Cartografia

 

A cartografia é a ciência da representação gráfica da superfície terrestre, tendo como produto final o mapa. Ou seja, é a ciência que trata da concepção, produção, difusão, utilização e estudo dos mapas. Na cartografia, as representações de área podem ser acompanhadas de diversas informações, como símbolos, cores, entre outros elementos. A cartografia é essencial para o ensino da Geografia e tornou-se muito importante na educação contemporânea, tanto para as pessoas atenderem às necessidades do seu cotidiano quanto para estudarem o ambiente em que vivem.

Os primeiros mapas foram traçados no século VI a.C. pelos gregos que, em função de suas expedições militares e de navegação, criaram o principal centro de conhecimento geográfico do mundo ocidental. O mais antigo mapa já encontrado foi confeccionado na Suméria, em uma pequena tábua de argila, representando um Estado. A confecção de um mapa normalmente começa a partir da redução da superfície da Terra em seu tamanho. Em mapas que figuram a Terra por inteiro em pequena escala, o globo se apresenta como a única maneira de representação exata. A transformação de uma superfície esférica em uma superfície plana recebe a denominação de projeção cartográfica.

 

Na pré-história, a Cartografia era usada para delimitar territórios de caça e pesca. Na Babilônia, os mapas do mundo eram impressos em madeira, mas foram Eratosthenes de Cirene e Hiparco (século III a.C.) que construíram as bases da cartografia moderna, usando um globo como forma e um sistema de longitudes e latitudes. Ptolomeu desenhava os mapas em papel com o mundo dentro de um círculo. Com a era dos descobrimentos, os dados coletados durante as viagens tornaram os mapas mais exatos. Após a descoberta do novo mundo, a cartografia começou a trabalhar com projeções de superfícies curvas em impressões planas.

Hoje, a cartografia é feita por meios modernos, como as fotografias aéreas (realizadas por aviões) e o sensoriamento remoto por satélite. Além disso, com os recursos dos computadores, os geógrafos podem obter maior precisão nos cálculos, criando mapas que chegam a ter precisão de até 1 metro. As fotografias aéreas são feitas de maneira que, sobrepondo-se duas imagens do mesmo lugar, obtém-se a impressão de uma só imagem em relevo. Assim, representam-se os detalhes da superfície do solo. Depois, o topógrafo completa o trabalho sobre o terreno, revelando os detalhes pouco visíveis nas fotografias.

 A outra técnica cartográfica, o sensoriamento remoto, consiste na transmissão, a partir de um satélite, de informações sobre a superfície do planeta ou da atmosfera. Quase toda coleta de dados físicos para os especialistas é feita por meio de sensoriamento remoto, com satélites especializados que tiram fotos da Terra em intervalos fixos.Para a geração das imagens pelos satélites, escolhe-se o espectro de luz que se quer enxergar, sendo que alguns podem enviar sinais para captá-los em seu reflexo com a Terra, gerando milhares de possibilidades de informação sobre minerais, concentrações e tipos de vegetação, entre outros. Existem satélites que chegam a enxergar um objeto de até vinte centímetros na superfície da Terra, quando o normal são resoluções de vinte metros.

Mapas

A localização de qualquer lugar na Terra pode ser mostrada em um mapa. Os mapas são normalmente desenhados em superfícies planas, em proporção reduzida do local da Terra escolhido. Nenhum mapa impresso consegue mostrar todos os aspectos de uma região. Mapas, em contraposição a foto aéreas e dados de satélite, podem mostrar concentração populacional e de renda, diferenças de desenvolvimento social, entre outras informações. Como os mapas possuem representação plana, eles não representam fielmente a forma geóide da Terra, o que levou cartógrafos a utilizarem globos para imitar essa forma. Os mapas mais comuns são os políticos e topográficos. Os políticos representam graficamente os continentes e as fronteiras entre os países, enquanto os topográficos representam o relevo em níveis de altura (normalmente inclui também os rios mais importantes). Para desenhar mapas cartográficos depende-se de um sistema de localização com longitudes e latitudes, uma escala, uma projeção e símbolos. Atualmente, boa parte do material que o cartógrafo necessita é obtido por sensoriamento remoto com foto de satélite ou fotografias aéreas.

