Sistema Geodésico de Referência?
Sistema geodésico de referência, você acabou de colocar suas 2 mãos em um artigo definitivo a respeito do tema.
Com a leitura do mesmo você aprenderá:
- Quais as ciências e conceitos por trás de um sistema geodésico de referência;
- O que é um sistema geodésico de referência;
- Quais os 3 parâmetros do mesmo;
- Porque foi necessário a criação de elipsoides;
- Quais os principais sistemas geodésicos de referência existentes e;
- Como é feita a materialização de um sistema geodésico de referência.
Prossiga a leitura com máxima atenção.
As ciências e conceitos por trás de um sistema geodésico de referência
No nosso dia a dia é normal nos depararmos com uma série de termos:
- Sistema geodésico de referência;
- Geoide;
- Elipsoide;
- Altitude ortométrica;
- Altitude Elipsoidal;
- Ondulação geoidal;
- Entre outros.
Também é normal, ao tentar utilizar um software de Geoprocessamento o profissional simplesmente se travar.
Isso acontece porque utilizar um software de geoprocessamento não é simples e muito menos trivial.
Digo isso porque para conseguir utilizar um software de Geoprocessamento com segurança, você precisa entender um série de princípios inerentes as ciências da Cartografia da Geodésia e do Posicionamento Pelo GNSS.
Se você abre um software de Geoprocessamento e se trava, isso é um alerta.
A boa notícia é que a sua transformação começa aqui e agora. Isso porque você entenderá exatamente o que é um sistema geodésico de referência.
O que é um sistema geodésico de referência
Na realidade, um sistema geodésico de referência (também conhecido como sistema de referência ou datum) nada mais é do que um modelo matemático teórico que representa a superfície da terra.
Desta maneira, todo sistema geodésico de referência possui 3 parâmetros. São eles:
- Um ponto de amarração;
- Um norte (orientação);
- Um elipsoide.
O surgimento dos sistema geodésico de referência foi necessário justamente pela necessidade de se amarrar as diferentes superfícies existentes:
- Geoide;
- Elipsoide e;
- Superfície física.
Os 3 parâmetros de um sistema geodésico de referência
A NBR 14.166, em sua contracapa traz uma imagem que ajudará você a entender melhor estas superfícies.
Perceba que conforme falei, existe a superfície física, o geoide e o elipsoide.
Além disso, existe a altitude geométrica (também conhecida como altitude elipsoidal), 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 anteriormente, um sistema geodésico de referência 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, 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”
Sistema geodésico de referência – Porque foi necessário 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 como plana. Com o tempo, passamos a considerar a mesma uma esfera.
Porém, existia o mar e as montanhas. Desta maneira, a terra não era uma esfera, sendo que os cartógrafos, com o tempo, atribuíram a terra o formato de geoide.
Lembre-se que 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.
Resumindo, é esta figurinha:
Porém, é importante que você saiba que esta figura é um modelo exagerado que possui como intuito, ajudar as pessoas a entenderem melhor o que é um geoide.
Sistema geodésico de referência – Porque a forma elipsoidal foi criada
A 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.
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;
Com isso, passou a existir o geoide e o elipsoide e consequentemente 2 altitudes:
- Altitude geométrica – 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 como objetivo fazer-se uma amarração entre o geoide, o elipsoide e a superfície topográfica.
Principais sistemas geodésicos de referência existentes
Após a criação do sistema geodésico de referência, 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 sistema geodésico de referência se adeque mais a determinada porção da superfície terrestre, em outros locais, o mesmo ficava muito distante da superfície.
Ou seja, acontecia algo parecido com um cobertor de pobre.
Imagine esta cena:
Uma pessoa grande tentando se cobrir com um cobertor menor do que ela. Se a mesma cobrir os pés descobre a cabeça, se cobrir a cabeça, descobre os pés.
Ou seja, com isso surgiram diferentes data, cada um se adequando mais a determinado continente ou pais.
A única exceção é o WGS84 que tenta se adequar o melhor possivel 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 geodésicos 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 geodésico 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
Sistema geodésico de referência – SIRGAS 2000
O SIRGAS 2000 (sistema geodésico 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 geodésico 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 planimétrica e da rede planialtimétrica.
Veja na imagem abaixo um exemplo de marco implantado pelo IBGE.
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