Softwares Utilizados Na Topografia

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Softwares utilizados na Topografia Engenharia Civil - UFPa Sean Aragão Belém/2009 Sumário INTRODUÇÃO 04 SISTEMA TOPOGRAPH 04 1.1- Características 05 2.2- Interface com o usuário 07 GEO OFFICE 07 2.1- Características 07 2.2- Interface com o usuário 09 TOPOEVN 10 3.1- Características 10 3.2- Interface com o usuário 12 DATAGEOSIS 12 4.1- Características 12 4.2- Interface com o usuário 14 CONCLUSÃO 15 BIBLIOGRAFIA 16 INTRODUÇÃO A automatização dos métodos de cálculos para levantamentos topográficos facilitaram as atividades de escritório, entretanto existe a necessidade de conhecer qual a metodologia utilizada nos algoritmos inseridos nos aplicativos disponíveis no mercado das geotecnologias e, qual o nível de significância de seus resultados em relação ao posicionamento e sua qualidade. Sabe-se que as observações conduzidas pelo homem caracterizam-se pela constante presença de “erros de medida”. Esses erros não são apenas decorrentes de falhas humanas (erros grosseiros), mas também das imperfeições dos equipamentos e da influência das condições ambientais locais (erros sistemáticos). Retirados esses erros, as observações ainda continuam a mostrar imperfeições, caracterizando os “erros acidentais”. Neste caso, a aplicação de métodos voltados ao “ajustamento de observações” tenta minimizar tais erros, determinando os resultados mais prováveis de cada medida e estimando a precisão de cada observação. As medições obtidas num levantamento de campo ao serem processadas em diferentes aplicativos topográficos, podem apresentar significativa discrepância entre seus resultados, caracterizando diferentes métodos de cálculo e de ajustamento. Assim, os aplicativos disponibilizados no mercado devem atentar à necessidade de ter em seu algoritmo um método, ou métodos, de ajustamento das observações. Hoje no mercado existem diversos softwares topográficos para cada situação, mas temos que observar que cada equipamento tem suas limitações, existem outros com tecnologia mais sofisticadas, onde se pode minimizar drasticamente os erros e ter um resultado mais próximo a realidade. Para a Engenharia Civil as informações geográficas têm importância fundamental, seja da maneira tradicional, com uso de levantamentos plani-altimétricos ou com o os Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Mesmo as informações adquiridas através da mensuração (topografia, geodésia, cartografia, fotogrametria e área correlatas) podem ser utilizadas em mapeamentos, edificações, estradas, barragens, saneamento, água, esgoto, viadutos, túneis, portos, canais, sistemas de irrigação, arruamentos, loteamentos, levantamento de galerias de mineração, partilha de propriedades etc. A abrangência da área tecnológica é muito maior do que as citadas acima, sendo um dos ramos que está em grande ascensão devido, principalmente, ao investimento de empresas em equipamentos e softwares. Os softwares topográficos mais usados hoje são: TopoGraph, Geo Office, TopoEVN e DataGeosis. Trataremos de cada um desses softwares adiante. 1- SISTEMA TOPOGRAPH O Sistema topoGRAPH é um grupo de aplicações que se complementam e cujo objetivo principal é o de criar uma solução completa nos processos de coleta de dados topográficos e/ou geográficos no campo, de processamento, de armazenamento e de disponibilização desses dados para todas as etapas dos trabalhos de construção e mapeamento, passando pela transferência dos dados do campo ao escritório. Este aplicativo é responsável pelos cálculos de topografia e UTM do Sistema TopoGraph. As cadernetas de levantamento de campo podem ser introduzidas a partir de dados levantados por diversos tipos de equipamentos, como estações totais, distanciômetros ou taqueômetros. A introdução desses dados é feita de forma manual, digitando-se as medições, ou a partir da transferência automáticas de dados entre uma estação total eletrônica e o computador. O número de poligonais por caderneta é ilimitado. Para facilitar a comunicação