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Relatório de Estágio Extracurricular

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R E L A T Ó R I O D E E S T Á G I O

TIAGO MIGUEL MORAIS CABRAL

RELATÓRIO DE ESTÁGIO PARA INGRESSO NA

ORDEM DOS ENGENHEIROS TÉCNICOS

EM ENGENHARIA TOPOGRÁFICA

Novembro/2012

Gesp.010.01

Escola Superior de Tecnologia e Gestão

Instituto Politécnico da Guarda

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Engenharia Topográfica

FICHA DE IDENTIFICAÇÃO

Estagiário: Tiago Miguel Morais Cabral

Número: 1008566

Escola: Escola Superior de Tecnologia e Gestão da Guarda

Curso: Engenharia Topográfica

Instituição: Câmara Municipal do Sabugal

Morada: Praça da República, 6324-007 Sabugal

Localidade: Sabugal, Guarda

Telefone: 271 751 040

Fax: 271 753 408

E-mail: [email protected]

Supervisor – Instituição: Engª Ana Isabel Soares Carreira

Cargo/Função: Técnico Superior

Inscrito na Ordem Profissional: OET (N.º Membro: 22986)

E-mail Profissional: [email protected]

Orientador – Escola: Engª Eufémia da Glória Rodrigues Patrício

Cargo/Função: Docente do IPG - Escola Superior de Tecnologia e Gestão

E-mail Profissional: [email protected]

Início do Estágio: 14 de Maio de 2012

Fim do Estágio: 14 de Novembro de 2012

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PLANO DE ESTÁGIO

Caracterização das actividades a desenvolver durante o estágio:

Recolha de dados pelo método DGPS (Differential Global Positioning System) e

integração em geodatabase \ shapefile. Georreferenciação de números de polícia,

contadores, ramais de água e de esgoto, placas de toponímia, entre outros. Tratamento e

processamento de toda a informação utilizando o software ArcMap.

Coordenação de pontos da Rede Topográfica Municipal recorrendo ao sistema GNSS

(Global Navigation Satellite System) pela metodologia de pós-processamento. Utilização

de software, TBC (Trimble Bussines Center), para tratamento de dados.

Realização de levantamentos topográficos recorrendo à utilização de Estações Totais e a

um Receptor GNSS. Utilização do software AutoCAD Civil 3D para importação e

tratamento de dados recolhidos em campo. Desenho e cálculo de curvas de nível.

Desenho 3D de arruamentos para auxilio no licenciamento de obras particulares.

Representação tridimencional de edifícios recorrendo a levantamentos arquitetónicos e

ao registo fotográfico para o dimensionamento e aplicação de texturas. Utilização dos

softwares AutoCAD Civil 3D e Google SketchUp.

Reconstituição 3D da Aldeia Medieval do Sabugal Velho (Secs. XII - XIII).

Planeamento, metodologia e reconstituição tridimensional do edificado da aldeia.

Utilização dos softwares AutoCAD 3D Modeling e Google SketchUp.

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RESUMO

O presente relatório consiste na descrição de um estágio extracurricular realizado no

Gabinete de Sistemas de Informação Geográfica (SIG) da Câmara Municipal de Sabugal.

Ao longo do estágio foram desenvolvidos diversos trabalhos no domínio da Topografia, dos

Sistemas de Informação Geográfica, do Urbanismo e da Arqueologia. Alguns exemplos

desses trabalhos foram o Cadastro de Infra-Estruturas Hidráulicas de Abastecimento de

Água e de Drenagem de Águas Residuais, o Planeamento e Cálculo da Rede Topográfica

Municipal, os Levantamentos Topográficos, o Desenho 3D de Edifícios e a Reconstituição

3D da Aldeia Medieval do Sabugal Velho (Secs. XII-XIII).

Este relatório tem como principal objectivo reunir os trabalhos mencionados anteriormente,

na perspectiva de ser utilizado como manual de consulta, onde são apresentados os

procedimentos para a realização de cada um deles.

Palavras-chave: shapefile, coordenadas, levantamento, 3D, reconstituição.

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AGRADECIMENTOS

Ao Gabinete de Sistemas de Informação Geográfica da Câmara Municipal de Sabugal, em

particular à orientadora de estágio na Instituição, Engenheira Topógrafa Ana Carreira, que

sempre se mostrou disponível para ajudar e apoiar no que fosse necessário.

Ao Gabinete de Arqueologia da Câmara Municipal de Sabugal, na pessoa do Arqueólogo

Marcos Osório, pela sua disponibilidade e colaboração no trabalho de Reconstiuição 3D da

Aldeia Medieval do Sabugal Velho.

À orientadora de estágio, Docente na Escola Superior de Tecnologia e Gestão da Guarda

(IPG), Engenheira Geógrafa Eufémia da Glória Patrício, pela sua disponibilidade e

orientação na realização deste relatório.

Aos meus pais e irmão pelo apoio incondicional.

A todos o meu Bem-Haja.

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ÍNDICE GERAL

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 1

1.1 Caracterização sumária da Instituição e do Concelho ............................................... 3

1.2 Organização Interna da Câmara Municipal ............................................................... 4

1.3 Equipamento utilizado ............................................................................................... 5

1.3.1 Magellan MobileMapper CX ............................................................................... 5

1.3.2 Receptor Trimble R6/5800 GNSS ........................................................................ 6

2 CONCEITOS TEÓRICOS ............................................................................................... 8

2.1 Superfície de Referência ........................................................................................... 8

2.1.1 Modelo Real ......................................................................................................... 8

2.1.2 Modelo Geoidal .................................................................................................... 8

2.1.3 Modelo Esférico ................................................................................................. 10

2.1.4 Modelo Elipsoidal ............................................................................................... 11

2.1.5 Modelo Plano ...................................................................................................... 12

2.2 Ondulação Geoidal .................................................................................................. 13

2.3 Data geodésicos ....................................................................................................... 14

2.3.1 Datum geodésico global ...................................................................................... 15

2.3.2 Datum geodésico local ....................................................................................... 15

2.4 Rede Geodésica Nacional (RGN) ........................................................................... 19

2.5 Sistemas Globais de Posicionamento e Navegação por Satélite (GNSS) ................ 22

2.5.1 Global Positioning System (GPS) ....................................................................... 22

2.5.2 Globalnaya navigatsionnaya sputnikovaya sistema (GLONASS) ...................... 31

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2.5.3 Galileo (GALILEO) ........................................................................................... 32

2.6 Rede Nacional de Estações Permanentes GNSS (RENEP) .................................... 33

2.7 Levantamentos Topográficos ................................................................................... 34

2.8 Modelos Digitais de Terreno ................................................................................... 36

3 TRABALHOS REALIZADOS NO ÂMBITO DO ESTÁGIO ...................................... 38

3.1 TOPOGRAFIA E SIG ............................................................................................ 38

3.1.1 Redes de Saneamento Básico .............................................................................. 38

3.1.2 Rede Topográfica Municipal .............................................................................. 62

3.1.3 Levantamentos Topográficos ............................................................................ 101

3.2 PLANEAMENTO URBANO ............................................................................... 121

3.2.1 Desenho 3D de Edifícios .................................................................................. 121

3.3 ARQUEOLOGIA ................................................................................................. 126

3.3.1 Reconstituição Urbana em 3D da Aldeia Medieval do Sabugal Velho ........... 126

3.3.2 Metodologia ..................................................................................................... 127

3.3.3 Critérios de reconstituição ................................................................................ 130

4 CONCLUSÕES ........................................................................................................... 141

5 BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................... 143

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ÍNDICE DE FIGURAS

Fig. 1 – Brasão da Cidade do Sabugal. .................................................................................. 3

Fig. 2 – Enquadramento do concelho no país. ....................................................................... 4

Fig. 3 – Concelho do Sabugal. ............................................................................................... 4

Fig. 4 – Magellan MobileMapper CX. .................................................................................. 5

Fig. 5 – Receptor Trimble R6/5800 GNSS. .......................................................................... 6

Fig. 6 – Representação da forma da Terra construída por meio de imagens de radar (ERS-1)

pela Agência Espacial Europeia, 1995. ................................................................................. 8

Fig. 7 – Modelo computacional representativo da forma do Geóide (Agência Espacial

Francesa, 1969). ..................................................................................................................... 9

Fig. 8 – Modelo esférico da Terra. ...................................................................................... 10

Fig. 9 – Modelo elipsoidal da Terra. ................................................................................... 11

Fig. 10 – Representação da pequena influência da curvatura da Terra em uma área de 10

km, e que possibilita a utilização de um modelo plano para a Terra. .................................. 12

Fig. 11 – Comparação entre a superfície física (topográfica), o geóide e o elipsoide. ........ 12

Fig. 12 – Fórmula da Ondulação Geoidal (N). .................................................................... 13

Fig. 13 – Coordenadas geodésicas diferentes para o mesmo ponto, consoante o datum

utilizado. .............................................................................................................................. 14

Fig. 14 – Datum geodésico global. ...................................................................................... 15

Fig. 15 – Datum geodésico local. ........................................................................................ 16

Fig. 16 – Comparação entre a finalidade de cada tipo de datum. ........................................ 16

Fig. 17 – Rede Geodésica Nacional (1ª, 2ª e 3ª ordem). ...................................................... 20

Fig. 18 – Triângulação de una rede geodésica no terreno e na superfície de referência. .... 20

Fig. 19 – Esquema representativo do cálculo de uma coordenada (C). ............................... 21

Fig. 20 – Esquema do Sistema de Posicionamento. ............................................................ 23

Fig. 21 – Comparação entre um bom PDOP (esq.) e um mau PDOP (dir). ........................ 25

Fig. 22 – Exemplo do efeito de multitrajecto. ..................................................................... 26

Fig. 23 – Efeitos atmosféricos. ............................................................................................ 27

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Fig. 24 – Ficheiro DWG com desenho da Rede de Águas Residuais. ................................ 38

Fig. 25 – Catálogo de características gráficas. .................................................................... 39

Fig. 26 – Ficheiro com a Rede de Águas Residuais. ........................................................... 40

Fig. 27 – Importação do ficheiro DWG com a Rede de Águas Residuais. ......................... 41

Fig. 28 – Exportação de layers do ficheiro DWG para shapefile. ....................................... 42

Fig. 29 – Definição do directório onde vai ser guardado o shapefile. ................................. 42

Fig. 30 – Procedimento para editar o layer “Rede (Esgotos)”............................................. 43

Fig. 31 – Selecção dos elementos do layer “Polyline”. ....................................................... 44

Fig. 32 – Cópia de elementos entre shapefiles. ................................................................... 45

Fig. 33 – Acesso à tabela de atributos. ................................................................................ 46

Fig. 34 – Visualização dos elementos seleccionados e a opção “Field Calculator…”. ...... 47

Fig. 35 – Introdução do registo “C” para a coluna “Tipo”. ................................................. 48

Fig. 36 – Tabela após a alteração realizada à coluna “Tipo”. .............................................. 48

Fig. 37 – Visualização das condutas principais e caixas de visita após as alterações. ........ 49

Fig. 38 – Procedimento para tornar visível a informação do ID do consumidor e da

localização da caixa domiciliária de esgoto. ....................................................................... 51

Fig. 39 – Janela “Layer Properties”. ................................................................................... 52

Fig. 40 – Inserção da expressão. .......................................................................................... 53

Fig. 41 – Marcação dos pontos de caixas domiciliárias de esgoto. ..................................... 54

Fig. 42 – Inserção do ID do consumidor na tabela do layer “Cx-domiciliaria”.................. 55

Fig. 43 – Desenho do ramal de esgoto e a barra de ferramentas “Snapping”. .................... 56

Fig. 44 – Ferramentas de edição de dados que respeitam regras topológicas. .................... 57

Fig. 45 – Ferramenta “Split Tool”. ...................................................................................... 58

Fig. 46 – Corte do colector. ................................................................................................. 59

Fig. 47 – Vista final da Rede de Águas Residuais. ............................................................. 59

Fig. 48 – Desenho da conduta de distribuição. .................................................................... 60

Fig. 49 – Vista de uma zona da rede onde foram desenhados os ramais domésticos. ......... 61

Fig. 50 – Receptor Trimble R6/5800 GNSS........................................................................ 62

Fig. 51 – Colocação das marcas provisórias em gabinete. .................................................. 63

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Fig. 52 – Configuração das opções de impressão. ............................................................... 64

Fig. 53 – Escala de impressão e ajustamento do viewport. ................................................. 65

Fig. 54 – Colocação do Norte Cartográfico. ........................................................................ 65

Fig. 55 – Colocação da escala numérica.............................................................................. 66

Fig. 56 – Pré-visualização da folha depois de impressa. ..................................................... 67

Fig. 57 – Impressão da folha. .............................................................................................. 67

Fig. 58 – Criação de um novo trabalho e selecção da template. ......................................... 69

Fig. 59 – Manter o Sistema de Coordenadas do ficheiro de trabalho. ................................. 70

Fig. 60 – Selecção dos pontos a importar. ........................................................................... 71

Fig. 61 – Visualização dos pontos importados e das Estações RENEP mais próximas. ..... 72

Fig. 62 – Selecção dos dias com os ficheiros RINEX disponíveis. ..................................... 73

Fig. 63 – Ficheiros RINEX correspondentes ao dia seleccionado. ..................................... 74

Fig. 64 – Linhas de base geradas. ........................................................................................ 75

Fig. 65 – Resultados de Processamento............................................................................... 76

Fig. 66 – Linhas de base processadas. ................................................................................. 77

Fig. 67 – Relatório dos resultados obtidos para cada ponto. ............................................... 78

Fig. 68 – Exportação das coordenadas dos pontos. ............................................................. 79

Fig. 69 – Inserção dos novos pontos (grelha verde) nas folhas do Excel. ........................... 80

Fig. 70 – Tabela com os últimos pontos inseridos. ............................................................. 81

Fig. 71 – Tabela com a descrição do local onde foi materializada a marca topográfica. .... 81

Fig. 72 – Importação da tabela dos últimos pontos coordenados. ....................................... 82

Fig. 73 – Selecção das “fields” a exportar para o shapefile. ................................................ 83

Fig. 74 – Exportação para shapefile. ................................................................................... 84

Fig. 75 – Procedimento de cópia entre tabelas de shapefiles. ............................................. 85

Fig. 76 – Vista final dos pontos das marcas topográficas. .................................................. 85

Fig. 77 – Selecção dos últimos pontos coordenados a serem incluídos na planta. .............. 86

Fig. 78 – Propriedades de formatação da simbologia do ponto. ......................................... 87

Fig. 79 – Selecção do símbolo e cor para o ponto. .............................................................. 87

Fig. 80 – Definição da escala e centralização do mapa. ...................................................... 88

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Fig. 81 – Visualização final da ficha da marca topográfica. ............................................... 89

Fig. 82 – Exportar as fichas para PDF. ................................................................................ 90

Fig. 83 – Área limite do concelho. ...................................................................................... 91

Fig. 84 – Conversão do layer para KML no ArcToolbox. ................................................... 92

Fig. 85 – Exportação para KML da área limite do concelho. .............................................. 93

Fig. 86 – Visualização dos dois ficheiros KML no Google Earth. ..................................... 94

Fig. 87 – Configuração gráfica da área limite do concelho. ................................................ 95

Fig. 88 – Configuração gráfica dos pontos. ......................................................................... 96

Fig. 89 – Vista final do concelho com as marcas topográficas. .......................................... 96

Fig. 90 – Criação da etiqueta da marca. .............................................................................. 97

Fig. 91 – Acesso ao código HTML. .................................................................................... 98

Fig. 92 – Inserção do código HTML para cada marca. ....................................................... 99

Fig. 93 – Etiqueta da marca topográfica. ............................................................................. 99

Fig. 94 – PDF da Ficha da marca topográfica. .................................................................. 100

Fig. 95 – Lista de códigos do gabinete de SIG para levantamentos topográficos. ............ 102

Fig. 96 – Selecção do template. ......................................................................................... 103

Fig. 97 – Inserção do nome para a lista de códigos dos símbolos. .................................... 104

Fig. 98 – Inserção dos códigos para a simbologia. ............................................................ 105

Fig. 99 – Inserção do nome para a lista de códigos das linhas. ......................................... 106

Fig. 100 – Inserção dos códigos para as linhas.................................................................. 107

Fig. 101 – Abrir e editar a base de dados. ......................................................................... 108

Fig. 102 – Escolha da base de dados para o desenho. ....................................................... 109

Fig. 103 – Importação do ficheiro de pontos. .................................................................... 110

Fig. 104 – Selecção da “Survey Network”. ........................................................................ 110

Fig. 105 – Opções finais de importação. ........................................................................... 111

Fig. 106 – Desenho automático gerado pelo programa. .................................................... 112

Fig. 107 – Janela com a lista de pontos referentes ao segmento da berma da estrada. ..... 113

Fig. 108 – Vista do ponto seleccionado sobre a polilinha. ................................................ 113

Fig. 109 – Pontos a incluir pela sua descrição nas curvas de nível. .................................. 114

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Fig. 110 – Criação da surface para as curvas de nível. ..................................................... 115

Fig. 111 – Representação da surface utilizando o grupo de pontos “CURVAS”. .............. 116

Fig. 112 – Criação de boundaries. ..................................................................................... 117

Fig. 113 – Vista final das curvas de nível.......................................................................... 117

Fig. 114 – Adicionar informação das cotas ortométricas às curvas de nível. .................... 118

Fig. 115 – Opções da linha altimétrica. ............................................................................. 119

Fig. 116 – Vista Final do Levantamento Topográfico....................................................... 120

Fig. 117 – Simulação de novos projectos e tomada de decisões. ...................................... 121

Fig. 118 – Cartografia do ano de 2009, zona da Avenida das Tílias no Sabugal. ............. 122

Fig. 119 – Levantamento arquitectónico e topográfico dos edifícios da Avenida das Tílias

no Sabugal. ........................................................................................................................ 123

Fig. 120 – Aplicação de texturas no Google Sketchup. ..................................................... 124

Fig. 121 – Ficheiro PDF 3D com a representação da avenida. ......................................... 125

Fig. 122 – Modelo tridimensional do povoado do Sabugal Velho. ................................... 126

Fig. 123 – Comando Extrude utilizado na criação e modelação dos sólidos durante o

processo de reconstituição 3D das estruturas da planta. .................................................... 128

Fig. 124 – Aplicação de texturas às estruturas reconstituídas. .......................................... 129

Fig. 125 – Comparação entre o troço da muralha escavado e a textura usada na sua

reconstituição. .................................................................................................................... 132

Fig. 126 – Um aspecto da primitiva entrada do povoado, com as duas linhas defensivas: a

muralha de alvenaria interior e a cerca de terra batida. ..................................................... 133

Fig. 127 – Confronto entre o excerto da fotografia aérea de 1958 e a recente reconstituição

das ruínas. .......................................................................................................................... 135

Fig. 128 – Conjunto edificado em torno de um pátio interno delimitado por muros. ....... 136

Fig. 129 – Pormenor da solução adoptada para a cobertura dos edifícios. ........................ 138

Fig. 130 – Idealização do aspecto que teria a rua principal do aglomerado. ..................... 139

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ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1 – Parâmetros do Datum Lisboa............................................................................. 17

Tabela 2 – Parâmetros do Datum 73. .................................................................................. 17

Tabela 3 – Parâmetros do Sistema PT-TM06 / ETRS89. .................................................... 19

Tabela 4 – Causa de erros e respectivos erros médios. ....................................................... 28

Tabela 5 – Relação entre Posicionamento e Precisão.......................................................... 30

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LISTA DE ACRÓNIMOS

CMS – Câmara Municipal do Sabugal

DGPS – Differential Global Positioning System

DOP – Dilution of Precision

ETRS89 – European Terrestrial Reference System 1989

GDOP – Geometric Dilution of Precision

GLONASS – Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema

GNSS – Global Navigation Satellite System

GPS – Global Positioning System

GRS80 – Geodetic Reference System 1980

HDOP – Horizontal Dilution of Precision

IGeoE – Instituto Geográfico do Exército

IGP - Instituto Geográfico Português

ITRS – Internacional Terrestrial Reference System

KML – Keyhole Markup Language

KMZ – Keyhole Markup Language Zipped

LIDAR – Light Detection and Ranging

MDT – Modelo Digital de Terreno

NTRIP – Networked Transport of RTCM via Internet Protocol

PDOP – Position Dilution of Precision

RINEX – Receiver Independent Exchange Format

RMS - Root Mean Squared

RTCM – Radio Technical Commission for Maritime Services

RENEP – Rede Nacional de Estações Permanentes

RTK – Real-Time Kinematic

SIG – Sistemas de Informação Geográfica

VDOP – Vertical Dilution of Precision

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1 INTRODUÇÃO

O que se pretende com o presente relatório é descrever os procedimentos a efectuar para a

realização dos diversos trabalhos a seguir mencionados.

