anais hidrográficos

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anais hidrográficos

ISSN 0373-9260
MARINHA DO BRASIL
DIRETORIA DE HIDROGRAFIA E NAVEGAÇÃO
ANAIS HIDROGRÁFICOS
REVISTA ANUAL DA DIRETORIA DE HIDROGRAFIA E NAVEGAÇÃO
TOMO LXV
BRASIL
Anais Hidrog.
Rio de Janeiro
T. 65
p. 1-130
2008
ANAIS HIDROGRÁFICOS – Publicação anual da Diretoria de Hidrografia e Navegação
da Marinha do Brasil. Tem como propósitos relatar os trabalhos desenvolvidos na DHN no ano
de referência, publicar textos de natureza histórica ou técnica-profissional, para informação dos
Hidrógrafos, relacionados com o campo de atividades da DHN, e por ela selecionados, além de
divulgar matérias originais e inéditas, de caráter técnico-científico, que versem sobre assuntos da
área de competência da Diretoria.
EDIÇÃO: Superintendência de Ensino da DHN.
CONSELHO EDITORIAL: Conselho Técnico da DHN.
Os trabalhos originais e inéditos aqui publicados são de responsabilidade da DHN e só podem ser reproduzidos, em partes ou no todo, com sua expressa autorização. As matérias são de
responsabilidade dos autores, não constituindo necessariamente a opinião da DHN.
AOS AUTORES – A revista aceita colaboração, na forma de trabalhos originais e inéditos ou
de resumos informativos e resenhas críticas de teses, artigos técnico-científicos, conclaves ou palestras
relativas à Hidrografia, Navegação, Sinalização Náutica, Oceanografia, Geologia e Geofísica Marinha
e Meteorologia Marinha. As colaborações devem ser entregues digitadas em disquete no editor de
texto Word for Windows, acompanhadas dos originais, à Superintendência de Ensino da DHN até a
1ª quinzena de março. O texto dos originais deve ter entre 250 e 500 linhas e das resenhas/resumos
entre 75 e 150 linhas. Na confecção dos artigos deve-se seguir as seguintes Normas da Associação
Brasileira de Normas Técnicas (ABNT): NBR 6021, NBR 6022, NBR 6023, NBR 6024, NBR 6027,
NBR 6028, NBR 10520 e NBR 14724. As referências bibliográficas devem ser apresentadas em lauda
separada. Os trabalhos devem ser acompanhados de um sumário, com o máximo de 10 linhas, e do
currículo do autor, com até 5 linhas, iniciando-se pelo seu nome.
ANAIS HIDROGRÁFICOS
Diretoria de Hidrografia e Navegação
Rua Barão de Jaceguai s/n
24048-900 - Niterói, RJ - BRASIL
© Diretoria de Hidrografia e Navegação – Marinha do Brasil. 2008
A532
2008
Anais Hidrográficos / Diretoria de Hidrografia e Navegação.
T. 1, Rio de Janeiro: A Diretoria, 1933 –
130 p. : il., graf.
Anual
ISSN 0373-9260
1. Hidrografia - I. Brasil. Diretoria de Hidrografia e
Navegação.
CDD 551. 46005
APRESENTAÇÃO
É com grande satisfação que apresento mais uma edição dos Anais Hidrográficos.
Publicada desde 1933, esta revista reflete o grande esforço desempenhado pelos Militares
e Servidores Civis que aqui servem, na busca inconteste por alcançar patamares científicos mais elevados, materializados pelos artigos aqui apresentados, relativos à hidrografia, oceanografia, cartografia náutica, meteorologia, navegação e sinalização náutica, atividades que compõem o universo
de tarefas atribuídas à nossa Diretoria de Hidrografia e Navegação.
LUIZ FERNANDO PALMER FONSECA
Vice-Almirante
Diretor
Diretoria de Hidrografia e Navegação
6
Aula Inaugural para a 61ª turma do Curso de Aperfeiçoamento
de Hidrografia para Oficiais (CAHO) proferida pelo
Capitão-de-Mar-e-Guerra (RM1) Frederico Antonio Saraiva
8
I − TRABALHOS REALIZADOS EM 2008
Cartas náuticas – novas edições e reimpressões
Publicações – novas edições e reimpressões
Cursos
Trabalhos realizados pelos navios
26
27
28
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II − ARTIGOS
DETALHAMENTO GEOMORFOLÓGICO DO TALUDE NA REGIÃO
NORTE DA BACIA DE PELOTAS A PARTIR DE DADOS
BATIMÉTRICOS MULTIFEIXE
CF (T) Izabel King Jeck
48
ESTUDO DE SISTEMAS DE COORDENADAS USADOS
EM TOPOGRAFIA COSTEIRA PARA ÁREAS DE GRANDE
DEFORMAÇÃO DO SISTEMA UTM
Prof. Antonio Vieira Martins
57
ANÁLISE DA QUALIDADE DO POSICIONAMENTO DE UMA
EMBARCAÇÃO EM UM LEVANTAMENTO HIDROGRÁFICO
Diuliana Leandro, Suelen Cristina Movio Huinca,
Claudia Pereira Krueger e CC Alexandre Moreira Ramos
75
DETERMINAÇÃO DA LINHA DE COSTA POR MEIO DA
MONORRESTITUIÇÃO DIGITAL DE IMAGENS DE CÂMARAS
DE PEQUENO FORMATO E TÉCNICAS GPS
CC Alex Pinto Babinsck, Claudia Pereira Krueger
e Jorge Antonio Silva Centeno
87
PROCESSAMENTO AUTOMÁTICO DE BATIMETRIA MULTIFEIXE PARA
CONSTRUÇÃO DE CARTAS NÁUTICAS
CC Aluizio Maciel de Oliveira Junior
99
O USO DE LINHAS DE BASE TRIVIAIS NO AJUSTAMENTO
DE REDES GPS
CC Maurício dos Santos Silva e Verônica Maria Costa Romão
109
CRITÉRIO DE ESCOLHA DE LOCAIS PARA INSTALAÇÃO DE UMA REDE
MAREGRÁFICA BÁSICA PERMANENTE
Prof. Dr. Geraldo Nogueira da Silva
117
III – EFEMÉRIDES HIDROGRÁFICAS
127
DIRETORIA DE HIDROGRAFIA E NAVEGAÇÃO
(EM 31/12/2008)
Diretor
Vice-Almirante
Luiz Fernando Palmer Fonseca
Vice-Diretor
Capitão-de-Mar-e-Guerra
Walter dos Santos Duarte Júnior
Superintendente Técnico
Amaury Poyares Rocha
Superintendente de Administração
Capitão-de-Fragata
Marco Antonio Fernandes Rosa
Superintendente de Ensino
Capitão-de-Fragata (T)
David Canabarro Savi
GRUPAMENTO DE NAVIOS
HIDROCEANOGRÁFICOS
Comandante
Marcio Ferreira de Mello
BASE DE HIDROGRAFIA DA
MARINHA EM NITERÓI
Comandante
Nilberto Silva da Cruz
Imediato
José Antônio da Costa dos
Santos Mesquita
Chefe do Departamento de
Intendência
Capitão-de-Mar-e-Guerra (IM)
Marcelo Herzog de Luna Alencar
Chefe do Departamento de Material e
Serviços Náuticos
Capitão-de-Fragata (T)
Celso Goulart Oreiro
Chefe do Departamento de Apoio
Capitão-de-Fragata
Bruno de Souza Paim
Chefe do Departamento de
Administração
Capitão-de-Fragata (S)
Mariléa de Carvalho César Leite
Chefe do Departamento
Industrial Gráfico
Capitão-de-Corveta (T)
Marcus Vinicius Ribeiro Jaqueira
Imediato
Capitão-de-Fragata
José Manuel da Costa Nunes
Encarregado da Seção de Operações
Capitão-de-Fragata
Sérgio Gomes
Encarregado da Seção de Logística
Capitão-de-Fragata
José Henrique Rodrigues Sousa
CENTRO DE SINALIZAÇÃO
NÁUTICA E REPAROS ALMIRANTE
MORAES REGO
Diretor
Márcio Leite Teixeira
Encarregado da Seção de Organização
Capitão-de-Fragata
Marcelo O’Reilly de Miranda
Vice-Diretor
Aguinaldo Luiz Martins Engrel Maciel
Encarregado da Seção de Inteligência
Capitão-de-Fragata
Cláudio da Silva Marques
Departamento do Balizamento do Sudeste
Capitão-de-Fragata
João Carlos Coelho de Brito
Departamento de Sinalização
Náutica
Capitão-de-Fragata
Remy Torres Ferreira Junior
Departamento de Administração
Capitão-de-Corveta
Ricardo Alves Ribeiro
CENTRO DE HIDROGRAFIA
DA MARINHA
Diretor
Antonio Fernando Garcez Faria
Superintendente de Segurança
da Navegação
Luiz Carlos Torres
Encarregado do Banco Nacional
de Dados Oceanográficos
Capitão-de-Fragata
Nickolás de Andrade Roscher
Imediato
Capitão-de-Corveta
Maurício dos Santos Silva
NAVIO HIDROCEANOGRÁFICO
“CRUZEIRO DO SUL”
Comandante
Capitão-de-Fragata
Hilbert Strauhs
Imediato
Capitão-de-Corveta
Frederico Carlos Muthz Medeiros Barros
NAVIO OCEANOGRÁFICO “ANTARES”
Comandante
Capitão-de-Fragata
Luiz Cláudio Teixeira Palhota
Imediato
Capitão-de-Fragata
José Manoel Domingues
NAVIO-FAROLEIRO
“ALMIRANTE GRAÇA ARANHA”
Superintendente de Meteorologia e
Oceanografia
Capitão-de-Fragata
Carlos Augusto Chaves Leal Silva
Comandante
Capitão-de-Fragata
Jorge Edimo Gomes de Moraes
Superintendente de Administração
Capitão-de-Fragata (IM-RM1)
Alexandre Souto
Imediato
Capitão-de-Corveta
Benevides Collela Xavier
NAVIO DE APOIO OCEANOGRÁFICO
“ARY RONGEL”
Comandante
Arlindo Moreira Serrado
NAVIO HIDROCEANOGRÁFICO
“AMORIM DO VALLE”
Comandante
Capitão-de-Corveta
Marcus Vinícius Almeida Silveira
Imediato
Capitão-Tenente Jansen Santos Poças
Imediato
Capitão-de-Fragata
João Rafael Ribeiro Seydel
NAVIO HIDROCEANOGRÁFICO “TAURUS”
NAVIO HIDROGRÁFICO “SIRIUS”
Comandante
Capitão-de-Corveta Fábio Queiroz Rios
Comandante
Roberto Pacheco Leandro
Imediato
Capitão-Tenente
Marcos Carvalho dos Santos
AULA INAUGURAL PARA A 61ª TURMA DO CURSO
DE APERFEIÇOAMENTO DE HIDROGRAFIA PARA
OFICIAIS (CAHO)
PROFERIDA PELO CAPITÃO-DE-MAR-E-GUERRA (RM1)
FREDERICO ANTONIO SARAIVA
er convidado para proferir a aula inaugural do
Curso de Aperfeiçoamento
de Hidrografia para Oficiais (CAHO) é
uma deferência muito especial conferida, normalmente, aos Almirantes
Hidrógrafos da ativa e da reserva.
Significa, ainda, ser reconhecido como
Hidrógrafo pelos demais, sem qualquer
dúvida ou contestação. Por esse motivo
agradeço ao Vice-Almirante Lawrence
o imenso privilégio que me concede
de dirigir estas palavras aos oficiaisalunos deste CAHO 2008, o qual simboliza a continuidade desta instituição
tão importante de nossa Marinha.
Os amigos que fiz ao longo de
trinta e dois anos de atividade marinheira, dos quais vinte e seis ligados
diretamente às atividades da nossa
querida Repartição Hidrographica,
provavelmente já me ouviram dizer
que a Hidrografia é uma grande família, unida, forte e bela. Pelo menos
é assim que eu a vejo. São mulheres
e homens, militares e civis, de várias
especialidades e formações acadêmicas que se dedicam ao nobre mister
de planejar e conduzir os levantamentos; produzir as cartas e demais
publicações; tripular os navios e as
lanchas; manter acesas as luzes dos
nossos faróis e das nossas almas; e
S
8
ainda prover apoio de administração, comunicações, eletrônica, engenharia, intendência e máquinas.
Sim, meus prezados oficiais-alunos:
somos todos Hidrógrafos. Começais
agora a fazer parte desta grande família e juntamente com a ciência, a
técnica, o engenho e a arte recebereis o fogo sagrado da mais bela e
marinheira das especialidades.
Por oportuno, quero dizer que,
ao ingressar na Escola Naval em 1975
estava firmemente decidido na escolha do Corpo e até da especialidade:
seria Fuzileiro Naval. Ainda os admiro
até hoje porque eles possuem uma tenacidade e determinação muito parecidas com as nossas. Trata-se de uma
bela casa. No entanto, no ciclo de
palestras que acontece no segundo
semestre do segundo ano da Escola
Naval, com a finalidade de orientar os
aspirantes quanto à opção de Corpo
e escolha de Especialidade, compareceu à EN o então Capitão-de-Corveta
Luiz Antonio de Carvalho Ferraz. Foi
nesse momento que a Marinha perdeu um “Naval” promissor e ganhou
um Hidrógrafo. Se me fosse permitido
voltar no tempo, faria tudo de novo!
A primeira lição hidrográfica
que poderemos tirar desse episódio
é que, em nossa mente, toda certeza
DH3 – LXV
Pero Vaz de Caminha: “Neste mesmo
dia, à hora de véspera, houvemos vista de terra!... Mandou lançar o prumo. Acharam vinte e cinco braças. E
ao Sol posto, a umas seis léguas de
terra, lançamos âncora em dezenove
braças. Pasmem, o primeiro contato
de um objeto português com a terra
brasileira foi o de um prumo de mão!
O trabalho hidrográfico dos
portugueses prosseguiu de forma
intensa até meados do século XVII.
A Cartografia Náutica foi considerada essencial para a exploração e
defesa eficazes do novo território. A
terceira lição hidrográfica será, nesNOSSA HISTÓRIA
te momento, retirada da História: a
Cartografia Náutica já constituía faA história da Hidrografia no
tor de força para a atividade militar
Brasil começa com o descobrimento.
naval em nosso País desde o século
publica
XVI. Assim permanece no temRecomendo que leiam a publicaDES
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ção “HISTÓRICO, ATIVIDADES,
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DE HIDROGRAFIA E NAVEportuguesa no Brasil declinou e
GAÇÃO” editada em 2003.
em quantidade a partir da
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Recomendo aos mais indo século XVII. No enteressados que leiam,
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no Tomo XXI dos Anais
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dos avanços tecnológico que permitiram
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que “já foram levados pelas
mundo.
quarta lição nos ensina
como disse o saudoso Vice-Almirante
que devemos permanecer atentos à
Paulo Gitahy de Alencastro na Aula
evolução científica e progresso tecInaugural de 1982. Isto também é
nológico. Mais ainda no tempo preHistória, com a vantagem adicional
sente, quando as inovações se sucede nos transmitir preciosos ensinadem cada vez mais rápido.
mentos que permanecem válidos nos
O segundo período da histódias atuais.
ria da hidrografia no Brasil foi caComo disse, a história da
racterizado pela influência francesa
Hidrografia no Brasil começa com o
e abrangeu quase todo o período
descobrimento. Consta na carta de
do Brasil Império. Essa atividade foi
possui uma margem de erro. A segunda é que a Marinha possui muitas
boas casas sendo que esta é a melhor. Congratulo-me, portanto, com
os senhores pela escolha que fizeram. Esta é a mais bela e marinheira
das especialidades.
A partir deste momento, os senhores começam a conhecer a nossa
história, habitar a nossa casa, compor
a nossa gente, e passam a contribuir
para o propósito de nossa missão.
Pretendo dividir esta apresentação em tópicos, como veremos a partir de agora.
DH3 – LXV
9
Aula Inaugural
iniciada cerca de três anos antes da
independência, motivada, principalmente, pelos interesses comerciais
marítimos daquele país. Esses tra-
Cronômetro de Navegação
balhos foram todos conduzidos por
oficiais de Marinha, cobrindo quase
toda a costa brasileira.
O saudoso Almirante Maximiano
Eduardo da Silva Fonseca cita, em
sua aula inaugural no ano de 1974,
duas consequências muito importantes das campanhas francesas. Os trabalhos dos franceses e a compilação
dos trabalhos dos Hidrógrafos portugueses permitiram a construção
de uma coleção de Cartas Náuticas
da Costa do Brasil que, com os melhoramentos introduzidos ao longo
dos anos, resultantes de trabalhos
de Hidrógrafos brasileiros, constituíram a quase totalidade da cartografia
náutica de nosso litoral até meados
da década de 1950. Resquícios desses trabalhos ainda se encontravam
presentes em nossas cartas em meados da década de 1970.
O segundo aspecto importante
citado pelo ilustre conferencista é
que essas campanhas motivaram o
nascimento da Hidrografia genuinamente brasileira. Reproduzindo integralmente suas palavras: “Por um
lado, se a presença dos hidrógrafos
10
franceses em nosso litoral retardou
a necessidade de efetuarmos o seu
levantamento com nossos próprios
meios, por outro lado, ela motivou
os Oficiais de nossa então incipiente
Marinha para tal atividade.”
A leitura dos parágrafos anteriores nos permite aprender mais algumas lições. Senão vejamos:
a) os Estados utilizarão os meios
a seu alcance para garantir os seus
interesses, mesmo longe de seu território e de suas águas jurisdicionais;
b) a Hidrografia constitui uma
atividade necessária e decorrente
dos interesses nacionais para todos
os países que utilizam o mar para
sua defesa e progresso econômico;
c) o Hidrógrafo não despreza, a priori, o trabalho dos que o
precederam;
d) a Hidrografia no Brasil
Independente sempre foi conduzida
por Oficiais de Marinha, ainda que,
no início, por Oficiais da Marinha
Francesa; e
e) se não estivermos capacitados para realizar o trabalho, uma
potência estrangeira o fará, não se
iludam.
