios de representação em todas as suas formas”.
Obs: Cartografia deriva do grego graphein que pode ser definido como escrita e do latim charta que significa folha para escrita, papel. Logo, mostra uma ligação com a apresentação gráfica da informação através da sua descrição em papel.
Representações Cartográficas
As representações cartográficas podem ser por traço ou por imagem.
Por Traço:
Globo – representação sobre uma superfície esférica, em escala pequena, dos aspectos naturais e artificiais de uma figura planetária, com finalidade cultural e ilustrativa.
Mapa – generalizando, mapa pode ser definido como uma “representação plana, em diferentes escalas (normalmente em escala pequena), dos aspectos geográficos, naturais, culturais e artificiais de uma área delimitada por elementos físicos, político-administrativos, destinada aos mais variáveis usos: temáticos, culturais ou ilustrativos”.
Carta – em resumo, é uma representação plana, em escalas médias ou grandes, dos aspectos naturais e artificiais de uma área. Representa uma avaliação precisa de direções, distâncias e localização de pontos, áreas e detalhes. Os limites dessas representações geralmente são as coordenadas geográficas, e raramente terminam em limites político-administrativos. As cartas permitem medições precisas de distâncias e direções.
Planta – é um caso particular de carta. Representa uma área limitada, em escala grande, que mostra um número grande de detalhes.
Por Imagem:
Mosaico – conjunto de fotos de uma determinada área, recortadas e montadas de forma técnica e artística, de forma a dar a impressão de que todo o conjunto é uma única fotografia.
Podem ser classificados ainda em:
• Controlado: obtido a partir de fotografias aéreas submetidas a processos específicos de correção. Desta maneira a imagem resultante corresponde exatamente a imagem no instante da tomada da foto. É um mosaico de alta precisão.
• Não-controlado: é preparado através do ajuste de detalhes de fotografias adjacentes. As fotografias não são corrigidas e não há controle de terreno. É um mosaico de montagem rápida, mas não tem precisão, sendo satisfatórios para alguns tipos de trabalho.
• Semicontrolado: montados combinando características do mosaico controlado e do não controlado. Usa-se, por exemplo, controle de terreno com fotos não corrigidas.
Fotocarta – é um mosaico controlado, sobre o qual é feito um tratamento cartográfico.
Carta Imagem – é a imagem referenciada a partir de pontos identificáveis e com coordenadas conhecidas.
Ortofotocarta – é uma ortofotografia. É a fotografia resultante da transformação de uma foto original, que é uma perspectiva central do terreno, em uma projeção ortogonal sobre um plano, complementada por símbolos, linhas e georreferenciada, com ou sem legenda, que pode conter informações planimétricas.
Ortofotomapa – conjunto de várias ortofotocartas adjacentes de uma determinada região.
Fotoíndice – geralmente em escala reduzida, é uma montagem por superposição das fotografias. É a primeira imagem cartográfica da região. É um serviço necessário para o controle de qualidade de aerolevantamentos usados na produção de cartas através do método fotogramétrico.

ESCALAS
• É a relação matemática entre as dimensões do objeto no real e a do desenho que o representa em um plano ou mapa.
• É um dos elementos essenciais de um mapa, juntamente com a legenda, orientação, legenda e fonte.
• A escala é definida da seguinte forma:
E = d/D
• E é a escala;
• d é a distância na projeção (mapa);
• D é a distância real no terreno.
• A relação d/D pode ser maior, igual ou menor que a unidade.
• Essa relação leva à classificação das escalas quanto sua natureza, em três categorias:
• Quando d > D;
• Quando d = D;
• Quando d < D;
• Esta última categoria é usada em cartografia, quando a distância gráfica é menor que a real (d < D).
• É uma escala de projeção menor, empregada para reduções, em que as dimensões no desenho são menores que as do modelo.

Tipos de Escalas
As escalas podem ser apresentadas de duas maneiras:
• Escala de mapeamento: representada por um gráfico.
• Escala numerada: representada por números.
Podem se apresentar também na forma de:
• Fração: 1/1000, 1/250
• Proporção: 1:1000, 1:250
Quanto ao tipo, podem ser:
• Grande: é considerada grande quando os elementos são pouco reduzidos. Ex: 1:100, 1:500.
• Média (entre 1:100000 a 1:1000000)
• Pequena: é considerada pequena quando se reduzem muitos os detalhes. Ex: 1:200000, 1: 1000000.