Para o desenvolvimento de um Sistema de Informação Geografica é necessário manter uma

geodatabase actualizada, tornando-se necessário fazer recolhas de dados em campo para

depois serem processados em gabinete. Um dos trabalhos desenvolvidos no gabinete SIG é

o levantamento das redes de abastecimento de água e de drenagem de águas residuais, de

forma a manter a sua actualização a nível de cadastro e ter o máximo de conhecimento para

facilitar a sua gestão. Como muitos dos projectos destas redes existiam apenas em formato

de papel, tornou-se necessário passar toda esta informação para o formato vetorial e fazer a

sua devida integração na geodatabase de forma a que esta estivesse disponível para

consulta. Em campo foram levantados todos os componentes visíveis das redes pelo

método DGPS, relativos a cada utilizador, nomeadamente contadores, ramais de água,

caixas domiciliárias de esgoto e outras informações complementares como números de

policia, placas de toponímia, entre outros, para não ser necessário, ter que ir a campo para

completar a informação relativa à toponímia. Como exemplo deste tipo de trabalhos é

apresentado o caso da freguesia das Quintas de São Bartelomeu, onde foi possível

acompanhar todo o processo de recolha e tratamento de dados em gabinete.

Outro projecto desenvolvido pelo gabinete de SIG é a Rede Topográfica Municipal, que

tem como objectivo manter um conjunto de pontos coordenados em cada freguesia, de

forma a garantir a georeferênciação dos trabalhos de topografia no concelho. Os pontos são

coordenados recorrendo ao Sistema GNSS pela metodologia de pós-processamento. Para

exemplificar este tipo de trabalhos é apresentado o caso da freguesia de Vila do Touro e de

Abitureira.

No decorrer deste estágio foram também realizados diversos levantamentos topográficos,

nos quais foi aplicada a metodologia de trabalho de campo e de gabinete. Neste âmbito é

apresentado o levantamento topográfico efectuado na freguesia de Peroficós que tinha

como objectivo o apoio à construção de um recinto de festas.

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O desenho 3D de edifícios foi uma ideia sugerida ao gabinete de SIG com o objectivo de se

criar um registo cadastral de imóveis no concelho. Actualmente esta prática torna-se cada

vez mais comum, uma vez que é uma importante ferramenta na tomada de decisões,

relacionada com o planeamento urbano nas cidades. A ideia consistiu em fazer o

aproveitamento dos perfis de arruamentos existentes e do registo fotográfico dos edifícios,

realizados nas freguesias do concelho, a fim de criar para cada rua um modelo

tridimensional representativo, com o rigor estético e volumétrico de cada edificio. Neste

âmbito é apresentado o exemplo da Avenida das Tílias na cidade do Sabugal. Este modelo

poderia ser integrado numa geodatabase, de forma a estar acessível aos técnicos das obras

particulares, onde constassem os dados e o modelo representativo de cada edifício.

A representação 3D para além de inventariar o presente e projectar o futuro, é tambem uma

importante ferramenta na reconstituição do passado. Foi nesse sentido que foi sugerida a

ideia de fazer uma reconstituição 3D da aldeia medieval do Sabugal Velho. Optou-se por

esta estação arqueológica devido à grande quantidade de informação que foi recolhida

durante as escavações. O principal objectivo desta reconstituição era apresentar ao público

em geral uma perspectiva de como poderia ter sido aquela aldeia medieval, tendo em conta

todas as descobertas e fundamentos históricos.

Após esta introdução serão abordados alguns conceitos teóricos a ter em conta e cada um

dos tópicos aqui apresentados.

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1.1 Caracterização sumária da Instituição e do Concelho

O Sabugal é uma cidade portuguesa, pertencente ao Distrito da

Guarda, Região Centro e sub-região da Beira Interior Norte com

cerca de 1 900 habitantes. É sede de um município, subdividido

em 40 freguesias, com uma densidade populacional de 15,17

hab./ km², tendo uma área de 826,70 km² e 12 544 habitantes

(Censos 2011). O município é limitado a norte pelo município de

Almeida, a este pela Espanha, a sul por Penamacor, a sudoeste

pelo Fundão, a oeste por Belmonte e a noroeste pela Guarda.

O Sabugal foi elevado a cidade em 9 de Dezembro de 2004.

As freguesias do concelho do Sabugal são as seguintes:

Águas Belas

Aldeia da Ponte

Aldeia da Ribeira

Aldeia de Santo António

Aldeia do Bispo

Aldeia Velha

Alfaiates

Badamalos

Baraçal

Bendada

Bismula

Casteleiro

Cerdeira

Fóios

Forcalhos

Inguias

Pena Lobo

Pousafoles do Bispo

Quadrazais

Quintas de São Bartolomeu

Rapoula do Côa

Rebolosa

Rendo

Ruivós

Ruvina

Sabugal

Santo Estêvão

Seixo do Côa

Sortelha

Souto

Vale das Éguas

Vale de Espinho

Fig. 1 – Brasão da Cidade

do Sabugal.

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Lajeosa

Lomba

Malcata

Moita

Nave

Valongo do Côa

Vila Boa

Vila do Touro

Vilar Maior

Fig. 2 – Enquadramento do concelho no país.

Fig. 3 – Concelho do Sabugal.

1.2 Organização Interna da Câmara Municipal

O estágio decorreu no edifício destinado à Divisão de Planeamento e Urbanismo, onde está

instalado o Gabinete de SIG.

A seguir é apresentado o organograma referente às várias divisões e serviços que fazem

parte da Câmara Municipal do Sabugal.

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1.3 Equipamento utilizado

O Gabinete de SIG tem à sua disposição diversos equipamentos que foram utilizados no

decorrer do estágio. A seguir é apresentada uma descrição geral dos que foram utilizados na

realização dos trabalhos aqui mencionados.

1.3.1 Magellan MobileMapper CX

Fig. 4 – Magellan MobileMapper CX.

Receptor portátil GPS que combina o levantamento profissional para SIG com as

funcionalidades de um PDA. Com o sistema operativo da Microsoft Windows CE (NET

5.0), permite o desenvolvimento de software e está optimizado para correr programas de

cartografia profissional baseados em base de dados SIG. Nesta unidade estão instalados

programas como o ArcPad, Microsoft WordPad, Internet Explorer, Windows explorer,

Activesync, Microsoft file viwers (excel, word e image viewers), Inbox-e-mail client,

wireless LAN driver.

Estão também integradas as tecnologias sem fios bluetooth (1.2) e WiFi, que permitem a

transferência de dados com outros dispositivos, como PCs e telemóveis.

- Receptor de 14 satélites paralelos e antena quadrifilar.

- Ecrã táctil retroiluminado com resolução 320 x 240 com 262.144 cores.

- Receptor interno SBAS (WAAS/EGNOS/MSAS).

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- Precisão submétrica em tempo real, com SBAS, ou com MM Beacon, e várias RTCM.

- Precisão abaixo dos 30 cm, com pós-processamento.

- Bateria Li-ion, com autonomia de 8 horas. Alimentação externa possível.

- Memória interna SDRAM de 128 MB. Transferência de dados para o PC através da

ligação à porta COM ou à porta USB, de bluetooth e de cartões de memória SD (máx 4GB,

não HC SD).

- Dimensões: 19,5 x 9 x 4,6 cm

- Peso: 480gr (com a bateria).

1.3.2 Receptor Trimble R6/5800 GNSS

Fig. 5 – Receptor Trimble R6/5800 GNSS.

Precisão:

Posicionamento por Código Diferêncial GPS:

Horizontal: ± 0.25 m + 1 ppm RMS

Vertical: ± 0.50 m + 1 ppm RMS

WAAS, Precisão por Posicionamento Diferencial: Tipicamente < 5 m 3DRMS

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Levantamento em modo Estático e Rápido Estático:

Horizontal: ± 5 mm + 0.5 ppm RMS

Vertical: ± 5 mm + 1 ppm RMS

Levantamento em modo Cinemático:

Horizontal: ± 10 mm + 1 ppm RMS

Vertical: ± 20 mm + 1 ppm RMS

Rastreamento:

72 canais GPS L1 C/A Code, L2C, L1/L2/L5 Full Cycle Carrier, GLONASS L1 C/A

Code, L1 P Code, L2 P Code, L1/L2 Full Cycle Carrier.

4 canais adicionais para SBAS. Apoio WAAS/EGNOS.

Comunicação:

Duas RS-232 Serial Ports

Comunicações bluetooth através do controlador Trimble com suporte bluetooth.

Dimensões: 19,0 x 11.2 cm

Peso: 1,35 kg (bateria, rádio e antena).

Bateria: 2,4 Ah (tempo de duração, variável com o modo de operação e temperatura

ambiente, em média 4 horas).

Os softwares utilizados foram:

AutoCAD Civil 3D 2012 e 2008, ArcGIS 10, ArcPAD 10, Microsoft Office 2007, Trimble

Business Center, Survey Controller, Google Earth e Google Sketchup 8.

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2 CONCEITOS TEÓRICOS

2.1 Superfície de Referência

No estudo da forma e dimensão da Terra, podemos considerar quatro tipos de superfície ou

modelo:

2.1.1 Modelo Real

O modelo real seria a forma exacta da Terra. No entanto, não existe modelagem

matemática, ou seja, não pode ser definida matematicamente, devido às irregularidades da

superfície terrestre. Como resolução do problema, para representar a superfície terrestre são

utilizados os modelos de Geóide, Elipsoide, esférico e plano.

Fig. 6 – Representação da forma da Terra construída por meio de imagens de radar (ERS-1) pela

Agência Espacial Europeia, 1995.

2.1.2 Modelo Geoidal

Permite que a superfície terrestre seja representada por uma superfície fictícia definida pelo

prolongamento do nível médio da água dos mares por dentro dos continentes. Este foi

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determinado matematicamente através de medidas gravimétricas (força da gravidade)

realizadas sobre a superfície terrestre.

A superfície Geoidal é irregular e inconstante, como resultado da distribuição desigual da

massa da terra e da água, bem como pela acção da força gravitacional, dos movimentos

internos e tectónicos da crosta, das forças centrífuga e centrípeta, gerada pelo movimento

de rotação da Terra. Além disso, a superfície terrestre sofre frequentes alterações, devido à

natureza (condições climáticas, erosão, terramotos, maremotos, etc.) e à acção do homem, o

que leva a que seja uma superfície instável e inconstante, portanto, uma superfície que não

serve para ser definida como uma forma sistemática, para representação da Terra.

Uma superfície que sofre todas essas acções, das diferentes forças, torna-se disforme e de

complexo desenvolvimento para servir de um modelo matemático, razão pela qual foram

adoptadas superfícies geometricamente perfeitas, como superfícies de referência para servir

de modelo à superfície da Terra.

Fig. 7 – Modelo computacional representativo da forma do Geóide (Agência Espacial Francesa, 1969).

Por outro lado, pode-se dizer que a superfície do Geóide é mais irregular do que a de um

modelo geométrico que se escolher para ela, mas, por certo será consideravelmente mais

suave do que a própria superfície física (topográfica) terrestre, pois enquanto o geóide varia

apenas cerca de ± 100 m além da superfície da figura geométrica de referência (elipsóide) a

superfície física varia entre os + 8.850 m (Monte Evereste) e −11.000 m (Fossa das

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Marianas). Assim, quanto mais fielmente se quiser moldar a forma do nosso planeta,

através da adopção de superfícies teórica, mais complexa será a sua definição matemática.

Deste modo, para facilitar os cálculos utilizam-se como superfícies de referência para

representar a Terra, o esferóide, os elipsóides e até mesmo o plano, para modelá-la.

2.1.3 Modelo Esférico

O modelo esférico apesar de ser utilizado quando não se requer alta precisão nos

levantamentos, é também utilizado como solução analítica para todas as operações sobre a

sua superfície, e que em determinadas condições de escala, é uma boa aproximação ao

geóide.

Este modelo não é utilizado para levantamentos cartográficos e geodésicos precisos, porém,

é muito usado para cartografia de navegação e para a construção de mapas didácticos

(turísticos e de comunicação). Para esta finalidade este modelo satisfaz plenamente as

exigências de precisão na implantação dos pontos e traçados.

Fig. 8 – Modelo esférico da Terra.

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2.1.4 Modelo Elipsoidal

É o mais usual de todos os modelos. Neste modelo, a Terra é representada por uma

superfície gerada a partir de um elipsóide de revolução, com deformações relativamente

maiores que o modelo geoidal. O modelo elipsoidal é uma forma matemática simples e que

melhor se aproxima do geóide, por isso é usado pela ciência geodésica e pela cartografia

para a construção das cartas nacionais básicas, ou seja, para a representação sistemática

nacional (confecção das folhas topográficas básicas de um país). O elipsóide de revolução é

um sólido geométrico, gerado pela rotação de uma elipse em torno do seu eixo menor (linha

dos pólos). Este é um esferóide levemente achatado nos pólos (α) e que apresenta dois

semi-eixos extremos, um equatorial maior (a) e um polar menor (b), conforme representa a

figura seguinte.

Fig. 9 – Modelo elipsoidal da Terra.

É sobre o modelo elipsóidico que se definem as coordenadas geodésicas (geográficas) dos

lugares (latitude e longitude).

Portanto, o modelo elipsoidal é o modelo com forma e dimensões possíveis mais próximas

da Terra, destinado a estabelecer com grande exactidão as posições relativas entre os vários

locais da Terra.

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2.1.5 Modelo Plano

O modelo de uma superfície plana para a Terra é uma forma inadequada, mas é admitida

pela facilidade de cálculo que apresenta. Este modelo pode ser utilizado para elaboração de

representações cartográficas, em escalas muito grandes, representando a superfície do

geóide para áreas pouco extensas, ou seja, numa área pequena onde a imensa curvatura da

Terra não exerça uma influência que necessite de correcção. Neste caso a representação

estará limitada na ordem de 10 a 15 km de raio. Este modelo passa a ser admitido apenas

para a planimetria (medida de distância no plano), pois a representação da altitude é

afectada pela curvatura terrestre, mesmo em áreas pequenas, e deve ser corrigida.

Fig. 10 – Representação da pequena influência da curvatura da Terra em uma área de 10 km, e que

possibilita a utilização de um modelo plano para a Terra.

Fig. 11 – Comparação entre a superfície física (topográfica), o geóide e o elipsoide.

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2.2 Ondulação Geoidal

Para a definição do tamanho e formato do elipsóide combinaram-se diversos parâmetros

provenientes de estudos físicos realizados sobre as forças gravitacionais (que achatavam

mais as regiões próximas aos pólos que as próximas ao Equador - Newton), as forças

centrípetas e centrífugas, provocadas pelo movimento de rotação da Terra. Estas forças

originam parâmetros denominados de ondulações geoidais, que representam o afastamento

entre o geóide e o elipsóide. A distância entre a superfície do Geóide e a do elipsóide de

referência designa-se por ondulação do geóide (N). A ondulação do geóide pode ser

positiva ou negativa, consoante o geóide esteja acima ou abaixo do elipsóide.

Fig. 12 – Fórmula da Ondulação Geoidal (N).

N – ondulação do geóide (distância na vertical entre o elipsóide e o geóide, medida ao

longo da normal ao elipsóide);

h – altitude elipsoidal (distância na vertical entre o elipsóide e a superfície terrestre,

medida ao longo da normal ao elipsóide);

H – altitude ortométrica (distância na vertical entre o geóide e a superfície terrestre,

medida ao longo da linha de prumo).

N = h - H

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2.3 Data geodésicos

O datum é um conjunto de parâmetros que define a dimensão, forma e posição de um dado

elipsóide. Serve para definir posições geodésicas elipsóidais (latitudes, longitudes e

altitudes geodésicas) e rectangulares dos pontos do terreno.

A escolha de um elipsóide para representar a Terra implica a determinação da dimensão dos

seus eixos e a escolha da sua posição relativamente à Terra.

É praticamente impossível a determinação de um único elipsóide que sirva para toda a

superfície terrestre. A melhor aproximação pode ser feita pelo emprego de um elipsóide

terrestre médio ou elipsóide global. Este deve satisfazer três condições:

Coincidência do centro do Elipsóide com o centro de Gravidade da Terra;

Coincidência do plano equatorial do elipsóide com o plano Equatorial terrestre;

Aproximação ao máximo da ondulação Geoidal.

Um mesmo ponto tem coordenadas geodésicas diferentes, consoante o datum utilizado,

conforme exemplifica a figura a seguir.

Fig. 13 – Coordenadas geodésicas diferentes para o mesmo ponto, consoante o datum utilizado.

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Podem existir 2 tipos de data:

Data globais;

Data locais.

2.3.1 Datum geodésico global

As dimensões do elipsóide são escolhidas de forma a aproximarem-se o melhor possível da

forma de toda a Terra. O centro geométrico do elipsóide coincide, tanto quanto possível,

com o centro de massa da Terra. São estabelecidos por grandes países ou blocos de países,

e buscam minimizar as diferenças entre o elipsóide de referência e o geóide.

Fig. 14 – Datum geodésico global.

2.3.2 Datum geodésico local

As dimensões do elipsóide são escolhidas de forma a aproximarem-se o melhor possível da

forma da zona da Terra a representar.

Escolhe-se um ponto da superfície da Terra para ponto de fixação do elipsóide (latitude,

longitude e altitude). Define-se o azimute de uma direcção emergente desse ponto.

Apresenta menos deformação para cartas de escala grande e é utilizado para cobertura

geodésica de países e regiões (por exemplo, Rede Geodésica de Portugal - RGP).

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Fig. 15 – Datum geodésico local.

Fig. 16 – Comparação entre a finalidade de cada tipo de datum.

Exemplos de datum geodésicos portugueses:

i) Datum Lisboa

Ponto de fixação: Antigo Vértice Geodésico do Castelo de S. Jorge em Lisboa

Elipsóide de referência: Hayford ou Internacional (1924):

Semi-eixo maior: a = 6 378 388 m;

Semi-eixo menor: b = 6 356 912 m;

Achatamento: α = 1 / 297.

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Projecção cartográfica: Gauss-Krüger

Latitude da origem das

coordenadas rectangulares: 39º 40’ 00’’ N

Longitude da origem das

coordenadas rectangulares: 08º 07’ 54’’,862 W

Falsa origem das

coordenadas rectangulares:

Em M (distância à Meridiana): 0 m

Em P (distância à Perpendicular): 0 m

Coeficiente de redução de

escala no meridiano central: 1,0

Tabela 1 – Parâmetros do Datum Lisboa.

ii) Datum 73

Ponto de fixação: Vértice Geodésico Melriça

Elipsóide de referência: Hayford ou Internacional (1924):

Semi-eixo maior: a = 6 378 388 m;

Semi-eixo menor: b = 6 356 912 m;

Achatamento: α = 1 / 297.

Projecção cartográfica: Gauss-Krüger

Latitude da origem das

coordenadas rectangulares: 39º 40’ 00’’ N

Longitude da origem das

coordenadas rectangulares: 08º 07’ 54’’,862 W

Falsa origem das

coordenadas rectangulares:

Em M (distância à Meridiana): + 180,598 m

Em P (distância à Perpendicular): - 86,990 m

Coeficiente de redução de

escala no meridiano central: 1,0

Tabela 2 – Parâmetros do Datum 73.

Page 33: Relatório de Estágio Extracurricular

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iii) Sistema de Referência PT-TM06 / ETRS89

Este sistema de referência geodésico/cartográfico foi adoptado pelo Instituto Geográfico

Português em 2006 como sistema de referência geodésico nacional. O ETRS89 é um

sistema global recomendado pela EUREF (European Reference Frame, subcomissão da

IAG - Associação Internacional de Geodesia) estabelecido através de técnicas espaciais de

observação. No simpósio da EUREF realizado em Itália em 1990 foi adoptada a seguinte

resolução: "A sub-comissão da IAG para o Referencial Geodésico Europeu (EUREF)

recomenda que o sistema a ser adoptado pela EUREF seja coincidente com o ITRS na

época de 1989.0 e fixado à parte estável da Placa Euro-Asiática, sendo designado por

Sistema de Referência Terrestre Europeu 1989 (European Terrestrial Reference System –

ETRS89)".

O estabelecimento do ETRS89 em Portugal Continental foi efectuado com base em

campanhas internacionais (realizadas em 1989, 1995 e 1997), que tiveram como objectivo

ligar convenientemente a rede portuguesa à rede europeia. Nos anos subsequentes, toda a

Rede Geodésica de 1ª ordem do Continente foi observada com GPS, tendo o seu

ajustamento sido realizado fixando as coordenadas dos pontos estacionados nas anteriores

campanhas internacionais.

A agência EuroGeographics recomenda a utilização das seguintes projecções cartográficas:

Transversa de Mercator, para escalas superiores a 1/500 000; cónica conforme de Lambert,

com dois paralelos de escala conservada, para escalas inferiores a 1/500 000

O elipsóide de referência é o GRS80 com os seguintes parâmetros:

Semi-eixo maior: a = 6 378 137 m;

Semi-eixo menor: b =6 356 752.314 m;

Achatamento: α = 1 / 298,257 222 101.

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Em Portugal foi adoptado o sistema ETRS89 com a projecção Transversa de Mercator com

os seguintes parâmetros:

Projecção cartográfica: Transversa de Mercator

Latitude da origem das

coordenadas rectangulares: 39º 40’ 05’’,73 N

Longitude da origem das

coordenadas rectangulares: 08º 07’ 59’’,19 W

Falsa origem das

coordenadas rectangulares:

Em M (distância à Meridiana): 0 m

Em P (distância à Perpendicular): 0 m

Coeficiente de redução de

escala no meridiano central: 1,0

Tabela 3 – Parâmetros do Sistema PT-TM06 / ETRS89.

2.4 Rede Geodésica Nacional (RGN)

Para a criação da Rede Geodésica Nacional foi necessário estabelecer um datum geodésico.