com outros programas, há a opção de importação e exportação de coordenadas em qualquer formato ASCII. O sistema TopoGraph tem módulos para processamento de dados topográficos, cálculos de volumes de terraplenagem, projetos viários e elaboração de notas de serviço. Atualmente, está adequado à lei 10.267 do georreferenciamento. O aplicativo é destinado às diversas áreas da engenharia e construção que utilizam uma base topográfica no desenvolvimento de seus trabalhos, como edificações, loteamento, regularização fundiária, reflorestamento, irrigação, mineração, estradas, barragens, etc. Um dos recursos mais poderosos é a visualização simultânea dos dados em uma tabela e uma vista gráfica. Este recurso facilita o processo de montagem das poligonais, já que as seqüências das estações podem ser criadas graficamente, clicando-se o mouse sobre os lados que fazem parte de cada uma das poligonais. A ordem, a largura, a visibilidade e o tipo de letra das colunas das tabelas de dados podem ser definidos pelo usuário e todos os relatórios e lotagens têm uma prévia de impressão. Para aumentar a segurança e qualidade dos resultados, os cálculos preliminares permitem a verificação do levantamento, pois cada trabalho pode ter suas tolerâncias informadas tanto para as cadernetas quanto para as poligonais. As poligonais, abertas ou fechadas, podem ser ajustadas pelo método de compensação por projeções ou pelo método dos mínimos quadrados. Pode-se trabalhar com coordenadas topográficas locais ou definidas com transporte de coordenadas UTM. O Sistema TopoGraph utiliza a classificação das poligonais da ABNT. . Para os trabalhos de geodésia, o Sistema TopoGraph oferece opções de transformações de coordenadas UTM para topográficas, UTM para Geodésicas e Geodésicas para UTM. Os relatórios e listagens podem ser customizados com a padronização de cabeçalhos, rodapés e corpo. 1.1- Características: Cálculos: • • • • • • • Introdução de dados de cadernetas de campo manual ou transferência automática através de caderneta eletrônica; Montagem do caminhamento das poligonais através de visualização gráfica das medidas efetuadas (croquís); Cálculos de poligonais topográficas e geodésicas; Classificação das poligonais conforme as Normas da ABNT e cálculo de compensação pelos Métodos das Projeções e pelos Mínimos Quadrados; Transformação de coordenadas Geográficas para UTM e vice-versa e UTM para Topográficas; Sistema de codificação para a união automática de pontos e biblioteca de símbolos atrelados à descrição do ponto; Importação e exportação de arquivos de coordenadas em formato ASCII. Desenhos: • • • • • • • Visualização dos pontos de poligonais e de irradiações com união automática conforme os códigos definidos no levantamento; Montagem de desenho interativo através de linhas, poli-linhas, splines, arcos, círculos, hachuras, convenção de taludes, textos, etc., ou através de editor de comandos; Criação de biblioteca de símbolos, estilo de linhas e arcos, bem como a visualização do desenho por camadas definidas por usuário; Cálculos geométricos de interseções, concordâncias, paralelas, perpendiculares, tangências, azimute/rumo e distância e ângulo interno; Definição de quadros e legendas; Plotagem de desenhos em impressoras e ploters; Importação e exportação de desenhos em formatos DXF e DWG. Curvas de Nível: • • • • • • • Triangulação automática considerando linhas de quebra, fronteira e obrigatória. Interpolação de curvas de nível sobre triangulação ou sobre uma malha retangular; Edição de pontos e lados de triângulos com reinterpolação das curvas de nível em tempo real; Diversos graus de suavização das curvas de nível e curvas mestras com identificação da cota e cor diferenciada; União automática de várias triangulações; Visualização da declividade do terreno através de cores; Capacidade ilimitada de triangular pontos (depende da memória RAM e do Winchester); Fundiário: • • • • • Possibilidade de criar a Gleba a partir de vários elementos como: linhas, polilinhas e arcos; Divisão de gleba com os