Noções de Cartografia

        Este artigo foi escrito para dar as mínimas condições, para que os novos membros do Grupo de Caminhadas, possam identificar e usar um mapa para orientar-se em campo.  Muitos dos conceitos de Cartografia serão simplificados para que seja facilitada a compreensão em seu sentido mais amplo.

        Vamos ver de modo superficial os conceitos, para depois, usá-los  na prática em conjunto.

Tipos de Cartas / Mapas

        Mapa -  É a representação do globo terrestre, ou de trechos de sua superfície, sobre um plano, indicando fronteiras políticas, características físicas, localização de cidades e outras informações geográficas, sócio-políticas ou econômicas. Os mapas, normalmente, não tem caráter técnico ou científico especializado, servindo somente para fins ilustrativos ou culturais e exibindo suas informações por meio de cores e símbolos.

        Carta - É também, uma representação da superfície terrestre sobre um plano, mas foi especialmente traçada para ser usada para ser usada em navegação ou outra atividade técnica ou científica, servindo não só para ser examinada, mas principalmente para que se trabalhe sobre ela na resolução de problemas gráficos, onde os principais elementos serão ângulos e distâncias, ou na determinação da posição, através das coordenadas geográficas (latitude e longitude).

        Ou seja, Mapas tem finalidade ilustrativa, como por exemplo um "Mapa Turístico".  Às vezes, nem se quer tem sistema de coordenadas, e a escala é aproximada.  Já as Cartas permitem medições precisas de distâncias e direções(azimutes). Podem inclusive ser temáticas (Carta topográfica, gravimétrica, geológica, etc).

Coordenadas

        O mapa serve não só para dar uma idéia do terreno, mas para identificar pontos dentro dele.  Para isso, os pontos do mapa podem ser referenciados por suas coordenadas cartesianas.  As coordenadas podem ser angulares (graus, minutos e segundos)  ou métricas (com o metro como unidade).

 Latitude e Longitude

Latitude - No sistema de coordenadas angulares, o ângulo “vertical” entre o equador e o paralelo que passa sobre o ponto, é chamado de latitude. (Macete: Lembre-se do cachorro: quando ele late, abre/fecha a boca no mesmo sentido).  Se o ponto está ao Norte do Equador, tem latitude positiva. Se estiver ao Sul do Equador, tem latitude negativa. Longitude, é a distância angular entre o meridiano de Greenwich  e o meridiano que passa sobe o ponto visado.  Imaginando-se o planisfério onde a Inglaterra ocupa o centro do mapa, o que estiver à oeste (esquerda) de Greenwich, tem longitude negativa.  O que estiver à Leste (direita) tem longitude positiva.

Portanto,  quase todo o território brasileiro tem coordenadas duplamente negativas.  Pra não ficar muito feio, é comum registrar as coordenadas com o prefixo da direção (N, S, E, W).

        Por exemplo,  um ponto em Brasília com coordenadas   (-15º 48' 11.5"  -48º 03'57.2") pode ser registrado como  (15º 48' 11.5" S   48º 03'57.2" W), bem mais legível né!  É um ponto à 15 graus ao sul do equador, e a 48 graus a oeste de Greenwich.

Escala

        É a relação que expressa a diferença de grandeza entre as feições no terreno e como elas aparecem no mapa.

        A escala pode ser gráfica ou numérica.  A escala gráfica tem a aparência de uma régua que mostra o tamanho no terreno de um segmento de reta no mapa.

        É sempre uma fração que tem: o número “1” como numerador, indicando uma unidade de comprimento no mapa (Ex: cm, mm, polegada). Um número muito maior que 1 como denominador, indicando quantas unidades no terreno equivalem uma unidade no mapa.

        Assim, uma escala 1:100.000  (lê-se "um para 100 mil"),  indica que:

• 1cm no mapa equivale a 100.000cm no terreno; 

• Como um metro tem 100cm,  então podemos também expressar assim:
  1cm no mapa equivale a 1000m

• Como 1000m = 1km, podemos expressar também
  1cm no mapa equivale a 1km

Projeções

	Os mapas são representações em papel (portanto em um plano)  de trechos da superfície da terra que é aproximadamente esférica. Para fazer a representação de uma superfície curva em um plano, os cartógrafos fazem uma projeção, ou seja, arrumam uma maneira de fazer a correspondência entre cada ponto da superfície da terra a um ponto sobre o mapa. A projeção cartográfica mais comum é a de Mercator (Transversa de Mercartor).
	Claro que no século XXI não se faz mais projeções diretamente do globo.  Os mapas são feitos hoje com levantamentos aerofotogramétricos, imagens de radar,  e mais recentemente por satélite. A diferença é que a projeção se faz em uma área pequena, normalmente a área coberta por um mosaico de fotos aéreas já corrigidas e ajustadas..  Isso reduz muito as distorções.