Procedeu-se á materialização de um conjunto de pontos espalhados pelo território, para os

quais se fez um transporte de coordenadas, ou seja, calculando-as em relação a um ponto

inicial. Estes pontos são denominados de vértices geodésicos, existindo no nosso país cerca

de 8000. São pontos sinalizados com marcos de cimento, alguns deles utilizam construções

já existentes como torres de igreja, por exemplo, localizados em sítios elevados de forma a

permitir a visibilidade entre marcos. Os vértices geodésicos fazem parte de redes de várias

ordens, conforme a sua dimensão e o tipo de observações que lá foram feitas. Existem três

redes, 1ª, 2ª e 3ª ordem, sendo a mais importante delas, a de 1ª ordem, constituída por cerca

de 120 vértices, com distâncias médias entre vértices próximos, de cerca de 40 km.

Portanto, uma rede geodésica é um conjunto de pontos distribuídos de forma homogénea

num determinado território, formando uma malha triangular, cujas posições relativas dos

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pontos, como coordenadas geográficas e altitudes, são referidas ao elipsóide de referência

adoptado para aquele país ou região.

Fig. 17 – Rede Geodésica Nacional (1ª, 2ª e 3ª ordem).

Desta forma, a partir de um ponto de fixação do elipsóide de referência, ou seja, de um

ponto datum, são transportadas as coordenadas (latitude, longitude e a altitude), pelo país,

em forma de uma cadeia de triângulos, cujos vértices são materializados com marcos

geodésicos.

Fig. 18 – Triângulação de uma rede geodésica no terreno e na superfície de referência.

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O cálculo das coordenadas dos vértices da rede de 1ª ordem é feito através do processo de

triangulação. Basicamente, o processo consiste em, conhecidas as coordenadas de dois

pontos, A e B, e medindo os ângulos α e ß, determinam-se as coordenadas do ponto C,

como exemplifica a figura seguinte.

Fig. 19 – Esquema representativo do cálculo de uma coordenada (C).

Poderia-se transportar coordenadas para os vértices de outros triângulos a partir dos lados

AC ou BC, sempre apenas medindo ângulos, desta feita não é possível porque se tratam de

triângulos geodésicos, não podendo ser usada a trigonometria plana, isto é, a triangulação

deverá ser resolvida sobre a superfície do elipsóide. Além disso, todos os ângulos são

medidos e todas as coordenadas determinadas, através do processo de ajuste do método dos

mínimos quadrados, de forma a minimizar os erros. Este processo consiste na triangulação

geodésica, ou seja, realiza-se na sequência da fixação de um datum local que conduzirá a

uma lista de coordenadas nesse datum.

Os pontos da rede geodésica são utilizados como pontos de apoio, de coordenadas

conhecidas num sistema nacional ou global, noutras operações de posicionamento

(levantamentos topográficos, produção de cartografia, etc.).

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2.5 Sistemas Globais de Posicionamento e Navegação por Satélite (GNSS)

Os sistemas de Posicionamento e Navegação por Satélite permitem a qualquer utilizador

através de um receptor captar os sinais emitidos pelos vários satélites para determinar com

grande precisão em cada instante, a sua posição, bem como a velocidade e o tempo

relativamente a um referencial tridimensional geocêntrico.

Além do sistema GPS, também existem outros, onde se destaca o sistema russo em

operação, chamado de GLONASS, e o sistema europeu, chamado GALILEU.

O acrónimo GPS (Global Positioning System), por ser um sistema usado para

Posicionamento, mas também para Navegação, estará mais correcto se for designado de

Sistema Global de Posicionamento, que quando integrado nos GNSS, será designado de

Sistema Global de Posicionamento e Navegação por Satélite.

2.5.1 Global Positioning System (GPS)

Esse sistema foi concebido com fundos do Departamento de Defesa dos Estados Unidos

para fornecer a posição instantânea e a velocidade de um ponto sobre a superfície terrestre,

ou próximo a ela. Inicialmente para fins militares, o GPS é hoje utilizado por diversos

segmentos da sociedade civil.

É um sistema de rádionavegação que cobre todo o mundo. O Sistema de Posicionamento

Global é composto de três segmentos:

O segmento espacial é composto por satélites artificiais que emitem sinais

electromagnéticos;

O segmento de controlo é composto pelas estações terrestres que mantêm os

satélites em funcionamento;

O segmento dos usuários é composto por receptores que captam os sinais enviados

pelos satélites e, com eles, calculam a sua posição.

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i) Princípios básicos de funcionamento do GPS

O princípio de funcionamento do GPS consiste na medição do tempo que leva uma onda

electromagnética, gerada no emissor (satélite), a percorrer a distância (conhecida) entre o

satélite e o receptor na superfície terrestre. Essa medição é feita comparando o código e a

fase da onda portadora emitida pelo satélite com uma idêntica gerada simultaneamente pelo

receptor. Para o posicionamento através do GPS é necessário sempre a recepção de (n+1)

satélites, onde “n” é o número de dimensões desejadas e “1” o satélite representante da

correcção do factor tempo devido á diferença do tipo de relógios existentes nos satélites

(atómicos de césio e rubídio) e os existentes nos receptores. Quanto mais satélites estiverem

visíveis, mais refinada é a solução de posicionamento determinada pelo receptor GPS.

Fig. 20 – Esquema do Sistema de Posicionamento.

Considerando que pretendemos o posicionamento tridimensional (X,Y,Z), devemos

considerar a recepção de no mínimo quatro satélites, que irão medir o tempo de percurso da

onda emitida pelo satélite até ao receptor localizado na superfície terrestre. Essa

“distância”, correctamente denominada de pseudo-distância, devido a ser calculada através

do tempo de percurso e através de uma onda sinusoidal afectada de erros diversos. Essas

distâncias são calculadas por meio das seguintes fórmulas:

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Em que,

ii) Factores que afectam o sistema de posicionamento

Geometria dos satélites

Um dos factores que afecta a precisão é a Geometria dos Satélites, ou seja, a distribuição

espacial dos satélites em relação uns aos outros sob a perspectiva do receptor GPS. Se um

receptor GPS estiver localizado sob quatro satélites e todos estiverem na mesma região do

céu, a geometria é ineficaz. Na verdade, o receptor pode até não ser capaz de determinar a

sua posição uma vez que todos os sinais provêm da mesma direcção. Por outro lado, se os

mesmos quatro satélites estiverem bem distribuídos no espaço, a geometria é eficaz, uma

vez que a medição de distâncias é feita de direcções diferentes, aumentando assim a

precisão da determinação da posição do receptor.

A geometria dos satélites torna-se importante quando se usa o receptor GPS num local

próximo de edifícios, em áreas montanhosas ou vales. Quando os sinais de algum dos

satélites são bloqueados, é a posição relativa dos demais satélites que determinará a

precisão das medições. Um receptor de boa qualidade indica não apenas os satélites

disponíveis, mas também onde estes se encontram no espaço (azimute e elevação),

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permitindo ao operador verificar se o sinal de um determinado satélite poderá estar a ser

obstruído por algum obstáculo existente no local.

A forma mais directa de analisar a qualidade da geometria é através do valor do factor DOP

(diluição da precisão). Existem algumas variações do factor DOP, nomeadamente, HDOP

(para o posicionamento horizontal), VDOP (para o posicionamento vertical), PDOP (para o

posicionamento 3D) e TDOP (para a determinação do tempo). O valor mais comum para o

DOP é o PDOP, que representa uma combinação de todos os factores citados acima e que

afectam a precisão. Por norma é aconselhável que o valor para o PDOP seja inferior a 6, no

entanto, o melhor valor para o DOP é igual a um e o pior é igual a infinito. Pode ver-se na

figura seguinte uma comparação entre um bom e um mau PDOP.

Fig. 21 – Comparação entre um bom PDOP (esq.) e um mau PDOP (dir).

Além dos factores DOP citados, considera-se importante a análise geométrica dos satélites

no espaço. Esta análise pode ser dada pelo GDOP que reflete a qualidade da geometria da

constelação no momento da recolha dos dados. Este valor é calculado pelo sistema em

função da posição dos satélites disponíveis no momento das observações e, quanto menor

ele for, melhor será a precisão. Não é aconselhável a realização de observações GPS

quando o valor do GDOP for superior a 6.

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Multitrajecto

Outra fonte de erro é a interferência resultante da reflexão do sinal em objectos existentes

no local de observação, tais como árvores, edifícios, entre outros. Como um sinal reflectido

leva mais tempo para alcançar o receptor, este interpreta que o satélite está mais longe do

que na realidade está, o que provocará um erro na determinação da posição (Fig. 22).

Fig. 22 – Exemplo do efeito de multitrajecto.

O termo multitrajecto, ou multicaminho, deriva do facto do sinal transmitido pelo satélite se

poder propagar por múltiplos caminhos até ao receptor.

Efeitos atmosféricos

Os sinais GPS são afectados por interferências provocadas pela atmosfera terrestre, mais

precisamente pela ionosfera e troposfera. Quando os sinais atravessam a ionosfera, sendo

parte da atmosfera composta por partículas eléctricas, sofrem um atraso provocado pela

diminuição da velocidade de propagação dos sinais rádio usados pelo GPS. O que acontece

é que como os sinais rádio entram num meio mais denso, como é o caso da ionosfera, estes

abrandam ligeiramente e esse abrandamento vai provocar um erro na medição da distância,

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pois no cálculo admite-se a velocidade constante. Se forem utilizados dois sinais de

frequências distintas e se compararem os tempos que ambos demoraram a chegar ao

receptor poderá estimar-se um erro e corrigir as observações. Contudo, sinais com

frequências diferentes sofrem atrasos diferentes.

Quando os sinais rádio atravessam a troposfera, parte mais baixa da atmosfera, sofrem um

atraso provocado pela existência de maior concentração de vapor de água (nuvens). Estas

partículas também afectam a propagação dos sinais. Embora a grandeza deste erro seja

inferior ao provocado pela ionosfera é impossível ser eliminado, o melhor que se consegue

é atenuá-lo.

Os receptores GPS de dupla frequência, ou seja, aqueles que permitem receber os sinais das

portadoras L1 e L2, conseguem determinar o atraso provocado pela ionosfera no momento

da observação, pelo que são mais precisos.

Esta degradação gradual do sinal pode visualizar-se na seguinte.

Fig. 23 – Efeitos atmosféricos.

Outros factores

Existem outros factores que afectam a precisão do sistema, mas cujo erro não é tão

significativo, como aquele que é provocado pelos factores analisados anteriormente. Por

exemplo, o facto dos satélites sofrerem pequenas oscilações ao longo das suas trajectórias

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faz com que as órbitas não sejam perfeitas. Isso implica que as efemérides difundidas pelas

estações de controlo terrestre estejam sujeitas a erros. Mas, é possível obter a partir de sites

na Internet, com uma semana de atraso, efemérides de precisão corrigidas destes erros.

Os satélites estão equipados com relógios atómicos de altíssima precisão. No entanto, os

receptores GPS possuem relógios de quartzo, muito mais baratos, mas também muito

menos precisos. Através de um sistema bastante engenhoso é possível ao receptor

determinar o desfasamento existente num dado momento entre o seu relógio e os dos

satélites e assim corrigirem os erros provocados por este factor. Os receptores contribuem

também para o erro total associado às medidas, nomeadamente por atrasos de hardware e

de processamento que afectam o cálculo do tempo de trânsito dos sinais.

Quantificação dos erros

Os erros médios causados pelos diferentes factores apresentados nos pontos anteriores estão

quantificados na tabela seguinte. Os valores apresentados nesta tabela referem-se a uma

constelação e a um PDOP médios.

Causa do erro Erro médio (m)

Efeito da ionosfera 4

Desacerto do relógio dos satélites 2,1 Medições do receptor 0,5

Efemérides 2,1

Efeitos da troposfera 0,7 Multitrajecto 1,4

Tabela 4 – Causa de erros e respectivos erros médios.

A acumulação de todos estes erros provoca erros nas coordenadas obtidas pelos receptores.

Com processos adicionais, receptores a trabalhar em simultâneo, tempos de medição mais

longos e técnicas especiais de medição (medição da fase da portadora), a precisão

posicional é substancialmente melhorada.

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iii) Modos de utilização dos receptores GPS

O GPS pode ser utilizado em dois tipos de posicionamento:

Posicionamento absoluto – usado essencialmente para navegação.

Posicionamento relativo – pode ser em modo Diferencial (DGPS), Pós –

Processamento e Tempo Real (RTK).

O termo DGPS, refere-se a posicionamento diferencial, normalmente significando que é

utilizado só o código da portadora para a medição, em modo relativo.

O posicionamneto relativo em tempo real com a fase da portadora é designado por RTK

(Real Time Kinematic).

Para trabalhos em pós-processamento, existe o posicionamento relativo em modo estático,

rápido-estático (Faststatic), cinemático, pseudo-cinemático e pára avança.

Método Estático

O método que permite obter maior precisão. É utilizado para medição de bases longas, para

coordenar redes geodésicas, efectuar o controlo de deformações em grandes estruturas de

engenharia civil ou de fenómenos naturais, como por exemplo em placas tectónicas, e

vulcões. Neste método os receptores permanecem fixos durante um determinado intervalo

de tempo que pode durar horas dependendo do comprimento da base entre o receptor fixo e

o móvel.

Método rápido–estático (Faststatic)

Método usado para estabelecer e adensar redes locais de controlo por exemplo. É um

método estático mas de curta duração, entre 5 a 20min. Para bases curtas (5 a10km) é muito

preciso e mais rápido que o estático.

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Cinemático

Este método é usado na medição de vários pontos sucessivamente. É um método bastante

eficaz de medir vários pontos próximos entre si. O receptor não fica em modo estático em

qualquer período da sessão. O problema deste método é quando o sinal é obstruído

(árvores, pontes, etc) ou há poucos satélites (inferior a 4) porque é necessária uma re-

inicialização que pode demorar alguns minutos.

Pseudo–cinemático

Método idêntico ao rápido estático, mas requer um segundo estacionamento em cada ponto,

depois de um intervalo de tempo que permita que a constelação de satélites se altere. Este

procedimento serve para tornar possível a ligação da fase entre as duas sessões,

equivalendo a um posicionamento estático, mas com uma grande lacuna de observações.

Pára–avança ou Stop and Go

Este método consiste em transportar o receptor a todos os pontos a observar, efectuando

breves paragens (alguns segundos), nas posições de maior interesse. O requisito básico é

que as ambiguidades sejam resolvidas antes de se iniciar o posicionamento.

A tabela a seguir indica a precisão correspondente a cada um dos tipos de medição.

Tipo de

Medição Tipo de Cálculo Medição Campo Precisão

Código Pós-processamento DGPS em Pós-processamento <1m a 10m

Código Tempo Real DGPS <1m a 10m

Fase Pós-processamento

Estático, Rápido

Estático,

Cinemático, Pára–avança

Inferior a 1 cm até

alguns cm

Fase Tempo real RTK Inferior a 1cm até

alguns cm

Tabela 5 – Relação entre Posicionamento e Precisão.

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2.5.2 Globalnaya navigatsionnaya sputnikovaya sistema (GLONASS)

Similar ao GPS, o GLONASS proporciona posicionamento 3D e velocidade, bem como

informações de tempo, sob quaisquer condições climáticas, em âmbito local, regional e

global. Este sistema foi concebido no início dos anos 70 e no momento encontra-se sob a

responsabilidade da Russian Federation Space Forces (Federação Russa das Forças

Espaciais). Da mesma forma que o GPS ele é composto pelos segmentos: espacial, de

controlo e dos usuários. O segmento de controlo é composto por um sistema de controlo

central que planeia todas as funções do sistema, um sincronizador central que difunde o

sistema de tempo, um sistema de controlo de frequência, 3 estações de comando e de

rastreio e 1 unidade de campo para controlo da navegação dos satélites. O segmento

espacial é composto por uma constelação de 24 satélites ativos e 1 de reserva. Eles são

distribuídos em 3 planos orbitais separados de 120º e com inclinação de 64,8º. Têm órbitas

aproximadamente circulares, com altitude da ordem de 19.100 km e período orbital de 11

horas e 15 minutos. Devido seu maior ângulo de inclinação, este sistema propicia uma

melhor cobertura, em relação ao GPS, para as altas latitudes. Transmite os sinais também

em duas bandas, denominadas L1 e L2. O processo de transmissão utiliza uma frequência

para cada satélite que no geral é mais complexo, e, em alguns casos de posicionamento,

menos preciso que o do GPS. A precisão instantânea para os componentes de

posicionamento horizontal é da ordem de 60 a 75 m.

O sistema não tem recebido a manutenção esperada. Declarado operacional em janeiro de

1996, com 24 satélites em operação, o GLONASS conta actualmente com uma quantidade

bem menor de satélites em actividade.

Existe no mercado aparelhos que recebem e processam simultaneamente, os sinais do GPS

e do GLONASS. Isto pode, eventualmente, melhorar a precisão do posicionamento.

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2.5.3 Galileo (GALILEO)

O Galileo é um sistema de posicionamento global proposto para actuar no mercado dos

GNSS, em conjunto com os já existentes, GPS e GLONASS. O projecto já passou por

muitas dificuldades do ponto de vista político e financeiro, desde que foi oficialmente

lançado em 2002, no entanto é considerado estratégico por possibilitar à comunidade

europeia o acesso independente aos dados de posicionamento global, além de prometer ao

mercado um produto diferenciado.

Os dados do GALILEO serão complementares aos dados do GPS e GLONASS, assim

espera-se que sejam futuramente captados pelos mesmos receptores. O objectivo é oferecer

para o mundo e principalmente para a Europa, melhor precisão e integridade dos dados de

posicionamento global. A fase de desenvolvimento é controlada pelo poder público em

contrapartida aos benefícios sociais que retornarão com a operação do sistema. A iniciativa

privada actuará nas fases de comercialização e gestão eficiente dos processos que ocorrerão

no futuro, com a operação do sistema.

A Agência Espacial Europeia (ESA) actua como responsável técnico-científica do projecto.

Dentro das suas atribuições estão a definição das características do sistema, o

desenvolvimento e validação dos equipamentos e recursos tecnológicos, tanto no segmento

espacial quanto no segmento terrestre. A actuação da Comunidade Europeia é centrada nas

negociações políticas necessárias à implantação do sistema, que envolve a competência e

recursos financeiros oriundos de vários países, sobretudo europeus.

O Galileo foi concebido para ser utilizado por civis, diferente do que ocorreu com os outros

sistemas existentes, que tiveram a sua origem associada ao uso militar. Embora com

concepções diferentes, os sistemas de posicionamento globais operantes no mercado

possuem tecnologia semelhante no segmento orbital, no segmento terrestre e na gestão do

sistema. No caso do Galileo isto também deverá acontecer.

Quando o Galileo estiver em operação serão implantados dois centros, na Alemanha e na

Itália, para viabilizar o controlo dos satélites e gerir o sistema de navegação. Também serão

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construídas 20 estações que actuaram no envio de dados aos centros de controlo para

avaliação da integridade das informações e sincronia dos satélites.

O projecto em implementação prevê que até 2013 sejam lançados 30 satélites (27

operacionais e 3 suplementares), posicionados em 3 órbitas circulares médias a 23.222 km

de altitude em relação à Terra e inclinação de 56º em relação ao Equador. Actualmente,

foram colocados em órbita 4 satélites, o GIOVE-A em 28/12/2005, o GIOVE-B em

27/04/2008 e mais 2 satélites In-Orbit Validation (IOV) em Outubro de 2012. Em março de

2013 foi calculada a primeira posição de um ponto à superfice da Terra com os satélites do

Galileo.

Quando o sistema Galileo estiver em operação, os satélites serão equipados com relógios

atómicos, os quais conseguirão medir as horas com bastante precisão. Estes dados serão

transmitidos sistematicamente pelos satélites e serão captados e descodificados por

receptores localizados na superficíe terrestre, que por sua vez possuirão efemérides precisas

de todos os satélites que estarão em órbita. O receptor será capaz de ler o sinal de forma

semelhante ao que já existe no mercado GNSS.

2.6 Rede Nacional de Estações Permanentes GNSS (RENEP)

A RENEP é um serviço público de geo-posicionamento prestado pelo IGP, constituído por

estações permanentes GNSS (Constelações GPS + GLONASS), distribuidas de forma

homogénea pelo território nacional, por forma a garantir uma sobreposição eficaz e uma

distância entre estações inferior a 80 km. Estas difundem observações no Sistema de

Referência ETRS89, de forma contínua, para posicionamento em RTK, ou em pós-

processamento com ficheiros RINEX. Fazem a recolha de dados dos satélites que, no

âmbito das suas atribuições de manutenção do Referencial Geodésico Nacional, são

disponibilizados aos utilizadores de equipamentos GPS para determinarem coordenadas

geográficas com precisão melhor que 10 cm. Os dados fornecidos (fiáveis) permitem a

qualquer operador dispor da sua utilização em conjunto com os dados por ele recolhidos,

conseguindo assim fazer um trabalho de precisão recorrendo a um único receptor.

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2.7 Levantamentos Topográficos

Por definição, um levantamento topográfico consiste em fazer a representação do terreno

planimétricamente (casas, caminhos, estradas, rios, etc.) e altimétricamente (curvas de

nível, pontos cotados), a partir de um conjunto de operações de campo (medição de

ângulos, distâncias, etc.) que permitem determinar a posição de pontos de apoio

conhecidos, pontos que definem pormenores planimétricos e também a posição de pontos

notáveis do terreno que permitem representar o seu relevo. A densidade de pontos depende

da escala do levantamento, diminuindo consideravelmente quando se trata de pequenas

escalas.