seguintes métodos: azimute pré-definido; imposição de azimute a partir de um ponto conhecido; divisão por testadas iguais com azimute conhecido ou paralela a um dos lados ou ainda, perpendicular a uma base; divisão por áreas iguais com azimute conhecido ou paralela a um dos lados ou ainda, perpendicular a uma base; Numeração automática dos lotes divididos com identificação dos confrontantes. Memorial descritivo automatizado com base nos padrões criados pelo usuário no MS-Word; Elaboração de plantas de gleba e individuais definindo automaticamente a escala ideal conforme o formato da folha; 2.2- Interface com o usuário: Desenvolvido com base na experiência real no campo, o Sistema topoGRAPH aumenta a produtividade dos profissionais da área. É fácil de usar, pois utiliza a interface gráfica do Windows e respeita a seqüência natural de trabalho dos profissionais. Com simples cliques do mouse, todo o processo de trabalho, do cálculo das poligonais ao desenho final, é feito de maneira rápida e intuitiva Fonte: www.charpointer.com/uploads/imagens/16/2.jpeg 2- GEO OFFICE O GeoOffice é uma ferramenta de automação topográfica desenvolvida para auxiliar no armazenamento e manipulação de dados de GPS de navegação, confecção de mapas, etc. Com este software é possível descarregar todas as informações colhidas com seu GPS e atualizá-las em seu computador. Ideal para todos os usuários de aparelhos de navegação global, independente de marcas ou modelos. 2.1- Características: Módulo Básico • • • • • • • • Possui um gerenciador de projetos que permite de forma única, gerenciar e organizar todos os seus projetos da melhor forma possível a fim de tornar a localização dos arquivos mais simples e rápida. Permite entrada manual de dados e se comunica com a maioria de coletores de dados e estações totais; Exclusivo sistema de traçado e cálculo automático de poligonais e suas irradiações; CAD próprio, com interface e recursos semelhantes aos do AutoCAD e com recursos específicos para a área de topografia, como taludes, malha de coordenadas, numeração automática de lotes, rotulagem de linhas com azimutes, rumos e distâncias, etc; Importa e exporta dados em diversos formatos, como ASCII, FBK e DXF; Sistema totalmente integrado em um único ambiente, totalmente em português, com interface intuitiva e amigável seguindo o padrão das ferramentas do Microsoft Office 2000; Compatível com Windows 95, 98, ME, NT, 2000 e XP; Chave de proteção para uso em porta paralela ou USB. Geodésia • • • Divisão de áreas e memoriais, divisão de áreas tomando-se por base um ponto ou alinhamento de referência, geração automática de memoriais descritivos e tabelas no desenho; Conversão de coordenadas geográficas para UTM e UTM para geográficas - com possibilidade de troca de datum nas conversões - fator de escala (K) e convergência meridiana. Reconstituição de memoriais, reconstituição de áreas através de memoriais descritivos informando-se as distâncias e os azimutes, rumos ou deflexões. MDT e Visualizador 3D • Geração de modelagem digital de terreno (superfície) que permite a interpolação de pontos para outros aplicativos. Permite adicionar ou remover pontos, lados de triângulos e linhas obrigatórias. Possibilita suavização através de sub-divisão de triângulos e malha regular. Traçado de curvas de nível; • Interpolação e traçado automático de curvas de nível no desenho e ferramenta para rotular as curvas com a cota. • Geração de visualizações em 3D de um MDT. Permite suavizar o desenho, colorí-lo de acordo com as altitudes, visualizar a malha e também os pontos. Volume entre superfícies e Perfil longitudinal • • Cálculo de volume entre uma superfície e um plano ou entre duas superfícies (primitivo e medição, por exemplo). Após o cálculo, pinta no desenho as regiões de corte e aterro e elabora uma tabela com seus respectivos volumes; Geração de perfil longitudinal de estacas levantadas em campo. Se o usuário possuir o aplicativo MDT, calcula e interpola os pontos do estaqueamento utilizando-se a ferramenta traçado geométrico, que