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TOPOGRAFIA E GEOPROCESSAMENTO Representação do Relevo Prof.: Cristiano Maretti maretti.eng@gmail.com Generalidades A irregularidade da superfície da terra, conhecida como elevação e relevo torna-se uma fonte importante de informações com as quais o usuário da carta deve se familiarizar. Curvas de Nível As curvas de nível ou isolinhas1 são linhas curvas fechadas formadas a partir da interseção de vários planos horizontais com a superfície do terreno. Cada uma destas linhas, pertencendo a um mesmo plano horizontal tem, evidentemente, todos os seus pontos situados na mesma cota altimétrica, ou seja, todos os pontos estão no mesmo nível. 1 Isolinhas são linhas desenhadas para ligar lugares diferentes que partilham um valor comum. O prefixo ISO é uma palavra grega que significa igual, portanto, uma isolinha deve ser uma linha que une pontos iguais. Curvas de Nível Começando no nível médio dos mares, que é a curva de nível zero, cada curva de nível tem um determinado valor. A distância vertical entre as curvas de nível, é conhecida como eqüidistância2, cujo valor é encontrado nas informações marginais da carta. Os planos horizontais de interseção são sempre paralelos e eqüidistantes e a distância entre um plano e outro denomina- se Eqüidistância Vertical. 2 Equidistância: que possui a mesma distância ou está localizando entre distâncias iguais. Curvas de Nível Segundo DOMINGUES (1979), a eqüidistância vertical das curvas de nível varia com a escala da planta e recomendam- se os valores da tabela abaixo. Escala Eqüidistância Escala Eqüidistância 1:500 0,5m 1:100000 50,0m 1:1000 1,0m 1:200000 100,0m 1:2000 2,0m 1:250000 100,0m 1:10000 10,0m 1:500000 200,0m 1:25000 10,0m 1:1000000 200,0m 1:50000 25,0m 1:10000000 500,0m Curvas de Nível – Formas de Representação Hachúrias - são pequenas linhas paralelas ou ligeiramente divergentes, traçadas na direção dos declives. E Ias são mais ou menos espaçadas conforme as encostas a representar, sejam suaves ou íngremes. Cores hipsométricas - o relevo é representado, em certas cartas, por meio de cores, nesse processo cada cor ou tonalidade representa determinada zona de altitude. As cartas possuem na margem uma legenda mostrando a correspondência entre as cores e as altitudes. Normalmente as cores mais escuras são as zonas mais elevadas. Pontos cotados - esse processo consiste em representar os pontos do terreno por suas projeções horizontais, indicando sua altura ou cota. É normalmente utilizado nas cartas topográficas como um sistema complementar às curvas de nível, particularmente nas regiões pobres de relevo. Curvas de Nível – Formas de Representação Cores Hipsométricas Hachurias e Pontos Cotados Curvas de Nível - Características As curvas de nível, segundo o seu traçado, são classificadas em: Mestras: todas as curvas múltiplas de 5 ou 10 metros. Intermediárias: todas as curvas múltiplas da eqüidistância vertical, excluindo-se as mestras. Meia-eqüidistância: utilizadas na densificação de terrenos muito planos. A figura ao lado (DOMINGUES, 1979) ilustra parte de uma planta altimétrica com curvas de nível mestras e intermediárias. Todas as curvas são representadas em tons de marrom ou sépia (plantas coloridas) e preto (plantas monocromáticas). As curvas mestras são representadas por traços mais espessos e são todas cotadas. Tons de Marrom Sépia Curvas de Nível - Características Como mostra a figura a seguir (GARCIA, 1984), curvas muito afastadas representam terrenos planos. Da mesma forma, a figura a seguir (GARCIA, 1984) mostra que curvas muito próximas representam terrenos acidentados. Curvas de Nível - Características Como indicado na figura a seguir, a maior declividade (d%) do terreno ocorre no local onde as curvas de nível são mais