Repetindo, o nascimento da
Hidrografia genuinamente brasileira decorreu da influência francesa e produziu Hidrógrafos notáveis
— todos Oficiais de Marinha — que
antes de um invejável preparo técnico possuíam formação militar notável, comprovada posteriormente no
campo de batalha. Esses Oficiais de
Marinha, Hidrógrafos, construíram a
Hidrografia neste País desde os tempos do Império e são os responsáveis
pelo que somos atualmente. Dentre
eles se destaca o Capitão-de-Fragata
Antônio Vital de Oliveira, patrono da
Hidrografia brasileira. As suas campanhas hidrográficas pioneiras, longas
DH3 – LXV
e difíceis; sua competência técnica
invejável e reconhecida; e sua morte
gloriosa, no campo de batalha, durante o bombardeio de Curupaiti, em
02 de fevereiro de 1867, estão amplamente documentadas. Recomendo
com empenho que leiam a respeito.
Coincidência ou merecida homenagem? Não sabemos. Vale notar que
essa data está repleta de simbolismo
onde o renascimento da hidrografia
brasileira remete ao passamento de
seu mais ilustre protagonista. Seu
primeiro Diretor foi o Capitão-deFragata Antonio Luiz Von Hoonholtz,
o Barão de Teffé, a quem voltaremos
a nos referir parágrafos adiante.
Poucos dias antes, em 26 de janeiro daquele ano, havia sido criada
a Repartição de Pharoes e em 04 de
abril de 1888 é criada a Repartição
Central Meteorológica. Essas três
Repartições foram reunidas em 07
de novembro de 1891 para formar a
Repartição da Carta Marítima. Desde
então, “a nobre missão de garantir
segurança nos mares, segurança da
navegação” ficou sob a “escolta” de
um só timoneiro nesta que passou
a ser a “nossa casa” e que doravante
será também a “vossa casa”.
Capitão-de-Fragata Antônio Vital de Oliveira
NOSSA CASA
O desaparecimento prematuro de Vital de Oliveira constituiu o
principal fator de fraqueza para a
interrupção praticamente completa
da atividade hidrográfica brasileira
nos seis anos subsequentes à Guerra
do Paraguai. Desse episódio decorre
a décima lição: considerando que a
Hidrografia pressupõe continuidade,
ela não pode ser conduzida em bases
pessoais, ou seja, não pode repousar exclusivamente na competência
técnica, liderança e determinação de
um único indivíduo. O governo imperial percebeu essa limitação e, para garantir o renascimento da nossa
Hidrografia em bases sólidas e institucionais, criou, por Decreto de 02
de fevereiro de 1876, a Repartição
Hidrographica, no mesmo dia e
mês da morte de Vital de Oliveira.
DH3 – LXV
Esta casa recebeu várias denominações até chegar à denominação
atual de Diretoria de Hidrografia e
Navegação; e ocupou vários prédios
ao longo de sua história. O mais famoso e mais tradicional e que ainda
é reconhecido como a sede histórica de nossa Diretoria é a Ilha Fiscal,
ocupado entre 1914 e 1983, quando
ocorreu a mudança para as atuais instalações no Complexo Naval da Ponta
da Armação (CNPA).
A Ilha Fiscal testemunhou, simbolicamente, o renascimento, o desenvolvimento e a modernização da
Hidrografia brasileira incluindo a criação do Curso de Aperfeiçoamento de
Hidrografia para Oficiais, em 1933,
e o estabelecimento da “Doutrina
do nosso Serviço Hidrográfico”, que
11
Aula Inaugural
constitui a nossa décima primeira lição, qual seja: “verificar a validade
dos resultados questionando-os à
Os senhores já devem ter percorrido as instalações do CNPA. Se não
o fizeram, que o façam com brevidade. Poderão perceber
as modernas instalações
que abrigam a Divisão de
Cartografia (CH-32) e o
Departamento Industrial
Gráfico (BH-40), com seus
equipamentos modernos
de geo-processamento e
máquinas no estado-daarte para impressão de
cartas e publicações; as
oficinas do Departamento
de Material e Serviços
Náuticos (BH-10); as instalações extremamente
Departamento Industrial Gráfico
exaustão”. Essa doutrina,
obedecida à risca, garantiu a continuidade dos
trabalhos, o respeito da
Marinha e o prestígio nacional e internacional de
nossa Diretoria.
Com o passar do tempo, a Ilha Fiscal se tornou
pequena para abrigar o
volume de trabalho, a diversidade disciplinar e a infraestrutura necessária ao suporte da evolução
tecnológica. Ainda antes da mudança, alguns de seus departamentos
(Departamento de Navegação – DHN20 e Departamento de Instrução –
DHN-60) ocupavam prédios no chamado “Arsenal Velho”, nas proximidades do prédio atual do Comando
do 1º Distrito Naval. Apesar do
nosso apego às instalações da Ilha
Fiscal, a transferência para a Ponta
da Armação foi inevitável.
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Departamento de Material e Serviços Náuticos
funcionais do Grupamento de Navios
Hidroceanográficos (GNHo); poderão
conhecer ainda o Espaço da Memória,
localizado neste prédio, no pavimento
abaixo deste auditório. (Casa DÁrmas da
DHN). A permanência da DHN na Ponta
da Armação permitiu, mais recentemente, construir instalações modernas e funcionais para receber o Centro
de Sinalização Náutica e Reparos
Almirante Moraes Rego (CAMR).
DH3 – LXV
Restava ainda uma queixa: os
navios permaneciam afastados do
CNPA, com todos os prejuízos administrativos, técnicos e operacionais
decorrentes. Essa questão foi plenamente resolvida com a construção e
inauguração, em 01 de outubro de
2004, do Píer Almirante Paulo Irineu
Roxo Freitas, Hidrógrafo ilustre de
quem voltaremos a falar parágrafos adiante. A inauguração do novo
cais de atracação proporcionou aos
navios subordinados ao GNHo a proximidade necessária com aquele grupamento operativo e com as demais
OM do Complexo Naval da Ponta da
Armação, facilitando a troca salutar
de informações e, consequentemente, constituindo fator de força para o
seu aprestamento.
Hoje, a grande família hidrográfica está fisicamente reunida em um
Espaço da Memória — DHN
mesmo Complexo, excetuando-se
os Serviços de Sinalização Náutica
(SSN) distritais e seus Navios Hidroceanográficos e Balizadores subordinados, que se encontram nas áreas de subordinação dos respectivos
Distritos Navais.
Recomendo mais uma vez a todos os senhores oficiais-alunos que
aprendam a localização e as atribuições de cada setor do CNPA. Visitem os
setores: a Divisão de Levantamentos
(CHM-31), a Logística do GNHo, as
oficinas de manutenção de boias
e balizas do CAMR; a Divisão de
DH3 – LXV
Transportes da BHMN e a Biblioteca.
Possuímos um vasto acervo técnico e
científico não somente na Biblioteca,
mas sobretudo no Arquivo Técnico
sob a responsabilidade do CHM. O
contato pessoal é importantíssimo
porque contribui para criar laços que
transcendem o mero relacionamento
funcional.
O Departamento de Instrução,
hoje Superintendência de Ensino,
sempre foi tratado com muita atenção pela DHN, a exemplo dos navios.
Mesmo que o aporte de recursos do
Plano Básico INDIA, da Diretoria de
13
Aula Inaugural
Píer Almirante Paulo Irineu Roxo Freitas
Ensino da Marinha, seja, às vezes,
insuficiente para atender a todas as
necessidades da Superintendência,
sempre ocorre a suplementação pelo Plano Básico JULIET. As instalações
da Superintendência de Ensino passam, no momento, por uma reforma
ampla destinada a proporcionar mais
conforto, segurança e recursos instrucionais que beneficiarão alunos e
instrutores e constituirá fator de força
para a formação cada vez melhor das
futuras gerações de Hidrógrafos.
O Levantamento Hidrográfico
de Fim de Curso (LHFC) constitui o
clímax do curso que ora se inicia.
Normalmente, o LHFC é planejado
e executado com vistas ao seu real
aproveitamento na construção ou
atualização da Carta Náutica. A DHN
prepara com muito cuidado o LHFC,
com a participação de oficiais-alunos
14
no planejamento, reconhecimento e
na execução do mesmo, sob a orientação de professores e instrutores.
Ainda que “à vera”, o planejamento e a execução são conduzidos
de forma didática, com boa margem
temporal de segurança a fim de garantir que todo o planejamento seja cumprido na íntegra e o trabalho
seja concluído e apresentado na cerimônia de encerramento. Essa prática proporciona tempo adicional
suficiente para cumprir a finalidade
didática de repetir procedimentos e
compensar atrasos eventuais decorrentes de condições meteorológicas
adversas ou avarias de equipamentos. De qualquer forma, enfrentar e
resolver essas adversidades constitui
parte importante do aprendizado de
todo oficial Hidrógrafo. Acreditem,
esse aprendizado dura a vida toda!
DH3 – LXV
NOSSA GENTE
A nossa gente é composta
por pessoas que gostam de estudar. Cada qual na sua área. Temos
Hidrógrafos
especialistas
em
Sinalização Náutica, Oceanografia,
Meteorologia, Cartografia, Geologia,
Geofísica, dentre outras disciplinas
ligadas às Ciências da Terra. Alguns
deixam a Diretoria por contingência
de carreira e, oficiais brilhantes que
são, acabam se tornando “expertos”
em áreas do conhecimento humano
relacionadas à Política e Estratégia de
Guerra Naval e Administração, entre
outras. A mente inquisitória, capaz
de verificar e questionar a validade
dos dados obtidos também faz parte
do éthos da nossa gente.
Aqui se desenvolve um pouco
mais a paixão pela busca do conhecimento, principalmente nas disciplinas citadas no parágrafo anterior. No
entanto, não devemos e não podemos perder de vista a doutrina hidrográfica (legado dos antigos), as necessidades da Marinha e o propósito
da missão. Mesmo porque, ademais
de nossa capacidade pessoal, os recursos e os meios nos são fornecidos
pela Marinha.
Se os senhores cumprirem (e
torno a aconselhar que o façam) as
recomendações que fiz no início
desta apresentação, poderão verificar que a eventual insuficiência de
recursos não é prerrogativa do momento presente e nunca foi discrepância proibitiva para os que trabalham com competência, seriedade e
entusiasmo. Na verdade, a escassez
de recursos nunca foi obstáculo para a execução dos trabalhos e para
o progresso da Hidrografia. A determinação, criatividade, organização,
e tenacidade dos Hidrógrafos fazem
DH3 – LXV
com que os obstáculos sejam superados e o trabalho concluído. A posse dessas características não constitui privilégio das gerações passadas.
Elas são transmitidas a cada geração
de Hidrógrafos e os senhores certamente receberão esse legado quase
sem perceber. E quando menos esperarem estarão “fazendo o impossível”
para concluir a sondagem e fechar a
Folha de Bordo.
No final da década de 1990, o
NOc “Almirante Câmara” sondava o
litoral do Estado da Bahia entre Ilhéus
Capitão-de-Fragata
Antonio Luiz Von Hoonholtz
e a Barra do Poxim. A Comissão já
se arrastava por quase dez meses,
com interrupções, regresso à sede e
antecipação de um período de docagem (PDR) por força de avarias muito frequentes. Faltava fechar os últimos 2/3 da décima e última Folha
de Sondagem (FS) e as linhas de verificação das três últimas FS quando
ocorreu avaria no sistema de governo. E agora...? Consta que algumas
horas após, com o navio à deriva e
aproximando-se de terra o chefe de
15
Aula Inaugural
máquinas trouxe a notícia da impossibilidade do restabelecimento pleno
do sistema de governo, na seguinte
forma: “Comandante, estamos prontos para prosseguir com o governo
a ré”! Os Hidrógrafos (os cursados
em Máquinas, inclusive) não desistem
nunca! É desnecessário complementar
a informação de que a FS foi concluída
e também as quatro linhas de verificação das três últimas folhas do referido LH, após o que o navio regressou à
sede para realizar o reparo.
Voltando a falar do Capitão-deFragata Antonio Luiz Von Hoonholtz,
o Barão de Teffé, recomendo que meditem sobre a sua atitude, sintetizada na placa existente à entrada deste
prédio, na qual “reivindica seus foros
de Oficial combatente”.
Temos agora a nossa décima
segunda lição. Os Hidrógrafos não
podem esquecer a sua condição de
oficiais combatentes. Considero altamente desejável que, passada a fase
puramente técnica, já como oficiais
superiores, os Oficiais Hidrógrafos
conheçam e, principalmente, se façam
conhecer nas outras boas casas que
existem na Marinha. As consequências serão todas edificantes para nós,
Hidrógrafos, para a Marinha e para a
DHN. A Diretoria ganha porque poderá receber de volta os oficiais em posições mais elevadas e com horizontes
ampliados. Ganham os outros setores
da Marinha porque receberão oficiais
com excelente formação técnica, além
de fortemente doutrinados para cumprir a missão de forma impessoal, e
capazes de avaliar os problemas de
um ponto de vista diferente, mantendo em comum a Rosa das Virtudes da
Escola Naval que, suponho, é bem conhecida dos senhores. Finalmente ganha o oficial, porque suas qualidades
serão conhecidas na Marinha.
Seguem-se algumas recomendações dos antigos, mais especificamente do Almirante Paulo Irineu
Roxo Freitas, na Aula Inaugural do
CAHO 1973, reproduzidas em quase todas as Aulas Inaugurais. Essas
recomendações configuram as décima terceira, décima quarta e décima
quinta lições:
“O conservadorismo, o respeito à tradição, nunca deverá ser confundido
com estagnação. As atividades da nossa Diretoria estão sempre em mutação,
em constante evolução, e todos os esforços devem ser feitos no sentido de nos
mantermos atualizados. Essa busca permanente em prol da modernização e
atualização tem sido uma das nossas mais sadias tradições.”(FREITAS,1973).
“Não alterem nem inovem nada, sem antes procurar saber, com os que
os antecederam, as razões que os levaram a adotar a linha de ação que lhes
pareça errada ou ultrapassada. O segredo do êxito da DHN reside na continuidade de ação dos que por aqui passaram e na coordenação que sempre existiu
entre as várias gerações que se sucederam.” (FREITAS,1973, p.7).
“Mantenham sempre o caráter impessoal de toda a sua obra como hidrógrafos. A produção da DHN se caracteriza pelo anonimato de seus autores,
cabendo a cada um de nós apenas a satisfação íntima de saber até que grau
concorreu para os melhores resultados.” (FREITAS,1973, p.8).
16
DH3 – LXV
NOSSA MISSÃO
Atrevo-me a iniciar a descrição
sucinta de nossas atividades a partir da Sinalização Náutica. Em primeiro lugar pelo simbolismo que
as luzes conferem à nossa missão
mas, principalmente, para obter,
dos Hidrógrafos Faroleiros, a minha
absolvição do grave
pecado de conhecêla tão pouco. Se por
um lado, o prumo de
mão é a melhor representação de nossos instrumentos de
trabalho, a estrofe da
Canção do Hidrógrafo
que acabo de ler constitui a melhor síntese
do propósito de nossa missão: Mostrar
o caminho. Para dar
cumprimento simbólico a esse propósito, ascendem-se os faróis e se
formam faroleiros.
Senhores, a Sinalização Náutica é
um elemento essencial na segurança
da navegação e, como tal, parte integrante de nossa missão. Para cuidar
dos faróis, boias, balizas, enfim, dos
sinais de auxílio à navegação, a DHN
conta com o Centro de Sinalização
Náutica e Reparos Almirante Moraes
Rego. O CAMR é a OM subordinada
mais antiga e ao mesmo tempo o
mais novo inquilino deste Complexo.
Constitui o núcleo de uma atividade iniciada no Brasil no século XVII,
com o acendimento do farol de Santo
Antônio, na Bahia, em 1698, primeiro que se tem notícia no Continente
Americano. O CAMR representa, em
síntese, os últimos quarenta anos
de um trabalho continuado em prol
do desenvolvimento da Sinalização
Náutica do nosso País. É o sucessor
DH3 – LXV
da antiga Repartição de Faróis, criada a 26 de janeiro de 1876 e sua denominação guarda a memória de um
ilustre Marinheiro que dedicou com
empenho e sacrifício muitos anos
de sua vida à Marinha, o Almirante
Tácito Reis de Moraes Rego.
Em nossos dias, a Sinalização
Náutica enfrenta uma mudança de paradigma, inserindo-se no
conceito moderno de
segurança da navegação, que integra Cartas
Eletrônicas, Sistemas
de Identificação Automática de Embarcações, alertas meteorológicos em tempo
real e, é claro, sinais
luminosos e sonoros.
O novo conceito se
aplica, principalmente, à navegação de
longo curso, de cabotagem e na navegação de esporte e recreio em embarcações sofisticadas. No entanto,
ainda por muito tempo, não poderemos dispensar as luzes (faróis, faroletes, e boias) em prol das centenas
de traineiras e outras embarcações
miúdas para os quais esses auxílios à navegação constituem vital
significado.
CARTOGRAFIA NÁUTICA E
SEGURANÇA DA NAVEGAÇÃO
A DHN, por meio do Centro de
Hidrografia da Marinha (CHM) é responsável pela execução dos levantamentos hidrográficos destinados à
construção da Carta Náutica.
Além dos levantamentos executados pelos Navios do GNHo e por
Comissões Volantes realizadas por
equipes do próprio Centro, o CHM fiscaliza, por força de diploma legal, a
17
Aula Inaugural
execução de levantamentos hidrográficos executados por entidades extramarinha. Possui a atribuição legal de
construir e manter atualizadas as cartas destinadas à navegação. Estão publicadas e em vigor cerca de 450 Cartas
Náuticas, no Brasil e no Exterior. A DHN
conduziu, a partir de 1935, o Primeiro
Plano Cartográfico Náutico Brasileiro,
concluído integralmente quarenta
anos depois. Trata-se, talvez, do único
programa governamental brasileiro de
longa duração, cujo planejamento foi
cumprido na íntegra.