Projeção UTM - "Universal Transverse Mercator"

        O mapeamento sistemático, ou seja, detalhado e completo do Brasil é feito usando a projeção UTM nas escalas (1:250 000, 1:100 000, 1:50 000). Aquelas cartas detalhadas do Exército / IBGE / Outros.

        Para se obter um mapa em Projeção de Mercator, que é um tipo de projeção cilíndrica, a idéia é a seguinte:  Envolver o globo terrestre por um cilindro.  Este cilindro que tem o mesmo diâmetro da Terra, e que é tangente a um ponto conveniente. Não necessariamente no Equador. Depois de projetados os pontos, perpendicularmente à superfície do cilindro, este é desenrolado.

        Como característica desta projeção, teremos os paralelos projetados como retas paralelas, com distância entre elas cada vez menor, à medida que distanciamos do Equador. Teremos também um meridiano central que é uma linha reta, e os demais meridianos ligeiramente curvos.

        Na projeção UTM, a Terra foi dividida em 60 fusos (meridianos), criando setores (fatias) de 6 graus de extensão. Da mesma forma, foi dividido em 30 outros setores no sentido dos paralelos criando "retângulos esféricos" de 6x6 graus.  Cada cilindro é chamado de zona, e esta zona recebe um nome formado por uma letra e um número. (Ex: L23). O cilindro de projeção é tangente ao centro deste "retângulo esférico"  e recebe com pouca distorção os pontos nele projetados.

        Outra característica da Projeção UTM,  é que as coordenadas são métricas. Ou seja, os pontos tem coordenadas (X,Y) cartesianas em metros, em relação a um ponto de origem. Isso facilita calcular a distância, e também a extrair as coordenadas métricas de um ponto no mapa usando uma régua.

Datum

        Datum é um ponto de amarração da carta em relação ao terreno.  Toda carta tem um datum, e um dos mais usados aqui é o antigo  “Corrégo Alegre - MG”

        Toda carta decente traz na legenda o datum “horizontal”. 

        Existe também um datum vertical, usado para altimetria.  Mas como os altímetro horrorosos que temos nas caminhadas, bem como as altitudes fornecidas pelos GPSs são muito pouco confiáveis, nós simplesmente desprezamos este datum.

Elipsóide

        Elipsóide é uma figura espacial formada pela rotação de uma elipse (aquela circunferência achatada).

        Uma elipse tem o seu “achatamento” especificado pelo comprimento de seus eixos maior e menor, que são perpendiculares. Quando estes eixos são de igual comprimento temos uma elipse especial que é a circunferência.

        Pois bem,  a terra não é perfeitamente esférica, ela tende mais para uma elipse, onde o eixo menor é o que liga os pólos. Os cartógrafos, para otimizar seu trabalho, sempre estão em busca dos parâmetros (comprimento dos eixos) ideais, e inúmeras convenções são feitas para melhorar estes parâmetros. Atualmente, a mais aceita é a que leva o nome WGS84 (World Geodetic System, 1984). Inúmeros mapas do Brasil, por serem anteriores a esta convenção, usam outra convenção, a SAD69 (South Ammerican Datum – 1969).

        Toda carta traz na legenda o elipsóide de referência.  Cada elipsóide já tem um Datum incorporado. Escolheu o elipsóide, já disse qual é o datum.

        Na seguinte tabela, você pode ver alguns dos Elipsóides de Referência  que existem.

        A razão para existirem tantos elipsóides, é que um elipsóide pode aproximar bem a superfície da terra em um determinado ponto,  mas pode ficar meio distante em outros locais. Por exemplo, em Sergipe, nas minhas férias, eu estava fazendo caminhadas com o GPS usando o datum WGS84 e a altitude acusada era de 16 metros.  Claro que tem o erro associado a um GPS de uso civil, mas o desvio é relativamente grande para um erro aleatório (6m)  que deveria ser para mais, e também para menos.

Rumo Norte

Este já não causa muita confusão.  Basta saber que temos 4 Nortes diferentes (fica mais fácil para você?).

A bússola eletrônica de um GPS e alguns modelos de bússolas eletrônicas,  (se assim configuradas) podem apontar para o Norte, pois elas podem se orientar por uma rede de satélites.  Já as bússolas magnéticas (e uma boa parte das eletrônicas),  não.  Aliás,  antes disso, devemos entender que existem mais de um Norte.

