Sendo a Topografia uma área de conhecimento muito antiga, está constantemente em progressão, a par com a evolução tecnológica, tendo nas últimas três décadas dado um enorme salto qualitativo ao nível dos equipamentos e das metodologias. Nesta obra, a Topografia é apresentada na sua estrutura clássica, mas sem descurar as tecnologias que recentemente a impulsionaram, como, por exemplo, o Sistema Global de Posicionamento por Satélite GPS.
Com esta nova versão atualizada e aumentada tornou-se este livro mais abrangente, uma vez que se estendeu a sua área de influência a outros países lusófonos, mais concretamente Angola e Brasil. Inclui-se um pequeno glossário com correspondência de termos em português europeu e português do Brasil, anexos com coordenadas para apoio topográfico, assim como transformações de coordenadas.
Topografia – Conceitos e Aplicações dirige-se ao profissional, que poderá relembrar ou aprofundar os seus conhecimentos, mas também ao estudante, que aqui poderá encontrar um instrumento essencial de apoio à disciplina de Topografia ou a outras que com esta se relacionem. Adequando-se à aquisição de conceitos teóricos e práticos de Topografia na generalidade dos cursos de Engenharia, o texto é acompanhado de exemplos práticos.
Livro inclui glossário com termos correspondentes em português europeu e português do Brasil.
1 Introdução
1.1 Representação do Terreno em Planta
1.2 Escala
1.3 Representação Analógica e Representação Digital
1.4 Conteúdo deste Livro
2 Sistemas de Coordenadas
2.1 Forma da Terra e Sistemas de Referência
2.1.1 Elipsoide de referência
2.1.2 Sistema de coordenadas no elipsoide
2.2 Datum Local
2.2.1 Latitude e Longitude Astronómicas
2.2.2 Fixação de um elipsoide local
2.2.3 Triangulação Geodésica
2.3 Projeções Cartográficas
2.3.1 Efeitos das projeções
2.3.2 Projeção transversa de Mercator
2.3.3 Configuração da projeção transversa de Mercator em Portugal
2.3.4 Deformações da projeção transversa de Mercator
2.4 Datum Altimétrico
3 Medição de Ângulos
3.1 Ângulos Horizontais
3.1.1 Ângulo horizontal entre duas direções
3.1.2 Direção Norte: definições
3.1.3 Rumo de uma direção
3.2 Ângulos Verticais
3.2.1 Ângulo zenital de uma direção
3.3 O Teodolito
3.3.1 Grado: sistema de medida angular centesimal
3.3.2 Leitura no limbo horizontal
3.3.3 Leitura no limbo vertical
3.4 Nivelas
3.4.1 Nivela esférica
3.4.2 Nivela tórica (ou tubular)
3.5 Colocação do Teodolito em Estação
3.6 Sistemas óticos na Topografia
3.6.1 Luneta astronómica
3.7 Medição Rigorosa de Ângulos
3.7.1 Medição rigorosa de ângulos horizontais
3.7.2 Medição rigorosa de ângulos verticais
4 Medição de Distâncias
4.1 Medição de Distâncias Horizontais no Terreno
4.1.1 Classificação da medição de distâncias quanto à precisão
4.1.2 Métodos diretos
4.1.3 Métodos indiretos
4.2 Redução do Efeito de Altitude4.3 Redução de uma Distância ao Plano Cartográfico
5 Altimetria
5.1 Nivelamento Geométrico
5.1.1 Material utilizado
5.1.2 Efetuar observações com nível
5.1.3 Nivelamento geométrico simples
5.1.4 Nivelamento geométrico composto
5.1.5 Avaliação da precisão de um nivelamento
5.1.6 Traçado de perfis
5.1.7 Método das visadas a igual distância
5.1.8 Método das visadas recíprocas
5.1.9 Conselhos práticos
5.1.10 Exemplos de aplicação do Nivelamento Geométrico
5.2 Nivelamento Trigonométrico
5.2.1 Princípios do método
5.2.2 Material utilizado
5.2.3 Correções
5.2.4 Exemplos de aplicação de nivelamento trigonométrico
5.3 Nivelamento Barométrico
6 Apoio Topográfico
6.1 Problemas Sobre Coordenadas, Distâncias e Orientações
6.1.1 Ângulos em Topografia
6.1.2 Cálculo de rumo cartográfico e da distância entre dois pontos de coordenadas conhecidas
6.1.3 Obtenção do rumo inverso de uma direção
6.1.4 Transmissão (ou propagação) de rumos
6.2 Coordenação de pontos por Triangulação
6.2.1 Lei (Analogia) dos senos
6.2.2 Teorema de Carnot
6.2.3 Soma dos ângulos internos de um triângulo
6.3 Coordenação de pontos por Interseção
6.3.1 Interseção direta
6.3.2 Interseção lateral
6.3.3 Interseção inversa
6.3.4 Interseção com observações redundantes
6.4 Poligonais
6.4.1 Ajustamento angular
6.4.2 Ajustamento linear
6.4.3 Classificação das Poligonais
7 Levantamento Topográfico
7.1 Levantamento por Irradiação
7.2 Levantamento por Alinhamentos e Normais
7.3 Prancheta
7.4 Representação do Levantamento
7.4.1 Escala
7.4.2 Representação da planimetria
7.4.3 Representação da altimetria
7.5 Aplicação das Novas Tecnologias ao Levantamento Topográfico
7.5.1 Armazenamento de dados no campo
7.5.2 Transferência de dados para o computador
7.5.3 Desenho no computador
7.6 Modelos Digitais de Terreno
7.6.1 Obtenção de um Modelo Digital de Terreno (MDT)
7.6.2 Alguns produtos e aplicações dos MDT
7.7 Exatidão dos MDT