REPRESENTAÇÃO E LEITURA DE ESCALAS
A representação pode ser em:
• Escala natural: quando o tamanho físico do objeto representado no plano coincide com a realidade. É usada quando é necessário uma alta fidelidade de representação da região a ser reproduzida. É numericamente representada por E1:1.
• Escala reduzida: representa uma área que é maior na realidade do que na representação. É usada geralmente em plantas de habitações e mapas físicos de territórios extensos onde, por motivos práticos, é necessário a redução, que pode chegar a E1:50000 ou E1:100000. Para conhecer o valor real de uma dimensão, multiplica-se a medida do plano pelo valor do denominador.
Escala ampliada: é usada quando é necessária a representação de detalhes mínimos de uma determinada área. Nesse caso, o valor do numerador é mais alto que o denominador, sendo que se deve dividir pelo numerador para conhecer o valor real da peça. Ex: E2:1 ou E10:1.
Obs: De acordo com normas de desenhos técnicos, recomenda-se usar as seguintes escalas normatizadas:
• Escalas reduzidas – 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50, 1:100, 1:200, etc.
• Escala natural – 1:1
• Escalas ampliadas – 100:1, 50:1, 20:1, 10:1, 5:1, 2:1.

Aprenda a Ler Escalas
Escala Numérica:
• A escala numérica representa a relação entre o valor da representação.
• Por exemplo, 1:1000, indica que uma unidade qualquer do plano representa 1000 dessa mesma unidade na realidade.
• Ou seja, dois pontos no plano que se encontram a 1 cm estão na realidade a 1000 cm.
• Lê-se a escala da seguinte forma: um por mil, o que significa que a distância real sofreu uma redução de mil vezes.
Escala Gráfica:
• É a representação desenhada da escala unidade por unidade.
• Facilita a leitura de uma planta.
• Por exemplo: 0_____100km.

PROJEÇÃO CARTOGRÁFICA
• É a base para a construção dos mapas.
• Sempre haverá distorções na representação da superfície terrestre em mapas.
• As projeções cartográficas são desenvolvidas para minimizar as imperfeições dos mapas e proporcionar maior rigor científico à cartografia.
• Não existe projeção melhor ou pior, cada uma se adapta a determinadas finalidades.
• As projeções são baseadas em relações matemáticas e geométricas.

Tipos de Projeções
Podem ser classificadas de várias maneiras.
1. Método:
• Projeção geométrica: é baseada em princípios da geometria. Pode ser obtida pela interseção, sobre a superfície de projeção, do feixe de retas que passa por pontos da superfície de referência partindo sempre de um ponto.
• Projeção analítica: é baseada na formulação matemática obtida com o objetivo de se atender condições previamente estabelecidas.
2. Superfície de Projeção:
• Projeção azimutal ou plana: é construído sobre um plano tangente a um ponto qualquer da superfície terrestre. É um tipo de projeção usada para representação das áreas polares e suas proximidades e para localizar um país na posição central, sendo possível o cálculo da sua distância em relação a qualquer ponto da superfície terrestre. Pode ser de três tipos: polar, equatorial e oblíqua. O emblema na ONU é uma projeção azimutal.
• Projeção cônica: a superfície terrestre é representada num cone envolvendo o globo terrestre. Os paralelos formam círculos concêntricos e os meridianos são linhas retas que convergem para os polos. Essa projeção é usada para representar áreas continentais ou partes da superfície terrestre. As distorções próximas ao paralelo de contato com o cone são pequenas e aumentam à medida que se distanciam desse paralelo. Sua posição em relação à superfície de referência pode ser: normal, transversal e oblíqua (ou horizontal).
• Projeção cilíndrica: é uma das mais usadas. É obtida com a projeção da superfície terrestre, com os paralelos e meridianos sobre um cilindro em que o mapa será desenhado. Ou seja, a superfície da Terra é representada num cilindro envolvendo o globo terrestre. Esta projeção conserva a forma dos continentes, direções e ângulos, mas altera a proporção das superfícies. É usada para representações do globo, como mapas-múndi. Suas possíveis posições em relação à superfície de referência podem ser: equatorial, transversal e oblíqua (ou horizontal).
• Projeção polissuperficial: é quando se apresenta mais de um tipo de projeção para aumentar o contato da superfície de referência. O objetivo é diminuir as deformações. Ex: plano-pioliédrica, cone-policônica.
3. Propriedades:
• Projeção equidistante: não apresentam deformações lineares para algumas linhas em especial. As distâncias se preservam e as áreas e ângulos são deformados.
• Projeção conforme: os ângulos se preservam, mas as áreas são deformadas.
• Projeção equivalente: as áreas são preservadas e os ângulos são mudados.
• Projeção afilática: não se conserva propriedades, mas minimiza as deformações em conjunto (ângulos, áreas e distâncias).
4. Tipo de Contato entre a Superfície de Projeção e Referência:
• Projeção secante: a superfície de projeção secciona a superfície de referência.
• Projeção tangente: a superfície de projeção tangencia a referência.
Outros tipos de projeção:
• Projeção Senoidal: É um tipo de projeção que procura manter as dimensões superficiais reais, deformando a fisionomia. Essa distorção é intensificada na periferia do mapa.
• Projeção de Mercator ou Projeção Cilíndrica Conforme: conserva a forma dos continentes, direções e ângulos verdadeiros. É utilizada para navegação marítima e aeronáutica.
• Projeção de Peters ou Projeção Cilíndrica Equivalente: conserva a proporcionalidade das áreas, preservando as superfícies representadas, mas não mantém as formas, direções e ângulos. Projeção de Robinson: representação global da Terra. É a projeção mais usada nos atlas atuais, onde os meridianos são colocados em linhas curvas, em forma de elipse que se aproximam ao se afastar da linha do Equador. É uma projeção aperfeiçoada de Mercator.
Obs: Peters acreditava que os mapas eram manifestações simbólicas da submissão dos países do Terceiro Mundo, e combateu a imagem de superioridade dos países do Norte representada na projeção de Mercator.

