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TOPOGRAFIA: conceitos e aplicações
 
TOPOGRAFIA: conceitos e aplicações     
  
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Descrição
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.

De uma forma geral são abordados os seguintes temas:
• Noções de Geodesia e Cartografia
• Medição de ângulos e distâncias
• Nivelamento
• Redes de apoio
• Levantamento topográfico
• Implantação
• Trabalhos sobre cartas
• Sistema Global de Posicionamento

1. Introdução – 1
1.1. Representação do Terreno em Planta – 1
1.2. Escala – 3
1.3. Representação Analógica e Representação Digital – 5
1.4. Conteúdo deste Livro – 5

2. Sistemas de Coordenadas – 7
2.1. Forma da Terra e Sistemas de Referência – 8
2.1.1. Elipsoide de referência – 9
2.1.2. Sistema de coordenadas no elipsoide – 11
2.2. Datum Local – 13
2.2.1. Latitude e Longitude Astronómicas – 13
2.2.2. Fixação de um elipsoide local – 14
2.2.3. Triangulação Geodésica – 16
2.3. Projeções Cartográficas – 21
2.3.1. Efeitos das projeções – 22
2.3.2. Projeção transversa de Mercator – 24
2.3.3. Configuração da projeção transversa de Mercator em Portugal – 26
2.3.4. Deformações da projeção transversa de Mercator – 29
2.4. Datum Altimétrico – 32

3. Medição de Ângulos – 37
3.1. Ângulos Horizontais – 37
3.1.1. Ângulo horizontal entre duas direções – 37
3.1.2. Direção Norte: definições – 38
3.1.3. Rumo de uma direção – 40
3.2. Ângulos Verticais – 41
3.2.1. Ângulo zenital de uma direção – 41
3.3. O Teodolito – 42
3.3.1. Grado: sistema de medida angular centesimal – 44
3.3.2. Leitura no limbo horizontal – 45
3.3.3. Leitura no limbo vertical – 45
3.4. Nivelas – 46
3.4.1. Nivela esférica – 47
3.4.2. Nivela tórica (ou tubular) – 47
3.5. Colocação do Teodolito em Estação – 49
3.6. Sistemas óticos na Topografia – 51
3.6.1. Luneta astronómica – 51
3.7. Medição Rigorosa de Ângulos – 55
3.7.1. Medição rigorosa de ângulos horizontais – 56
3.7.2. Medição rigorosa de ângulos verticais – 66

4. Medição de Distâncias – 71
4.1. Medição de Distâncias Horizontais no Terreno – 71
4.1.1. Classificação da medição de distâncias quanto à precisão – 72
4.1.2. Métodos diretos – 73
4.1.3. Métodos indiretos – 80
4.2. Redução do Efeito de Altitude – 90
4.3. Redução de uma Distância ao Plano Cartográfico – 91

5. Altimetria – 95
5.1. Nivelamento Geométrico – 98
5.1.1. Material utilizado – 99
5.1.2. Efetuar observações com nível – 102
5.1.3. Nivelamento geométrico simples – 104
5.1.4. Nivelamento geométrico composto – 107
5.1.5. Avaliação da precisão de um nivelamento – 109
5.1.6. Traçado de perfis – 112
5.1.7. Método das visadas a igual distância – 114
5.1.8. Método das visadas recíprocas – 117
5.1.9. Conselhos práticos – 118
5.1.10. Exemplos de aplicação do Nivelamento Geométrico – 119
5.2. Nivelamento Trigonométrico – 126
5.2.1. Princípios do método – 126
5.2.2. Material utilizado – 129
5.2.3. Correções – 130
5.2.4. Exemplos de aplicação de nivelamento trigonométrico – 134
5.3. Nivelamento Barométrico – 136

6. Apoio Topográfico – 137
6.1. Problemas Sobre Coordenadas, Distâncias e Orientações – 137
6.1.1. Ângulos em Topografia – 138
6.1.2. Cálculo de rumo cartográfico e da distância entre dois pontos de coordenadas conhecidas – 139
6.1.3. Obtenção do rumo inverso de uma direção – 141
6.1.4. Transmissão (ou propagação) de rumos – 142
6.2. Coordenação de pontos por Triangulação – 147
6.2.1. Lei (Analogia) dos senos – 148
6.2.2. Teorema de Carnot – 148
6.2.3. Soma dos ângulos internos de um triângulo – 148
6.3. Coordenação de pontos por Interseção – 149
6.3.1. Interseção direta – 149
6.3.2. Interseção lateral – 154
6.3.3. Interseção inversa – 154
6.3.4. Interseção com observações redundantes – 158
6.4. Poligonais – 164
6.4.1. Ajustamento angular – 164
6.4.2. Ajustamento linear – 168
6.4.3. Classificação das Poligonais – 169

7. Levantamento Topográfico – 179
7.1. Levantamento por Irradiação – 179
7.2. Levantamento por Alinhamentos e Normais – 184
7.3. Prancheta – 184
7.4. Representação do Levantamento – 185
7.4.1. Escala – 186
7.4.2. Representação da planimetria – 187
7.4.3. Representação da altimetria – 188
7.5. Aplicação das Novas Tecnologias ao Levantamento Topográfico – 192
7.5.1. Armazenamento de dados no campo – 193
7.5.2. Transferência de dados para o computador – 193
7.5.3. Desenho no computador – 193
7.6. Modelos Digitais de Terreno – 194
7.6.1. Obtenção de um Modelo Digital de Terreno (MDT) – 194
7.6.2. Alguns produtos e aplicações dos MDT – 200
7.7. Exatidão dos MDT – 203
7.7.1. Fatores que influenciam a exatidão de um MDT – 204
7.8. Exemplo de Aplicação das Novas Tecnologias à Topografia – 208

