Cartografia, diante de você encontra-se um artigo com simplesmente tudo que você precisa saber sobre o tema.
Com a leitura do mesmo você aprenderá:
- O que é a Cartografia;
- Qual sua história;
- Quais as divisões da mesma;
- O que é e como fazer a representação cartográfica;
- O que são os sistemas de Informação cartográfica;
- Quais os tipos de dados espaciais existentes;
- O que são projeções e sistemas de coordenadas;
- O que são os sistemas de referência de coordenadas;
- Quais os elementos de um mapa;
- E muito mais.
Prossiga a leitura com máxima atenção.
O que é a Cartografia
A Cartografia é a ciência que busca representar a superfície terrestre por meio de mapas, sendo que a Associação Cartográfica Internacional, em 1966 estabeleceu a seguinte definição para a mesma:
O conjunto de estudos e operações científicas, técnicas e artísticas que, tendo por base os resultados de observações diretas ou da análise de documentação, se voltam para a elaboração de mapas, cartas e outras formas de expressão ou representação de objetos, elementos, fenômenos e ambientes físicos e socioeconômicos, bem como a sua utilização.
História da Cartografia
A Cartografia acompanha o homem desde os primórdios da existência do mesmo.
Na antiguidade o mesmo utilizava a arte rupestre, sendo que novas pinturas são encontradas até hoje.
As mesmas foram guardadas para que através das mesmas fosse possível recolher evidências da localização de cidades e tesouros perdidos do mundo antigo.
Uma pintura na parede, do sétimo milênio a.C, pode ser um dos mapas mais velhos do mundo.
Os historiadores acreditam que essa pintura simboliza a localização de Çatalhöyük, uma cidade na antiga Anatólia.
A cartografia moderna teve início a partir do século VI a.C, sendo que os gregos e romanos foram os primeiros nesse avanço.
A ajuda dos filósofos gregos, Anaximandro e Ptolomeu, são as mais significativas nesse sentido.
A Anaximandro foi atribuído a confecção do primeiro mapa documentado do mundo, enquanto Ptolomeu fez a “Geographia”, um tratado sobre a cartografia.
No século VIII, a transposição árabe dos trabalhos cartográficos pertencentes aos gregos estava sendo realizada pelos estudiosos da Arábia.
No ano de 1154, Muhammad al-Idrisi, um estudioso árabe, confeccionou um atlas medieval que continha toda ideia do planeta juntada por mercadores árabes.
O estado de Qin, localizado na China, está associado à confecção dos mais velhos mapas presentes no mundo, alguns deles do século V a.C.
Posteriormente, criações como o telescópio, a bússola e o sextante transformaram o mundo da cartografia.
Os mesmos possibilitaram a Era dos Descobrimentos do século XV até o século XVII.
No decorrer desse período, os cartógrafos europeus realizaram grandes estudos, investigaram terras e fizeram mapas detalhados, representando o mundo inteiro em pequenos pedaços de papel.
Divisões da Cartografia
A Cartografia pode ser dividida em 2 grandes grupos, Cartografia Sistemática e Cartografia Temática.
Cartografia sistemática
A Cartografia sistemática, também conhecida como Cartografia de base se preocupa com a geração de mapeamentos que servirão de base para outras representações.
Por ser de uso geral, a mesma possui toda uma série de convenções cartográficas. Nos próximos tópicos do artigo nós mergulharemos de cabeça nas mesmas.
Nesse tipo de cartografia são representados, por exemplo:
- Altitudes;
- Vias;
- Distâncias;
- Localização de cidades;
- Entre outros.
Cartografia temática
A cartografia temática envolve mapeamentos de temas específicos, cuja maior preocupação é com o conteúdo que será apresentado.
Com isso, são produzidos mapas que que buscam informar O quê, Onde e as vezes, Como ocorre determinado fenômeno geográfico.
Como exemplos de mapas oriundos da Cartografia Temática temos:
- Mapas de relevo;
- Mapas climáticos e;
- Mapas de densidade populacional.
Representação Cartográfica
A Terra pode ser representada de diferentes formas, sendo que cada uma das mesmas serve para um propósito específico.
Globo
Uma representação esférica da superfície terrestre em pequena escala e a mais fiel representação da Terra por simular a curvatura terrestre.
Mapa
Os mapas são uma representação plana da superfície terrestre, geralmente em pequena escala, para fins culturais, ilustrativos ou científicos.
Carta
As cartas são representação planas da superfície terrestre em média e grande escala. As mesmas permitem a avaliação precisa de distâncias, localizações, altitudes, etc.