No entanto, as especificações
para levantamentos hidrográficos
evoluíram muito desde 1935 até os
dias de hoje. Tomemos como exemplo um navio mercante de grande
porte, com vinte metros de calado.
Considerações de segurança indicam
que a folga mínima admissível sob a
quilha, em águas rasas, é de 10% do
calado. Isto significa que a profundidade mínima em que pode navegar é
de 22m e, principalmente que, nessa
profundidade, todas as irregularidades que se elevem do fundo a 2m ou
mais devem ser perfeitamente delimitadas e identificadas. Para um navio, as águas são consideradas profundas quando cessa a interferência
do fundo sobre o seu governo. Isso
acontece a uma profundidade de duas vezes e meia o calado. Dessa forma, para esse navio, o fundo deve ser
perfeitamente conhecido até 50m de
profundidade. A evolução das necessidades de segurança da navegação
causou uma consequente mudança
nas especificações para levantamentos hidrográficos. No próximo parágrafo, citaremos as principais, cabendo lembrar que estamos falando
apenas de segurança da navegação.
Sob o ponto de vista das operações
navais, os requisitos tornam-se ainda
18
mais rigorosos, basta lembrar que
o calado de um submarino pode ser
tão grande quanto a sua máxima profundidade de imersão.
Os levantamentos hidrográficos passaram a ser por área, com
escala mínima compatível com suas
características. Por exemplo, áreas
oceânicas, proximidades dos portos,
áreas costeiras, etc., anteriormente
vinculavam-se à escala da respectiva
carta náutica. O espaçamento entre
linhas de sondagem deixou de ser
função exclusiva da escala da carta.
A profundidade local e o ângulo de
abertura do feixe do ecobatímetro
passaram a ser considerados para a
definição da escala do levantamento. Essa providência diminui o espaçamento entre linhas de sondagem,
em águas rasas, mesmo quando a
escala da carta for mantida pequena.
O sonar de varredura lateral, isoladamente, não é capaz de fornecer a
profundidade, mas acusa a existência de irregularidades por menores
que sejam, que poderiam passar despercebidas entre linhas de sondagem
com ecobatímetro de feixe estreito.
As irregularidades detectadas são
pesquisadas até que fiquem perfeitamente conhecidas a sua profundidade e dimensões. O NHo “Taurus” já
está equipado com equipamento de
batimetria multi-feixe. Em resumo,
os levantamentos precisam ser refeitos nas regiões onde os LH existentes
não atendem às novas especificações
(a história se repete; lembrem-se do
problema da determinação da longitude no século XVII).
Os demais NHo da classe
“River”: “Amorim do Valle” e “Garnier
Sampaio”, ainda não correspondem
plenamente à sua nova classificação. A DHN já tomou providências
para reverter a situação, de forma
DH3 – LXV
que o guincho oceanográfico do NHo
“Amorim do Valle” já se encontra instalado e o ecobatímetro multi-feixe,
recém adquirido, aguarda oportunidade para sua instalação.
As mudanças nos parâmetros
de segurança da navegação, tais como: o maior calado dos navios (citado acima), a maior velocidade das
embarcações e um aumento contínuo do tráfego marítimo aliados aos
anseios da comunidade marítima
por uma padronização internacional
dos documentos náuticos, levaram à
elaboração do II Plano Cartográfico
Náutico Brasileiro.
Esse Plano foi elaborado em
1995 pela DHN, em consonância
NHo Taurus
com as Especificações de Cartas
Internacionais da Organização Hidrográfica Internacional (OHI), e a previsão de término é 2010. Ele é composto
por 8 cartas na escala de 1:1.000.000
e 26 na escala de 1:300.000.
OCEANOGRAFIA E METEOROLOGIA
MARINHA
A Oceanografia na Marinha data
de 1954, quando foram realizados os
primeiros trabalhos sistemáticos do
DH3 – LXV
Almirante Paulo de Castro Moreira da
Silva.
A partir desse período, mais
especificamente do Ano Geofísico
Internacional (1957), as atividades
oceanográficas assumiram importância em todo mundo a partir da possibilidade de conhecer e explorar as
riquezas contidas nos mares e oceanos, além do interesse que despertaram no campo militar. No Brasil, a
participação da Marinha foi fundamental para o desenvolvimento da
19
Aula Inaugural
oceanografia não somente pelo papel de catalisador institucional, mas
principalmente por dispor dos meios
flutuantes indispensáveis. Pode-se
inferir com boa precisão que sem a
presença da Marinha (DHN/SECIRM/
IEAPM) a evolução da oceanografia
no Brasil teria sido bem mais difícil e
demorada. Senão vejamos:
a) o maior oceanógrafo que este
País já teve foi o Vice-Almirante Paulo
de Castro Moreira da Silva, fundador
do Instituto de Estudos do Mar que
leva o seu nome (IEAPM);
b) o Vice-Almirante Alberto dos
Santos Franco é, aos noventa e quatro anos, a maior autoridade brasileira em estudos maregráficos; permanece como referência para os pesquisadores de mais alto nível nessa
disciplina;
c) o NOc “Almirante Saldanha”
foi durante vários anos o único navio
oceanográfico brasileiro e permaneceu como o principal até a sua baixa
em 1990;
d) o Programa de Reconhecimento
da Margem Continental Brasileira, conhecido como Projeto REMAC, tornouse exequível somente após a incorporação do NOc “Almirante Câmara”; e
e) coube àquele navio o esforço principal de coleta de dados para
o Programa de Geologia e Geofísica
Marinha (PGGM) até o ano de 1986,
quando foi readaptado para prospeção geofísica.
A Marinha (DHN/SECIRM) atuou
de forma decisiva durante todo o
desenvolvimento do Programa de
Levantamento da Plataforma Continental Brasileira (LEPLAC) desde
1996 até os dias atuais em que defendemos a proposta brasileira junto à Comissão de Limites das Nações
Unidas. Foram empregados quatro
navios: NOc “Almirante Câmara”,
20
NOc “Almirante Alvaro Alberto”, NOc
“Antares” e NHi “Sirius”.
O Programa de Levantamento
do Potencial Sustentável de Recursos
Vivos na Zona Econômica Brasileira
(REVIZEE) acaba de ser concluído com
sucesso, a partir do apoio da Secretaria
da Comissão Interministerial para os
Recursos do Mar (SECIRM), do emprego do NOc “Antares” na coleta de dados oceanográficos nas áreas abrangidas pelos Subcomitês Regionais
Norte, Nordeste e Central e da participação efetiva do IEAPM no processamento dos dados do Subcomitê
Central.
Atualmente, a parceria entre
Marinha e a comunidade oceanográfica é cada vez mais intensa não somente por meio de projetos compartilhados (CHM/IEAPM), mas também
pela infraestrutura indispensável para execução das pesquisas, através
da utilização dos navios hidrográficos e oceanográficos.
No início, a atividade oceanográfica na DHN era predominantemente
científica e exigia dos Hidrógrafos
que a escolhessem à vocação natural para a pesquisa. No tempo presente esse conceito é válido apenas
parcialmente. O progresso vertiginoso que a oceanografia obteve, a
partir do final dos anos 1980, com
o desenvolvimento de novos equipamentos e novas técnicas de observação “in situ” e remota, permitiu uma
densidade e precisão de dados não
igualada anteriormente. Tornou-se
possível a medição contínua de correntes na superfície e em profundidade com o advento de correntômetros
“Doppler”. A utilização generalizada
de perfiladores CTD (Condutividade
x Temperatura x Profundidade) permitiu a obtenção de perfis contínuos
de temperatura, salinidade, oxigênio
DH3 – LXV
e outras propriedades físico-químicas
da água do mar. Há que se mencionar
ainda a obtenção e transmissão, em
tempo real, de dados por meio de satélites, boias de deriva e fundeadas e
derivadores de profundidade (ARGO).
O refinamento das técnicas de perfilagem geofísica permitiu obter imagens mais profundas, mais precisas
e mais detalhadas da estrutura sedimentar no subsolo marinho.
Essas técnicas e equipamentos
contribuíram sobremaneira para a
disponibilidade de dados contínuos,
fartos, densos e, principalmente, em
tempo real. A consequência natural
foi o nascimento e desenvolvimento
da Oceanografia Operacional, com
o monitoramento contínuo de variáveis oceanográficas cujos dados são
inseridos e assimilados por modelos
numéricos. A DHN procura se manter
atualizada na utilização dos equipamentos e no aprendizado das técnicas de coleta e processamento.
Resta ainda muito que fazer para que a DHN possa dispor integralmente das facilidades citadas no parágrafo anterior. A visita aos diversos
setores, que recomendei parágrafos
atrás, proporcionará aos senhores a
visão detalhada do que existe e do
que falta. Entretanto, não nos quedamos inertes à espera de condições
ideais. Os Programas REMAC, PGGM,
LEPLAC, REVIZEE, dentre outros, foram realizados com os recursos possíveis e com as parcerias necessárias.
O resultado pode ser resumido
em uma expressão de rara felicidade
cuja autoria é bem conhecida de todos
os presentes: “Amazônia Azul”. Os
resultados desse trabalho, que dignificam a Marinha e a Hidrografia brasileira, são fruto do esforço, dedicação,
entusiasmo de muitos Hidrógrafos de
várias especialidades e instituições e
DH3 – LXV
que tipificam a antiga sinergia entre
a DHN, a Empresa e a Academia.
O Brasil é signatário da Convenção
Internacional para a Salvaguarda da
Vida Humana no Mar (SOLAS) e, como
tal, possui a responsabilidade de produzir e disseminar informações meteorológicas e Avisos aos Navegantes
na área marítima compreendida entre
os paralelos de 07ºN e 36ºS, e entre
o meridiano de 20ºW e o continente
(METAREA V e NAVAREA V).
As informações meteorológicas
de interesse do navegante são elaboradas pelo CHM e agrupadas em
boletins e cartas meteorológicas,
conforme a sua finalidade. O mais
conhecido dos senhores é o boletim
de condições e previsão do tempo
para a área marítima de responsabilidade do Brasil conhecido como
METEOROMARINHA. A divulgação de
boletins de análise e previsão do tempo, previsão numérica, boletins especiais de tempo para operações de
socorro, de salvamento e militares,
de dados estatísticos e da previsão
de ventos e vagas é de utilidade real
para diversas atividades, que transcendem às necessidades específicas
do navegante.
A DHN participa de programas
nacionais e internacionais de coleta
e disseminação de dados obtidos por
boias em estreita parceria com a comunidade científica. Os mais importantes são:
a) Programa Nacional de Boias
(PNBOIA);
b) International South Atlantic
Buoy Program (ISABP); e
c) Pilot Research Moored Array
for the Tropical Atlantic (PIRATA).
A participação da DHN nesses programas conta com o auxílio de um programa mais amplo de
21
Aula Inaugural
Oceanografia Operacional, o Programa Piloto GOOS/BRASIL, cujo propósito é obter e disseminar em tempo
real, via enlace de satélite, dados
oceanográficos e meteorológicos por
meio de boias de deriva e de fundeio,
a fim de contribuir para o fornecimento de dados ambientais necessários à
qualidade da previsão meteorológica
marinha, e fundamentais para a segurança da navegação na área marítima sob a responsabilidade do Brasil
(METAREA V) e para a salvaguarda da
vida humana no mar.
NOSSOS NAVIOS
A existência de processos sofisticados de coleta de dados oceanográficos, dos novos métodos de batimetria a laser e dos instrumentos
eletrônicos de segurança da navegação citados parágrafos anteriores
não dispensam a necessidade da utilização eficiente e criteriosa dos navios hidrográficos, oceanográficos,
faroleiros e balizadores, enfim, estes
navios que possuem chaminés pintadas de laranja com a inscrição que
representa ao mesmo tempo uma
lição de humildade e a consciência
do cumprimento do dever: “Restará
sempre muito o que fazer...”.
As comissões oceanográficas,
hidrográficas e de apoio à sinalização náutica e ao Programa Antártico
Brasileiro são, quase sempre, de longa duração, exigem grande esforço
das tripulações, níveis elevados de
disciplina e apurado espírito de equipe que, ademais é imanente ao serviço hidrográfico.
O aprestamento dos navios empregados na realização das atividades
de sua responsabilidade sempre foi
prioritário na Diretoria de Hidrografia
e Navegação. Em um passado quase
22
recente, essas atividades estavam diluídas pelos diversos departamentos
da nossa “Repartição Hidrographica”,
mais que centenária, sob a coordenação e controle do Vice-Diretor. Essa
estrutura, ainda que eficaz, era desconfortável e, principalmente, sobrecarregava o Diretor.
A solução encontrada foi a criação, em 1990, da Superintendência
de Navios da DHN (SUPNAV) como um
componente organizacional, com características de Estado-Maior, para cuidar dos assuntos afetos aos Navios. A
criação da SUPNAV dotou a DHN de um
elemento organizacional para o atendimento exclusivo das necessidades
dos navios subordinados, aliviando os
departamentos técnicos e administrativos. Essa estrutura revelou-se vitoriosa, de forma que a 02 de setembro
de 1996 foi criado o Grupamento de
Navios Hidroceanográficos (GNHo),
subordinado à DHN e ativado em 31
de outubro do mesmo ano, com sede na histórica Ilha Fiscal. Em 23 de
março de 1998, a sede do GNHo foi
transferida para a Ponta da Armação,
na cidade de Niterói — RJ.
Atualmente, o GNHo dispõe de
seis navios subordinados: Navio de
Apoio Oceanográfico “Ary Rongel”,
Navio Oceanográfico “Antares”, Navio
Hidrográfico “Sirius”, Navio- Faroleiro
“Almirante Graça Aranha”, Navio
Hidroceanográfico “Amorim do Valle”
e Navio Hidroceanográfico “Taurus”.
Neste mês de fevereiro, o número
de navios passará a sete, com a chegada do novo NHo “Cruzeiro do Sul”
adquirido em parceria com o MCT
e já incorporado à MB, de forma a
tornar ainda mais efetivo o apoio da
Marinha à comunidade oceanográfica nacional. Esse deverá chegar ao
Rio de Janeiro em 15 de fevereiro
próximo.
DH3 – LXV
Os Navios do GNHo, ao se fazerem ao mar, exercem atividades
importantes para a DHN, para a
Marinha e para o País. Realizam a coleta de dados ambientais, participam
da manutenção dos faróis e outros
sinais náuticos. Contribuem, de maneira fundamental e indispensável,
para o Programa Antártico Brasileiro
(PROANTAR). Concorrem para o apoio
logístico ao Posto Oceanográfico da
Ilha da Trindade (POIT). Participaram e
continuam participando da formação
de gerações de Hidrógrafos e oceanógrafos deste País.
Repito, a realização de todas essas múltiplas atividades exige grande
esforço das tripulações, níveis elevados de disciplina e apurado espírito
de equipe. Envolvem, ainda, um apoio
logístico complexo. Proporcionar tais
requisitos sempre constituiu um desafio indispensável ao cumprimento
de nossa missão e garantia de nosso
futuro.
2009
NOSSO FUTURO
Nosso futuro repousa na nossa
gente e nas nossas tradições. Será
promissor na medida em que continuemos a perseverar na formação e
DH3 – LXV
aperfeiçoamento do pessoal, mantivermos a nossa doutrina e cultuarmos as nossas tradições.
Essa conduta é extremamente
salutar, contribuindo para manter a
qualificação adquirida sem, contudo,
23
Aula Inaugural
inibir as alterações de procedimentos
que se fizerem necessários. Devemos
acompanhar a evolução científica e
tecnológica das disciplinas que nos
dizem respeito de forma tal que o conhecimento novo não substitua o conhecimento existente, mas que seja
a ele somado. O éthos da Hidrografia
é o de produzir informações para
a segurança da navegação e para o
apoio às operações navais (mostrar
o caminho). Isto não muda, o que
muda é a forma de representar as
informações.
Nossas atividades poderão ser
ou não subsidiárias, conforme o emprego de nossos produtos e serviços. São subsidiárias na medida em
que contribuem para atender ao Art.
17, inciso II da Lei Complementar nº
97/1999. No entanto, são parte integrante e inseparável da aplicação do
Poder Naval quando utilizados para
o planejamento e condução exitosa
das operações navais. Não esqueçam, pertencemos à Marinha!
Convém lembrar um desafio para o futuro próximo: a produção e
distribuição das cartas eletrônicas.
No ano passado, na XVII Conferência
Hidrográfica Internacional (CHI) foi estabelecido um prazo de até o ano de
2010 para que os Estados Membros
produzam e distribuam suas cartas
eletrônicas. Caso o Brasil não tenha
condição de fazê-lo, deverá conceder
a outro País o direito de editar as referidas cartas.
Para que a cobertura total das
águas jurisdicionais brasileiras em
ENC esteja pronta até 2010, o CHM
conduzirá o processo de produção
das ENC a partir dos dados ora existentes, oriundos de arquivos isolados
e ainda não completamente ajustados
entre si, mas com certificado internacional de qualidade e consistência
24
compatível com as cartas náuticas
em vigor. Simultaneamente, buscará
soluções em médio prazo para a melhoria da qualidade das informações
disponíveis aos usuários, o que inclui
o aperfeiçoamento do processo por
meio de um banco de dados cartográficos, bem como novas informações de áreas onde as normas assim
o requeiram.
A construção de um cenário
desejado está alicerçada na experiência e nos ensinamentos do passado. Permitam-me remeter ao ano
de 1952, quando o NHi “Rio Branco”
sob o comando do então Capitão-deCorveta Maximiano Eduardo da Silva
Fonseca suspendeu para realizar o
Levantamento Hidrográfico da Barra
Norte do Rio Amazonas. O referido
LH tornou-se prioritário a partir da
descoberta de manganês no Amapá.
Fortes pressões foram feitas para
que o trabalho fosse entregue a estrangeiros. A DHN assumiu a missão
graças à visão e determinação de
nossos Chefes. “Em memorável e heróica campanha” o NHi “Rio Branco”
cumpriu a missão que nos cabia, em
dois longos períodos de 11 e 14 meses respectivamente” (Adrião, 1985).