CARTOGRAFIA DIGITAL
• A Cartografia Digital ou Cartografia Assistida por Computador também pode ser chamada de mapeamento digital.
• É o processo pelo qual um conjunto de dados são compilados e formatados em uma imagem virtual.
• É um conjunto de ferramentas, incluindo programas e equipamentos, orientado para conversão para o meio digital, armazenamento e visualização de dados espaciais.
• A partir da década de 70, com o desenvolvimento da informática, começaram a surgir novos conceitos, como os termos CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Mapping) e AM/FM (Automated Mapping / Facility Management), que são sistemas voltados para a transformação do mapa analógico para o meio digital.
• Foi um novo panorama para a cartografia tradicional.
• O CAD, por exemplo, é um sistema de desenho auxiliado por computador, que não é específico para a cartografia, mas é um dos meios de conversão analógico/digital de mapas.
• Esta tecnologia produz mapas que dão representações precisas de uma determinada área.
• A cartografia digital tem como finalidade produzir representações digitais da realidade geográfica que sejam precisas e atualizáveis, tornando a elaboração de mapas mais dinâmica.
• O armazenamento, atualização e exibição da informação territorial cartografada envolve os Sistemas de Informações Geográficas (SIG) e a captura de dados envolve o sensoriamento remoto.
• A cartografia digital pode ser encontrada em uma variedade de aplicações computacionais, como o Google Earth, por exemplo.
• O principal uso desses mapas é com o Sistema de Posicionamento Global, ou rede de satélites GPS, usados em sistemas de navegação automotivo padrão.
• Os primeiros mapas digitais tinham a mesma funcionalidade que os mapas de papel, ou seja, forneciam uma “visão virtual” de estradas.
• Mas, com a expansão da tecnologia GPS, foram se adicionando outras funcionalidades, como atualizações de trânsito em tempo real, pontos de interesse e locais de serviço.
• Em muitos casos os usuários podem escolher entre mapas virtuais, por satélite ou vistas híbridas (combinação de mapa virtual e vistas aéreas).
• A capacidade de atualizar e expandir dispositivos de mapeamento digital, estradas recém-construídas e locais podem ser adicionadas para aparecer nos mapas.
• Uma das vantagens da cartografia digital em relação à cartografia convencional é a produção de mapas e cartas atualizados, além da possibilidade de serem impressos apenas segundos às necessidades verificadas, evitando cópias desatualizadas.
• Outra vantagem é a disponibilização digital dos dados cartográficos.
• Isso facilita a interação entre o mapa e o usuário.
• Um exemplo disso é o Google Maps, em que os usuários podem traçar rotas, criar mapas com lugares destacados, visualizar imagens de alta resolução, etc.
• A cartografia digital passou a produzir dois produtos diferentes: o primeiro substitui o mapa impresso por uma base de dados digital no processo de armazenamento da informação.
• Já o segundo é a visualização cartográfica em diversos meios.
• Na medida que foram desenvolvidos os sistemas de gerenciamento de banco de dados, o processo evolutivo da cartografia digital saltou para um patamar superior.
• Isso tornou possível a ligação da base cartográfica digital ao banco de dados descritivo.
• Assim, surgiram os Sistemas de Informação Geográfica (SIG).
Dados
• Os mapas digitais dependem de uma grande quantidade de dados coletados ao longo do tempo.
• A maioria das informações que compõem os mapas digitais é o resultado de imagens de satélite e informações de nível de rua.
• Os mapas devem ser atualizados com frequência para fornecer a reflexão mais precisa de um local.