7.7.1 Fatores que influenciam a exatidão de um MDT
7.8 Exemplo de Aplicação das Novas Tecnologias à Topografia
8 Trabalhos sobre Plantas
8.1 Medição de Distâncias na Carta
8.2 Medição de Áreas na Carta
8.2.1 Métodos geométricos
8.2.2 Método mecânico - Planímetro polar
8.3 Medição de Volumes na Carta
8.3.1 Volumes pela Fórmula do Prismoide
8.3.2 Volumes pela Fórmula da Secção Média
8.3.3 Volume por divisão em prismas verticais
8.3.4 Estimativas de erro na medição de volumes
8.4 Digitalização de Cartas8.4.1 Transformação afim
9 Topografia e Vias de Comunicação
9.1 Curvas Circulares em Planta. Análise Geométrica
9.1.1 Cálculo dos elementos principais
9.1.2 Considerações gerais sobre implantação de curvas planas
9.2 Curvas Circulares em Planta: Piquetagem
9.2.1 Piquetagem dos pontos principais
9.2.2 Piquetagem de pontos intermédios
9.2.3 Clotoide. Análise Geométrica
9.2.4 Clotoide como curva de transição
9.3 Curvas Verticais em Perfil. Análise Geométrica
9.3.1 Generalidades
9.3.2 Normas gerais para a obtenção dos trainéis
9.3.3 Execução de um perfil longitudinal de trainéis
9.3.4 Concordância dos trainéis
10 GPS - Sistema de Posicionamento Global
10.1 Princípio do Posicionamento GPS
10.2 Descrição do Sistema
10.2.1 Segmento espacial
10.2.2 Segmento de controlo
10.2.3 Segmento terrestre
10.3 Os Sistemas de Tempo
10.3.1 O Tempo Universal (UT) ou Greenwich Mean Time (GMT)
10.3.2 O Tempo Atómico Internacional (TAI)
10.3.3 O Tempo Universal Coordenado (UTC)
10.3.4 A Hora Local
10.3.5 O Tempo GPS (TGPS)
10.4 Erros que afetam a precisão do sistema
10.4.1 Influência da atmosfera
10.4.2 Erros relativos aos satélites
10.4.3 Multicaminho (reflexões)
10.4.4 Recetores
10.4.5 Disponibilidade seletiva (SA - Selective availability)
10.4.6 Geometria dos satélites
10.4.7 Quantificação dos erros
10.5 Cálculo de Posições
10.5.1 Observáveis
10.5.2 A solução de navegação (só código da portadora)
10.6 GPS Relativo
10.6.1 Posicionamento Diferencial com o código C/A
10.6.2 Posicionamento Diferencial com a fase da portadora
10.7 Métodos de Observação
10.7.1 Métodos que usam a observação do código C/A
10.7.2 Métodos que usam a observação da fase
10.7.3 Técnicas avançadas
10.8 Aplicação do GPS em Topografia
10.8.1 Ligação à rede
10.9 O GLONASS e o Galileu
10.9.1 O GLONASS (Global Navigation Satellite System)
10.9.2 O Galileu
10.10 O Futuro
11 Teoria dos Erros
11.1 Erros Aleatórios e sua distribuição
11.2 Média e Desvio Padrão
11.3 Lei de Propagação de Erros
11.4 Compensação de Medidas Diretas
11.4.1 Medidas diretas de igual precisão
11.4.2 Medidas diretas de precisão diferente
11.5 Compensação de Medidas Indiretas
11.5.1 Equações de observação não lineares
11.6 Compensação de Medidas Diretas Condicionadas
11.6.1 Método dos correlatos
ANEXO I - Coordenadas para Apoio Topográfico - Angola
A1.1 Datum Geodésico Tradicional de Angola
A1.2 Atualização para um Datum Global
A1.3 Projeção Cartográfica Utilizada em Angola
ANEXO II - Coordenadas para Apoio Topográfico - Brasil
A2.1 Data Geodésicos Tradicionais do Brasil
A2.2 Atualização para um Datum Global
A2.2.1 Estações de referência
A2.3 Projeções Cartográficas Utilizadas no Brasil
A2.4 Altimetria Brasileira
ANEXO III - Transformações de Coordenadas
A3.1 Conversão de Coordenadas Geográficas Geodésicas para Cartesianas Geodésicas
A3.2 Conversão de Coordenadas Cartesianas Geodésicas para Geográficas Geodésicas
A3.3 Transformação de Datum - Sete Parâmetros
A3.4 Transformação de Datum - Três Parâmetros
A3.5 Transformação por Modelação de Diferenças ou em Grelha
A3.6 Projeção de Gauss-Krüger
ANEXO IV - Glossário de termos correspondentes em português europeu e português do Brasil
José Alberto Gonçalves
Licenciado em Engenharia Geográfica pela FCUP e doutorado em Fotogrametria pela Universidade de Londres. Professor Auxiliar da FCUP na área de Engenharia Geográfica, nomeadamente Topografia, Fotogrametria e Sistemas de Informação Geográfica. Investigador do Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), nas áreas de técnicas topográficas e fotogramétricas de monitorização costeira.
Sérgio Madeira
Licenciado em Engenharia Geográfica pela FCTUC e doutorado na mesma área pela Universidade do Porto. Professor Auxiliar do Departamento de Matemática da UTAD. É investigador do Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), na área dos Sistemas Móveis de Levantamento.
J. João Sousa
Licenciado e Doutorado em Engenharia Geográfica pela FCP. Professor Auxiliar da Escola de Ciências e Tecnologia (Departamento de Engenharias) da UTAD. Membro do Centro de Geologia da Universidade do Porto (CGUP), onde se dedica à aplicação e ao desenvolvimento de técnicas interferométricas (InSAR) para monitorização e deteção de deformações da superfície terrestre.