próximas e vice-versa. Para o traçado das curvas de nível os pontos notáveis do terreno (aqueles que melhor caracterizam o relevo) devem ser levantados altimetricamente. É a partir destes pontos que se interpolam, gráfica ou numericamente, os pontos definidores das curvas. Em terrenos naturais (não modificados pelo homem) as curvas tendem a um paralelismo e são isentas de ângulos vivos e quebras. Curvas de Nível Normas para o Desenho das Curvas de Nível • Duas curvas de nível jamais devem se cruzar. Figura de GARCIA e PIEDADE (1984). • Duas ou mais curvas de nível jamais poderão convergir para formar uma curva única, com exceção das paredes verticais de rocha. Figura de GARCIA e PIEDADE (1984). • Uma curva de nível inicia e termina no mesmo ponto, portanto, ela não pode surgir do nada e desaparecer repentinamente. Figura de GARCIA e PIEDADE (1984). • Uma curva pode compreender outra (abraçar, contornar), mas nunca ela mesma. • Nos cumes e nas depressões o relevo é representado por pontos cotados. Modelado Terrestre A maioria dos acidentes geográficos da superfície terrestre resulta da erosão pela ação dos ventos, desgaste pelo degelo e drenagem da água dos terrenos altos para os terrenos baixos. Assim, na maior parte das regiões em que o terreno foi conformado pela ação das águas pluviais, apresenta a forma mais conveniente ao escoamento das mesmas. A superfície da Terra, geralmente arredondada, pode ser substituída, para fins de interpretação esquemática, por tantos planos tangentes quantos necessários à conservação aproximada do aspecto côncavo ou convexo que lhe é próprio. Esses planos denominam-se encostas ou vertentes, pois que, no terreno, as águas efetivamente vertem ao longo delas. Vertente ou encosta é, portanto, uma superfície inclinada do terreno que forma um ângulo com o plano horizontal. Este grau de inclinação será chamado de declive ou declividade. TALVEGUE: ou linha de aguada, é a linha representativa do fundo dos rios, córregos ou cursos d’água. LINHA DE CRISTA: cumeada ou divisor de águas, é a linha que une os pontos mais altos de uma elevação dividindo as águas da chuva. VERTENTE / ENCOSTA: flanco ou escarpa, é a superfície inclinada que vem do cimo até a base das montanhas. Pode ser à esquerda ou à direita de um vale, ou seja, a que fica à mão esquerda e direita respectivamente do observador colocado de frente para a foz do curso d’água. As vertentes, por sua vez, não são superfícies planas, mas sulcadas de depressões que formam os vales secundários. Modelado Terrestre As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais – Formas Simples Há três tipos de encostas ou vertentes que são: Plana, Côncava e Convexa. ENCOSTA PLANA ou uniforme é aquela que apresenta uma declividade constante e, consequentemente, é representada por curvas de nível igualmente espaçadas. Numa encosta suave, as curvas de nível são bem distanciadas entre si; numa encosta íngreme, as curvas de nível são bem próximas umas das outras. ENCOSTA PLANA As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais – Formas Simples ENCOSTA CÔNCAVA - esta encosta tem a curvatura voltada para baixo. A declividade diminui a proporção que a encosta desce. As curvas de nível são bem próximas no cume e bem espaçadas na parte baixa. ENCOSTA CONVEXA - esta encosta é abaulada. A declividade aumenta à proporção que a encosta desce. As curvas de nível são bem espaçadas no cume e bem próximas na parte baixa. ENCOSTA CÔNCAVA ENCOSTA CONVEXA As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais – Formas Simples RAVINA - sulco ou mordedura na encosta de uma elevação, provocada pela ligação lateral de duas vertentes, servindo de linha de reunião de água. NÓ DE CRISTA - elemento do relevo resultante da reunião de várias linhas de festo no topo de