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A continuidade é, talvez, a principal característica do serviço hidrográfico. A propósito, essa palavra
– “continuidade” – está presente em
várias conferências e trabalhos sobre
a Hidrografia e a natureza do serviço
hidrográfico, que os senhores certamente terão a oportunidade de ler.
Praticamente todos os novos trabalhos utilizam como ponto de partida
o levantamento anterior.
Nosso futuro repousa na nossa
gente e nas nossas tradições. Será
DH3 – LXV
promissor na medida em que perseveremos na formação e aperfeiçoamento de nossos Oficiais e Praças,
mantivermos nossa doutrina e cultuarmos as nossas tradições.
No serviço hidrográfico não há
segredos. Nem tampouco soluções
pomposas. Apenas o trabalho discreto e eficiente no planejamento e na
condução dos trabalhos, no controle efetivo e aplicação judiciosa dos
recursos financeiros disponíveis e
na supervisão da formação, adestramento e aperfeiçoamento do pessoal.
Tudo se resume ao trato profissional e
responsável das tarefas do dia a dia.
Sejam muito felizes!
Bem-vindos à família hidrográfica!
Bons Ventos!
Casa D’Armas
DH3 – LXV
25
Trabalhos realizados em 2008
TRABALHOS REALIZADOS EM 2008
1 – CARTAS NÁUTICAS – NOVAS EDIÇÕES E REIMPRESSÕES
a) NOVAS EDIÇÕES
CARTA
25119
25120
23000
210
ESCALA
EDIÇÃO
PRONTO
1:40.000
1ª
Fevereiro
1:40.000
1ª
Fevereiro
Do Cabo de São Tomé ao Rio de Janeiro
1:300.000
2ª
Março
Proximidades da Barra Norte do Rio
Amazonas
1:199.968
7ª
Março
1:25.000
8ª
Abril
Antártica – Ilhas Shetland do Sul – Baía
Sherratt (Ilha Rei George)
Antártica – Ilhas Shetland do Sul – Baía Rei
George (Ilha Rei George)
1003
Barra do Rio Sergipe
1550
Bacia de Campos
1:300.000
1ª
Junho
22700
Da Ponta Cumuruxatiba ao Rio São Mateus
1:300.000
1ª
Julho
23500
De Pinhal a Rio Grande
1:300.000
1ª
Julho
1403
Da Ponta do Ubu ao Cabo de São Tomé
1:150.000
2ª
Julho
4104
Da Ilha do Meio à Ilha de Santa Rita
1:100.000
4ª
Julho
1:50.000
3ª
Agosto
–
2ª
Setembro
1:14.991
1ª
Outubro
1:8.500
8ª
Novembro
1:300.000
1ª
Novembro
1410
12000
1644
802
22800
26
TÍTULO
Proximidades dos Portos de Vitória e
Tubarão
Símbolos, Abreviaturas e Termos usados nas
Cartas Náuticas
Canal de São Sebastião – Parte Sul
Porto de Natal
Do Arquipélago dos Abrolhos a Vitória
DH3 – LXV
b) REIMPRESSÕES
CARTA
TÍTULO
PRONTO
1101
Proximidades do Porto de Salvador
1633
Baía da Ilha Grande – Parte Oeste
Abril
4101
De Macapá à Ilha Mangabal
Abril
2109
Da Ponta Grossa a Porto Alegre
Maio
1000
De Maceió ao Rio Itariri
Maio
De Macapá à Ilha de Santana
Junho
1632
Baía da Ilha Grande – Parte Centro-Norte
Junho
1905
Porto de Florianópolis
Julho
205
Porto de Manaus
411
Janeiro
Agosto
21900 Da Ponta Maceió ao Cabo Calcanhar
Agosto
1110
Baía de Todos os Santos
Agosto
1131
Porto de Camamu
Agosto
400
Do Cabo Gurupi à Ilha de Santana
Setembro
Canal Norte de Santa Catarina
Setembro
220
Da Barra Norte ao Porto de Santana
Novembro
203
Da Ponta do Capinal às Ilhas Pedreira
Novembro
304
De Mosqueiro a Abaetuba
Novembro
1101
Proximidades do Porto de Salvador
Dezembro
1508
Do Cabo Frio a Ponta Negra – Milha Medida
Dezembro
1642
De São Sebastião à Ilha dos Gatos
Dezembro
1903
2 – PUBLICAÇÕES – NOVAS EDIÇÕES E REIMPRESSÕES
a) NOVAS EDIÇÕES
NÚMERO
TÍTULO
EDIÇÃO
DH3
Anais Hidrográficos – Tomo LXIV
64ª
DG6
Tábuas das Marés para 2009
46ª
DN5
Almanaque Náutico para 2009
65ª
b) REIMPRESSÕES
NÚMERO
TÍTULO
EDIÇÃO
DH1-I
Tábuas de Distâncias
3ª reimp.
DH8-II
Lista de Auxílios-Rádio
4ª reimp.
DH3 – LXV
27
3 – CURSOS
A DHN promove a realização de cursos do Sistema de Ensino Naval que
lhe competem e supervisiona a participação do pessoal da Marinha nos cursos
sob a sua orientação técnica.
Assim, ministra cursos de aperfeiçoamento de Hidrografia para Oficiais,
em Hidrografia e Navegação e de Faroleiro para Sargentos; e de especialização
em Hidrografia e Navegação e de Faroleiro para Marinheiros. Cinco são, portanto, os cursos regulares conduzidos.
A orientação teórica se aplica aos oficiais em cursos de pós-graduação, dentro do programa de preparação para o exercício de funções técnicas avançadas.
A par dos cursos de aperfeiçoamento e especialização, a DHN tem desenvolvido o treinamento do pessoal, para o correto desempenho das suas funções técnicas e administrativas, por meio de cursos expeditos e de estágios de
qualificação, nas áreas de Meteorologia, Oceanografia e Batitermografia; e os
estágios voltados para a área de Sinalização Náutica e dos diversos sistemas
e equipamentos utilizados nas atividades de processamento e aquisição de
dados das fainas hidrográficas e oceanográficas.
Trata-se de atividade basilar dessa Diretoria, tendo o Curso de Aperfeiçoamento de Hidrografia para Oficiais, sido, em 1993, reconhecido como categoria “A” pela Organização Hidrográfica Internacional (OHI), e o Curso de
Aperfeiçoamento de Hidrografia para Sargentos em processo de reconhecimento por aquela Organização como categoria “B” o que atesta a excelente
qualidade dos cursos ministrados e que a DHN, a cada dia, se qualifica para
vencer os novos desafios de suas atividades, investindo na qualidade da formação de seu pessoal.
a) CURSO DE APERFEIÇOAMENTO DE HIDROGRAFIA PARA OFICIAIS (CAHO)
Oficiais que concluíram o 61º Curso de Aperfeiçoamento de Hidrografia
para Oficiais – Turma 2008:
Capitão-Tenente
Capitão-Tenente
Primeiro-Tenente
Primeiro-Tenente
Primeiro-Tenente
Primeiro-Tenente
Primeiro-Tenente
Primeiro-Tenente
Primeiro-Tenente
Primeiro-Tenente
Primeiro-Tenente
Primeiro-Tenente
Primeiro-Tenente
MARCELO MANOEL SENRA MENDES;
WELLINGTON NOGUEIRA CAMACHO;
MÁRCIO MORAIS DE LIMA;
FRANCISCO CLÁUDIO GONÇALVES ALVES;
FÁBIO LUÍS MOREIRA JACOBUCCI BAMBACE;
JUAREZ CERQUEIRA FERREIRA;
JONATHAS DINIZ VIEIRA COELHO;
SHALON GONÇALVES DE SOUZA;
EDNO VIEIRA DA ROSA NETO;
TIAGO NICOLAY FREITAS;
PHELLIPE DE ARAÚJO MAGALHÃES;
RAMON GROSSO DE ALMEIDA; e
RODRIGO FELIPE MARQUES DO NASCIMENTO.
1° Colocado: Primeiro-Tenente MÁRCIO MORAIS DE LIMA, com média final 9,88.
28
DH3 – LXV
PRÊMIOS ESCOLARES:
I – PRÊMIO “EVOLUÇÃO E APLICAÇÃO”
Oferecido pela Diretoria de Ensino da Marinha.
Destina-se a premiar o aluno que mais se destacou no curso, concluindo-o
em primeiro lugar.
Consiste em uma medalha em vermeil.
Conquistado pelo Primeiro-Tenente MÁRCIO MORAIS DE LIMA, com média final 9,88.
II – PRÊMIO “DISTINÇÃO”
Oferecido pela Diretoria de Hidrografia e Navegação.
Destina-se a premiar o aluno com desempenho excepcional no curso,
sendo assim considerado aquele que obtiver média igual ou superior a 9,5.
Consiste em um certificado assinado pelo Exm° Sr. Diretor de Hidrografia
e Navegação.
Conquistado pelos seguintes alunos:
Primeiro-Tenente MÁRCIO MORAIS DE LIMA, com média final 9,88;
Primeiro-Tenente FRANCISCO CLÁUDIO GONÇALVES ALVES, com média final
9,68; e Primeiro-Tenente FÁBIO LUÍS MOREIRA JACOBUCCI BAMBACE, com média final 9,67.
III – PRÊMIO “VITAL DE OLIVEIRA”
Destina-se a premiar o aluno que obtiver a maior média no conjunto de
disciplinas da área de Hidrografia, desde que em nenhuma delas tenha obtido
média inferior a 8,0.
e Navegação.
IV – PRÊMIO “ALMIRANTE PAULO MOREIRA”
disciplinas na área de Geofísica, desde que em nenhuma delas tenha obtido
média inferior a 8,0.
e Navegação.
DH3 – LXV
29
b) CURSO DE APERFEIÇOAMENTO EM HIDROGRAFIA E NAVEGAÇÃO (C-Ap-HN)
Militares que concluíram o 36° Curso de Aperfeiçoamento em Hidrografia
e Navegação – Turma 2008:
3ºSG-HN
3ºSG-HN
3ºSG-HN
3ºSG-HN
3ºSG-HN
3ºSG-HN
3ºSG-HN
3ºSG-HN
3ºSG-HN
3ºSG-HN
3ºSG-HN
3ºSG-HN
3ºSG-HN
96.0091.87
96.0218.29
96.0361.25
97.0182.87
97.1068.95
96.1141.85
97.0136.92
95.0957.56
97.0187.75
97.1142.01
96.1166.68
97.1037.64
97.0202.90
JOACI DA SILVA VIEIRA;
OSVALDO CAMPOS GUEDES;
DAVI SANTA BRIGIDA DOS SANTOS;
EDSON ROGÉRIO ROSA RIBEIRO DOS SANTOS;
CHARLES AHNERT NUNES;
CELIJAILSON TAVARES SANTANA;
CARLOS HENRIQUE COSTA DE ALMEIDA;
CELSO ROBERTO DE ANDRADE;
HENRIQUE CÁSSIO MACEDO CARVALHO;
ERIVAN VARELA DO NASCIMENTO;
PAULO MENEZES PIRES COSTA;
CÉLIO DOUGLAS PINTO MOREIRA; e
RÔMULO CARVALHO DO AMARAL.
1° Colocado: 3ºSG-HN JOACI DA SILVA VIEIRA, com média final 9,84.
PRÊMIOS ESCOLARES:
I – PRÊMIO “ESTUDO E APLICAÇÃO”
em primeiro lugar.
Consiste em uma medalha de prata.
Conquistado pelo 3ºSG-HN JOACI DA SILVA VIEIRA, com média final 9,84.
Destina-se a premiar o aluno com desempenho excepcional no curso, sendo assim considerado aquele que obtiver média final igual ou superior a 9,5.
e Navegação.
Conquistado pelos seguintes alunos: 3ºSG-HN JOACI DA SILVA VIEIRA,
com média final 9,84; 3ºSG-HN OSVALDO CAMPOS GUEDES, com média final
9,80; e 3ºSG-HN DAVI SANTA BRIGIDA DOS SANTOS, com média final 9,77.
III – PRÊMIO “BARÃO DE TEFFÉ”
disciplinas da área de Hidrografia, desde que em nenhuma das disciplinas tenha obtido média inferior a 8,0.
30
DH3 – LXV
e Navegação.
IV – PRÊMIO “RADLER DE AQUINO”
disciplinas da área de Navegação, desde que em nenhuma das disciplinas tenha obtido média inferior a 8,0.
e Navegação.
V – PRÊMIO “COMANDANTE FERRAZ”
disciplinas da área de Geofísica, desde que em nenhuma das disciplinas tenha
obtido média inferior a 8,0.
e Navegação.
Conquistado pelo 3ºSG-HN OSVALDO CAMPOS GUEDES, com média final
9,80.
c) CURSO DE APERFEIÇOAMENTO DE FAROLEIRO (C-Ap-FR)
Militares que concluíram o 22° Curso de Aperfeiçoamento de Faroleiro –
Turma 2008:
3ºSG-FR
3ºSG-FR
3ºSG-FR
3ºSG-FR
3ºSG-FR
3ºSG-FR
97.0276.18
96.0975.66
97.0227.46
96.0284.67
96.0911.42
97.0265.65
OSVALDO FERREIRA DE SOUZA JÚNIOR;
ROQUE ANTÔNIO PAIVA SAMPAIO;
JURANDI LOPES DOS SANTOS JÚNIOR;
JOCIVAN FRANÇA LAU;
JOÃO MÁRCIO FELIZ; e
EDILTON DE JESUS DA HORA.
1° Colocado: 3ºSG-FR OSVALDO FERREIRA DE SOUZA JÚNIOR, com média final
9,88.
PRÊMIOS ESCOLARES:
I – PRÊMIO “ESTUDO E APLICAÇÃO”
em primeiro lugar.
DH3 – LXV
31
Conquistado pelo 3ºSG-FR OSVALDO FERREIRA DE SOUZA JÚNIOR, com
média final 9,88.
e Navegação.
Conquistado pelos seguintes alunos: 3ºSG-FR OSVALDO FERREIRA DE
SOUZA JÚNIOR, com média final 9,89; e 3ºSG-FR ROQUE ANTÔNIO PAIVA
SAMPAIO, com média final 9,53.
III – PRÊMIO “ALMIRANTE MORAES REGO”
disciplinas da área de Equipamentos de Sinalização Náutica, desde que em
nenhuma das disciplinas tenha obtido média inferior a 8,0.
e Navegação.
média final 9,80.
IV – PRÊMIO “FAROLEIRO ARÊAS”
e Navegação.
média final 10.
V – PRÊMIO “FAROLEIRO NASCIMENTO”
disciplinas da área de Sinalização Náutica, desde que em nenhuma das disciplinas tenha obtido média inferior a 8,0.
e Navegação.
média final 10.
32
DH3 – LXV
d) CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM HIDROGRAFIA E NAVEGAÇÃO (C-Espc-HN)
Militares que concluíram o 47° Curso de Especialização em Hidrografia e
Navegação – Turma 2008:
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
04.0226.53
86.7838.31
04.0174.55
04.0172.42
04.0092.58
04.0143.59
03.0092.20
04.0083.32
04.0096.31
04.0085.96
04.0134.41
04.0157.97
02.1434.61
04.0113.17
86.7164.76
04.0229.80
04.0182.14
04.0115.11
04.0236.50
UALACE CAVALCANTE DA CRUZ;
FABIANO ARRUDA DOS SANTOS;
LUIS EUCLIDES SANTIAGO DA SILVA;
KELVER OLIVEIRA DA CUNHA;
HUDSON NEY MALTEZ DE SOUZA;
RAFAEL DE ANDRADE SILVA;
WELLINGTON ALMEIDA LIMA;
ANTONIO CESAR ROQUE DA SILVA JUNIOR;
LEANDRO SANTOS GUALBERTO;
PATRYCK GOMES DOS SANTOS FREITAS;
JOÃO CARLOS DA SILVA GONÇALVES;
BRUNO DA SILVA OLIVEIRA;
WANDERSON RODRIGO DA SILVA MENDONÇA;
BRUNO OLIVEIRA FERREIRA;
ALEX SANDRO VIEIRA GIVIGI;
JOEL DE LIMA SILVA;
ROBERTO CARLOS SILVA DE SALLES FILHO;
SIDNEI SARDI DOS SANTOS; e
ORLANDO DIÊGO MAUÉS MAIA.
1° Colocado: MN UALACE CAVALCANTE DA CRUZ, com média final 9,64.
PRÊMIOS ESCOLARES:
I – PRÊMIO “INSTRUÇÃO E APLICAÇÃO”
em primeiro lugar.
Conquistado pelo MN UALACE CAVALCANTE DA CRUZ, com média final
9,64.
e Navegação.
Conquistado pelos seguintes alunos:
MN UALACE CAVALCANTE DA CRUZ, com média final 9,64; e MN FABIANO
ARRUDA DOS SANTOS, com média final 9,52.
DH3 – LXV
33
III – PRÊMIO “BARÃO DE JACEGUAY”
disciplinas da área de Hidrografia, desde que em nenhuma das disciplinas tenha obtido média inferior a 8,0.
e Navegação.
Conquistado pelo MN FABIANO ARRUDA DOS SANTOS, com média final
9,90.
IV – PRÊMIO “OCEANOGRÁFICO”
disciplinas da área de Geofísica, desde que em nenhuma das disciplinas tenha
obtido média inferior a 8,0.
e Navegação.
de 9,23.