Classificação dos mapas ou cartas

De acordo com a escala, os mapas ou cartas podem ser:

  • Cartas cadastrais ou plantas. Quando se destinam à representação de pequenas áreas, cidades, bairros, fazendas, conjuntos residenciais etc., porém com elevado grau de detalhamento e de precisão. É o caso de plantas urbanas, de grande utilidade para as autoridades governamentais na administração (cadastramento) e planejamentos urbanos. São cartas de grande escala, normalmente de 1:500 até 1:10.000.

  • Mapas ou cartas topográficas. Quando mostram a características ou os elementos naturais e artificiais da paisagem com um certo grau de precisão ou de detalhamento parte de uma região ou estado . Podem mostrar uma determinada (etc.). São de média relevo, acidentes naturais, obras realizadas pelo homem escala, normalmente de 1:25.000 a 1:250.000.

  • Mapas ou cartas geográficas. Quando mostram as características ou elementos geográficos gerais de uma ou mais regiões, país ou continente ou mesmo do mundo, o que exige o emprego de escalas pequenas (de 1:500.000 a 1:1.000.000 ou menos).

     

    Elementos de um mapa

     A confecção de um mapa é uma tarefa de certa complexidade. Abrange um conjunto de operações que vão desde os levantamentos no próprio terreno e a análise de documentação (fotos aéreas, por exemplo) até o estudo de expressões gráficas (legendas etc.) e outros aspectos. Os mapas modernos são elaborados com o auxílio de instrumentos e recursos muito avançados, tais como fotografias aéreas, satélites artificiais e computadores.
     

    Os elementos de um mapa são: escala, projeções cartográficas, símbolos ou convenções e título.

     

    Escala

     

    Como o mapa é infinitamente menor que a Terra, necessitamos de uma escala para indicar a proporção entre ele e o nosso planeta. A escala nos informa quantas vezes o objeto real (no caso a Terra ou parte dela) foi reduzido em relação ao mapa. Em outras palavras, escala é a relação entre a distância ou comprimento no mapa e a distância correspondente na Terra. Por exemplo: um mapa do Brasil na escala 1:5.000.000 significa que as distâncias (ou proporções) reais do Brasil sofreram uma redução de 5 milhões de vezes em relação ao mapa, ou seja, nessa escala 1 cm no mapa corresponde a 5 milhões de cm (ou 50 km) no lugar real.

     

    Quando vamos elaborar um mapa devemos primeiramente determinar em que escala ele será construído. Se quisermos, por exemplo, construir um mapa do Brasil numa folha de papel de 1 m2, a escala mais apropriada será a de 1:5.000.000, porém se a folha de papel for de 20 cm2, a escala mais adequada será a de 1:25.000.000.

     

    Entretanto devemos lembrar que a riqueza de detalhes do mapa é diretamente proporcional à escala, ou seja, quanto maior for a escala, maior a riqueza de detalhes. A mostra o Brasil em três escalas diferentes. Nesse caso, quanto menor for a escala, menor o tamanho do mapa e conseqüentemente menor a riqueza de detalhes.

    Existem os seguintes tipos de escalas:

  • Numérica. Trata-se de uma fração ou proporção que estabelece a relação entre a distância ou comprimento no mapa e a distância correspondente no terreno. Por exemplo: se um determinado mapa estiver na escala 1:200.000 (um por duzentos mil), isso significa que cada unidade de distância no mapa (1 cm, por exemplo) corresponde a 200 mil unidades (200 mil cm, no caso) no terreno, ou seja, 1 cm no mapa é igual a 200 mil cm no terreno. A escala numérica pode ser apresentada de três formas diferentes:

1 ou 1:200.000 ou 1/200.000

  • Gráfica. Apresenta-se sob a forma de segmento de reta graduado. Por exemplo:

0 km   200km  400km 600km 800km 1.000km

 

 

 

 

 

 

Nesse caso a reta foi seccionada em cinco partes iguais, cada uma medindo 1 cm. Significa que cada uma das partes no mapa (1 cm) corresponde 20.000.000 cm ou 200 km no terreno.

Recursos utilizados na confecção dos mapas

 

Sensoriamento remoto e Cartografia

 

A partir do momento em que, pela primeira vez, uma pequena porção da superfície terrestre foi fotografada com a ajuda de um balão em 1858 (na França), o sensoriamento remoto apresentou um espetacular desenvolvimento. Recentemente, com o emprego do radar e dos satélites artificiais, o sensoriamento remoto tem contribuído enormemente para o desenvolvimento de diversos campos do conhecimento, tais como Geologia, Geografia, Geomorfologia, Oceanografia, Meteorologia, Cartografia e outros.