uma elevação. Neste caso as ravinas correm de alto abaixo da elevação, fazendo com que a curva de nível mais interna sofram as mesmas inflexões das demais. NÓ TOPOGRÁFICO - elementodo relevo resultante do fato das diversas ravinas não atingirem o topo da elevação, graças à adversidade de dureza das rochas que a formam. Neste caso a curva de nível mais interior terá sua sinuosidade discordante das envolventes. As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais – Formas Simples Ligações das vertentes As vertentes ligam-se sempre duas a duas. Se a ligação das vertentes é um ângulo convexo, a aresta do ângulo diedro por elas formado é dominante e divisória das águas, chama-se então "linha de crista", "linha de festo", "linha de cumeada“ ou "linha de divisão de águas“. Quando a ligação é em ângulo "côncavo, a aresta é dominada e coletora das águas, chama-se então "linha de fundo", "linha de reunião de águas" ou "talvegue“. linha de crista talvegue As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais - Formas Simples CRISTA TOPOGRÁFICA é o ponto mais alto da linha de crista. CRISTA MILITAR, chama-se ao ponto da linha de crista que proporciona comandamento de todo o terreno à frente da elevação, sem a presença de ângulos mortos. Pode coincidir com a crista topográfica, porém pode ser outro ponto da linha de crista. As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais - Formas Simples A ligação de duas vertentes em ângulo convexo, segundo o tipo de encostas e a abertura do ângulo por elas formado, pode dar origem a três formas do terreno: ESPIGÃO - é o acidente do relevo em que as vertentes são íngremes e uniformes. O ângulo diedro por elas formado é pequeno, provocando, na sua representação, curvas de nível cuneiformes. GARUPA - é a forma do terreno em que as vertentes são convexas. O ângulo diedro por elas formado é obtuso, dando origem a uma linha de crista abaulada, donde as curvas de nível representativas terem também a forma abaulada. ESPORÃO - forma do terreno caracterizada por uma linha de crista com inflexão. acusando uma elevação ou um cume mais pronunciado ESPIGÃO GARUPA ESPORÃO As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais - Formas Isoladas DEPRESSÃO E ELEVAÇÃO: como na figura abaixo, são superfícies nas quais as curvas de nível de maior valor envolvem as de menor no caso das depressões e vice-versa para as elevações. As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais - Formas Isoladas - Elevação MAMELÃO - tipo de elevação em que as vertentes são arredondadas e uniformes. Pela sua forma, suas encostas permitem, normalmente, ampla observação em qualquer direção. COLINA - diferentemente do mamelão, a colina se alonga segundo uma direção definida. Assim, a colina difere do mamelão por ter formato alongado segundo uma direção. Sua linha de crista, normalmente, tende a abaular-se, formando uma espécie de cela. MAMELÃO COLINA As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais - Formas Isoladas - Elevação As elevações isoladas podem se apresentar, na sua parte superior, em forma de pico, zimbório ou platô. As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais - Formas Isoladas - Elevação Quanto ao PORTE, as formas isoladas podem ser assim classificadas: MONTES - elevações consideráveis, geralmente abruptas, destacando-se do solo circunvizinho. Graficamente são representados por curvas de nível que se fecham e mantém uma curvatura mais ou menos uniforme. MORRO - o mais comum, de porte mais modesto, quase sempre com a parte superior arredondada, em forma de zimbório. OUTEIRO - são ainda de menor porte que as colinas, se assemelhando, entretanto, a elas. Sua principal característica, porém, é a de se apresentar isolado nas planícies e planaltos; e DOBRAS - são elevações