aula 10 topografia 2008 2 altimetria - ecivilufes taqueométrico nivelamento trigonométrico...

TopografiaTopografiaGeomGeomááticatica Aplicada Aplicada àà Engenharia CivilEngenharia Civil

Aula 10Aula 10AltimetriaAltimetria e Fotogrametriae Fotogrametria

Laboratório de Cartografia Digital - CTUFES

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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES

ALTIMETRIA

Altimetria ⇒ Operação no terreno, que nos fornece os dados necessários à representação, em um plano horizontal do relevo da superfície terrestre, objeto de levantamento.

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ALTIMETRIA

Levantamentos Altimétricos (Nivelamentos)⇒ é a operação que determina as diferenças de nível ou distâncias verticais entre pontos do terreno, incluindo também, o transporte da cota ou altitudede um ponto conhecido (RN – Referência de Nível) para os pontos nivelados.

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ALTIMETRIA

Cota (Cota Relativa) é definida como a distância vertical de um ponto na superfície da Terra à uma superfície qualquer de referência (Superfície de Nível Aparente), podendo estar situada abaixo ou acima da superfície geoidal ou elipsoidal.

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ALTIMETRIA

Altitude (Cotas Absolutas) é definida como a distância vertical de um ponto na superfície da Terra à superfície geoidal ou elipsoidal (Superfície de Nível Real ou Matemática).

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ALTIMETRIA

Métodos de Nivelamento

Nivelamento Taqueométrico

Nivelamento Trigonométrico

Nivelamento Barométrico

Nivelamento Geométrico

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ALTIMETRIA

Métodos de Nivelamento

essãoAltitude

Pr1

=

Nivelamento Barométrico:Baseia-se na diferença de pressão com a altitude, tendo como princípio que, para um determinado ponto da superfície terrestre, o valor da altitude é inversamente proporcional ao valor da pressão atmosférica.Este método, em função dos equipamentos que utiliza, permite obter valores em campo que estão diretamente relacionados ao nível verdadeiro

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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento

Nivelamento Barométrico: InstrumentosBarômetros de MercúrioBarômetros Aneróides

Analógicos Digitais

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⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

760log

760log.19100 BA

ABPP

DN

Nivelamento Barométrico: Fórmulas Barométricas

B

AmAB P

PTDN log.

2731.18400 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +=

Temperaturas não Lidas:

Temperaturas Lidas:

Do ponto mais baixo para o ponto mais alto

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↓↑

↑

↑↓

↓

Altitudeessão

aTemperatur

Altitudeessão

aTemperatur

Pr

Pr

Nivelamento Barométrico: Lembrando

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Nivelamento Trigonométrico

)(cot.)(. mABmABAB ZgDHtgDHDN == α

)360(:

2

'

'

CDo

CD

CDCEm

ZZonde

ZZZ

−=

+=

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Nivelamento Taqueométrico

imHDN

eDescendent

imHDN

Ascendente

−+=

+−=

2.2sen..100

2.2sen..100

:

α

α

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Nivelamento Geométrico

Simples Composto

Está baseado na leitura de réguas ou miras graduadas, não envolvendo ângulos.

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Nivelamento Geométrico: Instrumentos

Nível de Precisão e Mira

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Nivelamento Geométrico: SimplesEste processo é utilizado quando não há mudança de estação, ou seja, quando uma estação é suficiente para visar todos os pontos desejados para o projeto a ser executado. Por diferença de leituras da mira, obtém-se as diferenças de nível entre os pontos visados .

(AI)

PRCA

CB

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Nivelamento Geométrico: Simples

101,000

100,000

Cota

2,000B

103,0003,000A

VanteAIRéEstação

RéRé LeituraCotaAI += VanteVante LeituraAICota −=

(AI)

PRCA

CB

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Nivelamento Geométrico: Composto

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?0,500P4

?1,800P3

1,000

PM

?

100,000

Cota

?3,200P2

?1,500P1

PIAIRéEstação


19




103,2000,500P4

101,9001,800P3

1,000

PM

100,500

100,000

Cota

103,7003,200P2

101,5001,500P1

PIAIRéEstação


inicialfinal CotaCotaPMRé

CálculosdosoVerificaçã

∑∑ −=−

:

20



Nivelamento Geométrico: Composto (Polígono)

?0,500P1

?1,900P4

?3,950?3,100P3

0,800

PM

?