 

O sensoriamento remoto nada mais é do que "um recurso técnico para ampliar os sentidos naturais do homem", ou seja, " é um dispositivo ou equipamento [câmara fotográfica, radar] que capta e registra, sob a forma de imagens, a energia refletida ou emitida pelas áreas, acidentes, objetos e acontecimento do meio ambiente, incluindo os acidentes naturais e culturais" (Cêurio de Oliveira. Curso de Cartografia Moderna, p. 83).

 

Quanto à fonte de radiação (fonte emissora de energia), os sensores são classificados em passivos e ativos. São passivos quando dependem de uma fonte de radiação externa ou natural, como o Sol e a Terra. Nesse caso estão, por exemplo, os radiômetros, que registram a radiação emitida pelas diferentes superfícies e substâncias (solo, água etc.) e as câmaras fotográficas, que captam a radiação solar refletida.

 

São do tipo ativo quando não dependem de fonte de energia externa, isto é, são sensores que possuem sua própria fonte de energia. É o caso, por exemplo, dos radares, que emitem fluxos de energia em direção a determinados alvos e, a seguir, captam de volta a energia refletida por eles.

 

Aerofotogrametria

 

Como dissemos no início, a câmara fotográfica foi o primeiro tipo de sensor remoto utilizado pelo homem. Hoje em dia, as câmaras fotográficas encontram-se bastante aperfeiçoadas, sendo que as câmaras aéreas empregadas em sensoriamento remoto dispõem de mecanismos ou dispositivos que permitem combinar simultaneamente o movimento do filme com o deslocamento do avião.

 

As diversas vantagens oferecidas pela aerofotogrametria, tais como boa orientação espacial, facilidade de interpretação e elevado nível de precisão e rapidez, explicam o largo uso da fotografia aérea em todo o mundo. No caso da cartografia, o seu emprego é fundamental, pois quase toda a produção cartográfica atual utiliza seus recursos.

 

A fotografia aérea oferece também, através da fotointerpretação, um amplo campo de trabalho a diversos profissionais, como urbanistas, geólogos, geógrafos e outros.

 

 

O princípio da aerofotogrametria

 

O princípio usado pela aerofotogrametria pode ser descrito assim, resumidamente:

 

1º) de um avião devidamente equipado e mediante condições de tempo apropriadas, são feitas, ao longo de uma linha (reta) de vôo, sucessivas exposições fotográficas de uma extremidade a outra da área, até cobri-la totalmente.

 

2º) Ao longo de cada faixa ou linha de vôo, as exposições são feitas de tal modo que, entre duas fotos sucessivas, haja uma superposição de aproximadamente 60%, ou seja, a primeira e a segunda fotos cubram uma área comum de 60%.

 

3º) Colocadas todas as fotos uma ao lado da outra, e obedecendo-se à orientação correta (linhas de vôo, superposição etc.), teremos uma visão total da área. Para obtermos a visão tridimensional, recorremos ao estereoscópio, um instrumento ótico binocular que permite ver as imagens em terceira dimensão (em relevo).

 

 

Radar

 

O radar é um sensor ativo que, para obter a imagem de uma determinada superfície, emite fluxos de energia (ondas eletromagnéticas) através de uma antena que é simultaneamente transmissora e receptora, isto é, envia e depois recebe de volta a energia refletida pela superfície. A seguir, essa energia é processada e transformada em imagens por outros instrumentos do radar (receptor, amplificador e detector), e estas, finalmente, são registradas em fitas magnéticas ou em filmes.

 

O Brasil iniciou, a partir de 1970, um amplo levantamento da Amazônia através do radar (Projeto radam ou Radambrasil) com a finalidade de elaborar um mapeamento da região abrangendo diversos aspectos tais como geológicos, geomorfológicos, de vegetação, hidrográficos, dos solos e do uso da terra. O trabalho de levantamento das imagens da região foi feito em cerca de doze meses, sendo que posteriormente outras regiões do país passaram a usar os serviços oferecidos pelo Radam.

 

Satélites Artificiais

 

O sensoriamento remoto por meio de satélites artificiais teve início no final da década de 50, logo após o lançamento do primeiro satélite artificial pelos soviéticos, o sputinik, em 1957.