alongadas, cuja altura não atinge a cota da menor curva de nível da carta considerada. As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais - Formas Grupadas MONTANHA - termo genérico que exprime um aglomerado de elevações de forma e natureza diferentes, numa extensão mais ou menos considerável, em que o comprimento excede a largura. A curvas de nível que as representam, embora também fechadas, têm altura muito variável e ocupam no desenho mais espaço que as representativas dos montes. CORDILHEIRA - é uma série de montanhas que se sucedem numa grande extensão, sempre na mesma direção, dando origem a grandes linhas de cumeada e donde, em geral, se destacam, no sentido mais ou menos paralelo ao da direção principal, montanhas alongadas denominadas contrafortes, das quais, por sua vez, se destacam, em grande número, contrafortes secundários ou espigões. As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais - Formas Grupadas CADEIA DE MONTANHAS - são montanhas contíguas, de forma mais ou menos alongada, que ocupam grande superfície. SERRA - montanha de forma muito alongada, em cuja parte elevada aparecem pontos salientes, culminantes, em forma de dentes de serra, denominados vértices, cumes ou cimos, em forma de picos ou agulhas. MACIÇO - é um agrupamento de elevações que se ramificam de diversas maneiras, em qualquer sentido, apresentando o aspecto de um círculo de elevações em torno de um ponto culminante central. PLANALTO - superfície mais ou menos extensa e regular, situada a grande altura em relação do nível do mar, em geral ondulada, com declividades suaves e algumas vezes acidentada, porém acessíveis. Quando o planalto é de grande extensão, é chamado de chapada. As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais - Formas Grupadas As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais - Depressões As depressões são as formas opostas às elevações e para onde vão ter as águas que se escoam das vertentes que as cercam e formam. Algumas depressões, embora raramente se apresentem isoladas e sem escoamento para as águas, têm forma de cume invertido e recebem a denominação de cuba, servindo em geral como fundo dos lagos. VALES - nome genérico de depressão que serve de leito para escoamento das águas, com a forma de sulcos alongados e sinuosos, de profundidade e largura variáveis. As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais - Depressões DESFILADEIRO - é uma passagem mais ou menos longa, entre duas elevações. CORREDOR - é caracterizado por uma passagem entre elevações de extensão apreciável. GARGANTA é uma passagem estreita e curta entre elevações. As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais - Planícies PLANÍCIES Forma intermediária entre as elevações e depressões, são resultantes muitas vezes do aterramento das depressões com detritos provenientes da erosão. São vastas extensões de terreno sensivelmente planas, situadas nas regiões mais baixas da superfície terrestre. As planícies, em geral, diferem dos planaltos pela sua situação em relação ao nível do mar, pois os planaltos nada mais são do que planícies situadas no alto das grandes cadeias de montanhas. As Curvas de Nível e os Principais Acidentes Geográficos Naturais - Planícies Conforme o aspecto que apresentam e a situação em que se encontram, recebem as seguintes denominações: - Várzea - quando cultivadas ou a isso se prestarem; - Charneca - quando além disso falta água e vegetação; - Descampados - quando muito extensas; - Brejo ou Charco - quando baixas, sujeitas às invasões das águas pluviais; - Baixada - quando situada entre as cubas de grandes elevações e o mar; e - Pampas - são vastas planícies, quase sem relevo, monótonas, cobertas por leivas, revestidas de prados, baixas e desabrigadas dos ventos. Leis do Modelato