V – PRÊMIO “NAVEGADOR”
e Navegação.
de 9,46.
e) CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO DE FAROLEIRO (C-Espc-FR)
Militares que concluíram o 23° Curso de Especialização de Faroleiro –
Turma 2008:
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
MN
34
04.0180.36
04.0249.58
04.0248.51
06.7756.67
85.8950.41
04.0228.58
04.0123.30
04.0252.29
04.0167.93
RAFAEL SÁ FREIRE DIAS;
ELTON SANTOS DE ARAÚJO;
EDSON BATISTA RAMOS;
MARCELO MACHADO GEDIÃO;
THIAGO FRANCISCATTE BISPO;
WELTON SOUSA MARTINS;
CESAR AUGUSTO BEZERRA ESTEVES;
FRANCISCO DANILO SOUSA CASTRO;
GLEIDSON ANTONIO GOMES;
DH3 – LXV
MN
MN
MN
04.0173.31
04.0096.14
04.0229.71
LEANDRO GUIMARÃES VIDAL;
RODRIGO DO NASCIMENTO SOARES; e
JOÃO FRANCISCO NASCIMENTO ARAUJO.
1° Colocado: MN RAFAEL SÁ FREIRE DIAS, com média final 9,79.
PRÊMIOS ESCOLARES:
I – PRÊMIO “INSTRUÇÃO E APLICAÇÃO”
em primeiro lugar.
Conquistado pelo MN 04.0180.36 RAFAEL SÁ FREIRE DIAS, com média
final de 9,79.
e Navegação.
Conquistado pelos seguintes alunos: MN RAFAEL SÁ FREIRE DIAS, com
média final 9,79; MN ELTON SANTOS DE ARAÚJO, com média final 9,66; MN
EDSON BATISTA RAMOS, com média final 9,60; e MN MARCELO MACHADO
GEDIÃO, com média final 9,50.
III – PRÊMIO “ALMIRANTE ALVES CÂMARA”
disciplinas da área de Equipamentos de Sinalização Náutica, desde que em
nenhuma das disciplinas tenha obtido média inferior a 8,0.
e Navegação.
Conquistado pelo MN THIAGO FRANCISCATTE BISPO, com média final
9,67.
IV – PRÊMIO “SUBOFICIAL OLIVEIRA”
e Navegação.
DH3 – LXV
35
Conquistado pelo MN ELTON SANTOS DE ARAÚJO, com média final
9,95.
V – PRÊMIO “MESTRE JOÃO DOS SANTOS”
disciplinas da área de Sinalização Náutica, desde que em nenhuma das disciplinas tenha obtido média inferior a 8,0.
e Navegação.
Conquistado pelo MN RAFAEL SÁ FREIRE DIAS com média final 9,98.
36
DH3 – LXV
NAVIO DE APOIO OCEANOGRÁFICO
“ARY RONGEL”
A OPERANTAR XXVI, maior
Operação Antártica (OPERANTAR) já
executada pelo Programa Antártico
Brasileiro (PROANTAR), ficou marcada
por números expressivos e jamais alcançados antes: 162 dias de mar, 241
horas de vôo e 189 dias de comissão,
tendo se inciado no dia 7 de outubro
de 2007 e encerrada no dia 13 de
abril de 2008, com a
atracação
do navio no Píer Paulo Irineu Roxo
Freitas (PIRF), localizado na DHN.
A OPERANTAR XXVII foi iniciada
em 07 de outubro, devendo terminar
em 14 de abril de 2009.
As OPERANTAR XXVI e XXVII se
destacam das demais até hoje realizadas por marcarem a primeira participação do Brasil e, consequentemente, do PROANTAR,
em um Ano
Polar Internacional (API) (International
Polar Year – IPY), tendo o primeiro API
ocorrido no biênio 1882/1883, o segundo em 1932/1933, o terceiro em
1957/1958 e o quarto no período de
março de 2007 a março de 2009.
Na OPERANTAR XXVII, o Brasil
está participando das pesquisas relacionadas ao API com 6 projetos
científicos de campo e, nesse contexto, ressalta-se o Projeto Lúcia,
iniciado em dezembro de 2008, cuja
DH3 – LXV
37
principal meta é estudar a biodiversidade (de micróbios a predadores do
topo da teia alimentar) em relação
à complexidade do ambiente marinho da Baía do Almirantado e áreas
adjacentes.
No ano de 2008, o Projeto
Lúcia desenvolveu suas atividades
a bordo do navio no período de 1º a
7 de dezembro, alcançando ao seu
38
final resultados históricos: foram
concretizadas 15 estações de coleta
de amostras de sedimentos e 10
estações de coleta de água no interior
da Baía do Almirantado e no Estreito
de Bransfield, nas profundidades de
100, 300, 500, 700, 1.100 metros,
e o material obtido pelo navio foi
considerado inédito na comunidade
científica nacional.
DH3 – LXV
NAVIO HIDROGRÁFICO “SIRIUS”
Foram realizadas as seguintes
comissões em apoio ao Destacamento
do Posto Oceanográfico da Ilha da
Trindade:
– POIT I/2008, de 14 a 23 de fevereiro;
– POIT II/2008, de 16 a 25 de abril; e
– POIT III/2008, de 10 a 20 de junho.
Durante os meses de agosto e
setembro, o navio esteve docado na
DH3 – LXV
Base Naval de Natal para reparo no sistema do hélice. Concomitantemente,
equipes volantes realizaram levantamentos hidrográficos no Rio Potengi
e no Canal de Acesso ao Porto de
Aracajú. Ao fim do reparo, deuse início à comissão “Atualização
Cartográfica III”, na Barra Norte do
Rio Amazonas. O navio regressou ao
Rio de Janeiro no início do mês de
dezembro.
39
NAVIO HIDROCEANOGRÁFICO “CRUZEIRO DO SUL”
Iniciou suas atividades operativas realizando, no período de 08 a
17 de dezembro de 2008, no litoral do estado de Santa Catarina, comissão em apoio ao Programa de
Avaliação de Potencialidade Mineral
da Plataforma Continental Jurídica
Brasileira (REMPLAC), cujo propósito é contribuir para o conhecimento
do substrato marinho da Plataforma
Continental Jurídica Brasileira (PCJB),
por meio da avaliação dos seus recursos minerais, abordando as questões ambientais, de manejo e gestão
associadas a este conhecimento. O
REMPLAC é vinculado ao Plano setorial para os Recursos do Mar (CIRM).
A DHN, como membro do comitê executivo do programa REMPLAC, adota
uma política de colaboração e apoio,
buscando contribuir com iniciativas
que visem desenvolver o programa.
40
Como parte do convênio Laboratório Nacional Embarcado (LNE) entre a Marinha do Brasil e o Ministério
da Ciência e Tecnologia, embarcaram no navio um professor e 10
alunos do curso de Oceanografia
da Universidade do Vale do Itajaí
(UNIVALI) para acompanhar os serviços realizados durante a comissão.
Dentre as tarefas executadas,
destacam-se a realização de sondagens com transdutor de baixa frequência para mapeamento de reservas de
siliciclásticos nas proximidades da
Ilha de Santa Catarina, a perfilagem
vertical de correntes com o Acoustic
Doppler Current Profiler (ADCP), análises físico-químicas de amostras de
água e observações batitermográficas com lançamentos de XBT.
DH3 – LXV
NAVIO OCEANOGRÁFICO “ANTARES”
Realizou a Operação PIRATA
BR-X EXTENSÃO SW-III. Nesta comissão, o navio ficou responsável pelo
recolhimento, substituição de sensores meteorológicos e oceanográficos
e reposicionamento de oito boias ancoradas em profundidades superiores a 4.000 metros, ocupando posições que distam entre 260 e 1050
DH3 – LXV
milhas náuticas da costa (entre 480
e 1945 km), além da coleta de dados
oceanográficos e meteorológicos, na
região compreendida entre Vitória-ES
e o paralelo 15° N e os meridianos
030° W e 038° W. Adicionalmente, foram lançadas 6 boias de deriva, em
apoio ao Programa Nacional de Boias
(PNBOIA).
41
42
Entre os dias 15 de julho e 13 de
agosto, o navio realizou a Comissão
LEPLAC XIV, em que foram coletados dados batimétricos em apoio
ao Programa de Levantamento da
Plataforma Continental (LEPLAC), que
tem por propósito determinar a área
da Plataforma Continental Brasileira
além da Zona Econômica Exclusiva
(ZEE), conforme estabelecido no artigo
76 da Convenção das Nações Unidas
sobre o Direito do Mar.
Entre os dias 14 de outubro
e 16 de dezembro, foi realizada a
Comissão Oceano Norte III, em que
foram coletados dados ambientais
para a produção de informações
complementares para o planejamento e condução das Operações Navais
e apoio às pesquisas propostas pelo
projeto PIATAM-OCEANO, integrante
da Rede Temática de Monitoramento
Ambiental Marinho (REMAM), da
PETROBRAS. Para tal, houve coleta
de dados geológicos, oceanográficos, meteorológicos e de auxílio à
navegação na plataforma e talude
amazônico.
DH3 – LXV
NAVIO-FAROLEIRO “ALMIRANTE GRAÇA ARANHA”
No período de 10 a 14 de dezembro de 2008, o Navio-Faroleiro
“Almirante Graça Aranha” realizou a
Comissão de Apoio Humanitário, a fim
de prestar ajuda às vítimas da enchente que devastou vários municípios do
Estado de Santa Catarina. Nesta comissão, o navio transportou 80 toneladas
de diversos donativos, dentre eles:
água mineral, roupas, alimentos não
DH3 – LXV
perecíveis e material de higiene. Tais
donativos foram fornecidos pela população do Estado de São Paulo e a coordenação da faina de recolhimento do
material ficou a cargo da Companhia
Docas do Estado de São Paulo. O embarque e desembarque da carga ficou
a cargo da Capitania dos Portos de
São Paulo, Delegacia da Capitania dos
Portos em Itajaí e deste navio.
43
NAVIO HIDROCEANOGRÁFICO “AMORIM DO VALLE”
COMISSÃO COSTA LESTE-SUDESTE
II E III
– 08 a 22 de fevereiro; e
– 12 a 28 de agosto.
Com o intuito de coletar dados ambientais para a produção de
44
documentos cartográficos e obter
informações complementares para
o planejamento e a condução das
Operações Navais, o navio demandou a região oceânica entre o Rio
de Janeiro-RJ e Vitória-ES em dois
períodos.
DH3 – LXV
A realização das duas Comissões
visou à obtenção de dados em duas
situações climatológicas distintas,
quais sejam no verão e no inverno.
Na primeira Comissão foram obtidos dados por meio de linha de garrafas com mensageiro e mini-CTD
(“Conductivity, Temperature and
Depth”) e, na última, destacou-se a
primeira utilização de equipamentos
CTD/ROSETTE pelo navio, utilizandose a estação de popa.
DESFILE NAVAL
COMISSÃO COSTA NORTE I
três pernadas ao longo da Plataforma
Continental compreendida entre os
estados do Ceará e do Amapá.
– 06 de outubro a 14 de dezembro
de 2008.
Em apoio ao projeto PIATAMOCEANO, foram realizadas 51 estações oceanográficas com coleta de
dados geofísicos, geológicos, biológicos e batimétricos, distribuídas por
DH3 – LXV
– 02 a 07 de setembro de 2008.
O navio compôs o Grupo-Tarefa
709.1, que realizou Desfile Naval
pelo litoral do Rio de Janeiro. No dia
da Independência, o navio compôs o
Grupo-Tarefa 709.2 e participou de
novo Desfile Naval com o mesmo percurso do dia 3, este em homenagem
ao Chefe do Estado-Maior da Armada.
Foi realizada sondagem com perfilador de subfundo ao longo da derrota em conjunto com pesquisadores
da Universidade Federal Fluminense
(UFF) e da Universidade Federal do
Pará (UFPA).
45
NAVIO HIDROCEANOGRÁFICO “TAURUS”
46
De 12 a 16 de fevereiro de 2008,
o navio realizou levantamento hidroceanográfico, com ecobatímetro
monofeixe, em áreas localizadas nas
proximidades dos píeres do CADIM e
de Itacuruçá.
No período compreendido entre
16 de abril e 09 de maio de 2008,
realizou um levantamento hidroceanográfico utilizando o ecobatímetro
monofeixe “EM 1002” no Canal da
Galheta e em parte do canal de acesso ao porto de Paranaguá.
Na comissão SISPRES II, no período compreendido entre os dias 13 de
maio e 13 de junho de 2008, realizou
sondagem multifeixe, com aquisição
de backscallering, em uma área compreendida entre os municípios de
Saquarema e Arraial do Cabo.
DH3 – LXV
DETALHAMENTO GEOMORFOLÓGICO DO TALUDE
NA REGIÃO NORTE DA BACIA DE PELOTAS A
PARTIR DE DADOS BATIMÉTRICOS MULTIFEIXE1
Izabel King Jeck2
RESUMO
O detalhamento morfológico do talude na região norte da Bacia de Pelotas
foi obtido pela utilização de batimetria
multifeixe, que possibilitou a identificação de feições menores de relevo de modo contínuo. Em águas mais rasas foram
identificadas escarpas e cristas com pequenos canais associados, onde foram
iniciados os processos de remoção de
sedimentos que, ao serem removidos,
esculpiram escarpas e desenvolveram
canais. Em maiores profundidades são
observados dois canais de grande expressão topográfica que teriam sido os
responsáveis pela canalização dos sedimentos removidos dos níveis mais rasos
para águas profundas. Esta região apresenta-se como um anfiteatro regional
formado por uma cicatriz de remoção,
com alvéolos de deslizamento e desmoronamento associados, causando uma
reentrância do talude.
Palavras-chave:
Geomorfologia
submarina; Batimetria multifeixe; Bacia
de Pelotas.
ABSTRACT
The detailed morphology in the
North of the Pelotas Basin was obtained
using multibeam data, which allowed
the identification of seafloor small features. It was observed regions with scarps
and faults in shallow waters. This region
remains as a removal scar with related
slump/slide lobes that generated a slope retreat. They individualize steps and
small channels with a NW-SE direction,
where the removal process was probably
initiated. The sediment removal by gravitational and mass flows sculpted the
scarps and channels. Two huge channels
were observed in deeper waters. Those
channels are associated with secondary
channels and local slump/slide features
and must have been the pathway to deeper water of the sediments removed from
shallow waters, helping to develop the
huge removal scar.Those features seem
to be part of a huge region of sedimentary removal in the upper and intermediate
slope, if inserted in a regional context.
Keywords: Marine geomorphology; multibeam ; Pelotas basin.
1
Extraído da dissertação de mestrado apresentada pela autora em 2006 no Laboratório de Geologia Marinha
(LAGEMAR) – Universidade Federal Fluminense (UFF).
2
Capitão-de-Fragata (T) – Centro de Hidrografia da Marinha.
48
DH3 – LXV
1 INTRODUÇÃO
No ano de 1998, o Navio de Pesquisa
MV Knorr – cruzeiro 159-5, do Instituto
Oceanográfico Woods Hole (WHOI), realizou levantamento na região sul do embaiamento de São Paulo a fim de estudar a paleoceanografia da região. Para
isto, foram adquiridos, entre outros,
dados de batimetria multifeixe e perfis
de 3,5kHz. A partir da utilização destes
dados multifeixe foi possível um maior
detalhamento morfológico do talude da
região norte da bacia de Pelotas. A fim
de possibilitar a contextualização regional dos dados multifeixe, os mesmos
foram integrados a dados de batimetria
convencional monofeixe.
A figura 1 apresenta a região de
estudo, associada ao mapa fisiográfico
(modificado de Zembruscki, 1979) nas
províncias morfológicas de plataforma
externa, talude e sopé continentais.
042°W e 049°W, está contida nas províncias de plataforma e talude continentais,
no setor Embaiamento de São Paulo (figura 1), descrito por Zembruscki (1979),
que se estende desde o alto de Cabo Frio
até a plataforma de Florianópolis.
A plataforma continental apresenta
um relevo suave, com gradiente em torno de 1:1000, largura média de 130 km
e máxima de 220 km. A linha da quebra
da plataforma ocorre, em geral, entre as
isóbatas de 100 e 300 metros, refletindo
nestas profundidades, o traçado da linha
de costa.
O talude continental tem direção geral NE-SW, tendendo a acompanhar a linha de costa. Contudo, muda
de direção entre as latitudes de 27ºS e
28ºS, e 29ºS e 30ºS, ficando quase N-S.
Distinguiram-se duas seções de talude:
a superior (mais estreita e íngreme) com
declividade em torno de 3º; e a inferior,
mais larga e menos íngreme, com declividade oscilando entre 0,8º e 2º.
A morfologia do talude nesta região
é descrita por Lima (2004) como muito
irregular, em especial no talude superior. Mello et al. (1992) identificaram a
presença de zonas de instabilidade, relacionadas a processos de deslizamento
e escorregamento nesta região.
3 METODOLOGIA E DADOS
UTILIZADOS
Figura 1 – Mapa fisiográfico da região
(modificado de Zembruscki, 1979) com a
área de estudo demarcada pelo retângulo
preto duplo.
2 GEOLOGIA DA ÁREA
A área em estudo, localizada entre
os paralelos 24°S e 31°S e meridianos
DH3 – LXV
O detalhamento de feições topográficas relevantes na área de estudo foi
realizado com base em dados de batimetria multifeixe e perfilagem subsuperficial, que proporcionaram o detalhamento morfológico e considerações sobre
os processos geológicos responsáveis
pela modelagem do relevo. Dados de
sondagem monofeixe proporcionaram
uma caracterização morfológica regional, tendo sido utilizados dados batimétricos adquiridos pelo Projeto LEPLAC comissões IV e XI, e dados disponíveis
no GEODAS (GEOphysical DAta System
– NGDC/NOAA).
49
ARTIGOS
4 RESULTADOS
O levantamento batimétrico multifeixe e a perfilagem subsuperficial de
3,5 kHz permitiram detalhar importantes feições geomorfológicas na região
estudada. Estas novas informações contribuem para o conhecimento dos processos responsáveis pela modelagem do
relevo do talude superior, em particular
o transporte por fluxo gravitacional de
massa e a redistribuição de sedimentos
por correntes de fundo nesta parte da
bacia do Brasil. As feições observadas
distribuem-se na área apresentada na
figura 2.
Observam-se dois conjuntos de feições (figuras 2 A e B), relacionados à remoção sedimentar por meio de desmoronamentos e deslizamentos. O primeiro conjunto de feições (figuras 2A e 3) é
localizado na porção mais rasa do talude
superior, entre as profundidades de 540
a 750 metros, onde é observada uma topografia irregular do fundo, característica de remoção de sedimentos, com diversos altos e depressões, em uma área
de aproximadamente 260 km2.