35,000

Cota

?0,150P2

?2,300P1

PIAIRéEstação


21




35,3000,500P1

33,9001,900P4

32,7003,95035,8003,100P3

0,800

PM

36,500

35,000

Cota

36,6500,150P2

37,3002,300P1

PIAIRéEstação


meCCeErro inicialfinal 300,0000,35300,35)( =−=⇒−=

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35,3000,500P1

33,9001,900P4

32,7003,95035,8003,100P3

0,800

PM

36,500

35,000

Cota

36,6500,150P2

37,3002,300P1

PIAIRéEstação


RésnecoCompensaçã o=:

23




35,0000,500P1

33,6001,900P4

32,5003,95035,5003,000P3

0,800

PM

36,400

35,000

Cota

36,4500,050P2

37,2002,200P1

PIAIRéEstação


RésnecoCompensaçã o=:

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Nivelamento Geométrico: Classificação conforme a Precisão

Alta Precisão: o erro médio admitido é de ±1,5mm/km

Primeira ordem: o erro médio admitido é de ±2,5mm/km

Segunda ordem: o erro médio admitido é de 1,0cm/km

Terceira ordem: o erro médio admitido é de 3,0cm/km

Quarta ordem: o erro médio admitido é de 10,0cm/km

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ALTIMETRIA

Pontos Cotados e Curvas de Nível

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ALTIMETRIA


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ALTIMETRIA


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ALTIMETRIA

Interpolação

A(103,35)

B(108,96)

C(?)

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ALTIMETRIA

Interpolação

A(103,35)

B(108,96)

C(?)

DH

DN

30


ALTIMETRIA

Interpolação

A(103,35)

B(108,96)

C(?)

DH=200,27 m

DN

DHAC=120,12 m

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ALTIMETRIA

Interpolação

A(103,35)

B(108,96)C(?)

DH=200,27

DN= 5,61 m

mDNx

DHxDHDN

AC

AC

ABAB

36,3==

⇔⇔

x

mDNCC ACAC 71,10636,335,103 =+=+=

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ALTIMETRIA

Interpolação

A(103,35)

B(108,96)C(106,00)

DH=200,27

DN= 5,61 m

mDHxxDNDHDN

AC

AC

ABAB

60,94==⇔⇔

DNAC=2,65 mx

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ALTIMETRIA

Interpolação

A(103,35)

B(108,96)C(106,00)

DH=200,27

DN= 5,61 m

mDHxxDNDHDN

BC

BC

ABAB

105,67==⇔⇔

DNBC=2,96 mx

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ALTIMETRIA

Perfis

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ALTIMETRIA

Perfis do Nivelamento

Perfil Longitudinal: - Ao longo do Caminhamento

Perfil Transversal: - Em direção Transversa ao Caminhamento

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ALTIMETRIA

Perfis do Nivelamento

Perfil Longitudinal: - Ao longo do Caminhamento

Perfil Transversal: - Em direção Transversa ao Caminhamento

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ALTIMETRIA

Greides, Cortes e Aterros

Greide ou “Grade” é a linha que une dois a dois, um certo número de pontos dados num perfil

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ALTIMETRIA


COTA VERMELHA – distância vertical entre um ponto do greide e o ponto correspondente no terreno.

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ALTIMETRIA


COTA VERMELHA POSITIVA (+) - é quando o ponto do greideestiver acima do ponto correspondente no terreno. Equivale a um Aterro.

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ALTIMETRIA


COTA VERMELHA NEGATIVA (-) – é quando o ponto do greideestiver abaixo do ponto correspondente no terreno. Equivale a umCorte.

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ALTIMETRIA


PONTO DE PASSAGEM – é o ponto de transição entre corte e aterro. O ponto do greide coincide com o ponto do terreno. Não hácorte nem aterro, tendo portanto cota vermelha nula.

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ALTIMETRIAPerfil a partir de Curvas de Nível

GeomGeomááticatica Aplicada Aplicada àà Engenharia CivilEngenharia Civil

Fundamentos de FotogrametriaFundamentos de Fotogrametria

Laboratório de Cartografia Digital - CTUFES

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FOTOGRAMETRIA

Fotogrametria

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FOTOGRAMETRIA

Fotogrametria ⇒ Ciência e arte de obter medidas dignas de confiança utilizando-se fotografias (American Society of Photogrammetry).

Fotogrametria Ciência, tecnologia e arte de obter informações seguras acerca de objetos físicos e do meio, através de processos de registro, medições e interpretações de imagens fotográficas e padrões registrados de energia eletromagnética (Photogrammetric Engineering and RemoteSensing).

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FOTOGRAMETRIA

Fotogrametria

Sens. Rem.TerrestreAérea

InterpretativaMétrica

Fotointerpretação

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FOTOGRAMETRIA

Aerofotogrametria

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FOTOGRAMETRIA

As condições de obtenção e preservação dos produtos fotogramétricos, são:

•posição do avião (linha e altura);•distorção das lentes e imperfeições óticas;•estabilidade da câmara (inclinação e choques);•invariabilidade do filme (material);•condições atmosféricas;•processos e produtos da revelação.

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FOTOGRAMETRIA

Câmaras Terrestres

Terrestre

Características:

•permanece fixa durante o tempo de exposição;

•o objeto fotografado geralmente está fixo;

•o tempo de exposição do filme é relativamente longo e só diminui quando o objeto a ser fotografado estiver em movimento;

•utiliza emulsão de baixa sensibilidade e de granulação fina;

•o formato do filme é pequeno;

•seu funcionamento pode ser manual ou automático.