Antes de prosseguir com um levantamento topográfico, há três fazes a ter em conta, as

chamadas fases de execução de um levantamento topográfico. Estas consistem no

reconhecimento do local, levantamento da figura de apoio e na ligação ou não à Rede

Geodésica Nacional. A seguir é apresentada uma breve descrição de cada uma delas.

i) Reconhecimento do local

É aconselhável antes da realização de qualquer levantamento topográfico executar um

reconhecimento mais ou menos aprofundado do local. Este poderá ser feito sobre um

estudo de cartas ou plantas já existentes, fotografias aéreas (através do reconhecimento

aéreo da zona) ou simplesmente um reconhecimento a pé. Através do reconhecimento o

responsável pelo levantamento fica com uma ideia geral da zona e deverá esquematizar a

localização de futuros pontos de apoio.

ii) Levantamento da figura de apoio

Nenhum levantamento topográfico deverá ser executado sem a construção, observação e

cálculo de um esqueleto topográfico que poderá tomar diferentes formas geométricas

(triângulos, quadriláteros, poligonais, etc.), desde que permita depois compensar e calcular

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com rigor o posicionamento de todos os seus vértices. Se o levantamento for executado sem

estas figuras de apoio, vão-se acumulando erros que se devem ao grande número de

medições efectuadas, os quais se tornam de eliminação impossível. Os vértices da rede de

apoio devem ter um espaçamento e uma localização tais que permitam uma cobertura

completa do terreno a levantar.

iii) Ligação ou não à Rede Geodésica Nacional

Os levantamentos para execução de plantas topográficas devem ser ligados à Rede

Geodésica Nacional para se inserirem no contexto do território nacional. A ligação à RGN

é conseguida através da coordenação dos vértices de apoio ao levantamento, a partir de

vértices geodésicos de coordenadas conhecidas (coordenadas estas no referencial geodésico

nacional). Sempre que os levantamentos não sejam ligados à triangulação geodésica deve

procurar-se que eles fiquem preparados para uma futura e fácil integração noutros

levantamentos apoiados na rede geodésica.

Depois de estar definida a figura de apoio, todos os pontos notáveis e importantes são

referenciados pelas suas coordenadas (polares e rectangulares) a partir dos vértices que

compõem a referida figura. Estas coordenadas irão servir para representar num plano

horizontal todos os pontos levantados e consequentemente definir os elementos que

constituem o pormenor da área em questão. Os métodos destinados ao levantamento

podem classificar-se em clássicos e fotogramétricos.

A utilização do método clássico só é económica quando se trata de levantamentos de

pequenas extensões da superfície terrestre em grandes escalas. Para levantamentos a escalas

iguais ou inferiores à escala 1:1000 é utilizado, em regra, o método aerofotogramétrico.

iv) Método clássico

Este é realizado em duas fases. A primeira consiste na materialização e observação da rede

de apoio topográfica, para determinar as coordenadas topográficas dos seus vértices. Numa

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segunda fase com estação nos vértices da rede de apoio, procede-se ao levantamento do

pormenor. Deve procurar-se levantar os seguintes pontos: pontos que definem a planta dos

edifícios, os eixos das vias de comunicação, os postes de iluminação, os poços, entre

outros; pontos notáveis do relevo (máximos, mínimos e pontos de inflexão), e os pontos

notáveis das linhas de água. Esta selecção de pontos depende muito do operador, o que

torna o levantamento do pormenor numa operação com um elevado nível de subjectividade.

Em cada ponto estação é tomada como origem dos ângulos horizontais uma estação

vizinha.

v) Método aerofotogramétrico

Sempre que a área a cobrir com um levantamento topográfico necessita de mais de dois ou

três pares estereoscópicos de fotografias aéreas, em particular em terreno acidentado, o

método aerofotogramétrico torna-se mais económico do que o método clássico.

Os levantamentos topográficos pelo método aerofotogramétrico baseiam-se na análise,

medição e interpretação de fotografias aéreas com recurso a aparelhos de restituição

estereoscópica (estereorrestituidores). Fazendo a restituição de cada par estereoscópico

obtém-se a carta da área coberta pelo respectivo modelo (par).

2.8 Modelos Digitais de Terreno

Entende-se por Modelo Digital de Terreno (MDT), um conjunto de dados digitais,

referentes a uma área de estudo, em que é associado a qualquer ponto, para além da sua

georeferênciação, um valor numérico correspondente à sua altitude.

No domínio dos Modelos Digitais de Terreno, identificam-se três problemas fundamentais:

A modelação geográfica com uma distribuição contínua no espaço;

A aquisição de um elevado volume de informação;

O processamento de um elevado volume de informação.

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A modelação do relevo do terreno realiza-se com base em dois modelos de estruturas de

dados:

Modelo geográfico vectorial (Rede Irregular de Triângulos – RIT ou TIN);

Modelo geográfico raster (matrizes de cotas, GRID).

A escolha de uma modelação geográfica do terreno não é trivial, pois é necessário garantir

que os objectivos principais do MDT sejam atingidos e que os resultados obtidos da

modelação sejam próximos dos fenómenos reais.

Métodos para a aquisição de informação sobre o relevo do terreno:

Aquisição de pontos com o auxílio de uma estação total;

Aquisição de pontos com auxílio de equipamento GPS;

Aquisição de curvas de nível por estereorestituição de pares estereoscópicos,

correspondentes a imagens aéreas ou de satélite (fotogrametria);

Utilização de radares de abertura sintética, baseados em plataformas aéreas ou de

satélite (tecnologia LIDAR);

Utilização de tecnologia laser para obtenção de modelos tridimensionais, baseados

em plataformas aéreas (uso preferencial em áreas urbanas). Esta mesma tecnologia é

utilizada em estudos batimétricos.

Tecnologia baseadas em sonares para a determinação do relevo do fundo do mar.

Page 53: Relatório de Estágio Extracurricular

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3 TRABALHOS REALIZADOS NO ÂMBITO DO ESTÁGIO

3.1 TOPOGRAFIA E SIG

Neste capítulo são abordados trabalhos que foram realizados no âmbito da Topografia e dos

Sistemas de Informação Geográfica. No conjunto de vários trabalhos desenvolvidos ao

longo do estágio, foram selecionados três onde foi possivel registar com mais pormenor as

suas etapas de execução. Estes dizem respeito às Redes de Saneamento Básico (águas e

esgotos) das Quintas de S. Bartolomeu, à Rede Topográfica Municipal e a um

Levantamento Topográfico realizado na freguesia de Peroficós, respectivamente.

3.1.1 Redes de Saneamento Básico

O trabalho realizado nas Quintas de S. Bartolomeu consistiu no levantamento e verificação

de elementos das redes de água e esgoto, de forma a manter a sua actualização a nível de

cadastro e ter o máximo de conhecimento para facilitar a sua gestão. A Rede de Águas

Residuais foi a primeira a ser cadastrada. Foi utilizado o ficheiro DWG que existia da rede,

no Sistema de Coordenadas Hayford - Gauss Datum 73 (Fig. 24).

Fig. 24 – Ficheiro DWG com desenho da Rede de Águas Residuais.

Page 54: Relatório de Estágio Extracurricular

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No software AutoCAD Civil 3D 2008, o primeiro procedimento foi seleccionar a rede e

fazer a formatação gráfica dos elementos de acordo com o catálogo de características

gráficas existente no gabinete de SIG. Este catálogo foi elaborado seguindo a mesma lógica

das características gráficas adoptadas pelo Instituto Geográfico do Exército para as cartas

militares, fazendo a sua adaptação para o concelho e para a cartografia 1/2000. Nele consta

informação sobre o tipo de objecto, layer, cor (desenho e impressão), espessura da linha e

observações a ter em conta na formatação dos elementos de desenho (Fig. 25).

Fig. 25 – Catálogo de características gráficas.

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Depois da formatação feita, criou-se um ficheiro DWG à parte, só com a rede de colectores

e as caixas de visita (Fig. 26).

Fig. 26 – Ficheiro com a Rede de Águas Residuais.

Com o trabalho feito no AutoCAD Civil 3D 2008 abriu-se no software ArcMap 10 o

ficheiro de referência utilizado no SIG para estes projectos (Aguas.mxd). Neste ficheiro

estão presentes os shapefiles com a geometria e tabelas definidas, referentes às várias

entidades da rede, onde vão sendo adicionados novos registos. Já no ArcMap 10 foi

adicionado o DWG criado no AutoCAD Civil 3D 2008. Conforme a figura representa,

clicou-se no botão com o símbolo + (“Add Data”), no painel superior de ferramentas

seleccionou-se o ficheiro “QuintasBartolomeu_2007_Condutas.dwg” clicou-se em

“Add” (Fig. 27).

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Fig. 27 – Importação do ficheiro DWG com a Rede de Águas Residuais.

Para fazer a cópia da geometria dos layers (DWG) para os shapefiles, foi necessário

exportar primeiro cada um deles para shapefile. Neste caso os layers de interesse são os

referentes às polilinhas e aos pontos, os quais dizem respeito aos colectores e caixas de

visita respectivamente. Para fazer a exportação, clicou-se com o botão direito do rato sobre

o layer “QuintasBartolomeu_2007_Condutas.dwg Polyline” “Data” “Export Data…”

(Fig. 28).

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Fig. 28 – Exportação de layers do ficheiro DWG para shapefile.

Na janela “Export Data” foi definido o caminho onde foi guardado o shapefile e o seu

nome, neste caso “Polyline” (Fig. 29).

Fig. 29 – Definição do directório onde vai ser guardado o shapefile.

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Depois de guardar o ficheiro, surge uma mensagem a perguntar se pretendemos importar o

shapefile exportado, clicou-se em ”Yes”. Como se pode verificar, foi adicionado um novo

shapefile com o nome “polylines” (Fig. 30).

Foi feito o mesmo procedimento para o layer “QuintasBartolomeu_2007_Condutas.dwg

Point”, dando o nome “Points” ao shapefile. Retirou-se o ficheiro DWG, uma vez que não

era mais necessário.

O passo seguinte foi colocar a informação relativa às polilinhas no shapefile que contem

todos os colectores do concelho. Iniciou-se o modo de edição do shapefile “Rede

(Esgotos)”, fez-se clique com o botão direito do rato sobre “Rede (Esgotos)” “Edit

Features" “Start Editing”, conforme representa a figura seguinte (Fig. 30).

Fig. 30 – Procedimento para editar o layer “Rede (Esgotos)”.

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Seleccionaram-se os elementos do shapefile “Polyline” e fez-se clique com o botão direito

do rato sobre o “Polyline” “Selection” “Select All” (Fig. 31).

Fig. 31 – Selecção dos elementos do layer “Polyline”.

De seguida, clicou-se no símbolo ”Copy” depois no símbolo “Paste”. Surgiu uma janela

com o nome “Paste” onde se seleccionou o shapefile para onde se pretende copiar os

elementos (shapefile em edição, “Rede (Esgotos)”) clicou-se em “Ok” (Fig. 32).

Para os pontos procedeu-se da mesma forma com a excepção de se copiarem os elementos

para o shapefile “Acessórios (Esgotos)”.

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Fig. 32 – Cópia de elementos entre shapefiles.

Quando temos um shapefile em edição, para podermos editar outro é necessário primeiro

guardar as alterações e parar a sua edição. Clicou-se na opção “Editor” localizado junto ao

canto superior esquerdo “Save Edits” “Stop Editing” e só então depois se pôde editar

o shapefile pretendido.

Para cada shapefile existe uma formatação gráfica definida no ficheiro de projecto

(Aguas.mxd). Os elementos copiados não assumem essa simbologia devido ao facto dos

layers dwg possuírem apenas a localização e a geometria das linhas e pontos. Deste modo,

foi necessário preencher a tabela de atributos, registanto a informação que diz respeito ao

tipo de elemento, na mesma forma que foi definida no ficheiro do projecto, para que essa

simbologia fosse assumida. Nesta fase, foram também registadas outras informações

referentes às características dos elementos, nomeadamente diâmetros, tipos de material,

entre outras. Procedeu-se à selecção das polilinhas do shapefile “Rede (Esgotos)”. Fez-se

uma janela de forma a abranger toda a área de trabalho, seleccionando todas as linhas,

através da ferramenta “Edit Tool” (símbolo em forma de triângulo, localizado ao lado da

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opção “Editor”) clicou-se com o botão direito do rato sobre o shapefile “Rede (Esgotos)”

“Open Attribute Table”, para abrir a tabela de atributos (Fig. 33).

Fig. 33 – Acesso à tabela de atributos.

Para se poder visualizar só os elementos seleccionados, clicou-se no segundo símbolo com

formato de folha, localizado junto ao canto inferior esquerdo (Fig. 34). Procedeu-se ao

preenchimento da coluna “Tipo” clicou-se com o botão direito do rato sobre “Tipo”

“Field Calculator…” (Fig. 34).

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Fig. 34 – Visualização dos elementos seleccionados e a opção “Field Calculator…”.

Surge a janela “Field Calculator” onde é possível criar fórmulas ou expressões que

facilitem e acelerem o processo de introdução de dados na tabela. Desta forma, introduziu-

se a expressão “C” de colector, com as aspas, no campo “Tipo =“, para que esta coluna

tome para todas as polilinhas o registo “C” clicou-se em “Ok” (Fig. 35).

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Fig. 35 – Introdução do registo “C” para a coluna “Tipo”.

Como se pode verificar na próxima figura (Fig. 36), a coluna “Tipo” ficou toda ela

preenchida com a designação “C”.

Fig. 36 – Tabela após a alteração realizada à coluna “Tipo”.

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Efectou-se o mesmo procedimento para os pontos da rede, que vão tomar na tabela

correspondente aos “Acessórios (Esgotos)” a designação de “CV” (Caixas de Visita) para a

coluna “Tipo”.

Foram eliminados os shapefiles “Polyline” e “Points”, uma vez que já foram copiados os

seus elementos e não eram mais necessários.

A figura seguinte apresenta a geometria da rede de acordo com as alterações efectuadas às

tabelas dos shapefiles (Fig. 37).

Fig. 37 – Visualização das condutas principais e caixas de visita após as alterações.

Terminados os procedimentos de formatação gráfica das condutas principais e caixas de

visita foi impressa a planta da rede de esgotos numa folha A3 para ser feita uma verificação

em campo. Ao mesmo tempo que se fazia essa verificação, completava-se a rede com mais

informação, utilizando um aparelho GPS, pelo método DGPS (Tempo-real), para fazer o

levantamento de contadores, ramais de água, caixas domiciliárias de esgoto, números de

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policia e placas de toponímia das ruas. É importante ter esta informação sobre os

utilizadores das redes, uma vez que possibilita uma pesquisa e resposta mais rápida quando

for necessário tomar decisões.

Para cada acessório a coordenar existe um formulário a preencher denominado de quickfile.

O quickfile é criado no software ArcPad, que está instalado no GPS. Este é preenchido no

momento do levantamento de cada acessório. Por exemplo, tratando-se de um contador de

água, é feito o seu levantamento iniciando a leitura junto ao contador enquanto se preenche

o formulário de acordo com a informação descritiva do local, nomeadamente, o nº de

consumidor, proximidade à caixa domiciliária de esgoto (sobreposto ou afastado), entre

outras informações que ajudem a caracterizar cada caso. Para ser mais fácil a identificação

no local, do consumidor de cada contador, foi levada para campo uma folha que é utilizada

no serviço de águas, onde consta a lista de todos os números, nomes e moradas de

consumidores, e números de contadores da freguesia na qual se esta a realizar o trabalho. O

consumidor é identificado com base na confrontação entre o número presente em cada

contador e o da lista. Depois de identificado é registado o seu número no GPS. Este número

é valido para o contador e para a caixa domiciliária de esgoto, uma vez que diz respeito ao

mesmo consumidor.

Concluído o trabalho em campo transferiu-se o shapefile “PTCAMPO” do GPS para o

computador através de um cabo USB. Abriu-se novamente o ficheiro de trabalho

(“Aguas.mxd”) no ArcMap e adicionou-se este shapefile. Para copiar a informação

registada no “PTCAMPO” para os respectivos shapefiles do ficheiro de trabalho,

nomeadamente, “contadores”, “cx-comiciliaria”, “N_Policia” e “Placas_Toponimia”,

acedeu-se à sua tabela de atributos (ver Pág. 46), seleccionaram-se os registos a copiar para

cada shapefile, e fez-se o mesmo procedimento descrito anteriormente nas páginas 44 e 45,

relativo à cópia entre shapefiles.

Depois de reunida toda informação nos respectivos shapefiles, o passo seguinte foi

desenhar os ramais de esgoto para cada caixa domiciliária de esgoto. Algumas das caixas

domiciliárias de esgoto foram associadas ao mesmo ponto dos contadores, com a

informação “Sobreposto”, devido ao facto de estarem muito próximos no terreno, e de não

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haver necessidade de coordenar dois pontos, tornando assim a realização do trabalho de

campo mais rápida. Este procedimento foi adoptado tendo consciência de que o mais

importante neste tipo de trabalho não é tanto a localização rigorosa das caixas domiciliárias

de esgoto mais sim ter a informação de quem tem acesso ao serviço de esgoto, podendo

com isso detectar possíveis falhas na cobrança do serviço. Como são necessários os pontos

das caixas domiciliárias de esgoto para poder desenhar os ramais de esgoto, esses pontos

foram criados no ArcMap. Através da pesquisa dos contadores com o registo “Sobreposto”

foram adicionados pontos junto aos contadores com o mesmo número de consumidor.

Para ser mais fácil a identificação dos contadores com esse registo, houve necessidade de

tornar visível a informação do ID do consumidor e da localização da caixa domiciliária de

esgoto. Clicou-se com o botão direito do rato sobre o layer “Contadores”

“Properties…” (Fig. 38).

Fig. 38 – Procedimento para tornar visível a informação do ID do consumidor e da localização da caixa

domiciliária de esgoto.

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Como se pode verificar na janela “Layer Properties”, no campo “Label Field” apenas está

seleccionada a opção “ID_Consum” que se refere à informação do ID do consumidor. Deste

modo, para adicionar uma expressão que inclua também a informação referente à

localização da caixa domiciliária de esgoto (“CONT_RE”), clicou-se no botão “Expression”

(Fig. 39).

Fig. 39 – Janela “Layer Properties”.

Na janela “Label Expression”, no campo “Expression”, adicionou-se a seguinte expressão,

“[ID_Consum + CONT_RE]”, e clicou-se em “Ok” (Fig. 40).

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Fig. 40 – Inserção da expressão.

De forma a tornar estas alterações visíveis, clicou-se com o botão direito do rato sobre o

layer “contadores” “Label Features”.

Na figura seguinte pode verificar-se a informação junto ao ponto de contador que traduz a

expressão adicionada. Depois de fazer o procedimento de “Start Editing” (ver Pág. 43) para

o layer “Cx-Domiciliaria”, procedeu-se então à localização de todos os pontos com registo

“Sobreposto”. Seleccionou-se a opção “Point” localizada no canto inferior direito, no

campo “Construction Tools”, e clicou-se na proximidade de cada ponto de contador para

adicionar um novo ponto de caixa domiciliária de esgoto (Fig. 41).

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Fig. 41 – Marcação dos pontos de caixas domiciliárias de esgoto.

Como o ID do consumidor é o mesmo para a caixa domiciliária de esgoto, acedeu-se à

tabela do layer “Cx-Domiciliaria” através do procedimento anteriormente descrito (“Open

Attribute Table”), e no campo “ID_CONSUM” introduziu-se o mesmo número de

consumidor (Fig. 42).

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Fig. 42 – Inserção do ID do consumidor na tabela do layer “Cx-domiciliaria”.

Depois de criados os pontos de caixas domicilárias de esgoto, procedeu-se ao desenho dos

ramais de esgoto. Ligou-se o layer “Rede (Esgotos)” no painel esquerdo do programa e fez-

se procedimento “Start Editing” (ver Pág. 43). Com o layer já em edição, seleccionou-se a

opção “Line” no campo “Construction Tools”, clicou-se primeiro sobre o ponto de caixa

domiciliária de esgoto e depois fez-se duplo clique sobre a linha do colector (Fig. 43). Se a

opção “Snapping” não estiver activa, não vai ser possível fazer o desenho do ramal de

esgoto de modo a serem respeitadas as regras topológicas. Assim sendo, foi necessário

verificar antes se o “Snapping” estava activo, procurando a barra de ferramentas com este

nome, localizada no painel superior do programa, e seleccionaram-se as opções pretendidas

para a procura de pontos auxiliares (Fig. 43). Estes podem ser pontos finais, médios ou

constantes de linhas, polilinhas, ou de outros objectos presentes no desenho. Se a barra não

estiver visível, é necessário adicioná-la, fazendo clique com o botão direito do rato sobre

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um espaço vazio no painel, onde surge uma lista das barras de ferramentas disponíveis,

procura-se a “Snapping” e selecciona-se.

Fig. 43 – Desenho do ramal de esgoto e a barra de ferramentas “Snapping”.

Em SIG, a topologia em muitos casos, é fundamental para garantir a integridade dos dados.