São identificados três patamares
em profundidades em torno de 640, 700
e 750 metros. Os patamares são separados por cristas e escarpas de até 100
metros de relevo relativo (perfis – figura 3) em cujas bases são desenvolvidos
canais, com direção aproximada NW-SE,
e profundidades em torno de 50 metros
abaixo do assoalho oceânico. Além dos
canais, outras depressões são observadas, com profundidades de 20 a 50 metros abaixo do fundo, caracterizando a
grande irregularidade batimétrica desta
região.
Figura 2 –
Localização das
principais feições
observadas
na batimetria
multifeixe
apresentando no
quadro esquerdo
uma ampliação das
regiões de feições
de remoção (A) e
de transporte de
massa e remoção
(B) no talude
continental.
50
DH3 – LXV
Figura 3 – Batimetria em planta (quadro superior) e em perfil (quadros inferiores) na região das
estruturas de deslizamento. Os perfis A e B estão indicados no mapa superior pelas linhas pretas. A seta
ao lado direito indica o exagero vertical.
A orientação das escarpas e dos canais subordinada mostra uma coalescência
em direção a SE, o que deve indicar uma direção preferencial de fluxo NW-SE.
O segundo conjunto de feições (figuras 2B e 4) é localizado no talude médio,
entre profundidades de 900 a 2000 metros, e é composto por dois canais perpendiculares à direção geral das isóbatas, aqui denominados A e B (figura 4, canais esquerdo
e direito respectivamente), não descritos na literatura consultada.
DH3 – LXV
51
ARTIGOS
Figura 4 – Batimetria em planta na região dos canais A e B. Os perfis definidos em
preto são descritos a seguir.
O canal A é observado em profundidades que variam de 990 a 1310 metros, com comprimento de 28 km, tendo
direção NW-SE na parte mais rasa e W-E
na parte mais profunda. A largura é variável, em média 1800 metros, e o relevo
relativo varia em torno de 250 metros de
profundidade.
O perfil da figura 5 apresenta uma
seção perpendicular aos canais, onde
pode ser observado, no perfil C-C´, a
existência de um canal secundário, na
margem NE do principal, com variação de
profundidade em torno de 25 metros.
A partir do registro de 3,5 kHz do
canal A foi possível observar a inexistência de sedimentação no seu fundo
e a presença de estratos truncados nas
suas bordas, indicativos de processos
erosionais.
Figura 5 – Perfil batimétrico da seção C-C´ do canal A, indicado na figura 4 pela linha preta.
A seta ao lado direito indica o exagero vertical.
52
DH3 – LXV
O canal B (figura 4) encontra-se em
profundidades de 1600 a 1980 metros,
apresentando duas seções, norte e sul,
com comprimentos de 20 km e 22 km
respectivamente. Entre as duas seções o
canal é interrompido.
A porção norte tem direção aproximada NW-SE, largura média de 2500 metros e relevo relativo de 50 a 150 metros.
Apresenta localmente um canal secundário
na sua margem E, com 50 metros de variação de profundidade (figura 6 – perfil E-E´).
Figura 6 – Perfis batimétricos das seções D-Dé E-E´ do canal B – seção norte,
indicados na figura 4 pelas linhas pretas. A seta ao lado direito indica
o exagero vertical.
A figura 7 apresenta o registro de
3,5 kHz da seção norte do canal B, próximo ao perfil E-E´. Na sua margem direita,
a leste, os refletores indicam a presença
de um bloco deslizado, como indicado
pela linha vermelha, com os refletores
contínuos internamente. Como consequência deste deslizamento, o canal secundário foi estabelecido. Na margem
esquerda, a oeste, não são observadas
feições de deslizamento e os refletores
desta borda apresentam-se truncados.
A interrupção do canal B deve estar relacionada aos processos de desmoronamento das margens. Em função da
proximidade deste bloco alóctone com a
região interrompida pode-se sugerir que
esta é uma porção distal da camada que
colmatou o canal.
DH3 – LXV
O talvegue do canal apresenta
preenchimento incipiente, indicando
ausência de fluxo erosivo em épocas
recentes.
Figura 7 – Registro de 3,5 kHz (Linha 19981024/25)
próximo ao perfil E-E´ da figura 4.
53
ARTIGOS
A seção sul do canal B (figura 8) tem
direção aproximada N-S, largura média
de 2000 metros e relevo relativo iniciando em 150 metros, diminuindo conforme a profundidade circundante aumenta. É um canal assimétrico e mostra,
em toda esta seção, a borda leste mais
profunda. Em torno de 1980 metros, o
canal perde expressão topográfica, se
configurando apenas uma depressão no
fundo, presente até o final do registro, a
2080 metros.
Figura 8 – Perfil batimétrico da seção F-F´ do canal B – seção sul, indicado na figura 4
pelas linhas pretas. A seta ao lado direito indica o exagero vertical.
A partir da análise do mapa batimétrico regional (figura 2), é possível observar que os dois conjuntos de feições
aqui descritos estão inseridos no talude,
em um anfiteatro regional formado por
uma grande cicatriz de remoção de sedimentos, com alvéolos de deslizamento e
desmoronamento associados.
A expressão morfológica desta
remoção é observada em uma área de
aproximadamente 32400 km2, sendo
evidenciada pelo recuo da quebra de
plataforma em mais de 100 km, e consequente recuo do talude, que neste local
apresenta inclinações superiores a 4º.
Neste contexto, o primeiro conjunto de feições (figuras 2-A e 3), com
escarpas e canais menores associados,
individualizando patamares, seria o local onde os processos de remoção foram iniciados. Os sedimentos, ao serem
removidos por um fluxo NW-SE, esculpiram escarpas e desenvolveram canais
que serviram de canalizadores nos processos gravitacionais.
Em prosseguimento ao processo
de remoção de sedimentos, em profundidades maiores, é observado o segundo conjunto de feições (figuras 2B e 4),
54
composto pelos dois canais de grande
expressão topográfica. Esses canais devem ter atuado como principais canalizadores do fluxo gravitacional em época
de nível de mar rebaixado; além disso, a
presença de canais secundários e de feições de deslizamento e desmoronamento evidencia a grande dinâmica sedimentar atuante, o que corrobora a hipótese
de que um grande volume de sedimentos foi retirado do talude superior.
Conjuntos de feições semelhantes
aos conjuntos aqui descritos, com estruturas relacionadas a deslizamentos
e movimentos de massa no talude continental foram observados por Almagor
e Wiseman (1980) na margem de Israel
(figura 9) onde pode ser observada a
topografia irregular, com vales esculpidos por processos de deslizamento e
transporte de massa, e escarpas remanescentes do fundo não removido; e por
Embley (1982) na margem noroeste africana (figura 10), onde podem ser observados o recuo da quebra de plataforma,
a presença de escarpas, canais primários e secundários, e os altos topográficos remanescentes dentro da região de
remoção.
DH3 – LXV
Figura 9 – Cicatrizes de deslizamento e debris no talude continental de Israel. Exagero
vertical de 46x. (Almagor e Wiseman, 1980).
Os resultados obtidos neste trabalho, quando comparados com trabalhos pretéritos, com aspecto regional,
corroboram de modo geral as interpretações propostas. Os Complexos de
Deslizamentos descritos por Mello et
al. (1992), e as zonas de escarpas e falhas com canais associados, descritas
por Lima (2004), estão inseridas dentro
da grande cicatriz de remoção de sedimentos no talude superior e médio aqui
proposta.
5 CONCLUSÃO
A recuperação dos dados multifeixe coletados pelo MV Knorr no ano de
1998 na região norte da bacia de Pelotas,
possibilitou agregar importantes informações sobre feições e processos de
morfogênese e sedimentação no talude
continental. A partir da análise e processamento destes dados, integrados a registros de 3,5 kHz e a dados monofeixe,
as seguintes observações e conclusões
foram obtidas:
No limite norte da bacia de Pelotas
foram observadas feições indicativas
de intensa remoção de sedimentos por
DH3 – LXV
Figura 10 – Bloco diagrama de uma cicatriz
de deslizamento na margem atlântica
africana. (Embley,1980).
meio de correntes de fluxos gravitacionais e transporte de massa. Esses episódios erosivos produziram na margem
uma grande cicatriz de remoção de sedimentos, causando uma reentrância do
talude. Nesta região foram descritas as
seguintes feições:
Em menores profundidades foram
identificadas escarpas e cristas com até
100 metros de relevo, individualizando
patamares, e pequenos canais associados, de direção NW-SE, onde os processos
55
ARTIGOS
ARTIGOS
de remoção teriam sido iniciados. Os sedimentos, ao serem removidos por um
fluxo NW-SE, esculpiram as escarpas e
desenvolveram canais, por onde foram
conduzidas correntes de fluxos gravitacionais e transporte de massa.
Em maiores profundidades são observados dois canais de grande expressão topográfica, denominados canais A e
B, com canais secundários e feições de
deslizamento e desmoronamento associadas. Em prosseguimento ao processo
de remoção de sedimentos, foram os responsáveis pela canalização dos sedimentos removidos dos níveis mais rasos para
águas profundas, em época de nível de
mar rebaixado, contribuindo para a modelagem da grande cicatriz de remoção.
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NATO workshop on Marine slides and other mass moviments. Nova
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LIMA, L. M. Avaliação dos processos sedimentares submarinos ao sul
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ZEMBRUSCKI, S. G. Geomorfologia da Margem Continental Sul
Brasileira e das Bacias Oceânicas Adjacentes In: CHAVES, H. A. F (Ed.).
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129-177. (Série Projeto REMAC).
56
DH3 – LXV
ESTUDO DE SISTEMAS DE COORDENADAS USADOS
EM TOPOGRAFIA COSTEIRA PARA ÁREAS DE
GRANDE DEFORMAÇÃO DO SISTEMA UTM
Antonio Vieira Martins1
RESUMO
ABSTRACT
Neste artigo são estudados alguns sistemas
de coordenadas usados em Topografia Costeira
com foco no cálculo de poligonal topográfica com
o propósito de subsidiar a elaboração de instruções técnicas que atendam às especificações da
Publicação Especial S-44 da OHI. É lembrado que,
para respeitar o nível de 95% de confiança para a
tolerância de 1/10.000 é preciso, na prática, duplicar o erro de fechamento calculado da maneira como as atuais especificações da DHN preconizam. A
razão entre esse erro duplicado e o comprimento
da poligonal deve ser no máximo, 1/10.000. Fazse uma breve exposição histórica do sistema UTM
evidenciando que foi criado para o atendimento
do mapeamento topográfico, na escala 1:50 000
e menores, numa época em que os recursos tecnológicos não permitiam as precisões alcançadas
atualmente. Também se avalia a magnitude dos
erros sistemáticos da projeção UTM e dos erros
acidentais de medição da poligonal para se definir em que circunstâncias é menos aconselhável a
utilização do sistema de projeção UTM. Em adição,
mostra-se que a adoção do sistema LTM é uma alternativa para não se considerar as deformações
do sistema UTM nos cálculos topográficos, principalmente se o LH estiver contido em apenas um
fuso do sistema LTM. Conclui-se o artigo com várias considerações em relação à utilização dos sistemas de coordenadas estudados.
This paper studied some systems of coordinates used in Coastal Topography focused on
calculation of topographic polygonal with the
purpose of subsidizing the development of technical instructions that meet the requirements of
Special Publication S-44 of ohi. It is remembered
that to comply with the 95% level of confidence
for the tolerance of 1/10.000 need in practice to
duplicate the error of closure calculated the way
the current specifications of DHN advocate. The
ratio between this error and the length of the
polygonal duplicate should be up to 1/10.000. It
is a brief history of the system showing that UTM
was created for the care of topographical mapping at 1:50000 scale and smaller, at a time when
the technological resources did not allow the
points made today. It also assesses the magnitude of systematic errors of the UTM projection and
accidental errors of measurement of the polygon
to define under what circumstances is less advisable to use the UTM projection system. In addition, it is shown that the adoption of the LTM is
an alternative not to consider the deformations
of the system in UTM topographical calculations,
especially if the LH is contained in only one zone
of the LTM. It concludes the article with several
considerations in the use of coordinate systems
studied.
Palavras–chave: Especificação do levantamento hidrográfico; teoria dos erros; sistema LTM.
Keywords: Specification of hydrographic
survey; theory of errors; LTM system.
1
Prof. Geodésia – MSc Geomática.
DH3 – LXV
57
ARTIGOS
1 INTRODUÇÃO
Atualmente, a Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN) segue os padrões de precisão estabelecidos pela
Organização Hidrográfica Intenacional
(OHI) com tolerâncias menos complacentes do que aquelas usadas no passado. O erro gráfico não é mais um parâmetro para a seleção do sistema de
projeção e a utilização dos Sistemas de
Informação Geográficas (SIG) aponta para a generalização cartográfica, ou seja,
a escala do levantamento hidrográfico
pode ser considerada como 1:1. Desta
forma poderá ser usado, futuramente,
na construção da carta náutica em qualquer escala.
A publicação Especial S-44 da OHI
determina que os pontos de controle primário sejam estabelecidos por meio de
processos geodésicos com um erro relativo de 1: 100.000 ou 10 ppm (partes
por milhão) da distância entre o ponto a
ser determinado e o ponto tomado para referência. Os pontos materializados
sobre a superfície do terreno devem ser
selecionados criteriosamente de modo
a servirem de controle da Topografia e
da Hidrografia. Além da precisão relativa, a especificação da OHI dispõe sobre o erro absoluto quando estabelece
que a incerteza da posição de um ponto
primário não pode exceder 10 cm a um
nível de confiança de 95% com respeito
ao sistema WGS – 84. Normalmente, a
determinação dos pontos de controle
primário é feita por GPS e os de controle
secundário por GPS e/ou por topografia
clássica onde os ângulos e as distâncias
são medidos com Estação Total. A tolerância para o erro relativo da poligonal topográfica, também para o nível de
confiança de 95%, é 1 metro em 10.000
metros, o que obriga, em alguns casos,
ter de se considerar as deformações do
sistema UTM nos cálculos topográficos
para se adequar às especificações da
OHI.
Para compreender por que não se
corrigiam as deformações do sistema
58
UTM nos cálculos topográficos é preciso conhecer alguns aspectos históricos.
Com este propósito introduz-se neste
artigo um breve histórico sobre sua implantação no Brasil.
2 SISTEMAS DE COORDENADAS NO
LEVANTAMENTO HIDROGRÁFICO
A seguir serão comentados os sistemas de coordenadas Mercator e uma
variante dele conhecida como Noção
do Plano; UTM e uma particularidade
dele que pode ser denominada UTM_
Modificado; o Cartesiano, que , na prática, pode ser considerado como isento de
projeção cartográfica o qual é conhecido, também, como Plano Topográfico e
finalmente o Local Transverse Mercator–
LTM que, tal como o UTM, fundamentase na projeção conforme de Gauss. São
apresentadas algumas de suas características relevantes para o estudo em
questão.
2.1 A projeção de Mercator e a Noção
do Plano
Segundo Bakker (1975), “a DHN
utiliza a noção do plano para a construção de suas cartas e folhas de bordo em escala natural igual ou superior
a 1: 25.000.” Esta concepção de plano
se refere ao fato de se desprezar a variação da latitude crescida da projeção de
Mercator no trecho abrangido pela carta.
Chama-se latitude crescida à distância
entre o equador terrestre e um paralelo.
O limite da aplicação da noção do plano
é a escala 1: 10.000. No plano é traçada
uma rede geográfica para facilitar a plotagem dos pontos por suas coordenadas
geográficas. A escala natural é aquela ao
longo do paralelo médio da carta, representado sem deformação.
quando o plano não se destinar, especificamente, à cartografia náutica, isto é,
à navegação, é usual, no traçado do seu
quadriculado representar-se uma rede
de retas paralelas aos eixos coordenados X e Y, portanto, perpendiculares
DH3 – LXV
entre si, igualmente espaçadas umas
das outras, em vez da rede geográfica
(meridianos e paralelos). Neste caso,
os pontos a serem plotados serão determinados por suas coordenadas retangulares cartesianas x e y, obtidas diretamente dos processos topográficos.
(BAKKER,1975, 112p.).
Destaca-se que, na noção do plano
e na projeção de Mercator, as dificuldades para empregá-los em cálculos
topográficos devem-se a alguns fatores
comentados a seguir. As escalas dos eixos horizontal e vertical são diferentes,
o que impede de considerá-lo como um
plano cartesiano, na concepção matemática do termo. A graduação de cada
um dos eixos é proporcional ao comprimento dos arcos de um grau de meridiano e de paralelo, na latitude média e,
estes valores, são diferentes. Neste caso, os cálculos topográficos devem ser
feitos sobre a superfície do elipsóide e
depois, transformados para o plano de
projeção. Além disso, a direção da menor distância medida ou calculada sobre o elipsóide não é representada na
projeção de Mercator como uma linha
reta porque ela é originada por uma seção normal; portanto, produzida pelo
plano normal ao elipsóide o qual é formado por duas retas, a vertical do lugar, correspondente à reta Zênite-Nadir
do teodolito nivelado, e o eixo de colimação da luneta. As linhas retas na projeção de Mercator são representações
das loxodrômicas enquanto que a seção normal pode ser considerada uma
ortodrômica. Na projeção de Mercator
a ortodrômica é representada por uma
curva com a concavidade voltada para o equador. Para usar a projeção de
Mercator nos cálculos topográficos ou
geodésicos seria necessário transformar o azimute geodésico (ortodrômico)
em azimute loxodrômico. Além dessa
redução angular seria preciso considerar o coeficiente de deformação linear
da projeção, para reduzir as distâncias
elipsóidicas ao plano de Mercator ou à
sua variante noção do plano.