8. Trabalhos sobre Plantas – 211
8.1. Medição de Distâncias na Carta – 211
8.2. Medição de Áreas na Carta – 212
8.2.1. Métodos geométricos – 214
8.2.2. Método mecânico - Planímetro polar – 219
8.3. Medição de Volumes na Carta – 221
8.3.1. Volumes pela Fórmula do Prismoide – 222
8.3.2. Volumes pela Fórmula da Secção Média – 223
8.3.3. Volume por divisão em prismas verticais – 224
8.3.4. Estimativas de erro na medição de volumes – 226
8.4. Digitalização de Cartas – 227
8.4.1. Transformação afim – 229

9. Topografia e Vias de Comunicação – 237
9.1. Curvas Circulares em Planta. Análise Geométrica – 238
9.1.1. Cálculo dos elementos principais – 239
9.1.2. Considerações gerais sobre implantação de curvas planas – 240
9.2. Curvas Circulares em Planta: Piquetagem – 241
9.2.1. Piquetagem dos pontos principais – 242
9.2.2. Piquetagem de pontos intermédios – 242
9.2.3. Clotoide. Análise Geométrica – 247
9.2.4. Clotoide como curva de transição – 247
9.3. Curvas Verticais em Perfil. Análise Geométrica – 249
9.3.1. Generalidades – 249
9.3.2. Normas gerais para a obtenção dos trainéis – 249
9.3.3. Execução de um perfil longitudinal de trainéis – 250
9.3.4. Concordância dos trainéis – 250

10. GPS - Sistema de Posicionamento Global – 255
10.1. Princípio do Posicionamento GPS – 257
10.2. Descrição do Sistema – 258
10.2.1. Segmento espacial – 259
10.2.2. Segmento de controlo – 263
10.2.3. Segmento terrestre – 264
10.3. Os Sistemas de Tempo – 269
10.3.1. O Tempo Universal (UT) ou Greenwich Mean Time (GMT) – 269
10.3.2. O Tempo Atómico Internacional (TAI) – 270
10.3.3. O Tempo Universal Coordenado (UTC) – 270
10.3.4. A Hora Local – 270
10.3.5. O Tempo GPS (TGPS) – 271
10.4. Erros que afetam a precisão do sistema – 272
10.4.1. Influência da atmosfera – 273
10.4.2. Erros relativos aos satélites – 274
10.4.3. Multicaminho (reflexões) – 274
10.4.4. Recetores – 275
10.4.5. Disponibilidade seletiva (SA - Selective availability) – 275
10.4.6. Geometria dos satélites – 275
10.4.7. Quantificação dos erros – 277
10.5. Cálculo de Posições – 277
10.5.1. Observáveis – 277
10.5.2. A solução de navegação (só código da portadora) – 280
10.6. GPS Relativo – 283
10.6.1. Posicionamento Diferencial com o código C/A – 283
10.6.2. Posicionamento Diferencial com a fase da portadora – 284
10.7. Métodos de Observação – 288
10.7.1. Métodos que usam a observação do código C/A – 289
10.7.2. Métodos que usam a observação da fase – 290
10.7.3. Técnicas avançadas – 291
10.8. Aplicação do GPS em Topografia – 292
10.8.1. Ligação à rede – 294
10.9. O GLONASS e o Galileu – 295
10.9.1. O GLONASS (Global Navigation Satellite System) – 295
10.9.2. O Galileu – 296
10.10. O Futuro – 298

11. Teoria dos Erros – 301
11.1. Erros Aleatórios e sua distribuição – 301
11.2. Média e Desvio Padrão – 304
11.3. Lei de Propagação de Erros – 305
11.4. Compensação de Medidas Diretas – 308
11.4.1. Medidas diretas de igual precisão – 308
11.4.2. Medidas diretas de precisão diferente – 309
11.5. Compensação de Medidas Indiretas – 312
11.5.1. Equações de observação não lineares – 316
11.6. Compensação de Medidas Diretas Condicionadas – 318
11.6.1. Método dos correlatos – 320

ANEXO I - Coordenadas para Apoio Topográfico - Angola – 325
A1.1. Datum Geodésico Tradicional de Angola – 325
A1.2. Atualização para um Datum Global – 327
A1.3. Projeção Cartográfica Utilizada em Angola – 328

ANEXO II - Coordenadas para Apoio Topográfico - Brasil – 333
A2.1. Data Geodésicos Tradicionais do Brasil – 333
A2.2. Atualização para um Datum Global – 335
A2.2.1. Estações de referência – 336
A2.3. Projeções Cartográficas Utilizadas no Brasil – 339
A2.4. Altimetria Brasileira – 342

ANEXO III - Transformações de Coordenadas – 343
A3.1. Conversão de Coordenadas Geográficas Geodésicas para Cartesianas Geodésicas – 343
A3.2. Conversão de Coordenadas Cartesianas Geodésicas para Geográficas Geodésicas – 344
A3.3. Transformação de Datum - Sete Parâmetros – 344
A3.4. Transformação de Datum - Três Parâmetros – 346
A3.5. Transformação por Modelação de Diferenças ou em Grelha – 347
A3.6. Projeção de Gauss-Krüger – 347

ANEXO IV - Glossário de termos correspondentes em português europeu e português do Brasil – 349

BIBLIOGRAFIA – 351
ÍNDICE REMISSIVO – 353

Autores: José Alberto Gonçalves, Sérgio Madeira e J. João Sousa
Ano: 2012
Número de Páginas: 357
Tamanho: 17 x 24 cm
Editora: Lidel
Acabamento: Brochura
ISBN: 978-972-757-850-4
Prazo de entrega
Prazo de entrega: Sedex de 03 a 05 dias úteis e PAC de 05 a 15 dias úteis
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