 

No caso dos satélites artificiais, as primeiras imagens da Terra foram obtidas através de câmaras fotográficas, passando-se posteriormente a empregar outros tipos de sensores mais avançados e eficientes. Hoje, o sensoriamento remoto por meio de satélites representa o mais importante e eficiente recurso tecnológico de observação da Terra de que o homem dispõe.

 

Dentre os vários programas ou sistemas de sensoriamento por satélites (Tiros, Nimbos, Apolo, Spot etc.) o mais importante é, sem dúvida, o Landsat, desenvolvido pela NASA (National Aeronautics and Space Administration). Esse sistema compreende uma série de cinco satélites, sendo que o Landsat 1 foi lançado em 1972 e o Landsat 5, em 1984.

 

O esquema básico de funcionamento do sistema Landsat é o seguinte: os dados obtidos pelos satélites são transmitidos para uma estação terrestre, sendo depois processados e utilizados pelos especialistas interessados.

As informações a seguir referem-se aos satélites Landsat 4 e Landsat 5:

  • suas órbitas ao redor da Terra são circulares e encontram-se a 705 km de altitude;

  • cada satélite demora cerca de 98 minutos para completar a sua órbita;

  • cada satélite demora dezesseis dias para cobrir toda a Terra.

O Brasil utiliza informações do sistema Landsat desde 1973. Para tanto, o país conta com uma estação terrestre de rastreamento e de recepção de dados, situada em Cuiabá (MT), e outra para processamento e distribuição dos dados, localizada em Cachoeira paulista (SP). O trabalho de rastreamento feito em Cuiabá abrange 90% da área da América do Sul. Além dos programas Landsat, o Brasil já recebe dados do programa espacial francês Spot, iniciado em 1986.

 

Projeções cartográficas

Sabemos que a maneira mais adequada de representar a Terra como um todo é por meio de um globo. Porém, precisamos de mapas planos para estudar a superfície do planeta. Transformar uma esfera em uma área plana do mapa seria impossível se os cartógrafos não utilizassem uma técnica matemática chamada projeção. No entanto, imagine como seria se abríssemos uma esfera e a achatássemos para a forma de um plano. Com isso, as partes da esfera original teriam que ser esticadas, principalmente nas áreas mais próximas aos os pólos, criando grandes deformações de área. Então, para chegar a uma representação mais fiel possível, os cartógrafos desenvolveram vários métodos de projeções cartográficas, ou seja, maneiras de representar um corpo esférico sobre uma superfície plana.

 

Como toda projeção resulta em deformações e incorreções, às vezes algumas características precisam ser distorcidas para representarmos corretamente as outras. As deformações podem acontecer em relação às distâncias, às áreas ou aos ângulos. Conforme o sistema de projeção utilizado, as maiores alterações da representação localizam-se em uma ou outra parte do globo: nas regiões polares, nas equatoriais ou nas latitudes médias. É o cartógrafo define qual é a projeção que vai atender aos objetivos do mapa.

A projeção mais simples e conhecida é a de Mercator (nome do holandês que a criou). Outras técnicas foram evoluindo e muitas outras projeções tentaram desfazer as desigualdades de área perto dos pólos com as de perto do equador, como por exemplo a projeção de Gall. Como não há como evitar as deformações, classifica-se cada tipo de projeção de acordo com a característica que permanece correta. Temos então:

  • Projeções eqüidistantes = distâncias corretas
  • Projeções conformes = igualdade dos ângulos e das formas dos continentes
  • Projeções equivalentes = mostram corretamente a distância e a proporção entre as áreas

    Os três principais tipos de projeção são:

    Cilíndricas: consistem na projeção dos paralelos e meridianos sobre um cilindro envolvente, que é posteriormente desenvolvido (planificado). Uma das projeções cilíndricas mais utilizadas é a de Mercator, com uma visão do planeta centrada na Europa.
    Cônicas: é a projeção do globo terrestre sobre um cone, que posteriormente é planificado. São mais usadas para representar as latitudes médias, pois apenas as áreas próximas ao Equador aparecem retas.
    Azimutais: é a projeção da superfície terrestre sobre um plano a partir de um determinado ponto (ponto de vista). Também chamadas planas ou zenitais, essas projeções deformam áreas distantes desse ponto de vista central. São bastante usadas para representar as áreas polares.

