Sistemas Geodésicos de Referência?
Sistemas geodésicos de referência, você acabou de encontrar um artigo definitivo a respeito do tema.
Com a leitura do mesmo você aprenderá:
- O que é um sistemas geodésicos de referência;
- Quais os parâmetros de um sistema geodésico de referência;
- Porque foi necessária a criação de elipsoides;
- Sistema geodésicos topocêntricos e geocêntricos;
- Quais os principais sistemas geodésicos existentes e;
- Como é feita a materialização de um sistema de referência.
Vou abrir meu baú do tesouro. Prossiga a leitura com máxima atenção.
O que são os sistemas geodésicos de referência
Os sistemas geodésicos de referência possibilita a determinação da localização de qualquer detalhe existente na superfície terrestre.
Os mesmos são figuras geométricas representativas da superfície da terra que são utilizadas na Cartografia, na Geodésia e na navegação por satélite, permitindo que cada ponto da superfície tenha um conjunto de coordenadas único (X, Y e Z).
Quais os parâmetros dos sistemas geodésicos de referência
Provavelmente no seu dia a dia você em alguns momentos escute o termo sistema de referência, em outros a palavra datum. A verdade é que datum, sistema de referência e sistema geodésico de referência são a mesma coisa.
Na realidade, um sistema geodésico de referência nada mais é do que um modelo matemático teórico que representa a superfície da terra.
Todo sistema geodésico de referência possui 3 parâmetros. São eles:
- Um ponto de amarração;
- Um norte (orientação);
- Um elipsoide.
O surgimento dos sistemas geodésicos de referência foi necessário justamente pela necessidade de se amarrar as diferentes superfícies existentes:
A NBR 14.166, em sua contracapa traz uma imagem que ajudará você a entender melhor estas superfícies.
Perceba que conforme informei, existe a superfície física, o geoide e o elipsoide.
Além disso, existe a altitude geométrica, que é em relação ao elipsoide e a altitude ortométrica que é em relação ao geoide.
Diante da existência destas superfícies, o problema enfrentado pelos cartógrafos era como amarar as mesmas.
Por exemplo, a altitude obtida com receptores GNSS é em relação ao elipsoide, ou seja, altitude geométrica. Porém, a mesma não pode ser utilizada em obras de engenharia.
Isso porque em obras de engenharia, deve-se utilizar a altitude ortométrica que é em relação ao geoide.
Enfim, os Cartógrafos precisavam de alguma maneira amarrar as diferentes superfícies e altitudes existentes.
Foi neste contexto que os mesmos criaram o sistema geodésico de referência. Conforme expliquei anteriormenteo mesmo possui 3 parâmetros. São eles:
- Um elipsoide;
- Um ponto de amarração que serve para amarar o elipsoide a superfície física e ao geoide;
- E um norte que faz com que o datum fique orientado de maneira certa.
Perceba que é por isso que quando se utiliza um software de geoprocessamento, o que se faz é a transformação, por exemplo:
Do datum SAD 69 para o datum SIRGAS 2000!
E não do Elipsoide sad 69 para o elipsoide SIRGAS 2000.
Perceba que o elipsoide é apenas um dos parâmetros que compõem o datum (lembre-se que datum e sistema geodésico de referência são a mesma coisa).
Detalhe atípico: O plural da palavra datum é data e não “datuns” como a regra geral nos induz a acreditar.
Por exemplo:
“Os data SAD 69 e SIRGAS 2000 são geocêntricos”.
Sistemas geodésicos de referência – Porque foi necessária a criação de elipsoides?
Talvez você esteja pensando:
Professor Adenilson, mas porque é que existe o geoide e o elipsoide?
A existência de apenas uma destas superfícies não seria o suficiente?
Para entender o porque desta necessidade, você precisa entender a evolução da forma da terra.
No inicio, as pessoas consideravam a forma terra plana. Com o tempo, passamos a considerar a mesma um esfera.
Porém, existia o mar e as montanhas. Desta maneira, com o tempo, os cartógrafos chegaram ao conceito de geoide.
O geoide possui como conceito:
O nível médio dos mares, suposto em equilíbrio, prolongado para dentro dos continente e sobre a influência da massa da terra e da força da gravidade.
Esta forma, geoidal, é a forma que mais se aproxima a forma real do planeta. Só existia um problema, o posicionamento sobre a mesma necessitava da utilização de formulas matemáticas complexas.
Com isso, os cartógrafos perceberam que precisavam criar uma forma mais simples. Uma forma matemática que fosse mais fácil de ser utilizada pelos profissionais.
Foi então que foi criado o elipsoide.
O mesmo é uma forma matemática dotada de 2 parâmetros, são eles:
- Semi-eixo menor e;
- Semi-eixo maior;
Por causa disso, foi que passou-se a existir o geoide e o elipsoide e consequentemente 2 altitudes:
- Altitude Geométrica (ou elipsoidal) – Em relação ao elipsoide e;
- Altitude Ortométrica – Em relação ao geoide.