Também se dividem em folhas de forma sistemática.
Planta
A planta é uma representação plana da superfície terrestre em grande escala (por exemplo, maior que 1:1.000).
Este produto cartográfico é amplamente produzido na prestação de serviços técnicos, sendo que mesmo deve seguir toda uma série de normas, as quais foram estabelecidas nas NBRs de desenho técnico.
Naturalmente, para toda regra existe excessão sendo que existem casos nos quais produtos com uma escala menor do que 1:10.00 são chamados de mapas.
Os mapas de uso do solo são um típico exemplo de produto cartográfico que foge a regra.
Cartografia Digital
A Cartografia Digital surgiu com os avanços tecnológicos, tendo como objetivo a geração de mapeamentos confiáveis com uso de todos os elementos necessários para compreensão da distribuição espacial do fenômeno representado.
Os softwares de SIG são muito utilizados na cartografia digital, mas não são os únicos.
O Google Earth e o AutoCAD também são softwares usados na cartografia, sendo que os mesmos não são considerados SIGs.
Sistemas de Informação Geográfica
Os Sistemas de Informações geográficas SIG, também conhecidos como GIS (geographic information system), são sistemas que facilitam a análise espacial das diferentes aplicações sócio-ambientais.
Na realidade, Toda análise por geoprocessamento pode ser entendida como um sistema, possuindo dados de entrada, processamentos e dados de saída.
Os dados de entrada precisam de alguma maneira serem abstraídos do mundo real, sendo que para isso os profissionais podem utilizar técnicas de obtenção direta de dados, como, por exemplo:
Ou utilizar o sensoriamento remoto, utilizando para isso sensores orbitais e sub-orbitais.
Os processamentos, por sua vez, são realizados em softwares específicos que possuem como base uma superfície cartográfica.
Com isso, não tem como o profissional trabalhar com um sistema de informações geográficas sem primeiramente entender de Cartografia.
Todo processamento na realidade é formado por um ou mais algoritmos que tendo como base os dados de entrada, irão gerar os resultados finais.
Cartografia e Geoprocessamento
Um software SIG é a ferramenta computacional utilizada no Geoprocessamento.
No caso, a própria palavra Geoprocesamento em sua etimologia diz o que o Geoprocessamento é. “Geo” significa terra e “processamento“, o processamento em ambiente computacional.
Ou seja, o Geoprocessamento preocupa-se com o processamento de dados geoespaciais.
No mesmo são utilizados algoritmos e processos que transformam dados em informações.
Neste artigo eu mostro 14 softwares de Geoprocessamento.
Caso você deseje aprender mais sobre o tema, eu possuo o Treinamento ArcGIS Expert. O mesmo é um curso com o qual você dominará a utilização deste fabuloso software de Geoprocessamento.
Dados espaciais
Os dados são registros de fenômenos que não passaram por um tratamento. Todo SIG trabalha com dados, sendo que os mesmos precisam ser georreferenciados.
Dados espaciais, também chamados de dados geográficos ou georreferenciados, sendo dados que possuem uma localização na superfície terrestre, ou seja, que possuem coordenadas.
São exemplos de dados espaciais:
- Arquivo vetorial (extensão shapefile ou GeopacKage) com as zonas climáticas do Brasil;
- Pontos coletados em campo com a utilização de receptores GNSS e inseridos em um software de SIG;
- Imagem de satélite de alta resolução importada para um software da área.
Tipos de dados espaciais
Os dados espaciais são divididos em dois grandes grupos, imagens raster e dados vetoriais.
O que é uma imagem raster
A imagem raster, também conhecida como imagem matricial ou bitmap é formada por pixeis, onde que cada pixel possui um valor digital.
As imagens raster são obtidas via sensoriamento remoto, necessitando de tratamentos complexos para serem utilizadas.
Dados vetoriais
Os dados vetoriais se baseiam na utilização de vetores, os quais são conhecidos como primitivas gráficas.
Com isso, os mesmos são mais leves do que os dados matriciais, ocupando menos espaço de armazenamento.
Uma outra grande vantagem dos dados vetoriais é que ao utilizarem funções matemáticas, os mesmos não perdem qualidade ao serem ampliados.
Cartografia – Projeções cartográficas
O objetivo das projeções cartográficas é a representação da superfície da Terra ou de uma parte da mesma em num pedaço de papel ou tela de computador.
Todas as projeções possuem algum tipo de distorção, sendo que cabe ao profissional escolher a que melhor represente a superfície que está sendo mapeada.
