Universidade Federal de Campina Grande – UFCGCentro de Tecnologia e Recursos Naturais – CTRNUnidade Acadêmica de Engenharia Civil – UAECDisciplina: Introdução ao GeoprocessamentoProfessora: Iana Alexandra Alves RufinoEquipe:Diana Dayse Leite Sousa Mariano
Ester Luiz de Araújo
Rafaella Nogueira da Costa
Vanessa de Morais Batista
Topografia Automatizada e suas aplicações em engenharia
Introdução
Nestas últimas décadas a topografia evoluiu rapidamente,
em todas as suas formas de levantamento de campo até a
elaboração do produto final. Grande parte desse avanço deve-se à
utilização do “meio digital”, ou seja, equipamentos eletrônicos,
que automatizam várias etapas ligadas ao processo topográfico.
Topografia
Conceito: A palavra "Topografia" deriva das palavras
gregas "topos" (lugar) e "graphen” (descrever) significando,
portanto, a representação exata de um lugar.
Importância
É a base de qualquer projeto e qualquer obra realizada por
engenheiros e arquitetos.
Exemplos de aplicações
Trabalhos de obras viárias, núcleos habitacionais, edifícios,
aeroportos, hidrografia, sistema de água e esgoto, planejamento,
urbanismo, entre outros.
Métodos de levantamento topográfico:
método clássico: informação direta do terreno, a partir de
instrumentos simples de medição como é o caso dos
teodolitos, estações totais e níveis ópticos.
método fotogramétrico: informação recolhida através da
análise de fotogramas do terreno, obtidos através de
fotografia aérea ou de imagens enviadas por satélites
artificiais.
Divisão
O levantamento topográfico pode ser diividido em :
Planimétrico: representação bidimensional.
Figura 1 – Representação bidimensional
Altimétrico: representação tridimensional
Figura 2 – Representação Altimetrica
Escala (E)
E = d / D
d: medida linear gráfica (desenho)
D: medida linear real (terreno)
Grandezas medidas em um levantamento topográfico
Angulares:
-> Ângulo horizontal(Hz): é medido entre as projeções de dois alinhamentos do terreno, no plano horizontal.
-> Ângulo vertical(α): é medido entre o alinhamento do terreno e o plano do horizonte.
Figura 3 – Medições angulares
Lineares
-> Distância Horizontal(DH): distância medida entre dois pontos no
plano horizontal.
-> Distância Vertical ou Diferença de Nível (DV ou DN): distância
medida entre dois pontos num plano vertical que é perpendicular ao
plano horizontal.
-> Distância Inclinada(DI): distância medida entre dois pontos, em
planos que seguem a inclinação da superfície do terreno.
Figura 4 – Medições lineares
Considerações de projeto:
Fazer um reconhecimento global no campo do terreno, que é
essencial para uma programação eficaz e otimizada do trabalho a
desenvolver;
Conhecer o fim a que se destina o trabalho;
A escala a que o trabalho vai ser entregue .
Geodésia X Topografia
A Topografia é confundida com a Geodésia, devido ao fato de
utilizarem os mesmos equipamentos e praticamente os mesmos
métodos para o mapeamento da superfície terrestre.
Diferença:
Topografia-> mapeamento de uma pequena porção da superfície.
Geodésia-> mapeamento de grandes porções da mesma superfície.
Os levantamentos topográficos podem ser efetuados com ou sem
ligação à rede geodésica nacional.
A Rede Geodésica Nacional é a infra-estrutura básica onde se
apoia toda a cartografia do País, permitindo referenciar
geograficamente qualquer projeto.
Figura 6 -
Levantamentos topográficos não ligados à rede geodésica nacional:
É considerado um referencial arbitrário;
São introduzidas no aparelho coordenadas fictícias;
Através da bússola,direciona-se o norte magnético.
Levantamentos topográficos ligados à rede geodésica nacional:
Localiza-se o terreno a levantar na carta 1:25000;
No campo, estaciona-se o aparelho no Marco Geodésico pretendido.
Figura 7 – Estação Total Figura 8 – Tripés de Madeira
Figura 9 – Pinças
Figura 10 – Base para Marcos Geodésicos
Figura 14 – Bastões extensíveis a 4,75m
Figura 11 – Prismas e Mini Prismas
Figura 13 – Carregadores e Baterias
Figura 12 – Bússolas
Figura 16 – Fitas Métricas Metálicas 3, 5 e 30m
Figura 15 – Rádios Transmissores
Topografia Automatizada
A grande vantagem que a automação
trouxe para a topografia foi a maior facilidade
e o aumento de precisão com que os
engenheiros das várias áreas puderam contar
na execução das mensurações.