Terreste Estas leis se referem às linhas de talvegue, às vertentes (encostas), às linhas de cristas, os três principais elementos que modelam o terreno. São regras que nada têm de absoluto, todas comportam exceções. Variam como variam as superfícies do terreno a que se referem, dizemapenas a forma ideal para qual tendem os terrenos normalmente constituídos e sujeitos à erosão regular das águas. O estudo dessas regras conduzirá a conclusões muito interessantes sobre os aspectos do terreno. Leis do Modelato Terreste Talvegues e Cursos D’água I) Lei da continuidade dos declives, de um ponto qualquer do terreno pode-se descer até o mar sem nunca subir. Ela decorre naturalmente da maneira pela qual se formou o modelado topográfico. Há como exceção o caso de uma bacia fechada, o que aliás existe, se bem que raramente. II) A declividade de uma linha de talvegue ou de um curso d'água decresce de montante para jusante. Leis do Modelato Terreste Talvegues e Cursos D’água III) Desenvolvendo-se num mesmo plano o perfil de um curso d’água e de seus afluentes, a curva perfil desse curso d’água envolverá todas as de seus afluentes, como consequência um rio corre mais em um certo nível que seus afluentes. Assim, uma mesma curva de nível, na vizinhança e a montante de uma confluência, cortará o curso d’água principal mais longe dessa confluência que o curso d’água secundário (afluente), ou seja, a mesma curva de nível penetrará mais no vale principal que na ravina lateral que nele desembocar. Leis do Modelato Terreste Talvegues e Cursos D’água IV) A declividade nas curvas exteriores de um rio é maior que nas interiores. De fato, em uma curva de rio a massa d’água agindo sob a influência da força centrífuga corrói a margem exterior, alargando o leito desse rio e, não raras vezes, rasgando-lhe novo leito. Na margem interior, a velocidade do rio sendo muito menor, ocasiona a sedimentação de aluviões e o consequente abrandamento do declive nessa margem. Assim, as curvas de nível que envolvem uma sinuosidade são habitualmente mais próximas umas das outras que as envolvidas pelo curso d’água. Logo a margem situada na parte exterior tem comandamento sobre a interna. Dessa regra surgem dois corolários (deduções): Leis do Modelato Terreste Talvegues e Cursos D’água a)Quando um curso d’água se divide em muitos outros sinuosos, formando ilhas irregulares, pode-se concluir que o vale é largo e o talvegue pouco acidentado ou sensivelmente horizontal. b) Caso o curso d’água seja um braço único quase retilíneo, o vale é estreito e o talvegue muito pronunciado e de grande inclinação. Leis do Modelato Terreste Talvegues e Cursos D’água V) O ângulo formado por dois talvegues na sua confluência será sempre menor que 90º. Essa regra permite indicar a direção da corrente de um rio. VI) Uma confluência é assinalada geralmente por uma inflexão do curso d’água principal no sentido do afluente. Esta inflexão será tão mais pronunciada quanto mais importante for o afluente. Ou seja, o afluente muda a calha principal na sua direção Leis do Modelato Terreste Vertentes As curvas de nível de mesma cota se fazem seguir sobre as duas partes de uma mesma encosta (vertente), separadas, uma da outra por um vale lateral. É a lei da continuidade das vertentes. Na figura as partes ab e cd da vertente não são modificadas pelo trabalho do afluente que cravou o leito entre b e c. Leis do Modelato Terreste Vertentes As curvas de nível de mesma cota se fazem seguir sobre as duas partes de uma mesma encosta (vertente), separadas, uma da outra por um vale lateral. É a lei da continuidade das vertentes. Na figura as partes ab e cd da vertente não são modificadas pelo trabalho do afluente que cravou o leito entre b e c. Leis do Modelato Terreste Linhas de Festo I) Uma linha de festo