Ela é utilizada fundamentalmente para assegurar a qualidade dos dados e para permitir a

execução de algumas funções de análise espacial. Pode ser utilizada para definir regras de

integridade dos dados, tais como:

entre parcelas de terreno não podem existir “buracos”;

parcelas de terreno não podem ser sobrepostas;

as estradas têm que estar ligadas entre si;

Para suporte de funções de análise espacial que requerem, por exemplo:

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identificação de objectos adjacentes;

identificação de objectos ligados;

Para suporte de ferramentas de edição que respeitem as restrições topológicas do modelo de

dados, por exemplo:

alterar uma aresta comum e, automaticamente, alterar todos os objectos que

partilham essa aresta;

O ArcMap disponibiliza ferramentas úteis para edição de dados respeitando regras

topológicas tais como o:

snapping – garante arestas ligadas, definindo uma distância de tolerância (snapping

tolerance);

extend – estende uma linha até que esta toque numa feature previamente

seleccionada;

trim – trunca uma linha que é cortada por uma feature previamente seleccionada;

cut polygon – para dividir um polígono em dois;

auto-complete polygons – garante que 2 polígonos possuem uma aresta comum

(isto é, são adjacentes);

A figura seguinte apresenta um esquema das ferramentas descritas anteriormente.

Fig. 44 – Ferramentas de edição de dados que respeitam regras topológicas.

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Para manter a topologia da rede de esgoto, caso se pretenda fazer posteriormente uma

simulação da circulação de caudais, foram divididas as linhas do colector (“C”) nas

ligações aos ramais de esgoto, uma vez que estas se encontravam continuas. Seleccionou-se

o colector com a ferramenta “Edit Tool”, clicou-se no botão “Split Tool” disponível na

barra de ferramentas “Editor” do painel superior (Fig. 45), procurou-se o ponto auxiliar de

junção do ramal doméstico com a conduta principal e fez-se duplo clique sobre ele.

Fig. 45 – Ferramenta “Split Tool”.

Como se pode verificar na figura seguinte, o colector foi dividido em dois troços.

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Fig. 46 – Corte do colector.

Depois destes procedimentos o desenho da Rede de Águas Residuais está completo. A

figura seguinte apresenta a disposição final dos colectores, caixas de visita, ramais de

esgoto e caixas domiciliárias de esgoto.

Fig. 47 – Vista final da Rede de Águas Residuais.

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Terminado o desenho da Rede de Águas Residuais, prosseguiu-se para o desenho da Rede

de Abastecimento de Água. Esta rede data do ano de 1999, o projecto existia apenas em

formato de papel, numa planta não georeferênciada.

Como não existiam elementos na planta que possibilitassem uma georeferênciação precisa

através da coordenação de pontos comuns entre a planta e o terreno, foi realizado o desenho

vectorial da mesma sobre as ortofotos no ArcMap, com base nas medições feitas de forma

manual aos troços de condutas na planta. Foram também identificados e adicionados ao

desenho, os vários acessórios que fazem parte da rede (válvulas, bocas de incêndio,

ventosas, entre outros).

Para desenhar os troços, foi editado o layer “Condutas (Águas)”, através do procedimento

“Start Editing” (ver Pág. 43), seleccionou-se o tipo de conduta (“conduta de distribuição”)

em “Create Features” e a opção “line” em “Construction Tools” (Fig. 48).

Procedeu-se da mesma forma para o desenho dos acessórios, apenas com a excepção de se

ter seleccionado a opção “point”.

Fig. 48 – Desenho da conduta de distribuição.

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Depois de fazer o desenho vectorial da rede com base na planta, procedeu-se ao desenho

dos ramais domésticos. Fez-se o procedimento “Start Editing” (ver Pág. 43) para o layer

“Acessórios” e desenharam-se os ramais domésticos da mesma forma descrita

anteriormente para os ramais de esgoto, com a excepção de neste caso ser feita a união

entre os contadores / ramais de água e a conduta de distribuição de água.

Como não foi possível terminar esta rede antes do fim do estágio, a figura seguinte

apresenta o exemplo de uma zona onde foi feito o levantamento de contadores e o desenho

de ramais domésticos (Fig. 49).

Fig. 49 – Vista de uma zona da rede onde foram desenhados os ramais domésticos.

Posteriormente para terminar o trabalho, serão adoptados os mesmos procedimentos

realizados nesta zona da rede. Depois de ter o desenho completo da Rede de Abastecimento

de Água, para manter a sua topologia caso se pretenda fazer posteriormente uma simulação

da circulação de caudais, é necessário fazer o mesmo procedimento descrito anteriormente

na Rede de Águas Residuais (Pág. 58 e 59), dividindo neste caso as linhas da “conduta de

distribuição” nas ligações aos ramais domésticos.

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3.1.2 Rede Topográfica Municipal

O gabinete de SIG iniciou um projecto que tem por objectivo apoiar a georreferenciação de

trabalhos de topografia no concelho. Este projecto consiste na materialização de marcas

topográficas em todas as freguesias do concelho, e posteriormente, disponibilizar as suas

coordenadas no site da Câmara Municipal. Para cada localidade é feito em gabinete, um

planeamento e análise do aglomerado urbano, a fim de definir as melhores zonas para

colocar essas marcas. Em cada zona existem sempre 2 a 3 pontos visíveis entre eles. Estes

pontos são coordenados com um aparelho receptor Trimble R6/5800 GNSS através do

método Rápido-Estático / Pós-processamento em Posicionamento Relativo (Fig. 50).

Fig. 50 – Receptor Trimble R6/5800 GNSS.

A primeira etapa, foi editar o layer “Marcas_Provisorias”, através do procedimento “Start

Editing” (ver Pág. 43). Depois foram colocados os pontos sobre a ortofoto em zonas

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estratégicas da localidade, de forma a fazerem a melhor cobertura da área urbana. Para o

caso de Vila do Touro foram planeados os pontos da figura seguinte (Fig. 51).

Fig. 51 – Colocação das marcas provisórias em gabinete.

Para a realização do trabalho em campo é impressa uma folha no formato A3 com a

informação que apresenta a Fig. 51, de forma a obter uma boa percepção do aglomerado

urbano e da localização das marcas provisórias.

Para configurar a folha de impressão, mudou-se a vista para o modo de “layout”, clicando

no segundo botão com o simbolo de folha, localizado no canto inferior esquerdo da janela

de visualização. Acedeu-se ao menu “File” “Page and Print Setup…”. Na janela “Page

and Print Setup”, seleccionou-se o nome da impressora no campo “Name”, o formato de

folha A3 no campo “Size” e a opção “Portrait” no campo “Orientation” e clicou-se em

“Ok”. Entre outras opções adicionais, pode ainda ser definida a área de impressão no campo

“Map Page Size” (Fig. 52).

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Fig. 52 – Configuração das opções de impressão.

Depois de configurar as opções de impressão, estendeu-se o “viewport” aos limites de

impressão da folha e introduziu-se a escala pretendida no campo da barra de ferramentas de

acesso rápido, localizada no painel superior do programa, de forma a obter uma boa

aproximação e cobertura da localidade (Fig. 53).

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Fig. 53 – Escala de impressão e ajustamento do viewport.

O passo seguinte foi colocar o Norte cartográfico e a escala numérica. Acedeu-se ao menu

“Insert” “North Arrow…”. Surge a janela “North Arrow Selector” onde são apresentados

vários estilos de simbologia, seleccionou-se um deles e clicou-se em “Ok” (Fig. 54).

Fig. 54 – Colocação do Norte Cartográfico.

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O símbolo aparece sobre a folha, sendo necessário posicioná-lo no local mais adequado e

redimensioná-lo de forma a ficar visível.

Para inserir a escala numérica, acedeu-se ao menu “Insert” “Scale Text…”. Surge a

janela “Scale Text Selector” onde são apresentados vários tipos de escalas numéricas,

seleccionou-se a escala absoluta e clicou-se em “Ok” (Fig. 55).

Fig. 55 – Colocação da escala numérica.

A escala aparece sobre a folha, sendo necessário posicioná-la no local mais adequado e

redimensioná-la de forma a ficar visível.

Depois de preparar a folha para impressão, acedeu-se ao menu “File” “Print Preview”

para obter uma pré-visualização de como vai ficar a folha depois de impressa (Fig. 56).

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Fig. 56 – Pré-visualização da folha depois de impressa.

Para fazer a impressão da folha, acedeu-se ao menu “File” “Print”. Surge a janela

“Print”, onde se definiu a qualidade de impressão e o número de cópias clicou-se em

“Ok” (Fig. 57).

Fig. 57 – Impressão da folha.

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Em campo, fez-se inicialmente uma análise das marcas que foram planeadas em gabinete.

Por vezes pode haver algumas que não possam ser fixadas no local, devido a factores como

a visibilidade para as outras marcas e ruas na próximidade, a garantia da durabilidade do

ponto ou a acessibilidade à colocação do tripé. Tendo em atenção todos estes factores, a

marca deve então ficar de preferência em largos, cruzamentos ou entroncamentos, sobre ou

perto de lancis, caixas, guias de estradas em betão ou cubos de granito, afloramentos

rochosos, entre outros de fácil procura e afixação.

O próximo passo foi ligar o receptor, a caderneta, e abrir na caderneta o programa “Survey

controller”. Como este aparelho tem tecnologia bluetooth, este faz a ligação automática do

receptor à caderneta. É aconselhável manter sempre a caderneta próxima do receptor, uma

vez que o alcance máximo do bluetooth para a maioria dos dispositivos deste género é de

10m. Já no programa Survey controller foi criado um novo trabalho, no menu “Arquivos”

com o nome “Vtouro-abitureira”. Seleccionou-se a partir da biblioteca de Sistemas de

Coordenadas o “ETRS89/PT-TM06” relativo a Portugal, e o modelo de Geóide

“GeodPT08”. No menu “Levantamentos” seleccionou-se a opção “FastStatic” para o

método de levantamento em Pós-processamento e a opção “Medir Pontos”. Surge uma

janela onde são definidas as características para iniciar o processo de medição. Dentro das

mais relevantes, o nome do ponto, código associado, método de levantamento que já

tinhamos definido anteriormente e a altura do aparelho, neste caso 2m.

Terminadas as configurações na caderneta do receptor, é importante ter atenção ao número

de satélites disponíveis no local, ao valor PDOP e ao factor Multitrajecto, analisando a

próximidade de objectos no local que possam afectar a recepção do sinal proveniente dos

satélites.

Depois de ter em consideração todos os factores referidos anteriormente para a escolha do

local, procedeu-se à fixação da marca. Com o auxílio de um berbequim é feito um furo

onde se coloca uma bucha e por fim a marca em latão com as iniciais CMS. Posteriormente

é feita a centragem e nivelação do bastão com a antena sobre a marca, com a ajuda de um

tripé para garantir estabilidade, neste caso foi utilizado um tripé de pinça. Na caderneta do

aparelho inicia-se o processo de medição, clicando em “Medir”. Normalmente, os tempos

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de medição devem variar com base no número de satélites (mínimo quatro), no

comprimento da linha de base e no PDOP que deve ser menor que 6. No inicio do projecto

foi definido um tempo de medição de 16 min. Este considera-se mais adequado tendo em

conta o comprimento médio da linha de base (estação RENEP da Guarda) a cada ponto de

20 km. No entanto, no decorrer dos trabalhos constatou-se um inconveniente que resulta do

facto de o concelho do Sabugal ter uma área relativamente grande e um elevado número de

freguesias, que faz com que o tempo dispendido nas viagens de ida e volta para cada

freguesia, seja considerávelmente grande. Este inconveniente levou a que o tempo de

medição fosse repensado, para que os trabalhos se realizassem de forma mais rápida e

económica. Deste modo, definiu-se um tempo de medição de 8 min, considerando-se este

suficiente para garantir uma precisão horizontal m e vertical m.

Terminadas as medições em campo, fez-se o tratamento dos dados em gabinete, utilizando

o software Trimble Business Center. Em primeiro lugar, foi criado um novo projecto

seleccionando a template utilizada para estes trabalhos, que tem todas as configurações

necessárias, como o Sistema de Coordenadas (ETRS89), estações base da RENEP, unidade

de medida, entre outras. Acedeu-se ao menu “File” “New Project…” Seleccionou-se

na janela “New Project” a “Template Trimble” clicou-se em “Ok” (Fig. 58).

Fig. 58 – Criação de um novo trabalho e selecção da template.

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O próximo passo foi fazer a ligação da caderneta do aparelho ao computador através de um

cabo USB. No painel à direita com o nome “Device Direct Connection” surgem

automaticamente duas designações, “Survey Pro” e “Survey Controller”. No “Survey

Controller” clicou-se no + para expandir a lista de trabalhos armazenados na caderneta.

Procurou-se o trabalho correspondente (“Vtouro-abitureira”) e arrastou-se para o plano de

trabalho (“Plan View”). Ao arrastar o ficheiro surge automaticamente uma janela com o

nome “Project Coordinate System” onde questiona se pretendemos fazer a conversão do

sistema de coordenadas do ficheiro para o da template ou se pretendemos mantê-lo. Como

o ficheiro de trabalho já estava configurado à partida para o projecto, mantiveram-se as

configurações, seleccionou-se a opção “Keep the existing project definition” e clicou-se em

“Ok” (Fig. 59).

Fig. 59 – Manter o Sistema de Coordenadas do ficheiro de trabalho.

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Surge a janela (“Receiver Raw Data Check In”), onde foram seleccionados os pontos

medidos em campo a serem importados clicou-se em “Ok” (Fig. 60).

Fig. 60 – Selecção dos pontos a importar.

A figura seguinte apresenta os pontos importados, referentes às localidades de Vila do

Touro e Abitureira. Como se pode verificar, a figura apresenta também as estações base da

RENEP, neste caso as mais próximas da zona de trabalho são a da Guarda e a de

Penamacor (“GUAR” e “PENA”) que apresentam o símbolo de triângulo (Fig. 61). A

estação base utilizada foi a da Guarda pela sua maior proximidade.

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Fig. 61 – Visualização dos pontos importados e das Estações RENEP mais próximas.

Depois foram descarregados os ficheiros RINEX do servidor do IGP referentes ao dia,

horas (intervalo que abrange o tempo das medições) e estação base de referência utilizada

(IGP-Guarda). Acedeu-se ao menu “File” “Internet Download”. Surge um painel do

lado direito com o nome “Internet Download” onde surge uma lista com todas as estações

de referência do IGP. Fez-se duplo clique sobre a estação “IGP-Guarda”, surge uma janela

(“Download Parameters”) com os dias disponíveis para download, neste caso foram 2 dias

de medição (09-08-2012 e 10-08-2012). Seleccionou-se o dia 09-08-2012 e clicou-se em

“Ok” (Fig. 62).

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Fig. 62 – Selecção dos dias com os ficheiros RINEX disponíveis.

Surge uma lista no painel do lado direito com os ficheiros disponíveis para download

referentes ao dia seleccionado. Fez-se a seleccão de todos com auxílio da tecla Ctrl

clicou-se em “Import”. Surge novamente a janela “Receiver Raw Data Check In” onde

apresenta os intervalos de tempo e duração das medições, confirmou-se a selecção de

ambos os intervalos, uma vez que abrangem todo o periodo de medição e clicou-se em

“Ok” (Fig. 63).

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Fig. 63 – Ficheiros RINEX correspondentes ao dia seleccionado.

Posteriormente foi feito o mesmo procedimento para o dia 10-08-2012.

Como se pode verificar no campo referente ao “File Name”, na janela “Receiver Raw Data

Check In” da figura anterior (Fig. 63), os ficheiros RINEX apresentam-se da seguinte

maneira: “GUAR223J.12O”. Os primeiros 4 caracteres definem o nome da estação

(“GUAR” – GUARDA). Do 5º ao 7º caracter, define-se o dia GPS (dia juliano), neste caso

“223”. Os dias GPS são iniciados às 0h GPS do dia 1 de Janeiro. O dia “223” é portanto o

dia 10 de Agosto. A letra “J” diz respeito à sessão da observação (duração de 1h). Os dois

primeiros caracteres da extensão do ficheiro identificam o ano de observação (neste caso

“12” corresponde ao ano 2012). O último caracter que é representado pela letra “O”,

identifica o tipo de ficheiro, neste caso, de observação.

Após os procedimentos anteriores, as linhas de base foram geradas com base nos ficheiros

RINEX descarregados, as quais fazem a ligação entre os pontos medidos em campo e a

estação de referência da Guarda (Fig. 64).

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Fig. 64 – Linhas de base geradas.

O próximo passo foi processar as linhas de base para obter as coordenadas corrigidas dos

pontos. Fez-se uma janela de selecção de forma a abranger todas as linhas de base

clicou-se com o botão direito do rato sobre estas “Process Baselines”. Surge uma janela

onde foram apresentados os resultados do processamento de todas as observações entre a

estação de referência da Guarda e cada um dos pontos. Nela constam as precisões atingidas,

horizontais e verticais, os desvios padrão e os comprimentos das linhas de base clicou-se

em “Save” para serem guardados os resultados (Fig. 65).

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Fig. 65 – Resultados de Processamento.

Ao retirar a selecção das linhas de base, fazendo clique com o botão direito do rato

“Clear Selection”, verifica-se que estas mudam para a cor azul, o que significa que o

processamento foi feito e as coordenadas dos pontos foram corrigidas (Fig. 66).

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Fig. 66 – Linhas de base processadas.

Posteriormente é gerado um relatório com as coordenadas dos pontos, precisões atingidas e

gráficos relativos aos erros de medições, para fazer uma análise critica dos resultados

obtidos. Acedeu-se ao menu “Reports” “Baseline Processing Report”. Este relatório

pode ser exportado para 3 tipos de ficheiro, Excel, PDF ou Word. Neste caso optou-se pelo

PDF, clicou-se no símbolo com o formato de disquete presente na barra de ferramentas

logo acima das páginas do relatório “PDF” (Fig. 67) Surge a janela “Save As” onde

se indicou o local para guardar o ficheiro clicou-se em “Save”.

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Fig. 67 – Relatório dos resultados obtidos para cada ponto.

De seguida foi necessário exportar as coordenadas dos pontos para um ficheiro TXT para

que depois possam ser importados no software ArcMap. Acedeu-se ao menu “File”

“Export”. Surge um novo painel do lado direito onde se pode seleccionar o formato de

ficheiro pretendido, neste caso foi escolhido o formato “P,E,N,elev,Code”, com separação

por vírgula, correspondendo por ordem à designação do Ponto, Coordenada Este,

Coordenada Norte, Elevação e Código do ponto. Definiu-se o local para guardar o ficheiro,

clicando sobre o botão com o símbolo de reticências, localizado ao lado do campo “File

name” surge a janela “Save As” indicou-se o directório e o tipo de ficheiro pretendido

(TXT) clicou-se em “Save” e o caminho foi adicionado ao campo “File name”. Depois

exportaram-se os pontos clicando no botão “Export”, localizado no canto inferior direito

(Fig. 68).

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Fig. 68 – Exportação das coordenadas dos pontos.

No projecto da Rede Topográfica Municipal, existe um ficheiro do Microsoft Excel

(Pontosfinais.xls) para onde vão sendo copiados os novos pontos. Este ficheiro tem ligação

com uma base de dados que foi criada no Microsoft Access para armazenar toda informação

e gerar as fichas individuais para cada ponto. Como tal, foi necessário copiar as

coordenadas do ficheiro TXT para o Excel, nas folhas “PProvisorios” e “PDefinitivos”,

renomeando os números dos pontos de forma a obter a continuação dos anteriores (Fig. 69).

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Fig. 69 – Inserção dos novos pontos (grelha verde) nas folhas do Excel.

Terminado este procedimento, abriu-se o ficheiro da base de dados do Access

(RedeTopografica.mdb). Este é composto por Tabelas, Consultas e Relatórios. Nas tabelas

são armazenadas informações relativas às características da envolvente, nomes de

arruamentos, localidades, entre outros. Nas consultas é possível visualizar numa tabela a

pesquisa que é feita à informação da tabela Excel (“Pontos_Coordenados”) e à da tabela de

características da envolvente (“Pontos_Caracteriza”). Esta tabela resultante da consulta vai

servir de base ao relatório. Nos relatórios são geradas as fichas dos pontos para depois

serem exportadas para PDF e estarem disponíveis para consulta no site da Câmara

Municipal.

Acedendo à tabela “Pontos_Coordenados”, a qual tem ligação com o ficheiro Excel,

podem-se visualizar os últimos pontos adicionados (Fig. 70).

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Fig. 70 – Tabela com os últimos pontos inseridos.

Na tabela “Pontos_Caracteriza” é adicionada a informação registada em campo relativa ao

ponto de orientação, localidade, rua, descrição do local, estado da marca topográfica, data

de colocação, data de verificação e tipo de utilização (Fig. 71).

Fig. 71 – Tabela com a descrição do local onde foi materializada a marca topográfica.

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Para facilitar a procura das marcas no terreno, cada ficha descritiva tem uma planta de

localização. Esta foi criada utilizando o ficheiro de projecto “MarcasDefinitivas.mxd” onde

foram adicionados os últimos pontos coordenados ao shapefile “Rede_Topografica”.

Clicou-se no botão com o símbolo + localizado no painel superior do programa (“Add

Data”) procurou-se o ficheiro Excel (Pontosfinais.xls), fez-se duplo clique sobre ele para

aceder às tabelas que constam no seu interior, e seleccionou-se a tabela “PProvisórios”, a

qual se refere aos últimos pontos adicionados clicou-se em “Add” (Fig. 72).