permite a configuração de curvas circulares nos PIHs. Seções transversais e Volume entre camadas • • Geração de seções transversais de um estaqueamento, com especificação da largura e distância entre os pontos das seções; Cálculo de volume entre duas camadas das seções-transversais e geração de relatório com a área da seção de cada estaca, o volume parcial e acumulado entre as estacas e o volume total de corte e aterro. Greide, Seções-tipo e Vias • • • Traçado de greide no perfil longitudinal e cálculo automático das cotas de projeto, com possibilidade de configuração de curvas circulares e parábolas simples nos PIVs ; Cadastro de seções-tipo e cálculo dos pontos de projeto tendo-se um greide de referência; Cálculo de super-elevação, super-largura, curvas de transição horizontal, parábolas compostas verticais, diagrama de massas (Brückner). Mapa de declividades e Platô • Elaboração de mapas de declividades de uma superfície, com possibilidade de configurar os intervalos e inclinações desejadas e elaboração de tabela com as cores, intervalos e suas áreas totais; • Cálculo automático dos taludes de corte e aterro e offsets de um platô. Os taludes são configuráveis e permitem a inclusão de banquetas (bermas) no projeto. 2.2- Interface com o usuário O Leica Geo Office permite-lhe gerir o projeto de uma forma integrada. Sem necessidade de transferir dados entre os vários módulos. O LEICA Geo Office é baseado em uma gráfica e intuitiva interface com o ambiente multitarefa do Windows™ tornando-o fácil de aprender e de usar. Todos os componentes tem um visual similar e se identificam e interagem perfeitamente entre eles. Os dados de GPS, Estação Total e Nível são manuseados em um ambiente similar, com ferramentas padronizadas e fluxo de dados. O HELP embutido contém excelentes tutoriais e propiciam recomendação e informação a todo momento que for necessário. O LEICA Geo Office auxilia você passo-a-passo. Fonte: www.charpointer.com/uploads/imagens/16/3.jpeg 3- TOPOEVN O TopoEVN é um sistema para cálculos e desenhos topográficos desenvolvido para fornecer recursos de alta produtividade na automação e otimização de projetos. É composto por 4 ferramentas totalmente integradas (Planilha de Cálculos, Editor de Relatórios, Editor de Memorial e Editor de Desenhos), formando um ambiente de trabalho completo, com interface de fácil operação. Totalmente remodelado, o novo módulo CAD ficou mais poderoso e fácil de utilizar. Possui mais de 150 comandos e dezenas de ferramentas específicas para topografia e projetos. O novo TopoEVN está preparado para atender as exigências da nova lei nº 10.267 do Sistema Público de Registro de Terras. 3.1- Características: Personalização • • • • • • Configuração de auto-salvamento para arquivos de segurança e arquivos backup .PTK e .ZIP e ferramenta para restaurá-los facilmente. Personalização dos dados da empresa nos relatórios; Permite gravar/abrir um arquivo externo com as informações da empresa, possibilitando ter acesso irrestrito às informações preenchidas.; Personalização dos dados do cliente contratante do serviço; Configuração das preferências de casas decimais, cores, repetições e autopreenchimento; Configuração da fonte das células e largura das colunas e linhas da planilha. Configuração da Planilha • • Permite criar e salvar infinitos tipos de configurações com a personalização de colunas e posições. Nove tipos de configurações padrão: Taqueométrico Planimétrico , Estação Total Planimétrico; Taqueométrico Planialtimétrico, Estação Total Desnível, Coordenadas X Y Z, Nivelamento geométrico - Calcula o nivelamento geométrico de poligonais fechadas ou abertas; Transformação de coordenadas - Permite o cálculo de transformação entre datuns e conversões de coordenadas Geodésicas (Lat./Long), UTM, LTM, RTM. e Plano Topográfico Local. Reiterações • • • • • • Permite uma visualização mais organizada das reiterações (repetições de leituras) de uma planilha, Permite visualizar todas as reiterações da planilha ou somente as que se referem a um alinhamento; É