se ligará sempre a uma outra e esta a outra e assim sucessivamente. II) Quando uma linha de festo separa dois cursos d’água ela se abaixa quando eles se aproximam (confluência) e se eleva quando se afastam. A distância máxima corresponde geralmente a um mamelão ou esporão e a mínima a um colo. Leis do Modelato Terreste Linhas de Festo III) Se uma linha de festo separa dois cursos d’água que correm em altitudes diferentes, ela estará mais próxima do mais elevado. IV) Se existirem duas nascentes opostas a uma mesma linha de festo, sobre a linha entre as nascentes ocorrerá um colo. Leis do Modelato Terreste Linhas de Festo V) Sempre ocorrerá uma ramificação separando dois talvegues que nascem do mesmo lado de uma mesma linha de festo. VI) Quando uma linha de festo muda de direção, opostamente ao ângulo formado ocorrerá uma ramificação. Leis do Modelato Terreste Linhas de Festo VII) Quando dois cursos d’água descem paralelamente de uma encosta e tomam depois direções opostas, a linha que separa os cotovelos indica a depressão mais profunda entre as duas vertentes e, portanto, a existência de um colo. VIII) Quando dois cursos d’água se encontram, a linha de crista do saliente que os separa está sensivelmente na direção do prolongamento do curso d’água que resulta da junção dos dois. Leis do Modelato Terreste Linhas de Festo IX) Quando diversos cursos d’água partindo de um ponto central seguem direções diversas, há na origem um ponto culminante. Declividade A inclinação que tem o terreno em relação ao plano horizontal é conhecida como declividade. O declive pode ser expresso de várias maneiras, mas todas elas dependem de uma comparação entre a distância vertical e a distância horizontal. A declividade de um terreno entre dois pontos é medida pela inclinação da reta que os une com o plano horizontal. Pode ser expressa em porcentagem ou em graus. Declividade em Porcentagem O meio mais comum de exprimir o valor do declive de uma encosta é em porcentagem. O declive de 1% significa que se sobe ou se desce uma unidade em uma distância horizontal de cem unidades; um declive de 10% significa que se sobe ou desce 10 metros em cada 100 metros. A declividade em Porcentagem é dada pela seguinte expressão: Declividade em Porcentagem Na carta a distância horizontal é medida diretamente e a altura vertical é a diferença de nível dos pontos. Um declive ascendente é positivo (+) e um descendente é negativo (-) isto é, o declive considerado no sentido xy é +10% e considerado no sentido yx é -10%. A linha xy representa uma encosta, se a distância horizontal entre x e y é de 100 metros e a diferença de nível é de 10 metros, o declive da encosta xy é: Declividade em Porcentagem Achar o declive entre A e B: 1) Mede-se primeiramente a distância horizontal, para este exemplo adotaremos o valor de 220 metros. 2) Determina-se a altura subtraindo a cota de A da cota de B. A altura é 559 - 530 = 29 metros 3) Dividimos a altura pela distância e o resultado multiplicamos por 100. Temos a declividade em porcentagem. Declividade em Graus O grau é a unidade de medida angular. O valor de um declive em graus é o ângulo em graus entre o plano horizontal e a superfície inclinada do terreno. 𝒂𝒏𝒈𝒍𝒐 = 𝒂𝒓𝒄𝒕𝒂𝒏𝒈 𝒅𝒊𝒇𝒆𝒓𝒆𝒏ç𝒂 í𝒗𝒆𝒍 𝒅𝒊𝒔𝒕â𝒏𝒄𝒊𝒂𝒉𝒐𝒓𝒊𝒛𝒐𝒏𝒕𝒂𝒍 Declividade em Graus Achar o declive entre A e B: 1) Mede-se primeiramente a distância horizontal, para este exemplo adotaremos o valor de 220 metros. 2) Determina-se a altura subtraindo a cota de A da cota de B. A altura é 559 - 530 = 29 metros 3) Calcula-se o Arco Tangente da divisão da altura pela distância. Temos a declividade em graus. 𝒂𝒓𝒄𝒕𝒂𝒏𝒈 𝒅𝒊𝒇𝒆𝒓𝒆𝒏ç𝒂 í𝒗𝒆𝒍 𝒅𝒊𝒔𝒕â𝒏𝒄𝒊𝒂𝒉𝒐𝒓𝒊𝒛𝒐𝒏𝒕𝒂𝒍 𝒂𝒓𝒄𝒕𝒂𝒏𝒈 𝟐𝟗 𝟐𝟐𝟎 = 𝟕, 𝟓𝟏° Classificação do Terreno Quanto ao Relevo CLASSIFICAÇÃO PELA DECLIVIDADE EM % CLASSIFICAÇÃO PELA ELEVAÇÃO EM METROS FIM!!!