Fig. 72 – Importação da tabela dos últimos pontos coordenados.

Como não é possível fazer a cópia directa dos pontos da tabela Excel para o shapefile

“Rede_Topografica”, torna-se necessário fazer primeiro a exportação para shapefile. Para

isso, primeiro foi necessário extrair as coordenadas da tabela Excel, criando uma disposição

e correspondência do atributo (M, P e Z) para cada valor. Clicou-se com o botão direito do

rato sobre “PProvisorios” no painel esquerdo do programa “Display XY Data…”

surge a janela “Display XY Data” onde se definiu a correspondência entre campos e

atributos a serem exportados (“fields”), neste caso para a “X Field” escolheu-se a opção

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“M”, para o “Y Field” a opção “P” e para o “Z Field” a opção “Z” clicou-se em “Ok”

(Fig. 73).

Fig. 73 – Selecção das “fields” a exportar para o shapefile.

Como se pode verificar, um novo layer com o mesmo nome da tabela “PProvisorios” foi

adicionado ao painel esquerdo do programa. Fez-se clique com o botão direito do rato sobre

o layer “PProvisorios” “Data” “Export Data” para exportar para shapefile surge a

janela “Saving Data”, onde se indicou o directório e o nome “Marcas_Provisorias”

clicou-se em “Save”. Surge outra janela com o nome ”Export Data” onde se verificou se a

opção “All featurs” estava seleccionada, para que todos os conteúdos do layer sejam

exportados, e a opção “this layer´s source data”, para manter o mesmo sistema de

coordenadas clicou-se em “Ok” (Fig. 74).

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Fig. 74 – Exportação para shapefile.

Surge uma janela a questionar se pretendemos importar o shapefile (“Marcas_Provisorias”)

que acabamos de exportar, clicou-se em “Yes”. Como se pode verificar, este foi adicionado

ao painel esquerdo do programa. Uma vez criado o shapefile já não é mais necessária a

tabela Excel, fez-se clique com o botão direito do rato sobre ela “Remove”.

Para copiar as coordenadas dos pontos do shapefile “Marcas_Provisórias” para o

“Rede_Topografica”, fez-se o procedimento “Start Editing” (ver Pág. 43) para

“Rede_Topografica” acedeu-se à tabela do “Marcas_Provisórias” através do

procedimento “Open Attribute Table” seleccionaram-se os últimos pontos a copiar

clicou-se no botão “Copy” e a seguir no “Paste”, localizados no painel superior do

programa surge uma janela com o nome “Paste” onde se seleccionou o shapefile em

edição (“Rede_Topografica”) clicou-se em “Ok” (Fig. 75).

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Fig. 75 – Procedimento de cópia entre tabelas de shapefiles.

Depois de serem copiados os pontos, apagou-se o shapefile “Marcas_Provisórias”,

clicando com botão direito do rato sobre este “Remove”.

A figura seguinte apresenta a vista final das coordenadas, com a simbologia e número do

ponto do shapefile “Rede_Topografica” (Fig. 76).

Fig. 76 – Vista final dos pontos das marcas topográficas.

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Para criar as plantas de localização que vão aparecer nas fichas das marcas abriu-se o

ficheiro “Marcas_Plantas.mxd” destinado a esse procedimento, que contém os layers

“Rede_Topografica”, “Rede_Viaria_AMCB” e “Centros Urbanos”. Estes layers dizem

respeito às marcas topográficas, linhas e nomes de ruas, e ao nome de localidades

respectivamente. Para fazer a formatação gráfica dos pontos a incluir na planta de

localização, clicou-se com o botão direito do rato sobre o layer “Rede_Topografica”

“Properties…” surge a janela “Layer Properties”, acedeu-se ao separador “Symbology”

clicou-se no botão “Add Values…” surge a janela “Add Values” onde foram

seleccionados os últimos pontos coordenados clicou-se em “Ok” (Fig. 77).

Fig. 77 – Selecção dos últimos pontos coordenados a serem incluídos na planta.

De seguida, foi escolhido um símbolo para os pontos, fazendo clique com o botão direito

do rato sobre cada ponto “Properties for Selected Symbol(s)…” (Fig. 78).

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Fig. 78 – Propriedades de formatação da simbologia do ponto.

Neste caso, escolheu-se a cor vermelha para destacar o ponto referente à ficha, ficando os

pontos de orientação a branco (Fig. 79).

Fig. 79 – Selecção do símbolo e cor para o ponto.

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O tamanho da planta (imagem) foi definido de forma a poder ser enquadrado nas fichas das

marcas. Foi necessário apenas centrar a planta com o auxílio da ferramenta “Pan”

disponível no painel superior do programa e introduzir a escala, neste caso “1:5000” (Fig.

80).

Fig. 80 – Definição da escala e centralização do mapa.

Para exportar a planta acedeu-se ao menu “File” “Export Map…” surge a janela

“Export Map” onde se indicou o directório e o tipo de ficheiro a guardar (JPEG) clicou-

se em “Save”.

No directorio do projecto existem as pastas “Plantas” e “Fotos” onde são guardadas as

plantas de localização e as fotografias de campo respectivamente. A base de dados do

Access está programada para aceder às imagens destas pastas para poderem ser visualizadas

nas fichas das marcas.

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De regresso ao ficheiro da base de dados (RedeTopografica.mdb), fazendo duplo clique no

relatório “Ficha de Pontos” mudou-se a vista para “Pré-visualizar”, clicando no botão

“Vista” localizado no canto superior esquerdo. Surge a visualização final da folha, com

todas as informações necessárias à localização e utilização da marca topográfica (Fig. 81).

Fig. 81 – Visualização final da ficha da marca topográfica.

Terminados os procedimentos de construção das fichas das marcas, o próximo passo foi

exportá-las para PDF, para que possam ser visualizadas a partir de um ficheiro KMZ no

software Google Earth, que estará disponível para download no site da Câmara Municipal.

Este ficheiro tem um link para cada ponto no mapa, que abre o PDF correspondente à ficha

da marca.

Para exportar as fichas para PDF, clicou-se no botão “Imprimir”, localizado no canto

superior esquerdo surge a janela “Imprimir”, onde se seleccionou a impressora

correspondente ao programa instalado para exportar PDF’s, neste caso o “CutePDF Writer”

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no campo “Intervalo de Impressão” seleccionou-se a opção “Páginas” e introduziu-se o

intervalo de páginas que diz respeito às últimas fichas de pontos criadas clicou-se em

“Ok” (Fig. 82).

Fig. 82 – Exportar as fichas para PDF.

Surge outra janela com o nome “Save As”, onde se escolheu o local para guardar o PDF.

Neste caso foi criada uma pasta (“FichasETRS89”) onde são guardadas todas as fichas, para

que estas estejam acessíveis através do link de cada ponto no Google Earth.

Neste ficheiro KMZ deve constar a área limite do concelho e as coordenadas das marcas.

Em primeiro lugar, abriu-se um ficheiro no ArcMap que tivesse um shapefile com a área

limite do concelho (“Sabugal.mxd”) para ser exportado para o formato KML (Fig. 83).

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Fig. 83 – Área limite do concelho.

O formato KML especifica um conjunto de características (marcas de lugar, imagens,

polígonos, modelos 3D, descrições textuais, entre outros) para exibição no Google Earth,

Google Maps, ou qualquer outro software geoespacial que assuma codificação KML. Cada

lugar para além de ter sempre uma latitude e uma longitude associada, tem também dados

que podem tornar a vista mais específica, como a inclinação, altitude, trajecto, entre outros,

que juntos vão definir uma "visão da câmara" no programa. Arquivos KML são muitas

vezes distribuídos em arquivos KMZ, servindo este para os compactar, de forma a tornar o

seu carregamento mais rápido na internet.

Para exportar a área limite do concelho para o formato KML, clicou-se no símbolo com

uma caixa vermelha (“ArcToolBox”) localizado no painel superior do programa surge

uma janela com a lista de opções disponíveis, expandiu-se o item “Conversion Tools” e “To

KML” Fez-se duplo clique sobre “Layer to KML (Fig. 84).

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Fig. 84 – Conversão do layer para KML no ArcToolbox.

Foi apresentada a janela “Layer to KML” onde se seleccionou o layer a exportar

(“Concelho_ETRS89_v2011”), o directório onde foi guardado o ficheiro, no campo “Output

File”, e a escala na qual foi exportado o layer (“Layer Output Scale”). Esta escala diz

respeito a uma referência a partir da qual é possivel visualizar o layer. Preenchidos estes

três campos principais, clicou-se em “Ok” (Fig. 85).

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Fig. 85 – Exportação para KML da área limite do concelho.

Abriu-se o ficheiro “MarcasDefinitivas” e fez-se o mesmo procedimento para as marcas

topográficas (layer “Rede_Topografica”).

Depois de criados os dois ficheiros KML (“Concelho_ETRS89_v2011” e

“Rede_Topografica”), abriram-se no Google Earth (Fig. 86).

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Fig. 86 – Visualização dos dois ficheiros KML no Google Earth.

Para uma melhor apresentação gráfica, fez-se uma personalização das cores dos elementos.

Expandiu-se o item “Concelho_ETRS89_v2011” e a pasta no seu interior, localizada no

painel esquerdo do programa, separador “Locais”, e clicou-se com o botão direito do rato

sobre o item “SABUGAL”, que diz respeito à área limte do concelho “Propriedades”

surge a janela “Google Earth – Editar Marcador de local”, acedeu-se ao separador “Estilo,

Cor” clicou-se no quadrado da cor referente às linhas, e seleccionou-se a cor para a linha

(limite). clicou-se em “Ok”.

Fez-se o mesmo procedimento para a cor da área, com a exepção de se configurarem as

opções da largura da linha (4,0) e da opacidade da cor da área (25%). clicou-se em “Ok”

(Fig. 87).

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Fig. 87 – Configuração gráfica da área limite do concelho.

Depois de ser feita a configuração gráfica da área limite do concelho, foi também escolhido

um símbolo para os pontos. Fez-se clique com o botão direito do rato sobre cada ponto

”Propriedades” surge novamente a janela “Google Earth – Editar Marcador de local”,

clicou-se no botão localizado no canto superior direito da janela com um símbolo standard

escolheu-se o símbolo criado para os pontos clicou-se em “Ok” (Fig. 88).

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Fig. 88 – Configuração gráfica dos pontos.

A figura seguinte apresenta a vista final do concelho com as marcas topográficas (Fig. 89).

Fig. 89 – Vista final do concelho com as marcas topográficas.

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Quando se clica sobre cada símbolo verde, surge uma etiqueta com o nome da marca e um

link para aceder ao PDF. Para criar essa etiqueta pode-se utilizar o Microsoft Word. Fez-se

a formatação gráfica de uma tabela, colocou-se o nome da marca e a designação “FICHA”

(Fig. 90).

Fig. 90 – Criação da etiqueta da marca.

Para inserir o link, fez-se clique com o botão direito do rato sobre “FICHA”

“Hiperligação…” No campo “Endereço” introduziu-se o link para aceder ao PDF

correspondente.

Depois da etiqueta criada, guardou-se o ficheiro no formato HTML. Acedeu-se ao menu

“Ficheiro” “Guardar como” surge a janela “Guardar como”, indicou-se o directório

e o formato (HTML) clicou-se em “Guardar”. Abriu-se o ficheiro HTML, num dos

browsers instalados no computador e clicou-se com o botão direito do rato sobre a área em

branco “View Source” (Fig. 91).

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Fig. 91 – Acesso ao código HTML.

Surge uma janela com a programação HTML da página, seleccionou-se e copiou-se o

código. Regressou-se ao Google Earth, no painel do lado esquerdo, separador “Locais”

fez-se novamente clique com o botão direito do rato sobre cada ponto “Propriedades”

surge a janela “Google Earth – Editar Marcador de local”, adicionou-se o código

copiado no campo “Descrição”, clicou-se em “Ok” (Fig. 92).

Procedeu-se da mesma forma para cada ponto com a exepção de ter que se alterar no

código, o número da marca e o endereço para aceder ao PDF.

Page 114: Relatório de Estágio Extracurricular

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Fig. 92 – Inserção do código HTML para cada marca.

Como se pode verificar na figura seguinte, clicou-se sobre um dos símbolos verde e surgiu

uma etiqueta correspondente à marca topográfica (Fig. 93).

Fig. 93 – Etiqueta da marca topográfica.

Page 115: Relatório de Estágio Extracurricular

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Se clicarmos sobre o link “Ficha”, o Google Earth abre o PDF correspondente à marca,

como apresenta a figura seguinte (Fig. 94).

Fig. 94 – PDF da Ficha da marca topográfica.

Para finalizar, exportou-se o ficheiro KMZ com os pontos das marcas e a área limite do

concelho para ser disponibilizado no site da Câmara Municipal. No painel esquerdo,

arrastou-se o item “SABUGAL” referente à área limite do concelho para o interior da pasta

“Rede_Topográfica” fez-se clique com o botão direito do rato sobre a pasta

“Rede_Topográfica” “Guardar Local como…” Surge uma janela para guardar o

ficheiro, indicou-se o directório, o nome e o formato KMZ clicou-se em “Guardar”. Este

ficheiro deve ser colocado no directório definido no site, para que esteja disponível para os

utilizadores fazerem o download.

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3.1.3 Levantamentos Topográficos

No decorrer do estágio foram realizados diversos levantamentos topográficos com vista ao

apoio de obras no município. Aqui é apresentado o exemplo de um levantamento de um

terreno realizado na freguesia de Peroficós. Este pertence à Junta de Freguesia e destinava-

se à construção de um recinto de festas. Devido ao estado do terreno, em declive acentuado,

era necessário obter a informação topográfica para se calcular o aterro e muro de suporte,

indispensáveis à construção do recinto. Para este trabalho foi utilizado o receptor Trimble

R6/5800 GNSS em Posicionamento Relativo pelo método RTK.

Em campo foi criado um novo trabalho na caderneta Trimble, definindo o Sistema de

coordenadas PT-TM06/ETRS89 e o modelo de geoide para Portugal Continental,

GeodPT08. Foi estabelecida a ligação do receptor GNSS à estação de referência GUARDA,

pelo sistema de mensagem RTCM sobre protocolo NTRIP, através de um telemóvel ligado

ao receptor via bluetooth. Iniciou-se o levantamento topográfico do terreno e da envolvente

(rua e casas próximas). Foram medidos vários pontos de cota ao longo do terreno de forma

a estabelecer uma boa cobertura que possibilite a criação das curvas de nível em gabinete.

O levantamento topográfico foi realizado respeitando uma lista de códigos para os pontos.

Estes códigos referem-se à identificação de elementos em campo, simplificando a sua

designação e posterior desenho em gabinete. A figura seguinte apresenta alguns dos

códigos utilizados para símbolos e linhas (Fig. 95).

Page 117: Relatório de Estágio Extracurricular

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Fig. 95 – Lista de códigos do gabinete de SIG para levantamentos topográficos.

Quando é feita a importação do ficheiro de pontos medidos em campo, a cada ponto está

associado um código. Adicionando esta lista de códigos ao programa é possível fazer com

que este faça o desenho automático do levantamento topográfico.

Terminado o trabalho em campo, exportou-se o ficheiro de pontos TXT da caderneta

Trimble para o computador através de um cabo USB.

O software utilizado para o desenho do levantamento topográfico foi o AutoCAD Civil 3D

2012. Criou-se um novo ficheiro a partir de um template criado para os trabalhos de

Topografia no Sistema de Coordenadas ETRS89. Como sugere a figura seguinte, clicou-se

no botão superior esquerdo, símbolo vermelho do AutoCAD “New” surge a janela

“Select Template”, onde se procurou o template “TOPOGRAFIA_ETRS89_SIG(2012)”

clicou-se em “Open” (Fig.96).

Page 118: Relatório de Estágio Extracurricular

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Fig. 96 – Selecção do template.

No Workspace “Civil 3D” acedeu-se à barra de ferramentas “Toolspace” (se não estiver

activa, no painel superior (“Ribon”), clica-se no menu “Home” primeiro botão

“Toolspace”. Surge uma barra de ferramentas do lado esquerdo do programa).

No template seleccionado para a criação do ficheiro de trabalho, já continha as listas de

códigos (símbolos e linhas) para os elementos levantados em campo e as configurações

necessárias para o desenho automático do levantamento topográfico. No entanto, a seguir

vão ser explicados os passos para a criação dessas listas e configurações necessárias.

Para adicionar a lista de códigos referente aos símbolos, clicou-se no separador “Settings”,

expandiu-se o item “Point” fez-se clique com o botão direito do rato sobre a pasta

“Description Key Sets” “New…”. Surge uma janela, onde se definiu o nome e a

descrição da lista de códigos a criar, neste caso definiu-se o nome de “Simbologia” e

descrição “Levantamentos topográficos” (Fig. 97).

Page 119: Relatório de Estágio Extracurricular

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Fig. 97 – Inserção do nome para a lista de códigos dos símbolos.

De seguida, fez-se clique com o botão direito do rato sobre a lista criada “Simbologia”

“Edit Keys”. Surge uma janela onde foram adicionados os códigos e definidas as suas

características, designação, estilo (com a marca ou bloco associado), layer, entre outras

(Fig. 98). Para adicionar um novo código, fez-se clique com o botão direito do rato sobre

um dos presentes na lista “New…”.

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Fig. 98 – Inserção dos códigos para a simbologia.

Para adicionar a lista de códigos referente às linhas, acedeu-se ao separador “Survey”. Este

separador serve como uma base de dados, onde se faz a gestão e armazena informações

topográficas específicas para serem utilizadas no worksapce Civil 3D. Clicou-se com o

botão direito do rato sobre o item “Figure Prefix Databases” “New…”. Surge uma

janela “New Figure Prefix Databases” onde se introduziu o nome para a lista, neste caso

“TC” (Fig. 99).

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Fig. 99 – Inserção do nome para a lista de códigos das linhas.

No item “Figure Prefix Databases”, fez-se clique com o botão direito do rato sobre a lista

criada “TC” “Manage Figure Prefix Database…”. Surge a janela “Figure Prefix

Database Manager - TC” onde foram adicionados os códigos, clicando no símbolo +

localizado no canto superior esquerdo da janela. Para cada um é possível definir várias

opções, como o nome do código, o layer associado, entre outras (Fig. 100).

Page 122: Relatório de Estágio Extracurricular

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Fig. 100 – Inserção dos códigos para as linhas.

Depois de criar as duas listas de códigos (símbolos e linhas), o próximo passo foi definir

um directório para a base de dados do separador “survey”, onde vão ser guardados os

ficheiros do projecto. Clicou-se com botão direito do rato sobre “Survey databases”

“New local survey database…” surge uma janela para introduzir o nome da pasta

correspondente à base de dados, neste caso optou-se pelo nome “LEVANTAMENTOS”

clicou-se em “Ok”.

De seguida foi feita a importação do ficheiro de pontos do levantamento topográfico.

Clicou-se com botão direito do rato sobre a pasta “LEVANTAMENTOS” “Open for edit”

(Fig. 101).

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Fig. 101 – Abrir e editar a base de dados.

Fez-se clique com o botão direito do rato sobre o item “Import Events” “Import survey

Data…”. Surge uma janela onde se definiram as configurações relativas à importação dos

pontos e ao desenho automático do levantamento topográfico. Em primeiro lugar foi

escolhida a base de dados criada, “LEVANTAMENTOS”, no separador “Specify Database”

clicou-se em “Next” (Fig. 102).

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Fig. 102 – Escolha da base de dados para o desenho.

No separador “Specify Data Source” foi importado o ficheiro de pontos através do item

“Data source type”, seleccionando a opção “Point File” clicou-se no botão com o

símbolo +, localizado no lado direito da janela procurou-se o ficheiro TXT clicou-se

em “Add”. Como se pode verificar na figura seguinte (Fig. 103), o endereço do ficheiro foi

adicionado ao campo “Selected Files”.

No campo “Specify point file format (filtering ON)”, foi seleccionado o formato de

conteúdo do ficheiro, “PENZD (comma delimited)”, que diz respeito à disposição de Nº do

Ponto, Coordenada Este, Coordenada Norte, Cota Ortométrica ou Elipsoidal, descrição ou

código do ponto, dados estes separados por vírgula. No campo “Preview” é possível

verificar a disposição do ficheiro de pontos importado. Clicou-se em “Next” (Fig. 103).

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Fig. 103 – Importação do ficheiro de pontos.

No separador “Survey Network”, foi seleccionada a lista de códigos referente às linhas,

“TC” clicou-se em “Next” (Fig. 104).

Fig. 104 – Selecção da “Survey Network”.

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No último separador (“Import Options”), seleccionou-se a opção “Process linework during

import” para que a união dos pontos do desenho seja gerada automaticamente assim que é

feita a sua importação. Definiu-se também a sequência da ligação dos pontos através da

selecção no campo “Process linework sequence” da opção “By point number”, para que

seja adoptado o critério de seguimento do número do ponto. O campo “Insert figure

objects” refere-se ao aparecimento da simbologia da lista de códigos das linhas no desenho

automático. Foi também seleccionado o item “Insert survey points” para que a simbologia

dos pontos fosse visível no desenho” clicou-se em “Finish”. (Fig. 105).