Naturalmente, o próximo passo na evolução seria, de alguma maneira amarrar-se tudo. Isso porque a altitude geométrica não pode ser utilizada em obras de engenharia.
Neste contexto, foi que criou-se o sistema geodésico de referência. O mesmo faz a amarração entre o geoide, o elipsoide e a superfície topográfica.
Sistemas geodésicos topocêntricos e geocêntricos
Um sistema geodésico de referência pode ser topocêntrico ou geocêntrico.
Sistema geodésico de referência topocêntrico
Nos sistemas geodésicos topocêntricos o centro do elipsoide (origem dos eixos) está localizado em um ponto de origem situado na superfície terrestre.
Como exemplos de sistemas geodésicos topocêntricos temos o SAD 69 e o córrego Alegre.
Sistema geodésico de referência geocêntrico
Nos sistemas geodésicos geocêntricos, o eixo de rotação é paralelo ao eixo de rotação da Terra, sendo que a origem está localizada no centro de massa da Terra.
Como exemplos de sistemas geodésicos geocêntricos temos o WGS 84 e o SIRGAS 2000.
Sistemas geodésicos de referência – Principais existentes
Após a criação do conceito datum, passou-se a existir-se um problema secundário, o mesmo utiliza um elipsoide de base, que possui apenas 2 parâmetros.
Com isso, ao se configurar os parâmetros para que o datum se adeque mais a determinada porção da superfície terrestre, em outros locais, o mesmo ficava muito distante da superfície.
Com isso surgiram diferentes data, cada um se adequando mais a determinado continente ou país.
A única exceção é o WGS84, que tenta se adequar o melhor possível a todo o planeta. Com isso, mundialmente falando, existem vários DATA (plural de DATUM).
Veja na imagem abaixo os sistemas de referência SAD69 Alegre e WGS84.
Perceba que o SAD69 foi configurado sob medida para o Brasil, enquanto o WGS 84 tenta se adequar a todo o planeta.
Porém, no Brasil três sistemas de referência foram oficialmente reconhecidos pelo IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) e utilizados por algum período.
Córrego Alegre (Sistema Geodésico Córrego Alegre)
O córrego alegre foi adotado na década de 50, tendo como parâmetros:
- Ponto de amarração – O ponto Córrego Alegre;
- Elipsoide (superfície de referência) – Elipsoide Internacional de Hayford de 1924;
- Orientação – Determinada astronomicamente.
SAD69
O IBGE através de PDF disponível em seu site, trás as seguintes informações a respeito do SAD 69.
O SAD69 é um sistema geodésico regional de concepção clássica. A sua utilização pelos países Sul-americanos foi recomendada em 1969 através da aprovação do relatório final do Grupo de Trabalho sobre o Datum Sul-americano, pelo Comitê de Geodésia reunido na XI Reunião Panamericana de Consulta sobre Cartografia, recomendação não seguida pela totalidade dos países do continente. Apenas em 1979 ele foi oficialmente adotado como sistema de referência para trabalhos geodésicos e cartográficos desenvolvidos em território brasileiro.
Fonte: ftp://geoftp.ibge.gov.br/informacoes_sobre_posicionamento_geodesico/sirgas/sisref_2.pdf
Parâmetros do SAD 69:
- Elipsoide – Elipsoide do sistema geodésico de referência GRS-67, aceito e recomendado pela UGGI, em Lucerna, no ano de 1967.
- Ponto de amarração – Vértice chuá.
- Orientação – Azimute geodésico da direção inicial Chuá-Uberaba (ξ=0.31 η=-3.52 N=0 m).
- Origem: topocêntrico.
Sistemas geodésicos de referência – SIRGAS 2000
O SIRGAS2000 (sistema de referência geocêntrico para as Américas) foi definido pelo IBGE como o Sistema Geodésico Brasileiro.
O mesmo foi criado em outubro de 1993, e possui como principal objetivo, estabelecer um sistema de referência geocêntrico para a América do Sul.
As constantes do mesmo são idênticas às do WGS 84, sendo que o mesmo possui origem geocêntrica.
Na imagem abaixo você pode ver os parâmetros de transformação entre os diferentes sistemas de referência:
Materialização de um sistema geodésico de referência
A materialização de um sistema geodésico de referência se dá através do estabelecimento de uma rede de estações geodésicas implantadas e pelo IBGE.
Estas estações possuem com coordenadas tridimensionais estabelecidas através de técnicas de posicionamento espacial de alta precisão.
Utilizando-se do posicionamento pelo GNSS, o IBGE implantou uma série destas estações estrategicamente distribuídas ao longo do território nacional.
Estações estas que fazem parte da rede altimétrica e da rede planialtimétrica.
Veja na imagem abaixo um exemplo de marco implantado pelo IBGE.
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