DH3 – LXV
2.2 Os Sistemas UTM e UTM_Modificado
2.2.1 Breve Histórico do Sistema UTM
O sistema UTM, cuja sigla se origina
do inglês Universal Transverse Mercator,
tem sua origem no levantamento do território de Hannover, Alemanha, realizado
por Gauss durante a década de 1818 a
1828. Em 1822, Gauss criou um método
para a representação de uma superfície
curva sobre outra de maneira que ficassem semelhantes nas suas pequenas partes. Atualmente esse método é conhecido como projeção conforme de Gauss.
Desde aquela época ele sofreu algumas
alterações para adaptar-se à realidade
dos países no que diz respeito às suas
dimensões territoriais e aos recursos tecnológicos usados no campo e no gabinete. Em 1912, o geodesista alemão Krüger
aplicou a projeção de Gauss em sistemas
parciais de coordenadas (fusos), ficando,
a partir daí, conhecido como projeção
Gauss-Krüger. Cada fuso pode representar a área do elipsóide ampliada ou ter
uma zona de redução, e duas de ampliação. O meridiano central é um eixo de
simetria e a zona de redução é a mais
próxima dele. Neste caso, diz-se que há
uma redução de escala, que é quantificada pelo coeficiente de redução de escala
k0 menor do que a unidade. É usual fazer
uma abstração geométrica de um cilindro
seccionando o elipsóide para produzir essas zonas de redução e de ampliação de
escala, embora a projeção de Gauss não
possa ser realizada com auxílio de recursos geométricos. Nessa concepção geométrica, o valor de k0 = 1, corresponde
ao caso do cilindro tangente ao elipsóide
ao longo do meridiano central do fuso.
Após a primeira guerra mundial, por exigências militares, as cartas topográficas
passam a utilizar as projeções conformes
e a de Gauss é uma delas. No Brasil, em
1932, segundo Chagas (1959), o Serviço
Geográfico do Exército (SGE) adotou para
amplitude do fuso o valor 3º (1,5º para
cada lado do meridiano central). Este valor acarretava uma grande quantidade de
sistemas parciais de coordenadas devido
59
ARTIGOS
à dimensão leste-oeste do Brasil, consequentemente o aumento das dificuldades
de ordem prática, nos cálculos geodésicos
e na impressão das folhas de cartas, nas
interseções dos fusos. A partir de 1943, o
SGE passou a adotar fusos de 6º (3º para
cada lado) segundo o sistema Tardi. Este
sistema foi sugerido pelo Comandante
Tardi, hidrógrafo da marinha de guerra
francesa e ficou conhecido como GaussTardi, que, entre outras características,
usa a projeção de Gauss aplicada a fusos
de 6º. Para longitude dos meridianos centrais dos fusos adota os múltiplos de 3,
ímpares. Para origem do sistema de coordenadas, tal como os anteriores, adota o cruzamento do meridiano central
com o equador mas, com a imposição
das constantes 5000 km para o equador
e 500 km para o meridiano central. No
sistema Gauss-Tardi o coeficiente de redução de escala k0 tem o valor de 0,999
333 3333..., significando uma deformação de 1 metro em 1500 metros medidos
sobre o elipsóide ao longo do meridiano
central do fuso. Na abstração do cilindro tangente e fusos de 6º, o meridiano
central é representado sem deformação
e nos extremos do fuso a deformação é,
praticamente, 1 metro em 1000 metros.
Este é, em suma, como já se disse, o sistema Gauss-Tardi. Entretanto, o SGE não
o seguiu na sua plenitude: para longitude
dos meridianos centrais dos fusos adotou os valores pares múltiplos de 3º e,
assim, os extremos de cada fuso coincidiam com os limites da carta internacional na escala 1: 1 000 000 (carta ao milionésimo). Finalmente, em 1955 o SGE, o
IBGE e a DHN aceitam a recomendação da
União Geodésica e Geofísica Internacional
(UGGI), adotam o sistema UTM, com k0 =
0,9996 e as constantes 10 000 km para
o equador e, tal como no de Gauss-Tardi,
500 km para o meridiano central. O coeficiente de redução de escala 0,9996 sobre
o MC corresponde a uma deformação de
1metro em 2500 metros, permanecendo,
2
60
no extremo do fuso, a deformação de 1
metro em 1000 metros. A justificativa
para a aceitação destas deformações causadas pelo sistema UTM foi baseada nas
precisões dos instrumentos topográficos
usados nos levantamentos e na escala
das cartas topográficas de valor 1: 50.000
e menores. Naquela época, a tolerância
usual no cadastro rural era 1: 1000, ou seja, 1 metro em 1000 metros. Com respeito
ao cadastro urbano, que exigia tolerância
bem menor, Abreu (1943) acrescenta que
há necessidade de suas plantas serem enquadradas no sistema cartográfico geral
do país2 pois, ele abrange áreas reduzidas
e os dados levantados são catalogados
em fichas e em plantas em escala grande
(1: 2000 e maiores). Neste tipo de levantamento a superfície topográfica é representada no plano horizontal de altitude
média do terreno, tendo uma concepção
cartesiana para seu sistema de coordenadas. Portanto, usa-se o Plano Topográfico
e a graduação é a mesma nos dois eixos
de coordenadas X,Y.
Sintetizam-se, a seguir, as premissas que nortearam o uso do sistema UTM
tal como o conhecemos hoje:
a) a deformação causada pela amplitude do fuso e pelo fator de redução
de escala k0 devem ser compatíveis com
as precisões do instrumental topográfico utilizado no levantamento e com a
escala da carta ou planta;
b) a finalidade do levantamento topográfico; e
c) a extensão da área a levantar e a
necessidade de enquadramento das cartas ou plantas em um sistema cartográfico geral.
2.2.2 O Sistema UTM na DHN
No que diz respeito ao sistema
UTM da projeção de Gauss, ao se examinar as Instruções Hidrográficas antigas
da DHN, por exemplo, a DHN-L10, nas
páginas L10-I-12 e 13 percebe-se que o
Em setembro de 1998, a ABNT normatizou esta matéria através da NBR 14166. Nesta norma, o Plano
Topográfico é denominado sistema Topográfico Local. Nota do autor.
DH3 – LXV
enfoque da sua utilização é a “Construção
da Folha UTM”, ou seja, a representação
de uma série de eixos, uniformemente
espaçados, desprezando-se a representação integral da rede geográfica, exceto
das cruzes de acerto nos cantos da folha
cuja finalidade é a sua inserção na projeção de Mercator da carta náutica.
Sobre a obtenção das coordenadas
da rede principal é destacado que “[...] é
de toda a conveniência a utilização do sistema UTM para se evitar o laborioso transporte de coordenadas sobre o elipsóide e
a posterior transformação para o plano”
(DHN, 19-?, p. L10-I-11). A partir daí a antiga Instrução Hidrográfica discorre sobre
a construção da folha UTM e, na página
L10-I-12, exemplifica como obter as coordenadas UTM dos eixos que compõem o
reticulado da carta. Na página L10-II-4 enfatiza que a base do traçado de uma folha
é o seu reticulado e que a DHN adota a
noção do Plano para escalas iguais ou superiores a 1:25.000. Bakker (1975) acrescenta que para escalas superiores a 1:
10.000 a DHN recomenda a utilização do
sistema UTM na construção do reticulado.
A notação em itálico é do autor deste artigo para destacar que o enfoque da aplicação do sistema UTM na Cartografia e na
Topografia é a construção do reticulado
ou a plotagem de pontos com base nesse
reticulado. Portanto, verifica-se pelo exame das Instruções Técnicas antigas e pela
bibliografia da DHN que no cálculo das coordenadas dos pontos de apoio principal
do levantamento a recomendação do sistema UTM é explícita, mas para o apoio
secundário a menção é implícita. As tolerâncias antigas permitiam que se desprezasse a deformação do sistema UTM no
cálculo dos processos topográficos, mesmo nas extremidades do fuso.
2.2.3 O Sistema UTM_Modificado
O sistema UTM-Modificado consiste
na utilização de todos os parâmetros do
sistema UTM convencional, exceto o valor da longitude do meridiano central do
fuso UTM. Em vez do valor convencional
DH3 – LXV
é escolhido outro que acarreta a passagem da linha de secância pelo centro da
área a levantar. Sendo λ a longitude do
meridiano que passa pelo centro da área,
a longitude do meridiano central do fuso
do sistema UTM_Modificado será λ0 = λ ±
1,6°, onde o acréscimo da longitude é a
distância entre o meridiano central e as
linhas de secância (cerca de 180km). Na
prática, pode-se adotar para λ0 um valor
inteiro na dezena de minutos. Ao se fazer o levantamento nas proximidades da
linha de secância pode-se desprezar as
deformações da projeção nos cálculos
topográficos. A amplitude da faixa do
fuso onde esta premissa é verdadeira é
determinada mais adiante.
2.3 O sistema Cartesiano
Na década de 1960 e anteriores, as
tolerâncias dos erros dos processos topográficos, em geral, eram norteadas pelo
erro gráfico na escala da carta ou planta.
Nas aplicações da Topografia a Terra era
considerada rigorosamente plana para
representar regiões relativamente pequenas, tais como portos, canais ou baías e
cidades. O sistema de coordenadas utilizado era a mais pura concepção do plano cartesiano. Os processos topográficos
eram controlados por pontos da rede geodésica cujas coordenadas eram calculadas
no sistema UTM e as tolerâncias admitidas
para os processos topográficos absorviam
as deformações do sistema, mesmo em
regiões do extremo do fuso onde essa deformação é da ordem de 1 metro em 1000
metros da distância elipsóidica.
Atualmente, na cartografia náutica,
pelos padrões de precisão estabelecidos
pela OHI, a deformação causada pelo
sistema UTM não pode ser desprezada,
principalmente quando a área do levantamento está situada nos extremos do
fuso. Por conseguinte, no cálculo dos
processos topográficos, que iniciam e
terminam em pontos cujas coordenadas
estão nesse sistema, não se pode desprezar suas deformações. Esses cálculos
são realizados no plano topográfico.
61
ARTIGOS
2.3.1 Condição para se usar o Plano
Topográfico
Para se utilizar o plano topográfico,
na concepção cartesiana, é preciso transformar as coordenadas UTM dos pontos
de controle para coordenadas topográficas, ou seja, reduzi-las ao plano topográfico. Para isso, as coordenadas do ponto
extremo do lado de controle devem ser
calculadas pelo transporte de coordenadas do ponto inicial usando-se o lado
elipsóidico e o seu azimute elipsóidico.
Se o azimute elipsóidico for o projetado,
o norte do plano topográfico será o norte
de quadrícula do sistema UTM, porém se
for usado o azimute geodésico verdadeiro o norte será o verdadeiro. Dessa maneira, as coordenadas que controlam os
processos topográficos são consideradas
coordenadas topográficas. Os lados medidos com estação total devem ser reduzidos ao geóide, pois, neste caso, considera-se o plano topográfico tangente ao
geóide. O eixo das abscissas, horizontal,
é orientado para o leste e o das ordenadas, vertical, para o norte.
2.4 O sistema LTM da projeção de
Gauss
Para levantamentos hidrográficos em
escalas superiores a 1:10.000 uma alternativa ao sistema UTM pode ser o sistema
LTM, sigla em inglês de Local Transverse
Mercator. Este sistema, tal como UTM,
adota a projeção conforme de Gauss. Para
referenciar os fusos do sistema LTM, cada
fuso do sistema UTM poderia ser dividido em faixas de um grau de largura. Cada
uma delas seria um fuso do sistema LTM.
O valor da longitude do meridiano central
da zona LTM é a longitude correspondente ao centro da faixa de largura de um
grau. O fator de escala k0 sendo 0,999995
acarreta uma deformação de 5 milímetros
em 1000 metros desprezível na presença
da precisão da Estação Total usada na medição de distâncias. Mesmo no extremo
do fuso LTM a deformação é desprezível,
por exemplo, sendo 48º 45’W a longitude
62
próxima ao porto de Laguna em Santa
Catarina, sua distância ao meridiano central do sistema LTM é 15’ ou seja, aproximadamente 28 km. O coeficiente de deformação linear da projeção LTM no porto
é K = 1,000004658 o que significa dizer
que o erro relativo desta projeção é 4,7
milímetros em 1000 metros, ou seja, menor do que 1: 200.000. Comparado com a
tolerância 1: 10.000 da poligonal topográfica, o sistema LTM pode ser considerado
isento de erro.
A utilização de softwares do tipo
TGOffice ou GPSurvey da Trimble, permitem a adoção do sistema de coordenadas
LTM de modo bastante simples, pois a
projeção de Gauss, transverse Mercator,
faz parte de suas bibliotecas de rotinas,
portanto a criação de zonas pode ser neles convencionada. Para evitar a possibilidade de se confundirem os sistemas
de coordenadas entre si, e com levantamentos antigos em UTM, pode-se adotar
uma maneira de representá-los. A sintaxe
usada poderia ser do tipo LTMλ0[nome-da
faixa-de-um-grau], onde LTM indica que o
sistema de coordenadas usado é o Local
Transverse Mercator, λ0 é a longitude do
meridiano central do fuso do sistema UTM
da área do levantamento e o nome da faixa poderia ser: [oeste1], [oeste2], [oeste3],
[leste1], [leste2] e [leste3], correspondentes, respectivamente, às seis faixas de um
grau de longitude que cobrem o fuso UTM
de oeste para leste. No exemplo da carta 1901-Porto de Laguna a aplicação da
sintaxe fornece para a identificação do
sistema de coordenadas: LTM51[leste3].
Outra maneira de representar as zonas do
sistema LTM poderia ser adotando o número do fuso UTM em vez da longitude
do seu meridiano central e numerar as faixas, sequencialmente, de 1 a 6, de oeste
para leste. Por exemplo, o fuso 22 seria
coberto pelas faixas LTM22-1; LTM22-2;
LTM22-3; LTM22-4; LTM22-5 e LTM22-6.
A carta 1901-Porto de Laguna pertenceria à última faixa. Em cada fuso a coordenada norte seria representada como X
e a coordenada leste como Y, tal como
foi concebido por Gauss na sua projeção,
DH3 – LXV
pois o sistema é da mão esquerda, ou
seja, o sentido positivo de crescimento
dos ângulos é o horário. A origem falsa
teria as coordenadas 5 000 000m para o
equador e 200 000m para o meridiano
central. Caso a região do levantamento
seja abrangida por mais de um fuso do
sistema LTM, a adoção do sistema UTM
pode ser mais conveniente.
3 INFORMAÇÕES COMPLEMENTARES
SOBRE OS SISTEMAS DE COORDENADAS
A seguir são apresentadas algumas
informações com o propósito de complementar a análise dos sistemas de coordenadas e usá-las, se for o caso, na
redação de Instruções Técnicas.
3.1 Para a Projeção de Mercator
Na hipótese de se adotar o sistema
de coordenadas baseado na projeção de
Mercator, o transporte de coordenadas
é realizado sobre o elipsóide e, a seguir,
suas coordenadas são transformadas em
planoretangulares (x,y) na projeção de
Mercator. No reticulado da projeção de
Mercator ou da noção do plano, a plotagem de pontos pode ser feita graficamente com auxílio das escalas de latitude
e de longitude. Se essas escalas gráficas
não existirem, traçam-se as distâncias dn
e de em relação a um paralelo e a um meridiano, respectivamente, que definem a
quadrícula do ponto a locar. Essas distâncias são calculadas com auxílio da lei da
projeção de Mercator multiplicadas pelo
fator de redução de escala K0.
a) y0 é calculado valorizando-se a lei da
projeção com o valor da latitude ϕ0 do paralelo
de referência (o mais ao norte da quadrícula do
ponto a locar);
b) yi é calculado da mesma forma que y0,
mas com o valor da latitude ϕ do ponto a plotar
na quadrícula considerada;
c) ln é o símbolo dos logaritmos
neperianos;
d) a é o semi-eixo maior do elipsóide adotado, em metros;
e) e é a excentricidade do elipsóide adotado, em m/m; e
f) (ϕ, λ) são as coordenadas geográficas do
ponto a locar na carta.
Para a plotagem de pontos pode-se
considerar um sistema de coordenadas
para cada carta. A latitude é considerada
em módulo. No hemisfério norte, o eixo
vertical y aponta para o norte e coincide
com o meridiano mais a oeste enquanto o
eixo x aponta para o leste e coincide com o
paralelo da carta mais ao sul. No hemisfério sul realiza-se uma simetria em relação
ao ponto origem, assim o eixo y aponta
para o sul e coincide com o meridiano da
carta mais a leste e o eixo x aponta para
o oeste e coincide com o paralelo mais
ao norte da carta. Se houver preferência
de se expressar as coordenadas planas
de Mercator em milhas equatoriais (minutos) em vez de metros, substitui-se o
valor do semi-eixo maior do elipsóide da
lei da projeção de Mercator pelo valor de
a retirado da expressão abaixo.
2πa = 360 x 60’
3.2 Para o Plano Topográfico
A redação de uma Instrução Técnica
deveria explicitar os cálculos a serem realizados, cuja metodologia e as fórmulas
apresentam-se a seguir. Para transformar as coordenadas UTM em coordenadas topográficas X,Y do ponto extremo
do lado elipsóidico L12 as fórmulas são:
Onde:
K0 =(N0 cosϕ0)/a, sendo N0 a grande normal
ao elipsóide na latitude de referência (média) do
plano:
DH3 – LXV
63
ARTIGOS
Onde:
a) N1,E1 são as coordenadas UTM do ponto
origem do plano topográfico;
b) L12 é o lado elipsóidico; e
c) A12 é o azimute geodésico projetado, ou
seja, A12 = a12 -Ψ12, sendo:
– a12 é o azimute plano, calculado com
as coordenadas UTM dos pontos 1 (origem) e 2
(ponto de controle do processo topográfico); e
– Ψ12 é a redução à corda do lado de extremos 1 e 2. Calculada com as coordenadas UTM
desses pontos e comentada mais adiante.
