Topografia

O objectivo da disciplina de Topografia consiste na aprendizagem de métodos e técnicas de
aquisição de dados que possibilitem a determinação das coordenadas de um conjunto de pontos, que
descrevam geometricamente uma parcela da superfície do terreno, com rigor e aproximação
necessários.
A Topografia é uma disciplina da Geodesia que na sua concepção clássica ocupa-se da
representação local de uma parcela da superfície terrestre, sobre a qual o efeito da curvatura terrestre é
considerado desprezível (definição de campo topográfico). Contudo, actualmente o desempenho desta
disciplina é um pouco mais vasto face às técnicas e metodologia por ela empregue; cite-se o apoio à
construção civil no âmbito de grandes obras de engenharia – pontes, barragens, linhas férreas, etc.,
bem como, a topografia industrial e mineira.
A recolha de dados necessários à elaboração de uma planta ou carta topográfica de uma dada
parcela da superfície terrestre é designada por levantamento topográfico. A aquisição da informação
topográfica para a elaboração de cartas ou plantas é feita com o recurso a dois métodos: o método
topográfico ou clássico e o método fotogramétrico. Na escolha do método mais adequado
considera-se essencialmente a área e a escala do levantamento, pois o método topográfico pelo facto
de implicar um conjunto significativo de operações de campo torna-o demorado para zonas extensas, e
por isso, mais dispendioso face ao método fotogramétrico. Já o método fotogramétrico para zonas
demasiado pequenas apresenta custos relativamente elevados e para escalas grandes tem a limitação da
altura mínima de voo. Normalmente, salvo raras excepções o método topográfico é utilizado para
escalas superiores a 1:1000 e o fotogramértico para escalas inferiores ou iguais a 1:1000.
A descrição geométrica de uma superfície do espaço físico real é normalmente feita a partir de uma
função do tipo f=f(x, y, z) onde z é uma função implícita z=z(x, y). No caso da cartografia terrestre, o
plano cartográfico representa, de uma forma biunívoca, a superfície física da Terra, onde M=x
(distância à meridiana) e P=y (distância à perpendicular) são as coordenadas planimétricas ou
coordenadas cartesianas do plano cartográfico; e, h=z é a coordenada altimétrica (também designada
por cota e representada por C). O relevo da superfície é habitualmente definido através de curvas de
nível C=C(M,P) (C=cte para cada nível), constituindo o chamado modelo altimétrico do terreno ou
modelo numérico do terreno (DTM – Digital Terrain Model).
Apesar da superfície e a sua representação cartográfica serem contínuas, o processo de as
determinar é sempre feito a partir de dados discretos, ou seja, a partir de um conjunto finito de pontos
coordenados. Este conjunto de pontos coordenados é definido em duas categorias, os pontos
fundamentais ou de apoio, que dos quais fazem parte os pontos das chamadas redes geodésicas etopográficas, e os pontos de pormenor, que servem para definir a forma e posição dos elementos
topográficos em relação a um referencial cartográfico.
Para se ter uma representação cartográfica da superfície terrestre é fundamental que, de acordo
com a função atrás referida, se determine dois tipos de coordenadas: planimétricas (M,P) e altimétrica
(h=h(M, P)). Devido a esta divisão o problema da determinação das coordenadas dos pontos era
normalmente resolvido a partir de duas operações distintas de coordenação, a planimetria e a
altimetria. Estas operações podem ser realizadas em simultâneo ou em separado, dependendo das
circunstâncias e das imposições feitas à sua determinação, bem como, do tipo de equipamento a
utilizar.
A determinação de pontos coordenados resulta de uma operação encadeada, donde um ponto
novo é sempre localizado relativamente a outros já conhecidos, dando lugar à chamada operação de
transporte de coordenadas. No princípio da cadeia encontram-se os pontos conhecidos da rede
geodésica – os vértices geodésicos, e no fim da cadeia estão os pontos de pormenor. Isto, porque não
é lícito localizar novos pontos a partir de pontos de pormenor e porque, os vértices geodésicos não
estão localizados nas zonas de levantamento de pormenor. Entre os pontos da rede geodésica e os de
pormenor, encontram-se os pontos de apoio topográfico, que vão constituir pequenas redes locais de
pontos de coordenadas conhecidas ou redes de apoio (esqueleto do levantamento). Será a partir
destes que é feita a localização e determinação dos pontos de pormenor.
Os conjuntos de pontos da rede geodésica classificam-se em pontos de 1ª, 2ª e 3ªordem, de
acordo com a sua importância e precisão das coordenadas. Os pontos de apoio topográfico (redes de
triangulação cadastral e topográfica) classificam-se também em 1ª e 2ª ordem, coincidindo a 1ª ordem
topográfica com a 4ª ordem geodésica.
As operações topográficas de campo, designadas no seu conjunto por levantamento
topográfico, podem dividir-se pelas seguintes fases:
1- Reconhecimento, escolha, implementação e medição da(s) rede(s) locais de apoio;
2- Ligação da rede local à rede global (geodésica auxiliar ou cadastral);
3- Levantamento de pormenor apoiando-se na rede local;
Após estas três operações/fase fica-se com um modelo numérico do terreno, ou seja, um conjunto
de coordenadas dos pontos que representam, em princípio, a forma e dimensão de uma dada parcela
da superfície terrestre, relativas a um sistema de referência local ou global. Este conjunto de
coordenadas juntamente com outra informação adicional (caracterização dos pontos, formação de
polígonos entre pontos, informação característica de áreas, etc.) e ainda com algum tratamento gráfico
servirá para a implantação gráfica da superfície que se pretende cartografar, designada por edição
cartográfica. Esta será uma tarefa que não diz respeito ao topógrafo mas sim ao editor de cartografia,
mas no qual o topógrafo desempenha um papel importante, pois é ele que conhece e adquire a
informação no terreno. O topógrafo serve pois, de interlocutor com o editor cartográfico.
Nas três fase genéricas mencionadas atrás, há sempre duas operações fundamentais de
coordenação, como já foi referido: a planimetria (M,P) e a altimetria (h) ou nivelamento. Na primeira e
segunda fase é mais fácil executá-las em separado, pois os pontos podem não coincidir e os aparelhos
serem diferentes, na terceira já são hoje em dia executadas em simultâneo, pois os aparelhos utilizados
(estações totais) permitem-no fazer com a precisão.
É de extrema importância referir que, actualmente, salvo raras excepções, as duas operações de
planimetria e altimetria são sempre executadas em simultâneo, mesmo para as redes de apoio, graças à
utilização generalizada do sistema GPS e das estações totais electrónicas.