A estação total é um instrumento que reúne os
principais avanços da área moderna e que
praticamente simboliza a topografia
automatizada, ela revolucionou a maneira de
se obter, processar e armazenar informações
sobre terrenos.
Instrumentos
Estação Total;
GPS;
Níveis eletrônicos;
Trenas eletrônicas;
Entre outros.
Estação Total:
É um instrumento computadorizado de medição de ângulos
(horizontais e verticais) e distâncias, que substitui a grande maioria
dos equipamentos usados para medições em campo conhecidos até
então. Entre outros recursos, ela possui um distanciômetro e um
nível (ambos de grande precisão), uma calculadora e uma caderneta
eletrônica.
Figura 17 – Estação Total com GPS
Figura 18 – Estação Total
Figura 19 – Estação Total Sokkia
GPS para topografia:
Atualmente o uso do GPS em aplicações
topográficas é algo que está se tornando cada vez
mais comum. Normalmente, o que está ocorrendo
na realidade é que os usuários ao realizar um
levantamento de uma área, tentam ocupar o
máximo de pontos com GPS.
O uso do GPS tem proporcionado muitas
facilidades, entre elas:
aumento de precisão dos levantamentos;
maior facilidade nos procedimentos de campo;
economia de tempo na realização dos
levantamentos de campo.
Figura 20 – GPS com Bluetooth
Figura 21 - GPS
(a)
(b)
(a)
(b)
Níveis Digitais:
Equipamentos que auxiliam na obtenção dos dados de
um terreno.
Figura 22 – Nível digital Figura 23 –Nível digital
Mas o que é uma estação total?
Vantagens da automação na topografia:
redução de custos; aumento de produtividade; diminuição de erros durante as medições.
Softwares topográficos mais utilizados:
TopoGraph;
Geo Office;
TopoEVN;
DataGeosis.
A existência de softwares topográficos facilitou para o
profissional de topografia, pois desenhar uma área, ficou mais
fácil a partir da computadorização, além da realização de
cálculos instantâneos.
APLICAÇÕES ÀENGENHARIA
Projeto Viário Automatizado
A metodologia adotada para a utilização de dados
topográficos (DTopo) em Projetos Geométricos
Automatizados de Via (PGAV), apresentam as seguintes
etapas bem definidas:
MDT construído com malha triangular irregular
Modelo Digital do Projeto
RECONHECIMENTO AUTOMATIZADO DE REDES DE DRENAGEM UTILIZANDO
MODELO DIGITAL DE TERRENO
As redes de drenagem são fundamentais na Engenharia, sendo as informações geradas utilizadas em atividades como projetos de monitoramento, gerenciamento e análise dos recursos hídricos.
Área de Estudo
• Região localizada em uma zona de transição de paisagens,
caracterizada pela predominância de terras altas com
topografia ondulada;
Figura 11
Modelo Digital de Terreno(MDT)
• Representação de uma superfície real no computador
através de pontos na forma de uma grade regular;
Grades Regulares ou Retangulares -> é um modelo digital
que aproxima superfícies através de um poliedro de faces
retangulares.
Extração da Rede de drenagem
• Métodos de obtenção
- a partir de fotos aéreas ou digitalizadas a partir de carta
topográficas.
• Automatização
- Utilização do MDT em formato de imagem em níveis de
cinza representando as diferentes altitudes.
- Poucos fluxos de drenagem foram identificados, pois uma grande
parte possui valores de nível de cinza próximos.
Figura 12- Extração da Rede de Drenagem
- Realce de Contraste : consiste numa transferência radiométrica em
cada pixel, com a finalidade de aumentar a discriminação visual entre
os objetos presentes na imagem.
Para melhorar a qualidade visual da imagem, usou-se duas funções
distintas de contraste :
Figura 13 – Contraste Negativo
Figura 14 – Contraste Logarítmico
Um aumento de contraste nunca irá revelar uma nova
informação. O contraste apenas apresentará a mesma informação dos
dados brutos, porém de uma forma mais clara ao usuário.
Para um melhor resultado deve-se converter a imagem
para representação vetorial, para a correção de falhas ocorridas durante o
processo de extração.
Conclusão
As tarefas automatizadas facilitam bastante na elaboração e
execução de projetos, no entanto a iteração humana é que definirá um
bom projeto.
Dessa forma, valoriza-se a capacidade humana, a experiência
e o conceito adquirido. Até porque é necessário entender as opções
fornecidas pelos softwares, detectar erros, descobrir formas de
controle e não aceitar qualquer resultado produzido pela máquina,
buscando a consciência plena do que se está fazendo.
Obrigada!