Fig. 105 – Opções finais de importação.

A figura seguinte apresenta o desenho automático do levantamento topográfico gerado pelo

programa. Por vezes podem ocorrer situações em que seja necessário fazer correções,

dependendo também da forma como os pontos foram medidos em campo e da atribuição

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dos códigos no momento. A título de exemplo, foi deixada uma polilinha azul por corrigir,

para demonstrar como outros segmentos foram corrigidos (Fig. 106).

Fig. 106 – Desenho automático gerado pelo programa.

Esta polilinha diz respeito à berma da estrada, é necessário corrigir a sua terminação de

forma a que não faça a ligação com o outro lado da estrada. Para tal, clicou-se sobre a

polilinha azul, fez-se clique com o botão direito do rato sobre “Edit Survey Figure

Properties…”. Surge a janela “Figure Properties” onde surge a lista de pontos referentes

aquele segmento (Fig. 107).

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Fig. 107 – Janela com a lista de pontos referentes ao segmento da berma da estrada.

Aqui pode ser editada a polilinha através da ordenação, adição ou eliminação de pontos.

Quando seleccionamos um ponto da lista, ele é sinalizado automaticamente sobre a

polilinha, o que possibilita a localização do ponto sobre o segmento, como se pode verificar

na figura seguinte (Fig. 108).

Fig. 108 – Vista do ponto seleccionado sobre a polilinha.

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Para fazer a correcção, substituiu-se o último ponto da polilinha pelo ponto de terminação

do muro. Fez-se clique sobre o símbolo de ponteiro no campo “Number” especificou-se

no desenho o ponto a introduzir, clicando sobre a terminação do muro clicou-se em

“Apply” e em “Ok”.

Depois de ter o desenho correcto dos segmentos, procedeu-se a criação das curvas de nível.

Estas foram geradas a partir de um grupo de pontos seleccionados, cuja sua cota foi

aproveitada para esse efeito. Para criar o grupo de pontos, acedeu-se ao separador

“Prospector” da barra de ferramentas “Toolspace”, fez-se clique com o botão direito do

rato sobre o item “Point Groups” “New…”. Surge a janela “Point Group Proprerties”

onde se introduziu o nome do grupo, “CURVAS”. Para seleccionar os pontos a incluir no

grupo acedeu-se ao seprador “Include”, seleccionou-se a opçao “With raw descriptions

matching”, e introduziram-se no campo os códigos referentes aos pontos a incluir

clicou-se em “Ok”. (Fig. 109).

Fig. 109 – Pontos a incluir pela sua descrição nas curvas de nível.

Page 130: Relatório de Estágio Extracurricular

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Depois de criar o grupo de pontos, procedeu-se à criação da surface para as curvas de nível,

clicando com o botão direito do rato sobre o item “Surfaces” “Create Surface...”. Surge

a janela “Create Surface” onde foram definidas opções como o layer a atribuir para as

curvas de nível no campo “Surface layer” (layer 0 por defeito), o nome (“Surface”) e o

estilo de representação no campo “Style”, que diz respeito à equidistancia das curvas

intermédias e das curvas mestras, neste caso, 0,5m e 2m respectivamente. Definidas estas

opções, clicou-se em “Ok” (Fig. 110).

Fig. 110 – Criação da surface para as curvas de nível.

Para que o grupo “CURVAS” seja utilizado na criação das curvas de nível, espandiram-se

no separador “Prospector” da barra de ferramentas “Toolspace”, as opções do item

“Surface” e do item “Definition” clicou-se com o botão direito do rato sobre “Point

Groups” “Add…”. Surge a janela “Point Groups” com o conjunto de grupos existentes

seleccionou-se o “CURVAS” clicou-se em “Apply” e em “Ok”. A figura seguinte

apresenta a surface criada com base no grupo de pontos “CURVAS” (Fig. 111).

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Fig. 111 – Representação da surface utilizando o grupo de pontos “CURVAS”.

Como se pode verificar, algumas curvas de nível sobrepõem determinados elementos do

desenho, nomeadamente a estrada, as casas e os muros. Neste caso a zona mais importante

para o projecto e que deve ser representada pelas curvas de nível é a zona do terreno, uma

vez que essa informação é necessária ao cálculo do aterro e dimensionamento do muro de

suporte. Como tal foram criadas várias polilinhas de forma a delimitarem todas as zonas

que não devem ser desenhadas pelas curvas de nível. Estas foram criadas utilizando o layer

“Defpoints” devido ao facto de este layer estar configurado para que os seus elementos não

apareçam na impressão. Acedeu-se novamente ao item “Definition”, clicou-se com o botão

direito do rato sobre “Boundaries” “Add”. Surge a janela “Add Boundaries”, onde se

introduziu o nome da boundarie (“Hide_Surface”), o tipo de operação a ser feita, neste caso

a opção “Hide”, uma vez que se pretende que não sejam desenhadas curvas de nível no

interior das zonas definidas como boundaries clicou-se em “Ok” (Fig. 112).

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Fig. 112 – Criação de boundaries.

A figura seguinte apresenta a vista final da surface, com as zonas ocultas pelas boundaries

e o layer “Defpoints” inactivo (Fig. 113).

Fig. 113 – Vista final das curvas de nível.

Page 133: Relatório de Estágio Extracurricular

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Para destacar os edifícios e muros de pedra solta, foram adicionadas algumas tramas ao

desenho, utilizando o comando “Hatch” (Fig. 114). Foi também feita a etiquetagem das

curvas de nível, adicionando a cota ortométrica às curvas mestras e intermédias. Acedeu-se

ao separador “Annotate” do painel superior “Ribbon” botão “Add labels” “Surface“

“Contour - Multiple” (Fig. 114).

Fig. 114 – Adicionar informação das cotas ortométricas às curvas de nível.

Na opção “Contour – Multiple” são escolhidos 2 pontos sobre o desenho para definir a

linha que vai gerar a etiquetagem automática das curvas de nível. Como não pretendiamos

que esta ficasse visível no desenho, à execpção da informação altimétrica, fez-se clique

com o botão direito do rato sobre a mesma “Properties…”. Na barra de ferramentas

“Properties”, seleccionou-se a opção “False” no campo “Display Contour Label Line”

(Fig. 115).

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Fig. 115 – Opções da linha altimétrica.

Terminados estes procedimentos, o desenho está pronto a ser entregue. Por norma faz-se a

exportação do desenho para uma versão DWG acessível à versão AutoCAD do utilizador

final e pelo facto de existir informação nestes desenhos que só é visivel se for aberta no

AutoCAD Civil 3D. Sempre que seja necessário fazer alterações substanciais ao projecto,

como por exemplo, a alteração de uma surface ou a importação de novos pontos, recorre-se

ao ficheiro original, no AutoCAD Civil 3D.

A figura seguinte apresenta a vista final do levantamento topográfico (Fig. 116).

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Fig. 116 – Vista Final do Levantamento Topográfico.

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3.2 PLANEAMENTO URBANO

3.2.1 Desenho 3D de Edifícios

A construção de modelos 3D digitais de cidades são dispositivos eficazes para uma ampla

gama de aplicações no planeamento urbano, nomeadamente para a construção e para os

processos de desenvolvimento de uma cidade. A avaliação do impacto ambiental de um

empreendimento é um bom exemplo de como um modelo tridimensional de uma cidade

pode ser útil para a gestão urbana. Estes modelos 3D permitem uma avaliação visual e

estética no contexto urbano, de novos projectos arquitectónicos, sistemas de transporte e

infra-estruturas em geral. Meses ou anos antes de uma obra ser erguida já é possível simular

o efeito de tal edificação na região próxima, e assim ajustá-la de forma a obter um melhor

aproveitamento (Fig. 117).

Fig. 117 – Simulação de novos projectos e tomada de decisões.

Os modelos 3D podem também constituir uma fonte para o turismo virtual, possibilitando

às pessoas, o conhecimento dos principais pontos de interesse, e o planeamento de futuras

visitas à localidade. Além de tudo isso, e talvez o mais importante, é a participação dos

cidadãos nos projectos de desenvolvimento urbano. Existem já algumas iniciativas que

pretendem modelar cidades inteiras em 3D e fornecer à sociedade ferramentas, que

possibilitam o acesso online aos projectos da administração pública. Isso aumenta

Page 137: Relatório de Estágio Extracurricular

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significativamente a transparência na gestão e oferece aos cidadãos mais proximidade com

a tomada de decisão, tomando consciência de que, o impacto de uma escolha no presente

afecta a populaçao no futuro. A Tecnologia da Informação sob a forma de mapas digitais e

modelos 3D integrados em bases de dados, está cada vez mais presente na administração

pública e nos municípios em particular. Fazendo uma actualização constante dos mesmos,

com base nas alterações verificadas, é possível manter um registo histórico completo,

possibilitando uma análise da evolução urbana ao longo do tempo.

Neste capítulo, apresenta-se como exemplo prático, o desenho 3D dos edifícios da Avenida

das Tílias na cidade de Sabugal. Até à data não existia qualquer iniciativa deste género,

constituindo uma ideia proposta, que poderia ser desenvolvida e alargada a todas as ruas da

cidade e freguesias do concelho. O facto de no gabinete SIG existirem vários perfis de

arruamentos, poderia ser de grande ajuda à realização de trabalhos deste género. Como base

do projecto foi utilizada a cartografia 1/2000 disponível do ano 2009 (Fig. 118, zona da

avenida assinalada pela linha amarela) e um levantamento arquitectónico e topográfico dos

edifícios (Fig. 119), ambos no sistema de coordenadas ETRS89.

Fig. 118 – Cartografia do ano de 2009, zona da Avenida das Tílias no Sabugal.

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Fig. 119 – Levantamento arquitectónico e topográfico dos edifícios da Avenida das Tílias no Sabugal.

O que constituía maior interesse para o projecto, em termos de modelação tridimensional,

eram os alçados dos edifícios voltadas para a avenida e o polígono de implantação, quando

visto em planta, de forma a manter a coerência entre a cartografia e o levantamento

arquitectónico. Assim sendo, foram copiados da cartografia os polígonos dos edifícios e

muros, para um novo ficheiro DWG. Foram também copiados os alçados dos edifícios do

levantamento arquitectónico, para o mesmo ficheiro, de forma a ficarem alinhadas com a

disposição dos polígonos em planta.

Depois de ter todos os elementos reunidos no ficheiro DWG, este foi importado para o

software Google Sketchup, onde foi feita a modelação 3D dos edifícios, e dos seus

pormenores arquitectónicos, nomeadamente no que diz respeito a portas, janelas, varandas,

gradeamentos, muros, entre outros. A utilização deste software proporciona uma maior

facilidade em publicar os modelos 3D nas aplicações da Google, mais propriamente no

Google Earth. O Google Earth tem sido uma das aplicações mais utilizadas pelos Sistemas

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de Informação Geográfica para armazenamento de modelos 3D, o que não invalida a futura

conversão do ficheiro de modo a poder ser carregado noutra aplicação diferente.

No levantamento arquitectónico a maioria da geometria diz respeito a alturas e

comprimentos, uma vez que este não foi realizado com o propósito deste trabalho. Deste

modo, foi necessário efectuar algumas medições complementares em campo, para ter

acesso às profundidades das janelas, portas entre outros elementos. Como as fotografias

disponíveis dos edifícios não eram as mais adequadas para o recorte e aplicação de texturas,

pelo facto de não apresentarem uma perspectiva paralela ao plano das fachadas dos

edifícios e dos seus elementos, foi aproveitada a ida ao local para tirar novas fotografias.

Terminado o processo de modelação 3D, foi necessário fazer o recorte e tratamento das

imagens para as texturas, recorrendo ao software Adobe Photoshop. A aplicação das

texturas foi feita no Google Sketchup, de forma a que cada uma delas respeitasse o

comprimento e altura de cada elemento do edifício (Fig. 120).

Fig. 120 – Aplicação de texturas no Google Sketchup.

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Com a aplicação das texturas o modelo 3D ficou completo. Proseguiu-se à sua exportação

para um ficheiro PDF 3D. Este formato facilita o acesso à informação pelo utilizador final,

uma vez que basta ter instalado o software Adobe Reader X, para poder visualizar o modelo

3D (Fig. 121).

Fig. 121 – Ficheiro PDF 3D com a representação da avenida.

O Adobe Reader X tem várias opções de visualização de modelos 3D, nomeadamente uma

barra de ferramentas para girar, rodar ou deslocar a vista sobre o modelo, modos de

renderização, activação de iluminação extra, entre outras. O formato PDF 3D para além de

possibilitar a integração do modelo 3D, pode também numa forma mais organizada

armazenar informação alfanumérica, relativa à rua, localização, edifício, proprietário, área,

entre outras. Futuramente, poderia ser feita a recolha desta informação para que cada

edifício tivesse um registo descriminatório.

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3.3 ARQUEOLOGIA

3.3.1 Reconstituição Urbana em 3D da Aldeia Medieval do Sabugal Velho

As intervenções arqueológicas realizadas no povoado do Sabugal Velho, entre 1998 e 2002,

permitiram definir a ocupação do local em dois momentos distintos: durante o I milénio

a.C. e posteriormente nos sécs. XII-XIII d.C. Esta derradeira presença humana no topo do

relevo deixou evidências melhor conservadas das estruturas. Deste modo, foi sugerida ao

Gabinete de Arqueologia, a possibilidade de fazer a reconstituição em 3D das ruínas

arqueológicas relativas a esta 2ª fase de ocupação (Fig. 122).

Fig. 122 – Modelo tridimensional do povoado do Sabugal Velho.

Ao longo dos anos, as ruínas do Sabugal Velho tinham despertado imensa curiosidade nas

pessoas, nomeadamente acerca da organização urbana e das actividades quotidianas da

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população daquela época. Em publicações anteriores tinham já sido avançados alguns

dados descritivos e interpretativos sobre o urbanismo e a arquitectura deste aglomerado

medieval. Com esta recente abordagem informática pôde-se reavaliar esses contributos e

incluir alguns outros que, através destas ferramentas, foram agora ponderados. A

reconstituição tridimensional da aldeia fortificada, tomando como base as descobertas

arqueológicas e os fundamentos históricos, traz agora ao público uma nova percepção sobre

aquilo que noutros tempos existiu naquele local. Este modelo vem mostrar aquilo que as

ruínas arqueológicas por si só não conseguiam, suscitando ainda maior curiosidade aos

visitantes. A sua utilização em sites da Internet ou na forma de simuladores de visita

virtual, como aqui aconteceu, é mais um meio que o Município do Sabugal dispõe para

mostrar a aparência deste antigo núcleo populacional e a forma como as populações aí

viverem, sendo um género de aplicação informática com grande potencial para a

componente de defesa do património arqueológico do município. Este trabalho demonstrou

como a aplicação dos meios informáticos na Arqueologia é um instrumento auxiliar na

análise dos dados proporcionados pelas escavações arqueológicas, possibilitando ainda, no

caso dos softwares 3D, a sua utilização como ilustração e divulgação à população geral.

3.3.2 Metodologia

O desenho tridimensional das ruínas foi desenvolvido em colaboração com o Gabinete de

Sistemas de Informação Geográfica e o Gabinete de Arqueologia, permitindo o acesso à

informação base que viria a servir de suporte ao desenho, nomeadamente o levantamento

topográfico do local, no sistema de coordenadas Hayford-Gauss Militar, e a planta

esquemática da reconstituição hipotética do urbanismo, com a localização dos sectores

escavados, elaborada a partir do levantamento topográfico e de uma fotografia aérea das

ruínas em 1958, pertencente ao Instituto Geográfico e Cadastral (antiga designação do

Instituto Geográfico Português, IGP). Devido ao facto de se tratar de uma reconstituição

urbanística, optou-se por tomar como ponto de partida a planta esquemática, encontrando-

se a mesma no formato raster. Tornou-se necessário levar a cabo a georreferenciação e o

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desenho vectorial dos elementos, sobrepondo a planta ao levantamento topográfico,

utilizando para isso o software ArcMap. Seguidamente procedeu-se à importação dos

pontos de cota do levantamento topográfico no software AutoCAD Civil 3D, a fim de gerar

o Modelo Digital de Terreno, que viria a servir de base à construção das casas, muros e

muralhas. Posteriormente, procedeu-se ao alargamento da área envolvente através dos

softwares AutoCAD Civil 3D e Google Earth, obtendo assim uma perspectiva mais

alargada do local. A definição do terreno é melhor no levantamento topográfico, pois o

nível de pormenor e concentração de pontos de cota que caracterizam o local é maior.

Assim, houve necessidade de fazer alguns ajustes, modelando o terreno nas zonas de

junção, a fim de lhe conferir continuidade.

Depois de ter o MDT final, efectuou-se a importação da planta esquemática, já

georreferenciada e no formato vectorial, para o AutoCAD Civil 3D, e procedeu-se à

modelação 3D dos elementos da planta no workspace 3D Modeling (Fig. 123).

Fig. 123 – Comando Extrude utilizado na criação e modelação dos sólidos durante o processo de

reconstituição 3D das estruturas da planta.

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Terminado o processo de modelação 3D, seguiu-se a importação do ficheiro no software

Google Sketchup, onde foram colocadas as texturas da estrutura (Fig. 124).

Fig. 124 – Aplicação de texturas às estruturas reconstituídas.

Esta aplicação informática permite uma melhor gestão dos recursos de memória e

processamento, permitindo assim uma renderização mais rápida. Ter o modelo 3D

disponível nos dois formatos constitui uma vantagem, pois o mesmo pode ser convertido

num ou noutro formato, dependendo do fim que se deseje, aproveitando assim as mais-

valias de cada software.

Sobre o MDT, pensou-se na aplicação de uma ortofoto o mais antiga possível e no

tratamento da sua imagem, de forma a não evidenciar grandes alterações feitas pelo

Homem ao longo dos tempos. Depois de aplicado chegou-se à conclusão de que não iria

retratar da melhor forma o local, uma vez que não existe informação suficiente que

possibilite a recriação da constituição do terreno e pelo facto de a ortofoto ter pouca

definição quando próxima dos elementos do desenho. Optou-se então por aplicar uma cor

entre um castanho relativo à terra e um verde relativo à vegetação, tendo a vantagem da

morfologia do terreno, se destacar melhor numa cor sólida.

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As imagens utilizadas nas texturas são provenientes de pesquisas realizadas no motor de

busca Google. Para o seu tratamento foi utilizado o software Adobe Photoshop, este

permitiu gerar um padrão de continuidade para cada uma delas, quando as mesmas são

aplicadas ao modelo 3D.

Na fase final do trabalho, foi definido um percurso virtual pelos pontos de maior interesse

do povoado. Seguidamente procedeu-se à renderização da animação 3D, permitindo a

criação de vários fotogramas que depois viriam a ser compilados através do software Adobe

After Effects e que permitiu a criação de um vídeo. Esse vídeo viria posteriormente a ser

editado no software Edius (Canopus), pois o mesmo permite uma melhor edição final, já

com um ajuste mais eficiente no que concerne à temporização dos vários clips, às suas

transições, aos efeitos, à colocação das etiquetas informativas com a designação dos locais

de interesse, ao ajuste dos “faders” (quer ao nível do áudio, quer ao nível dos clips de

vídeo), à equalização do som (ajuste de decibéis) e aos créditos finais do trabalho.

Este trabalho constitui um exemplo de como as diversas áreas profissionais se podem

complementar a fim de estabelecer progressos na investigação do passado histórico. O

contributo deste trabalho vai ao encontro do debate de ideias que poderá vir a ser

estabelecido entre os profissionais da Arqueologia. Representa apenas um anteprojecto, que

pode ser melhorado com mais tempo e recursos. Tais melhoramentos podem passar por

conferir um aspecto mais realista às edificações, ao terreno e à vivência humana local.

3.3.3 Critérios de reconstituição

As intervenções arqueológicas no povoado medieval do Sabugal Velho tinham

proporcionado diversas informações que permitiam caracterizar, em linhas gerais, a

primitiva fisionomia desta aldeia e que serviram também de suporte a este trabalho.

Todavia, em qualquer projecto desta natureza, perante a necessidade de enunciação de

outros aspectos relativos à tridimensionalidade e tipologia das estruturas, surgem

naturalmente questões das quais não existem informações exactas, como por exemplo, a

dimensão e a textura das estruturas em matéria perecível aplicadas nas coberturas, no

fabrico das portas e no capeamento da muralha de terra batida. Esta constatação obrigou a

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repensar os dados, recorrendo frequentemente aos registos arquivados, mas

fundamentalmente à observação de paralelos em outras estações arqueológicas e nos

aglomerados de arquitectura tradicional das Beiras. Nos casos em que não se obtiveram

elementos confiáveis para aplicar no modelo tridimensional, recorreu-se fundamentalmente

ao bom senso, como critério. Mesmo assim, algumas das propostas avançadas são

perfeitamente discutíveis e exigem uma eventual reavaliação das fontes, a consulta de mais

paralelos publicados e até a realização de trabalhos arqueológicos complementares no local.

Devem, pois, ser vistas apenas como conjecturas que considerámos, com grande

probabilidade, terem sido utilizadas naquela altura.