Classificação das projeções cartográficas
Veja no quadro abaixo um resumo das classificação e exemplos de projeções cartográficas:
Vamos ver um pouco mais sobre cada uma delas.
Classificação quanto ao método
Quanto ao método as projeções podem ser classificadas em:
- Geométricas: envolve princípios projetivos, segundo um ponto de vista e;
- Analíticas: aquelas que perderam o sentido geométrico propriamente dito em consequência da introdução de leis matemáticas, visando à obtenção de determinada propriedade.
Classificação quanto à superfície de projeção
- Projeções planas ou azimutais: projeções da superfície terrestre sobre um plano a partir de um determinado ponto de vista. Existem três tipos: polar, equatorial ou oblíqua (horizontal).
- Projeções cônicas: projeções da superfície terrestre sobre um cone, que posteriormente é planificado. Apresentam paralelos circulares e meridianos radiais. Existem Três tipos: normal, transversal e oblíqua (horizontal).
- Projeções cilíndricas: projeções da superfície terrestre sobre um cilindro envolvente, que posteriormente é planificado. Apresentam os paralelos retos e horizontais e os meridianos retos e verticais. Há deformação as regiões de elevadas latitudes. Existem três tipos: equatorial, transversal e oblíqua (horizontal).
- Projeções polisuperficiais: aquelas em que há o emprego de mais do que uma superfície de projeção para aumentar o contato com a superfície de referência e, portanto, diminuir as deformações. Existem três tipos: plano-poliédrica; cone-policônica; cilindro-policilíndrica.
Cartografia – Classificação das projeções quanto às propriedades
- Equidistantes: não apresentam deformações lineares, isto é, os comprimentos são representados em escala uniforme, em determinada direção, em outras palavras, conservam as distâncias.
- Conformes: não deformam os ângulos e formas, mas alteram as áreas, ou seja, conservam os ângulos.
- Equivalentes: Não deformam as áreas, isto é, as áreas no mapa guardam uma relação constante com suas correspondentes na superfície da Terra, resumidamente, conservam áreas.
- Afiláticas ou convencionais: Os comprimentos, as áreas e os ângulos não são conservados. Entretanto, podem possuir uma ou outra característica que justifique sua construção. A projeção de Robinson é um exemplo do tipo afilática/convencional e que é muito usada em mapas mundi.
Classificação quanto ao tipo de contato entre as superfícies de projeção e referências
- Tangentes: a superfície de projeção é tangente à de referência (plano – um ponto; cone e cilindro – uma linha);
- Secantes: superfície de projeção secciona a superfície de referência (plano – uma linha; cone – duas linhas desiguais; cilindro – duas linhas iguais).
Cartografia – Sistemas de Coordenadas
Existem três tipos de sistemas de coordenadas:
- Sistema de coordenadas cartesianas: conjunto de três retas (x, y e z), denominadas de eixos coordenados, que são mutuamente perpendiculares;
- Sistema de coordenadas plano-retangulares ou projetadas: originário das coordenadas cartesianas, representam as coordenadas em um plano a partir de projeções cartográficas. Cada projeção dá o nome a um tipo de sistema de coordenadas plano-retangulares.
Sistema de coordenadas geodésicas: coordenadas definidas pela latitude e longitude geodésicas (ângulos em relação ao elipsoide).
Modelos de Representação da Terra
A fim de facilitar a representação da superfície física terrestre, foram desenvolvidos modelos de representação.
Geoide
O geoide é a superfície do nível médio do mar homogêneo supostamente prolongado por sob os continentes (conforme IBGE).
Essa superfície se deve, principalmente, às forças de atração (gravidade) e força centrífuga (rotação da Terra) e acompanha as variações da estrutura de distribuição de massa da Terra.
Cartografia – Elipsoide de Revolução
O elipsoide de revolução é a superfície de referência utilizada nos cálculos para a elaboração de uma representação cartográfica.
Cada país adota um elipsoide como referência, o que mais se aproxima do geoide na região considerada.
No Brasil o elipsoide adotado é o Geodetic Reference System of 1980 (GRS80).
Datum
De acordo com o IBGE, o datum é composto pela forma e tamanho de um elipsoide, bem como sua posição relativa ao geoide.
De forma simples, podemos dizer que datum é um modelo matemático teórico de referência para a representação da superfície da Terra, utilizado em um determinado mapa ou carta.