possível filtrar as reiterações de vante (VT) e as de ré (RE); Permite gerar relatórios das reiterações exibidas, Caminhamento da poligonal principal; A ferramenta Editar caminhamento faz automaticamente na planilha a distinção das estações da poligonal principal e das poligonais auxiliares. Relatórios • • O editor de relatórios do sistema é um editor de textos do programa com a função de gerar relatórios e permitir modificações no texto dos documentos utilizando-se das ferramentas de edição do próprio editor; Os relatórios gerados podem ser salvos nos formatos: 'Documentos do Word (*.doc), Formato Rich Text (*.rtf), Páginas da Web (*.htm) ou (*.html) e Arquivos de Texto (*.txt); • • Permite a criação de infinitos modelos de relatórios escolhendo as colunas, cabeçalhos e formato das folhas. Possui mais de 20 modelos de relatórios pré-definidos: Caderneta Taqueométrica Planimétrica, Caderneta Taqueométrica Planialtimétrica, Caderneta Estação Total Planimétrica, Caderneta Estação Total Planialtimétrica, Caderneta Estação Total Desnível, Caderneta Coordenadas X Y Z, Caderneta Geodésica, Reiteração dos AH, Reiteração dos AV, Reiteração das Distâncias, Reiteração das Diferenças de Nível, Reiteração geral, Ângulos, Distâncias e Projeções, Ângulos, Distâncias e Projeções – Sicad, Azimute, Distância e Coordenadas, Azimute, Distância e Coordenadas – Sicad, Poligonal Base, Poligonal Base – Sicad, Coordenadas, Coordenadas Geodésicas para Planas, Coordenadas Planas para Geodésicas, Coordenadas Geodésicas para Geodésicas, Coordenadas Planas para Planas, Nivelamento geométrico. Exportando planilha para o CAD ou salvar em DWG/DXF • • • • • • • • • Seleciona as planilhas a serem exportadas; Seleciona os pontos a serem exportados pela descrição; Desenho das linhas das poligonais de caminhamento; Inserção automática da folha modelo ABNT, no formato e escala desejada. É possível a edição dos modelos de folha e escolha da área útil da mesma; Bloco da régua de escala gráfica; Bloco da Rosa dos ventos (Norte); Preenchimento automático do selo conforme definição da planilha; Opções de configuração do selo 'Grande' ou 'Pequeno'; Impressão / Plotagem do desenho na escala. 3.2- Interface com o usuário Totalmente em português, com CAD semelhante ao AutoCAD®, oferece ajuda on-line e suporte técnico permanente em um ambiente moderno e amigável. Fonte: www.charpointer.com/uploads/imagens/16/4.jpeg 4- DATAGEOSIS 4.1- Características: • • • • • Planilha de Nivelamento Oferece rapidez e precisão nos cálculos de um nivelamento geométrico oferecendo Nivelamento de linha qualquer ou nivelamento de eixo com seções transversais Cálculo e compensação de erros; Possibilidade de trabalhar em campo com mira ou trena; Apresentação gráfica dos pontos nivelados, podendo inclusive calcular volume com os mesmos. Geodésia Com as funções de geodésia você poderá fazer qualquer serviço adequado as atuais leis de registro de terra, se utilizando de: • Transformações de lista de coordenadas para geodésia. UTM e topográficas locais; • Transformação automática das coordenadas para Datuns diferentes com a troca dos mesmos; • Visualização de todos os pontos na tela de CAD em sistema topográfico local; • • Impressão de planilha em qualquer sistema de coordenadas; Cálculo automático da deformação linear e convergência meridiana de cada ponto; Opção para confecção de monografia de vértices GPS. Divisão de Área A partir de um polígono, o usuário poderá fazer uma divisão automática de área através de: • Indicação de um ponto de partida; • Indicação de uma planilha de qualquer alinhamento; • Indicação de um azimute, não necessitando de linha para esta edição e após esta divisão poderá criar o memorial descritivo da área totalmente adaptado a nova lei de registro de terras. • Modelo Numérico do Terreno O DataGeosis, através do cálculo de Modelo Numérico de Terreno, chamado de superfícies, facilita a execução de cálculos mais complicados tais como: Mapa de Declividades para calcular o Mapa de Declividades, você já deverá ter criado