A seguir serão enunciados alguns dos critérios utilizados e a justificação das opções que

foram tomadas neste trabalho.

i) Nas estruturas defensivas

O Sabugal Velho possui dois alinhamentos defensivos: a cintura interna de alvenaria de

xisto e granito que contorna completamente o núcleo urbano e que corresponde à

reconstrução de uma muralha castreja preexistente; e a estrutura defensiva externa, de terra

batida, construída apenas do lado poente (Fig. 122). A espessura da muralha interior foi

determinada com base no registo arqueológico e no levantamento topográfico do talude de

pedras, tendo uma dimensão média de 4 m, apesar de ser bastante variável, como se

constatou nas escavações, mas que não foi possível representar com demasiado rigor no

traçado geral.

Não foram identificadas, quer na ortofoto ou no terreno, quaisquer torres adossadas

exteriormente ao pano de muralhas, em toda a cintura amuralhada. Constata-se que as mais

primitivas construções defensivas militares medievais, na região do Alto Côa, eram

constituídas por simples cercas defensivas sem torreões. Estes foram sendo acrescentados

mais tarde, a partir do séc. XIV, como por exemplo em Sortelha, com o intuito de flanquear

as muralhas e controlar eficazmente o assédio inimigo, no âmbito de novas soluções de

arquitectura militar instituídas.

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A textura realista escolhida para a reconstituição desta estrutura defensiva inspirou-se nos

troços intactos identificados nas sondagens (Fig. 125), onde se verificou que a muralha fora

edificada em alvenaria de granito fino amarelado e xisto acinzentado, de módulo mediano,

formando um aparelho disforme e irregular, mantendo a aparência da primitiva muralha

castreja, mas aplicando maior quantidade de xisto nos troços reformulados nesta segunda

fase de ocupação.

Fig. 125 – Comparação entre o troço da muralha escavado e a textura usada na sua reconstituição.

Assumiu-se apenas uma entrada no recinto interior, embora pudesse ter outras não

detectadas no local e no levantamento topográfico, utilizáveis como portas falsas ou

serventias de acesso aos terrenos de cultivo. Soube-se pelas escavações que o actual acesso

ao Sabugal Velho não corresponde à primitiva entrada no burgo amuralhado medieval. O

paramento defensivo mantém-se sob o caminho de terra batida que acede ao topo, conforme

foi possível observar nas escavações. Pela análise da topografia e da fotografia aérea é

perfeitamente visível uma abertura mais a sul desse carreiro (Fig. 127). Esta porta não era

totalmente coincidente com o eixo de entrada da muralha exterior, gerando um acesso mais

indirecto (Fig. 126). Considerando que qualquer anel defensivo teria um portão de madeira

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a fechar o acesso, seguimos a tipologia comum nas restantes fortificações medievais da

região, com porta de folha dupla, girando em torno de dois eixos laterais, eventualmente

com uma abertura menor num dos portados, para facilitar as entradas de indivíduos, sem

abrir todo o portão. Por suposição, definiu-se que a altura do portão chegaria até ao topo da

cerca defensiva, com 4 m de altura, não prevendo qualquer arco de entrada, dado o tipo de

aparelho construtivo empregue.

A forma de capeamento da muralha é impossível de determinar. O mais certo, pela sua

tipologia e cronologia, é que não tivesse qualquer sistema de ameias, mas um aplanamento

que permitisse a circulação no topo, seguindo a tradição castreja da Idade do Ferro

mesetenha.

A reconstituição da muralha exterior de terra batida, na encosta poente do relevo, poderá

ser mais problemática (Fig. 126). O seu traçado semicircular é perfeitamente visível no

local, tal como na fotografia aérea de meados do séc. XX (Fig. 127), e a sua dimensão não

se afasta muito daquilo que ainda se conserva.

Fig. 126 – Um aspecto da primitiva entrada do povoado, com as duas linhas defensivas: a muralha de

alvenaria interior e a cerca de terra batida.

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Actualmente mantém cerca de 3 m de altura e 6 m de espessura na base, considerou-se que

poderia ter primitivamente maior volume, pois sendo uma construção térrea, é natural que

tenha perdido com a erosão parte da sua elevação máxima. Não há informação de que ela

seria munida de um provável fosso interno ou se a depressão que aí se observa não é apenas

consequência do aproveitamento do solo natural para a sua edificação. A construção desta

segunda cerca de terra reflecte o evidente empenho na defesa do povoado, compreensível à

luz da instabilidade militar dos séculos XII-XIII na raia entre leoneses e portugueses. No

entanto, comparando com outras Vilas amuralhadas do Alto Côa, não é compreensível o

motivo desta solução dupla e do recurso a distintas morfologias defensivas. Seria apenas

um reforço externo devido à menor qualidade do anel castrejo de alvenaria ou visava

somente proteger o espaço intra-muralhas com intuitos agro-pecuários?

Se esta estrutura não foi edificada com funções exclusivamente militares, mas pensada

também para a protecção de animais selvagens, ela tornava-se verdadeiramente eficiente se

fosse complementada com estruturas de madeira a rematar a cumeada do talude de terra,

que dado o seu carácter perecível são mais difíceis de detectar nas intervenções

arqueológicas. À semelhança de outros casos conhecidos, colocou-se a hipótese do uso de

postes de madeira, talvez de carvalho (abundante na região), com uma altura máxima de 2,5

metros (Fig. 126). Estas hipotéticas estruturas verticais seriam certamente completadas com

um entrançado de varas e ramos, suficientes para repelir fundamentalmente a entrada de

animais selvagens. Apesar de não ter sido representada, esta cintura externa teria também

um sistema de fecho da entrada, que não foi possível conceber digitalmente. No entanto,

esta proposta para a muralha exterior é questionável e merecia a realização de sondagens

arqueológicas específicas neste talude, que permitissem assegurar a existência de marcas

em negativo dos primitivos postes.

ii) No urbanismo

A reconstituição dos arruamentos e dos espaços públicos desta aldeia foi mais pacífica,

devido ao bom estado de conservação da primitiva malha urbana do aglomerado, de traçado

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ortogonal. Neste trabalho seguiram-se as reflexões anteriormente publicadas da existência

de um eixo central, no sentido noroeste/sudeste, ao longo da cumeada do outeiro. Este

arruamento principal estendia-se ao longo de 200 m, mantendo 5 m de largura média, para

o qual se abriam diversos edifícios e de onde arrancavam pequenas transversais de acesso a

outros espaços mais indefinidos do aglomerado (Fig. 127).

Junto à entrada é possível que houvesse um primeiro espaço público, delimitado pela

disposição e concentração dos edifícios (Fig. 127). A principal artéria urbana não

desembocava nessa área, mas as construções que fecham esse arruamento, a poente,

convergem mesmo para o tal largo às portas da aldeia.

Fig. 127 – Confronto entre o excerto da fotografia aérea de 1958 e a recente reconstituição das ruínas.

O edificado tende a concentrar-se no topo e na encosta meridional do relevo, área de maior

exposição solar e abrigo de ventos dominantes, embora se reconheçam na ortofoto restos

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construtivos na encosta norte, onde o cultivo foi intenso (em séculos recentes) e

consequentemente a destruição foi maior (Fig. 127). Não existiam dados suficientes para

definir o eventual traçado urbanístico dessa área do aglomerado, sendo até provável que

não se expandisse para aí, nem para a extremidade nascente do outeiro amuralhado. Há

ainda outro facto inquestionável, que é a não utilização do pano de muralhas como estrutura

de encosto do casario. A linha defensiva encontra-se praticamente desimpedida de

edificações, talvez por razões de estratégia militar.

Fora do arruamento principal deduzem-se outros pequenos blocos construtivos que parecem

constituir conjuntos habitacionais e os respectivos anexos. Foram assinalados aí alguns

alinhamentos pétreos que, pela sua espessura e configuração, não devem corresponder a

edifícios, mas a prováveis muros de pátios e quintais, como ainda hoje se observa em

qualquer aldeia beirã. Estes muros de menor importância que aparecem por entre as casas e

que definem pequenos pátios internos, aos quais se daria acesso por cancelas de madeira

(Fig. 128), foram reconstruídos virtualmente com pouca altura e com menor espessura (50

cm). A textura atribuída ao seu aparelho é diferente da utilizada na muralha e nas casas,

sendo menos cuidada, dados os seus meros propósitos de vedação.

Fig. 128 – Conjunto edificado em torno de um pátio interno delimitado por muros.

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Na extremidade sudeste do povoado identificou-se um outro muro que fecha um grande

espaço interno no povoado (Fig. 127), utilizado talvez como redil de gado comunitário:

para rebanhos, vacas, burros ou cavalos. A presença de animais de carga está provada pelo

aparecimento de vários cravos e ferraduras de pequeno tamanho, talvez de burro ou de

garrano, nas escavações efectuadas na ferraria descoberta na rua central do povoado.

iii) Na arquitectura

As edificações medievais do Sabugal Velho são maioritariamente de planta rectangular,

com uma dimensão média de 9X6 m, sendo geralmente amplas, sem quaisquer indícios de

divisão interna, concentrando no mesmo espaço todas as actividades: cozinha, dormitório e

até a loja dos animais. Na generalidade, estes imóveis tinham em média 70 cm de espessura

de paredes, conforme os dados registados nas escavações. Foram assinaladas algumas

construções mais elaboradas que poderiam ter funções de maior relevância no aglomerado,

a par de outras de dimensão reduzida. Se as edificações menores corresponderão a anexos,

arrecadações e lojas de animais, já os edifícios maiores podem mesmo ter carácter

comunitário, embora nenhum destes fosse interpretado, por exemplo, como a igreja, dado

que não reuniam características arquitectónicas, orientação canónica ou artefactos litúrgicos

associados, que permitissem atribuir-lhes essa função religiosa, ao contrário do que

aconteceu no povoado medieval de Caria Talaia.

As casas são unicamente de piso térreo, pois não se identificaram evidências de escadas

interiores ou exteriores de pedra e porque a espessura das paredes também parece excluir

essa possibilidade, tal como já foi proposto anteriormente. Há quem defenda que não eram

frequentes os edifícios com dois pisos nesta época, especialmente num povoado de

características rústicas, mas que estes começaram apenas a difundir-se nas grandes cidades

a partir dos sécs. XVI-XVII. Presentemente, segundo os estudos tipológicos sobre as

antigas casas beirãs, este género de edifício térreo apenas perdura em escassas povoações

do actual concelho de Almeida, sendo primitivamente muito maior a sua difusão pelas

terras do vale do Côa.

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Quanto às coberturas, tendo em consideração que os registos da intervenção arqueológica

revelaram a inexistência de qualquer revestimento cerâmico (telha de canudo) ou de pedra

(lajes de xisto), concluiu-se que os edifícios do Sabugal Velho eram cobertos com materiais

perecíveis como giestas ou colmo (Fig. 129), como ainda hoje se observa nas regiões da

serra da Estrela e de Montemuro.

Fig. 129 – Pormenor da solução adoptada para a cobertura dos edifícios.

Alguns autores defendem que esta solução era muito frequente na Idade Média, pois criava

uma cobertura mais económica, mais leve para imóveis amplos e assegurava também uma

temperatura mais confortável no interior das casas, numa região de invernos rigorosos.

Evidentemente haveria algumas estruturas de suporte dessas coberturas, não tão complexas

como no caso dos telhados, mas recorrendo provavelmente a vigas, tábuas e ramos

entrelaçados. Tendo em conta estas propostas, avançou-se com a possibilidade dos imóveis

terem vários barrotes a sustentar as coberturas, com cerca de 6 m de dimensão e com

secção circular, colocados no sentido menor do vão. Por outro lado, dadas as características

dos edifícios, especialmente na rua principal, sucessivamente encostados entre si ao longo

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de 100 metros de fachada paralela ao arruamento (Fig. 130), a única solução possível era a

utilização de coberturas de uma só água. Não havia outro recurso de escoamento pluvial,

dado que as casas eram lateralmente contíguas. Assim, partindo apenas do senso-comum e

não de evidências arqueológicas, considerou-se que estas coberturas deveriam pender

sempre para as traseiras dos imóveis, tendo em conta que é bastante inconveniente a sua

escorrência para os vãos da fachada.

Fig. 130 – Idealização do aspecto que teria a rua principal do aglomerado.

Fora da artéria principal já não se observa esta linearidade e simetria das construções e

existem mais arruamentos que quebram as fiadas edificadas. Aí observam-se alguns

edifícios de maior dimensão e de planta quadrangular que já poderiam ter coberturas de

duas águas (Fig. 128 e 129), escorrendo-as, naturalmente, para as laterais, sempre que isso

fosse possível. Salvo alguma excepção, o critério que se utilizou para a inclinação das

águas foi vertê-las para os espaços secundários de menor serventia e nunca para a fachada

ou para os arruamentos. Naturalmente, as paredes do lado inclinado da cobertura seriam

menos elevadas que as restantes. Ora, tendo em consideração um pé direito em torno dos

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2,3 m (como é habitual nas casas tradicionais beirãs) e as portas com 1,8 m de altura,

atribuiu-se às fachadas dos edifícios da rua principal uma elevação em cerca de 2,6 m,

sendo as paredes posteriores de menor dimensão, apenas com 2,1 m, para dar um desnível

aproximado de 8 %.

A localização exacta das portas nos edifícios reconstruídos foi coincidente, na maior parte

dos casos, com as interrupções detectadas nos alinhamentos dos muros. Quando estas não

eram visíveis no levantamento topográfico e na fotointerpretação, seguiu-se o critério de

assinalar a entrada nas paredes que davam directamente para os arruamentos ou para os

pátios internos. As portas foram desenhadas com 1 m de largura, excepto nos imóveis em

que foram identificadas evidências arqueológicas de aberturas de maior dimensão, como

por exemplo na ferraria da rua direita (com cerca de 1,5 m) e nos portais dos pátios.

Neste modelo arquitectónico tridimensional não figuram as janelas (Figs. 129 e 130). Não

obtivemos dados suficientes para determinar a sua existência, dimensão ou regularidade de

utilização. Tal como se verifica ainda hoje nas casas tradicionais mais rústicas do Alto Côa,

os vãos das janelas têm relativamente pouca importância no imóvel e é possível que apenas

houvesse algumas de reduzida dimensão, mas não foram incluídas em nenhuma fachada,

por falta de noções exactas sobre a sua representação gráfica.

Os restos conservados dos alicerces das casas revelam má qualidade construtiva, tendo sido

empregue predominantemente o xisto, de mais fácil confecção e aprovisionamento local,

em lascas regulares e medianas, assentes a seco, a par de alguns blocos de quartzito e

granito, de maiores dimensões, na base das paredes. Nos cunhais e nos vãos das fachadas

deve ter sido utilizada cantaria de granito de boa qualidade, embora não tenham sido

detectadas evidências materiais que comprovem a hipótese, talvez porque a pedra tenha

sido sistematicamente levada para as povoações limítrofes. Assim, não foi possível fazer a

reprodução fiel e integral da fisionomia do aparelho construtivo, com o detalhe que

pretendíamos, por estas indefinições e por algumas outras dificuldades de reprodução

digital. Mesmo assim, o aspecto final dos imóveis assemelha-se grandemente ao que é

patente, ainda hoje, em muitos núcleos históricos da região do Alto Côa, mostrando que

determinadas tradições construtivas perduraram até aos nossos dias.

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4 CONCLUSÕES

Neste relatório foram abordados vários trabalhos cada qual num contexto diferente, o que

permitiu diferentes reflexões. No que diz respeito às Redes de Saneamento, a elaboração de

um cadastro, o mais aproximado possível da realidade, constitui uma importante

contribuição para a manutenção e gestão destas redes. A informação georeferenciada e

alfanumérica pode ser integrada numa base de dados e posteriormente, gerida e actualizada,

a partir de uma aplicação desenvolvida para este efeito. O facto de esta informação estar

reunida e acessível em tempo real possibilita uma maior rapidez na resposta a eventuais

problemas ou intervenções nas redes.

A existencia de uma Rede Topográfica Municipal possibilita um maior rigor e facilidade na

análise de processos, por parte dos técnicos da Câmara Municipal. Todos os levantamentos

topográficos serão apresentados no mesmo sistema de coordenadas e com maior rigor,

resolvendo assim alguns problemas de posicionamento. Outra das grandes vantagens é

também a maior facilidade em aceder à Rede Topográfica Municipal, do que à Rede

Geodésica Nacional, o que se reflecte em custos operacionais mais baixos.

Nos Levantamentos Topográficos tem havido uma grande evolução ao nível rapidez de

execução. Esta evolução deve-se a um conjunto de tecnologias e softwares que permitem

uma resposta mais rápida às solicitações. Num passado recente, quando se realizava um

levantamento topográfico havia uma maior necessidade de efectuar a deslocação ao local

do marco geodésico para georreferenciar o trabalho. Para além do tempo dispendido nessa

prática em campo, o desenho do levantamento topográfico em gabinete e análise dos dados

recolhidos, constituia também um processo moroso. Actualmente, o tempo dispendido para

a sua realização é bastante mais reduzido. Para a execução do trabalho de campo, no que

diz respeito à georrefênciação e medição em tempo real, pode-se recorrer a várias

alternativas bastante mais rápidas, como é o caso da RENEP (IGP), do SERVIR (IgeoE) ou

de uma Rede Topográfica Municipal perto da zona de trabalho. Em gabinete existem

também vários softwares que possibilitam o desenho automático do levantamento

topográfico, permitindo assim uma maior rapidez na entrega do trabalho.

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A concepção de modelos 3D digitais pode ser uma mais valia para o planeamento urbano

de uma cidade, uma vez que permitem uma avaliação visual e estética no contexto urbano,

de novos projectos arquitectónicos, sistemas de transporte e infra-estruturas em geral. O

facto dos modelos 3D e informações associadas, poderem estar disponíveis aos cidadãos,

aumenta significativamente a transparência na gestão das cidades e na implementação de

futuros projectos da administração pública. Fazendo uma actualização constante da base de

dados, de acordo com as alterações verificadas, é possível manter um registo histórico

completo, permitindo uma análise da evolução urbana ao longo do tempo. Estes modelos,

podem também constituir uma fonte para o turismo virtual, possibilitando às pessoas, o

conhecimento dos principais pontos de interesse, e o planeamento de futuras visitas à

localidade.

O desenho 3D tem sido muito utilizado na Engenharia Civil para projecção das futuras

edificações, contudo, as suas mais valias não têm sido suficientemente aproveitadas quando

falamos na valorização do património histórico e cultural. Neste sentido, o 3D aplicado a

áreas como a Arqueologia, como foi o caso do trabalho de Reconstituição Urbana em 3D da

Aldeia Medieval do Sabugal Velho, pode fomentar o desenvolvimento turístico de uma

região, pois proporciona ao turista, duas realidades diferentes do mesmo local. Este formato

permite também uma visibilidade mais imediata junto da comunidade científica, bem como

do público em geral. Estes projectos constituem um exemplo de como as diversas áreas

profissionais se podem complementar a fim de estabelecer progressos. Ao nível da

Arqueologia são também uma mais valia no que diz respeito à proteção e valorização do

património arqueológico.

Este estágio, apesar de curta duração (6 meses), foi bastante preeenchido e enriquecedor. O

facto de ter sido realizado no Gabiente de SIG de uma Câmara Municipal proporcionou

uma visão e uma experiência diferente, no que diz respeito ao trabalho que é desenvolvido

e às ferramentas utilizadas para dar resposta às soliscitações.

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5 BIBLIOGRAFIA

Livros e textos consultados:

GONÇALVES, José Alberto; MADEIRA, Sérgio; SOUSA, J. João (2008) - Topografia

Conceitos e Aplicações. LIDEL

GARCIA, José (2011) - AutoCAD 2012 & AutoCAD LT 2012 - Curso Completo. FCA -

Editora Informática.

GRAHAM, Richard; HOLLAND, Louisa (2011) - Mastering AutoCAD Civil 3D 2012.

Sybex.

GASPAR, João (2010) - Google SketchUp Pro 8 passo a passo. Rede VectorPro.

CABRAL, Tiago; OSÓRIO, Marcos (2012) – Reconstituição em 3D das ruínas do povoado

medieval do Sabugal Velho (Aldeia Velha, Sabugal). Sabucale. 4. Sabugal, p. 71-82.

Endereços electrónicos:

http://pessoal.utfpr.edu.br/ligia/material/cartografia/aula7_gps.pdf

http://www.igeo.pt/eventos/comunicacoes/Porto/CNCG2011-ReNEP.pdf

http://repositorium.sdum.uminho.pt/bitstream/1822/9954/1/Disserta%C3%A7%C3%A3o%

20final%20Paulo.PDF

https://dspace.ist.utl.pt/bitstream/2295/161440/1/GPS_v1_1.pdf

http://www.igeo.pt/eventos/comunicacoes/Lisboa/MV-ReNEP-SGL-2011.pdf

http://ftp.feb.unesp.br/autodesk/civil3d/Tutorial_LINEWORK-CIVIL_3D_2010.pdf

http://blogs.unibh.br/wpmu/geografia/files/2011/04/apostila-arcgis-prof-patracia.pdf

http://www.esriportugal.pt/files/6813/1862/3794/IGA_%20EUE%20Madeira%202011.pdf

http://www.isa.utl.pt/dm/geomat/geomat_2008_2009/aulaT09_TopologiaSIG.ppt

http://www.leb.esalq.usp.br/disciplinas/Topo/leb450/Angulo/Curso_GPS.pdf

http://enggeografica.fc.ul.pt/ficheiros/apoio_aulas/elementos%20de%20cartografia_projecc

oes_cartograficas.pdf