Coordenadas Geográficas: Paralelos e Meridianos

 

O movimento de rotação da Terra ao redor de seu eixo proporciona dois pontos naturais - os pólos - nos quais está baseada a chamada rede geográfica, que consiste em linhas destinadas a fixar a posição dos pontos da superfície. A rede geográfica consta de um conjunto de linhas traçadas de norte a sul unindo os pólos - os meridianos - e um conjunto de linhas traçadas de leste a oeste paralelas ao equador - os paralelos.

 

Meridianos

 

Todos os meridianos são semicírculos máximos, cujos extremos coincidem com os pólos norte e sul da Terra. Ainda que seja correto que o conjunto de dois meridianos opostos constituam um círculo máximo completo, é conveniente recordar que um meridiano é só um semicírculo máximo, e que é um arco de 180º.

 

Outras características dos meridianos são:

 

1. Todos os meridianos tem direção norte-sul;
2. Os meridianos têm sua máxima separação no equador e convergem em direção aos dois pontos comuns nos pólos;
3. O número de meridianos que se pode traçar sobre o globo é infinito. Assim pois, existe um meridiano para qualquer ponto do globo. Para sua representação em mapas os meridianos se selecionam separados por distâncias iguais adequadas.

 

Paralelos

 

Os paralelos são círculos menores completos, obtidos pela intersecção do globo terráqueo com planos paralelos ao equador. Possuem as seguintes características:

 

1. Os paralelos são sempre paralelos entre si. Ainda que sejam linhas circulares, sua separação é constante.
2. Os paralelos vão sempre em direção leste-oeste.
3. Os paralelos cortam os meridianos formando ângulos retos. Isto é, correto para qualquer lugar do globo, exceto para os pólos, uma vez que neles a curvatura dos paralelos é muito acentuada.
4. Todos os paralelos, com exceção do equador, são círculos menores. O equador é um círculo máximo completo.
5. O número de paralelos que se pode traçar sobre o globo é infinito. Por conseguinte, qualquer ponto do globo, com exceção do pólo norte e do pólo sul, está situado sobre um paralelo.

 

Longitude

 

O sistema empregado para localizar pontos sobre a superfície terrestre consiste em medir as longitudes de arco ao longo dos meridianos e paralelos. Tomando o equador como linha de partida, os arcos são medidos em direção ao norte ou em direção ao sul até os pontos desejados. Tomando um meridiano determinando ou meridiano principal, como linha de referência, os arcos são medidos em direção a leste ou a oeste até os pontos desejados.

 

A longitude de um lugar pode definir-se como o arco de paralelo, medido em graus, entre tal lugar e o meridiano principal. Está quase universalmente aceito como meridiano principal o que passa pelo Observatório de Greenwich, perto de Londres, a que freqüentemente se designa como meridiano de Greenwich. A este meridiano corresponde a longitude 0º. A longitude de qualquer ponto dado sobre o globo é medida na direção leste ou oeste a partir deste meridiano, pelo caminho mais curto. Portanto, a longitude deve oscilar entre zero e 180 graus, tanto a leste quanto a oeste de Greenwich.

 

Conhecendo-se somente a longitude de um ponto não podemos determinar sua situação exata, porque o mesmo valor da longitude corresponde a todo um meridiano. Por esta razão, pode definir-se um meridiano como o lugar geométrico de todos os pontos que têm a mesma longitude. Para a longitude 77º03'41" W, pode ler-se "longitude 77 graus, três minutos e quarenta e um segundos oeste de Greenwich".

 

Latitude

A latitude de um lugar pode ser definida como o arco de meridiano, medido em graus, entre o lugar considerado e o equador. Portanto, a latitude pode oscilar entre zero grau no equador até 90 graus norte ou sul nos pólos. A latitude de um lugar, que se escreve latitude 34º10'31" N, pode ler-se "latitude 34 graus, 10 minutos e 31 segundos norte".

 

Símbolos ou convenções cartográficas

 

Considerando-se que o mapa não é uma reprodução da realidade terrestre e, sim, uma representação dessa realidade, o cartógrafo recorre a símbolos e convenções que auxiliam na leitura ou interpretação dos mapas. Os símbolos são, portanto, a linguagem visual dos mapas.

 

Existe uma grande variedade de símbolos e de cores utilizadas pelos cartógrafos nos diferentes tipos de mapas, apesar de ainda não existir uma padronização total e universal. Quanto às cores, as principais convenções são as seguintes: azul (hidrografia); verde (vegetação); castanho (relevo e solos); preto ou vermelho (acidentes geográficos artificiais, como rodovias, ferrovias etc.).