a superfície, Curvas de Nível, Área de Inundação. O software DataGeosis oferece aos estudantes um programa demo chamado DataGeosis Educacional propiciando ao aluno usar em seu trabalho a versão DEMO, a qual poderá ser feito o Download da Internet ou no CD de divulgação do DATAGEOSIS. Esta versão educacional possibilita um melhor conhecimento sobe o programa e suas fundamentações de uso. Este software educacional é capaz de abrir os arquivos da Versão DEMO, possibilitando a instituição Acadêmica utilizar o número de licenças necessárias em seus projetos escolares, os arquivos realizados não serão abertos nas versões comerciais do DataGeosis, a Versão DEMO usada pelos alunos, possibilitará a utilização de todas as ferramentas disponíveis no Software DataGeosis, o software DataGeosis educacional será capaz de abrir os projetos da Versão DEMO, imprimi-los e salvá-los em DWG, todos os arquivos impressos e exportados manterão a mensagem projeto realizado no DataGeosis Educacional personalizado, Número ilimitado de usuários sem a necessidade dos computadores estarem em rede e preços especiais para Escolas Técnicas, Faculdades e Universidades na compra do software comercial do DataGeosis. 3.2- Interface com o usuário O georreferenciamento atualmente é um dos grandes desafios para os agrimensores nas realizações de seus levantamentos topográficos. A necessidade de transportar coordenadas relacionadas ao Sistema Cartográfico Brasileiro, para a devida localização espacial cartográfica, é sem dúvida, méritos da cartografia nacional. O conhecimento da formulação geodésica e cartográfica torna-se necessário para a elaboração de plantas topográficas quando se utiliza dos softwares aplicativos. Em um estudo realizado pelos professores º Elmagno Catarino Santos Silva (Bolsista SAE/UNICAMP) e Prof. Dr. Edison Roberto Poleti (Orientador), Centro Superior de Educação Tecnológica - CESET, UNICAMP, elaborou-se um estudo aplicativo de transporte de coordenadas, utilizando-se de medições em campo através das metodologias do posicionamento orbital (GPS) e de medições diretas (Estações Totais), e suas análises através deste software. Verficou-se que tanto a utilização destes equipamentos e das ferramentas desenvolvidas pelo software DataGeosis, para os cálculos de transporte de coordenadas, vem atender a Lei Federal 10.267 de 28 de agosto de 2.001 que regulamentou os trabalhos cartográficos. Fonte: www.charpointer.com/uploads/imagens/16/5jpeg CONCLUSÃO Observa-se que a utilização dos softwares topográficos utilizados neste trabalho atende às necessidades de ajustamento das coordenadas de uma poligonal. Deve-se, entretanto, observar a forma de aplicação de cada método de forma a não incorrer em erros devido a não praticidade de manuseio com os mesmos. Por exemplo, o aplicativo Datageosis possui particularidades na inserção de dados oriundos de um levantamento apoiado em dois pontos de coordenadas conhecidas, os dois pontos devem ser declarados no aplicativo. O Topograph, por sua vez, necessita que sejam apenas informados os pontos de início e fim do levantamento, inserindo as coordenadas precisas dos pontos de apoio. Em relação aos dados coletados através de receptores GPS, ambos os softwares você pode obter resultados satisfatórios. Entretanto, neste método tem que ser observado que a região deve atender as características de levantamento utilizando GPS e o método para obter tais precisões. BIBLIOGRAFIA Livros BORGES, Alberto de Campos. Topografia. São Paulo: Edgard Blüncher, 1977. ESPARTEL, Lélis. Curso de topografia. 7. ed. Porto Alegre: Globo, 1980. LOCH, Carlos; CORDINI, Jucilei. Topografia contemporânea: planimetria. Florianópolis: Ed. da UFSC, 2000. Material compilado da Internet http://www.mundogeo.com.br . Acesso em : 07 nov. 2009. http://www.topografia.com.br. Acesso em 06 nov. 2009 http://pt.wikipedia.org/wiki/Topografia. Acesso em 06 nov. 2009 http://www.ecivilnet.com/apostilas/apostilas_topografia.htm. Acesso em 07 nov. 2009 http://www.icivilengineer.com/Software_Guide/product.php?id=275