• 1.        Norte Verdadeiro (TN) - Posição geográfica da interseção do eixo de rotação da terra, com a superfície no hemisfério Norte. Este é o Norte Geográfico.

• 2.        Norte Astronômico (AN) – Aponta para a estrela Polar visível no hemisfério Norte. Tem um desvio de aproximadamente 0.7º em relação ao Norte Verdadeiro

• 3.        Norte Magnético (MN) – Ponto de convergência das linhas do campo magnético da terra. Tem um desvio de 10º para Leste.

• 4.        Norte da Bússola (CN) – É a direção da reta tangente à linha do campo magnético da localidade.  Complicado?  Bem a explicação mais simples,  é a seguinte,  As linhas de  um campo magnético são curvas, como naqueles ímãs dos livros de segundo grau.  Mas para piorar,  no caso da Terra, elas são tortas,  e a agulha da bússola se mantém alinhada com esta linha de campo.  Os erros podem variar de 0 até algo perto de 35º,  muda com a latitude, longitude, altitude, e com a ocorrência de anomalias magnéticas. (???)  Calma, no texto sobre uso de bússolas, vamos entender isso direitinho.

Por convenção, o alinhamento vertical das cartas é coincidente com a direção do Norte Geográfico.

Articulação das Cartas

        As cartas são confeccionadas em escalas diferentes, mas que se subdividem perfeitamente.  O mundo é mapeado através de um projeto internacional na escala 1:1milhão. Alguns países não possuem, nem mesmo este mapeamento, completo.  No Brasil está completo, mas é só dar uma olhada nas cartas da região amazônica, para ver-se que a topografia está parcialmente feita. Nem se fala na hidrografia, que além de muito complexa, está encoberta pela copa da selva. Estas cartas possuem um código de articulação que segue a seguinte formatação: HLNN onde:

• H significa o hemisfério "N" para norte,  "S" para sul.

• L letra que indica seqüência delas do equador em direção ao pólo { A, B, C, D, E, F...}

• NN é a enumeração das cartas a partir do meridiano de Greenwich. {1, 2, 3...}

        Sendo assim, a carta do Brasil ao Milionésimo que contém Brasília, tem o nome de "Folha Brasília" e tem como código de articulação SD23.  Estas cartas cobrem uma área de 6 graus de longitude (horizontal) e 4 graus na latitude (vertical). São necessárias 46 cartas para cobrir o Brasil.  Ver mapa índice do Brasil

        Estas cartas ao milionésimo, estão subdivididas em 4 cartas em escala 1:500mil. A codificação delas acrescenta uma letra {V, X, Y, Z} ao código da carta ao milionésimo.  Por isso, a folha Brasília, em escala 1:250mil, teria o seguinte código:  SD23.Y.

Da mesma forma as cartas 1:500mil são subdivididas em 4 cartas em escala 1:250mil. Passando-se então a codifica-las com uma letra a mais {A, B, C, D}.  Assim, a carta que cobre a região de Brasília, levará o seguinte código: SD23.Y.C Cada carta 1:250 mil é subdividida em 6 cartas (2 linhas, 3 colunas) em escala 1:100mil. Acrescentando o numero da carta. Esta enumeração vem em algarismos romanos, enumerando as cartas da esquerda para a direita e de cima para baixo.  Por isso, a carta Brasília em escala 1:100mil leva o código SD23.Y.C.IV.

        Por fim, cada carta 1:100mil pode ser desdobrada em 25 cartas 1:25mil.  Estas cartas só estão disponíveis para áreas de importância, tais como a região metropolitana das capitais dos estados.

        Além desta codificação baseada nas articulações, temos também uma codificação chamada "MI"  (Militar?)  Ela é bem simples.  Ela enumera seqüencialmente todas as cartas em escala 1:100mil, da esquerda para a direita, e de cima para baixo.  No trecho do mapa índice reproduzido acima, temos a carta abaixo de Brasília, que é a carta de Luziânia - GO, com o número 2259.  Significa que a carta ao lado esquerdo da carta de Luziânia, tem o código 2258 e a carta da direita é a 2260.  No mapa índice, não é colocado o número em cada quadrícula, mas sempre tem alguns próximos que permitem deduzir os demais.  Ao solicitar mapas no Exército, você deve informar o código MI da carta desejada.

Espero que as dicas tenham esclarecido as principais dúvidas sobre a Cartografia..  Qualquer erro detectado, ou assunto não abordado, por favor me avisem (e-mail prof_washington@terra.com.br).
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Fonte: Cabral