Existem dois tipos de data:
Histórico de data utilizados no Brasil
- Córrego Alegre: adotado na década de 50, tinha como vértice o ponto Córrego Alegre, e o elipsoide Internacional de Hayford de 1924 como superfície de referência, sendo seu posicionamento e orientação determinados astronomicamente;
- Astro Datum Chuá: a partir de estudos gravimétricos na região do ponto Córrego Alegre, foi escolhido um novo ponto, no vértice de Chuá. Este sistema foi estabelecido pelo IBGE em caráter provisório, como um ensaio para a implantação do Datum SAD69.
- SAD 69 (South American Datum): adotado em 1979. A imagem geométrica da Terra é definida pelo Elipsoide de Referência Internacional de 1967. Nela há a adoção de um referencial topocêntrico, isto é, o ponto de origem e orientação está na superfície terrestre.
- SAD 69 (1996): veio em um momento de reajustamento da rede geodésica brasileira, utilizando-se das novas técnicas de posicionamento pelo GNSS.
- SIRGAS 2000: Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas, adotado em 2005. Desde 2015 é o datum oficial do Brasil em substituição ao SAD 69. Adota o elipsoide do Sistema Geodésico de Referência de 1980. A definição/orientação do SIRGAS 2000 é geocêntrica, ou seja, adota um referencial que tem a origem dos seus três eixos cartesianos localizada no centro de massa da Terra.
O datum utilizado mundialmente é o WGS 84 (World Geodetic System). O mesmo adota o elipsoide do Sistema Geodésico de Referência de 1980.
Cartografia – Sistema de Referência de Coordenadas (SRC)
Todo dado espacial inserido em um software de SIG precisa de um Sistema de Referência de Coordenadas, sendo um sistema composto pelo:
Sistema de coordenadas geográficas + datum
ou
Sistema de coordenadas planas + projeção cartográfica + datum
Vamos entender cada um desses sistemas.
Sistema de coordenadas geográficas
É originado do sistema de coordenadas geodésicas e representa uma esfera, contendo medidas angulares em graus, minutos e segundos ou graus decimais.
Os locais são identificados pela latitude e longitude com origem no centro da Terra.
Localizam de forma direta qualquer ponto sobre a superfície terrestre, sendo, portanto, um sistema global.
Cartografia – Sistema de coordenadas projetadas ou planas
É originado do sistema de coordenadas plano-retangulares, representam uma superfície plana e bidimensional, com medidas métricas.
Os locais são identificados por valores x e y em uma grade, com origem no centro da grade.
Este sistema sempre envolve uma projeção adequada para um local específico e uma unidade de medida, geralmente em metros.
Os data usados conjuntamente ao Sistema de Coordenadas Planas podem ser o SIRGAS 2000 e o WGS84, por exemplo.
Um dos sistemas de coordenadas mais usados é Sistema de coordenadas planas UTM, que é um sistema de coordenadas baseado na Projeção Cilíndrica Transversa de Mercator e utilizado em todo o mundo.
Cartografia – Elementos fundamentais de um mapa
Por fim, chegamos ao oitavo e último tópico sobre Fundamentos de Cartografia, que consiste no entendimento da estrutura básica que caracteriza os mapas.
Um mapa deve possuir 5 elementos. São eles:
Título
É uma descrição objetiva do que está sendo representado no mapa. Deve dizer “O que é”, “Onde” e em alguns casos “Quando” de forma sucinta.
Orientação
É a direção do mapa, que ode ser representada por uma rosa do ventos ou por uma seta apontando para o norte.
Legenda
Atribui um significado à simbologia. Nela são apresentados os símbolos do mapa (pontos, linhas, áreas) e sua tradução.
Geralmente localiza-se no canto direito ou inferior da folha. Um outro termo utilizado com sentido similar à Legenda é o Convenções Cartográficas, porém, nas convenções cartográficas são utilizados símbolos aceitos internacionalmente para fins de padronização, típico da cartografia sistemática.
Escala
É a relação entre a medida de um objeto no mapa e sua medida real, podendo ser gráfica, numérica ou nominal.
Fonte
Deve conter informações que possibilitem ao leitor verificar a autoria do mapa, ano/data de elaboração, fonte dos dados de origem, assim como o sistema referência de coordenadas. Quando for necessário, também deve-se inserir o logotipo da instituição.
Continue aprendendo a respeito de dados geoespaciais
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Que tal aprender a respeito dos diferentes satélites e suas aplicações. Separei 5 artigos sobre diferentes satélites para você.
> RapidEye: Histórico, Características e Aplicações…
> Alos: Conheça este fabuloso satélite e suas imagens…
> Landsat: histórico e aplicações…
> GeoEye: um poderoso satélite com resolução espacial submétrica…
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