SIG – SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA
• Um Sistema de Informação Geográfica é um instrumento eficiente para todas as áreas do conhecimento que utilizam mapas, pois possibilita: a aquisição de dados vindos de diversas fontes e formatos diferentes; a integração em uma única base de dados de informações que representam vários aspectos do estudo de uma região; gerar relatórios e documentos gráficos de diversos tipos; etc.
• O SIG pode ser usado de várias maneiras, como ferramenta para produção de mapas, como suporte para análise espacial de fenômenos, ou ainda como um banco de dados geográficos.
• Pode ser definido como um conjunto de softwares, métodos, dados e usuários integrados que tornam possível a coleta, armazenamento, análise e disponibilização de informações.
• O banco (ou base) de dados é um conjunto de arquivos que estão estruturados de forma a facilitar o acesso a informações que descrevem determinadas entidades no mundo.
• O SIG analisa as relações geográficas entre os elementos, empregando modelagem e técnicas específicas relacionadas à informação espacial.
• Além da elaboração de mapas digitais, os SIGs ainda permitem a análise de dados com referência espacial.
• Os SIGs são utilizados para melhorar o gerenciamento de informações e ajudar nos processos de tomada de decisão, nas áreas de transporte, proteção ambiental, planejamento municipal, estadual e federal.
Obs: O SIG tem origem com o desenvolvimento do Canadian Geographic Information System (CGIS), no início dos anos 60. Foram três fatores que propiciaram a criação dos sistemas de informações geográficas nos anos de 1960: refinamentos na técnica cartográfica, rápido desenvolvimento dos sistemas computacionais digitais e uma revolução quantitativa na análise espacial.

Características de SIG
• Os SIGs permitem a realização de operações complexas de análises sobre dados espaciais.
• Eles podem manipular dados gráficos e não gráficos, o que possibilita a integração de informações para análise e consulta.
• Os SIGs tem capacidade de integrar em uma única base de dados informações espaciais de dados cartográficos, dados censitários e cadastros urbanos e rurais, imagens de satélite, redes e modelos numéricos de terreno.
• Além disso, oferecem mecanismos para combinar as informações e consultar e visualizar o conteúdo da base de dados georreferenciados.
• Os dados georreferenciados (referenciados geograficamente) podem ter representação gráfica, numérica ou alfanumérica (letras e números) e expõem fenômenos geográficos sobre ou sob a superfície.
Mapas produzidos por SIG
• Mapas produzidos por SIG são instrumentos de decisão, ainda mais quando a decisão tem impactos espaciais (como a escolha da localização de uma estrada, por exemplo).
• O espaço é um bem de todos e a decisão de como utilizá-lo deve ser feita com cuidado.
• Basear decisões desse porte em mapas que induzam a erro pode levar a danos irreparáveis.
• De forma restrita, pode-se dizer que os SIGs são um instrumento de produção de mapas, em que se adicionam a função de análise às funções cartográficas.
• O processo de análise torna-se mais complexo uma vez que são sobrepostos diversos mapas temáticos, gerando uma quantidade maior de informação a partir de um mapa produzido por um SIG.

Comentários

  1. CARLOS EDUARDO MARIANO DE ALMEIDA JUNIOR

    boa tarde…excelente artigo.

    Gostaria de saber se há relação entre transporte de coordenadas e conversão de base cartografica?

    Obrigado

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