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FOTOGRAMETRIA

Câmaras Aéreas

Aérea

Características:

•está em movimento (velocidade constante) durante o tempo de exposição;

•o objeto fotografado pode ser fixo ou móvel;

•o tempo de exposição é bastante curto;

•o obturador é de altíssima eficiência;

•utiliza emulsão de altíssima sensibilidade;

•apresenta grande capacidade de armazenamento de filme;

•o formato do filme é grande;

•seu funcionamento é todo automático.

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FOTOGRAMETRIA

Câmaras Aéreas

Aérea

Características:

•está em movimento (velocidade constante) durante o tempo de exposição;

•o objeto fotografado pode ser fixo ou móvel;

•o tempo de exposição é bastante curto;

•o obturador é de altíssima eficiência;

•utiliza emulsão de altíssima sensibilidade;

•apresenta grande capacidade de armazenamento de filme;

•o formato do filme é grande;

•seu funcionamento é todo automático.

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FOTOGRAMETRIA

Câmara Aérea

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FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria

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RELAÇÃO ALTURA DE VÔO X ÂNGULO DE ABERTURA

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Classificação: Quanto ao Ângulo de CampoPequeno: α < 50 •Trabalhos de reconhecimento com fins militares•Vôos muito altos, para a confecção de mapas de áreas urbanas densas.•Confecção de ortofotomapas e mosaicos de áreas urbanas com construções muito altas.

Normal: 50< α < 75 •Trabalhos cartográficos (confecção de mapas básicos).•Confecção de mosaicos e ortofotomapas de áreas urbanas não muito densas.•Mapeamento de regiões com muita cobertura vegetal.

Grande-angular: 75 < α < 100•Trabalhos cartográficos com maior economia.•Serviços de aerotriangulação.•Confecção de mapas topográficos.•Confecção de mapas em escalas grandes. Medições fotográficas.

Super-grande-angular: α >100 •Trabalhos cartográficos com a vantagem de uma cobertura fotográfica muito maior.

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Classificação: Quanto à Distância Focal

a)Pequena: f = 55 a 100mm.

b)Normal: f = 152 a 210mm.

c)Grande: f = 305 a 610mm.

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Classificação: Quanto à Inclinação do Eixo Óptico

a)Verticais

b)Oblíquas

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Principais características dos Aerofotogramas:•é uma projeção central ou cônica;

•a escala varia em função da inclinação da foto e das diferenças de nível;

•a representação geométrica dos objetos é afetada por deslocamentos devido ao terreno, à inclinação do eixo ótico e às distorções da lente;

•todos os objetos são visíveis

•a representação da imagem é tridimensional

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Aerofotogramas: Marcas Fiduciais

PP: Ponto Principal da Fotografia Aérea

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Aerofotogramas: Marcas Fiduciais

61



62



Superposição Longitudinal

Superposição Lateral

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Superposição Longitudinal

ESQUEMA DE TOMADA DE AEROFOTOS CONSECUTIVAS

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Estereoscopia

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1.ÁREA DE COBERTURA ÚNICA 2.ÁREA DE RECOBRIMENTO LONGITUDINAL (RLo) 3.ÁREA DE RECOBRIMENTO LATERAL (RLa) L = LADO DA FOTO

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Determinação de DN por Paralaxe Linear

A paralaxe absoluta de um ponto é o deslocamento aparente que este ponto

sofre, ao ser fotografado consecutivamente, de posições distintas no

espaço.

X1 X2

)()( 21 xxxP −−=

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)()( 21 xxxP −−=X1

70




)()( 21 xxxP +=X1X2

P(x)

Foto da Direita sobreposta à da Esquerda

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x2 x1

Zm

72



x2 x1

Zm

73



x2 x1

Zm

BZfP

fP

ZB

temosaOaeAOOsNos

AA

A

A

⋅=⇒=

Δ :''21

'21

BZfP

fP

ZB

BpontooparaamenteAna

BB

B

B

⋅=⇒=

:log

f

74



x2 x1

Zm

BA

AB

BA

BA

ZZZBfZBfP

BZfB

ZfP

temosPPP

ParalaxedeDiferençacomo

.....

:

::

−=Δ

⋅−⋅=Δ

−=Δ

BZfP

AA ⋅=

BZfP

BB ⋅=

75



x2 x1

Zm

BA

AB

BA

AB

ZZZZBf

P

ZZZBfZBf

P

.).(.

.....

−=Δ

−=Δ

BZfP

AA ⋅=

BZfP

BB ⋅=

DNAB

76



x2 x1

Zm

BA

AB

BA

AB

ZZZZBf

P

ZZZBfZBf

P

.).(.

.....

−=Δ

−=Δ

BZfP

AA ⋅=

BZfP

BB ⋅=

DNAB

77



x2 x1

Zm BA

AB

ZZDNBfP.

..=Δ

BZfP

AA ⋅=

BZfP

BB ⋅=

PA

78



x2 x1

Zm

BZfP

AA ⋅=

BZfP

BB ⋅= B

AAB

A

BAB

B

ABA

PPZDN

ouP

PZDN

AssimZDNP

P

Δ=

Δ=

=Δ

.

.:

.

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