Lembra-se que, ao se adotar o azimute geodésico projetado o norte do plano topográfico é o norte de quadrícula do
sistema UTM. Se, em vez deste norte, for
adotado o norte verdadeiro (direção do
meridiano geográfico que passa pelo ponto de origem), deve-se fazer o transporte
de coordenadas, indicado nas fórmulas
acima, usando-se o azimute geodésico
verdadeiro α12 em vez do azimute geodésico projetado, calculado como abaixo.
α12 = A12 + γ1
Onde:
a) A12 é o azimute geodésico projetado; e
b) γ1 é a convergência meridiana plana do
sistema UTM, no ponto origem calculada com as
coordenadas UTM, ou geográficas.
3.3 Para o sistema UTM
Já foi dito que o sistema de projeção
UTM foi especificado para construção de
cartas topográficas em escalas 1:50 000
e menores. Ao ser usado para construção
de cartas ou plantas em escalas grandes,
deveria ficar explícito em que circunstâncias as correções e reduções teriam que
ser aplicadas aos ângulos e aos lados elipsóidicos de modo a respeitar as tolerâncias estabelecidas. Essas circunstâncias
evidenciam-se pela magnitude dos erros
sistemáticos da projeção de Gauss, dos
erros acidentais presentes na realização
da poligonal e pela localização da área do
levantamento no fuso UTM.
64
4 AVALIAÇÃO DOS ERROS SISTEMÁTICOS E ACIDENTAIS EM UMA POLIGONAL
O resultado dessa avaliação permite conhecer em que condições a deformação linear e a redução angular do
sistema UTM poderão ser desprezadas
no cálculo da poligonal topográfica.
Também indica se é mais conveniente
adotar uma poligonal com grande quantidade de lados pequenos ou pequena
quantidade de lados de grande comprimento cada um. Esta informação pode
ser usada no planejamento da rede GPS
principal de apoio ao levantamento, no
que diz respeito à distância entre seus
vértices. É preciso lembrar como se
transformam ângulos e lados elipsóidicos nos respectivos elementos planos da
projeção conforme de Gauss.
4.1 Transformação de lados elipsóidicos em lados planos do sistema UTM
Em Topografia Costeira, para representar os lados elipsóidicos no sistema UTM, cada um deles será multiplicado pelo mesmo (único) coeficiente de
deformação linear K. Este coeficiente é
calculado com as coordenadas dos pontos de partida e chegada da poligonal
topográfica. Se ele iniciar e terminar no
mesmo ponto, utiliza-se o ponto médio
da área coberta pela poligonal. No cálculo do K pode-se usar a fórmula abaixo,
idealizada pelo autor.
Onde:
a) r = K0R, sendo K0 = 0,9996;
b) R = (MN)1/2, é o raio gaussiano calculado
para o centro da área do levantamento. M e N são
as seções normais principais do elipsóide nesse
ponto;
c) E’ = E – 500.000 m, sendo E a coordenada UTM; e
DH3 – LXV
d) E’m = 0,5(E’1 + E’2), média aritmética das
abscissas UTM dos pontos extremos do lado de
controle pa poligonal topográfica.
5.1 Avaliação do efeito dos erros sistemáticos angulares Ψ do sistema UTM
no erro de fechamento da poligonal
Na fórmula, a linha trigonométrica é o cosseno hiperbólico, disponível
nas máquinas de calcular científicas, na
planilha eletrônica Excel ou no software
MatLab. Seu desenvolvimento em série
de Taylor reproduz a fórmula convencional. Por ser uma fórmula cerrada, não
apresenta o erro de truncamento da série da fórmula convencional.
Para ilustrar esse estudo, vai-se
considerar uma poligonal hipotética,
situada no extremo de um fuso do sistema UTM, iniciando e terminando em
vértices da rede GPS principal distantes
10 km entre si e de coordenadas UTM
conhecidas. Esse lado de controle estará
orientado na direção norte-sul, por ser a
situação onde o valor da redução à corda
Ψ assume o seu valor máximo. A poligonal topográfica de 5 lados será medida
com uma Estação Total cujo comprimento médio do lado é 2000m. Presume-se
que todos os lados desenvolvem-se na
direção norte-sul pela mesma razão citada para o lado da rede principal.
4.2 Transformação de ângulos elipsóidicos em ângulos planos na projeção
UTM
Os ângulos elipsóidicos são transformados em ângulos planos somandose, algebricamente, as reduções angulares ao valor medido do ângulo. Para o
cálculo das reduções angulares usam-se
as fórmulas abaixo.
ψ 21 =
− ∆N
( E1' + 2 E2' )
6 K 02 R 2
Onde, N1 e N2 são as ordenadas
UTM dos extremos do lado considerado
e E’1 e E’2 são as suas abscissas reduzidas
à origem verdadeira do sistema UTM.
5 AVALIAÇÃO DOS ERROS SISTEMÁTICOS, DOS ERROS ACIDENTAIS E DOS
ERROS POLIGONAIS
Sabe-se que os erros sistemáticos
são aqueles cuja lei de formação é conhecida e, por conseguinte, podem ser
corrigidos. A avaliação deles permite conhecer em que condições a deformação
linear e a redução angular do sistema
UTM poderão ser desprezadas no cálculo da poligonal topográfica.
DH3 – LXV
Figura 1 – Redução angular
do lado de controle
5.1.1 Efeito da redução angular Ψ10
do lado de orientação de partida da
poligonal
O cálculo da poligonal topográfica
segue a sequência 0,1,2,3.....5. A redução angular Ψ10 correspondente ao lado
de orientação de partida da poligonal e
é calculada pela fórmula da projeção de
Gauss a seguir.
65
ARTIGOS
desvio padrão do deslocamento total, a
lei de propagação das variâncias permite
escrever:
Onde:
a) ∆N = N1 – N0 = 10.000 m (N0 > N1, neste
ε2 = l.Ψ(12 + 22 + 32 + ...+ n2)1/2
caso);
b) E’1 = E’2 = 330.000m (extremo do fuso
UTM);
c) R = (MN)1/2 = 6.378.137,0 m (calculado
para esta região hipotética); e
d) K0 = 0,9996 (coeficiente de redução de escala da projeção UTM, sobre o MC).
Calculando a redução angular,
encontra-se:
Ψ10 = 0,000040592 radianos, ou Ψ”10 = 8”,373.
Se este valor da redução angular
não for considerado na composição do
azimute de partida da poligonal topográfica ocorrerá uma rotação dela em torno
do ponto 1 de origem. O ponto extremo
da poligonal experimentará um deslocamento ε1 igual ao produto do comprimento da poligonal (5 lados de 2000 m cada
um) pelo valor da redução angular, em
radianos, ou seja, ε1 = 10.000,00 x Ψ10 =
10.000,00 x 0,000040592 = 0,406 m.
Figura 2 – Efeito
da redução
angular
A expressão no interior dos parênteses é a soma dos quadrados dos números naturais, logo,
A expressão acima pode ser simplificada na forma abaixo.
5.1.2 Efeito das reduções angulares Ψ
dos lados
O desprezo da redução angular de cada lado implica em deslocamentos transversais do vértice final da
poligonal.
Para n lados de comprimento médio
l com a redução angular Ψ de cada um
deles, os deslocamentos transversais do
vértice final da poligonal correspondentes à redução angular são os seguintes.
Contribuição
Contribuição
Contribuição
Contribuição
Contribuição
do
do
do
do
do
lado
lado
lado
lado
lado
1 = (0a) = .................l. Ψ.n
2 = (ab)= .............l. Ψ.(n-1)
3 = (etc)................l. Ψ.(n-2)
(n-1) =........................l. Ψ.2
n = ....................................l. Ψ.1
Considerando os deslocamentos
independentes entre si e sendo ε2 o
66
Fazendo nl = L, para o comprimento da poligonal:
Donde se conclui que a composição
do erro de deslocamento por não se considerar as reduções angulares é tanto menor
quanto menor for o número n de lados,
isto é, quanto maior forem os comprimentos dos lados da poligonal. Esta conclusão
interessa ao planejamento da rede GPS
principal, pois a poligonal topográfica é
controlada pela rede GPS principal.
Sendo 2000m o comprimento médio dos lados e norte-sul as orientações
DH3 – LXV
deles, no extremo do fuso UTM, o valor
da sua redução angular é
Ou seja,
onde L é o comprimento da poligonal de
n lados.
Permanecem válidas as conclusões
destacadas no caso das reduções angulares sobre o comprimento dos lados
da poligonal e o número de seus lados.
Admitindo que, de modo conservativo,
o desvio padrão da medida angular seja 3”, a sua contribuição para o erro
transversal da poligonal será:
Substituindo-se este valor na expressão de ε2, para L = 10.000m e n = 5,
tem-se:
ε2 = 0,105m.
Portanto, se as reduções angulares não forem consideradas o vértice final da poligonal estará afastado 0,406
+ 0,105 = 0,511m de sua posição mais
provável. Resta, ainda, avaliar o efeito
do desprezo dos erros lineares, que será
feito, mais adiante, em 5.3.
5.2 Avaliação dos erros acidentais na
medição dos ângulos β da poligonal
Cada erro angular medido com a
Estação Total contribui para a formação do erro transversal da poligonal.
Supondo que o desvio padrão de cada
série de reiterações da medida de um
ângulo vale σ e que todos tenham o mesmo sinal, seu efeito será análogo ao da
redução angular já estudado. Portanto,
o deslocamento correspondente a cada
lado da poligonal será:
Lado 1 = (0a) = ....................................... l. σ.n
Lado 2 = (ab) = ................................. l. σ.(n-1)
Lado 3 = (etc) = ................................. l. σ.(n-2)
Lado (n-1) = ............................................ l.σ.2
Lado n = ................................................ l. σ.1
Aplicando a lei de propagação das
variâncias e simplificando a equação final, chega-se à fórmula
5.3 Avaliação do efeito dos erros lineares no erro de fechamento da
poligonal
Ao se medir cada lado da poligonal
com a Estação Total, cometem-se erros
de estacionamento do aparelho na estação e do portaprisma no extremo do
lado. Da mesma forma, quando se mede
a distância, várias vezes, usando ondas
eletromagnéticas, raramente se obtêm o
mesmo valor. A natureza desses erros é
diferente da tratada anteriormente, pois
eles ocorrem ao acaso e, por isso, são
denominados erros acidentais.
Outro erro linear que tem que ser
avaliado é aquele decorrente de não se
considerar a deformação da projeção
UTM no cálculo da poligonal. Como, neste caso, há uma lei matemática que modela este erro, ele é classificado como
sistemático. A seguir são avaliados separadamente o efeito dessas duas classes
de erro.
5.3.1 Avaliação do efeito dos erros lineares acidentais
Admitindo que os erros de estacionamento da estação ee e do prisma es valem 1cm cada, tem-se:
ε4 = ee + es = 0,02m.
DH3 – LXV
67
ARTIGOS
Admitindo que a precisão da estação total seja (2mm + 5ppm), cada lado
de 2000m terá para desvio padrão:
5.6 Erro de fechamento total fl da poligonal, sem a consideração do erro linear da projeção
ε5 = (2mm + 5mm/km) = 0,012m.
O erro médio quadrático dos erros
de fechamento longitudinal e transversal fornece o erro de fechamento total
da poligonal.
O erro linear sistemático é aquele
causado pela deformação da projeção e
será avaliado, mais adiante, em 5.9.1.
5.4 Erro de fechamento longitudial Tl
da poligonal
Os erros lineares acidentais de cada lado serão a composição dos erros ε4
e ε5. Eles foram avaliados em 5.3.1. Seu
valor será:
el = (ε4 + ε5 ) = 0,032m
O erro de cada lado deslocará o
vértice final da poligonal daquele valor,
na direção do lado. O deslocamento total para os n lados é chamado erro longitudinal da poligonal, ou seja, para uma
poligonal de 5 lados, tem-se, aplicando
a lei de propagação dos erros:
Tl = el(n)1/2 = 0,032(5)1/2 = 0,072m
5.5 Erro de fechamento transversal Et
da poligonal
O erro transversal da poligonal será
o erro médio quadrático dos efeitos dos
erros angulares avaliados em 5.1 e 5.2.
ε1 = 0,406m, devido à redução angular
do lado de controle.
ε2 = 0,105m, devido às reduções angulares dos lados da poligonal.
ε3 = 0,188m, devido à medição dos ângulos com a estação total.
Portanto, o erro transversal será:
Et = (0,4062 + 0,1052 + 0,1882)1/2 =
0,460m
68
fl = (Tl + Et)1/2
fl = (0,072 + 0,4602)1/2 = 0,466m
2
5.7 Precisão da poligonal eivada de erros sistemáticos e acidentais
A precisão da poligonal é dada, usualmente, pelo valor de seu erro relativo,
que, como se sabe, é a razão entre o erro
absoluto e o comprimento da poligonal.
Para a poligonal hipotética em estudo o
seu erro relativo, sem a consideração do
erro linear de projeção, será:
P = 0,466/10.000 = 0,0000466 = 1:21.459
5.8 Comparação com a Especificação
da OHI
No caso de uma poligonal calculada
sem a correção das reduções angulares
(e desprezando-se a deformação linear
da projeção UTM) constata-se que seu
erro de fechamento 1:21.459 é aceitável
na presença da tolerância 1:10.000 a um
nível de confiança de 95% especificada
na Publicação Especial S-44 da OHI. Isto
leva a uma conclusão que o sistema UTM
poderá ser usado no cálculo da poligonal
topográfica sem levar em conta as reduções angulares da projeção. É claro que
se as reduções angulares fossem corrigidas se obteria uma precisão maior do
que 1:21.459. Entretanto, ainda é preciso responder a questão: A deformação
linear da projeção UTM poderia ser
desprezada?
A resposta será obtida no próximo
item.
É conveniente lembrar que o erro de
fechamento linear da poligonal é obtido
ao comparar as coordenadas calculadas
DH3 – LXV
do ponto de chegada com as respectivas coordenadas fixas. A distância entre
esses dois pontos é igual ao raio do círculo de incerteza do ponto calculado de
chegada. Para se obter o erro relativo da
poligonal de modo a ter a expectativa
de 95% de confiança, o raio do círculo
de incerteza deve ser multiplicado por
1,96. A razão entre o raio ampliado e o
comprimento da poligonal deve ser, no
máximo, 1/10.000.
5.9 Determinação da região do fuso
UTM onde se pode desprezar o erro
linear sistemático do sistema UTM
Com relação à deformação linear do
sistema UTM, pelo que foi explicado no
início deste artigo, é fácil constatar que
ela tem que ser corrigida se a poligonal
se situar próxima ao meridiano central
ou dos extremos do fuso. Caso contrário o erro de fechamento da poligonal ultrapassará o limite estabelecido pela OHI
que é 1:10.000, pois os erros relativos da
projeção são 1:2.500 e 1:1.000, respectivamente, naquelas regiões do fuso.
Sejam a e b os pontos inicial e final
da poligonal topográfica representados
no sistema UTM, ou seja, dados por suas
coordenadas UTM. Eles representam os
pontos a’ e b’, sobre o elipsóide.
Supondo que foram medidos os 5
lados de comprimento médio de 2000m
com a Estação Total e não se cometeu
nenhum erro. Fazendo-se o cálculo da
poligonal sem reduzir os lados para a
superfície de projeção, a partir do ponto
inicial (a) o ponto calculado, extremo do
último lado da poligonal não coincidirá
com o ponto (b), conhecido por suas coordenadas UTM. Por quê?
Porque, estando o lado de controle
a-b no extremo do fuso UTM, ele sofre
uma deformação da ordem de 1m em cada 1000m. Para um lado de 10.000m a deformação é de 10m. Jamais se atenderia
às especificações da OHI, pois para uma
poligonal de 10.000m de comprimento,
o erro relativo de 1:10.000 corresponde
a uma tolerância, em erro absoluto, de
1m. Portanto, não se pode desprezar a
deformação linear do sistema UTM, nas
extremidades do fuso UTM.
5.9.1 Avaliação da deformação linear do sistema UTM ao longo de um
fuso
Figura 3 – O cilindro secante
A figura acima representa a abstração geométrica da projeção de Gauss,
o cilindro seccionando o elipsóide. Para
clareza da representação apresentam-se
os vértices a e b da rede GPS, que controlam a poligonal topográfica, na direção
leste-oeste. Isto não interfere na análise
porque a projeção de Gauss é conforme.
Por isto, a deformação linear independe
da orientação do lado.
DH3 – LXV
A conclusão de que a deformação
linear do sistema UTM é muito grande
no extremo do fuso leva ao questionamento da aplicação desse sistema
em outras regiões do fuso afastadas
dos seus extremos. A pergunta que
se deve responder é: em que região
do fuso UTM se poderá desprezar a
aplicação do coeficiente de deformação linear K?
Para responder a essa pergunta,
serão considerados os erros relativos
devido aos vários erros absolutos e comparar a soma deles com o erro relativo
tolerável no cálculo da poligonal.
Sejam:
a) L = comprimento da poligonal
= 10.000m;
69
ARTIGOS
b) EL = erro relativo tolerável da poligonal = 1/10.000;
c) EΨL = 0,406/L, o erro relativo devido à redução à corda do lado de controle;
d) EΨ = 0,105/L, o erro relativo devido
à redução à corda dos lados da poligonal;
e) Eβ = 0,188/L, o erro relativo devido aos erros na medição dos ângulos
da poligonal;
f) El = 0,072/L, o erro relativo devido à medida linear dos lados e estacionamento; e
g) EK = erro relativo do sistema UTM
devido às deformações lineares.
Condição a cumprir:
0,406/L + 0,105/L + 0,188/L + 0,072/L
+ EK ≤ 1/10.000
Donde,
EK ≤ 1:43.688.
A região do fuso do sistema UTM
que cumpre a condição anterior se situa
nas proximidades das linhas de secância. Ela pode ser delimitada com auxílio
do valor do coeficiente de deformação
linear K, que fornece o valor do afastamento ao meridiano central do fuso.
A relação entre o coeficiente de deformação linear K e o erro relativo da projeção é determinada a partir da definição
do coeficiente de deformação linear K.
Por definição K = S/s, onde S é a
representação na projeção do lado elipsóidico s.
Aplicando uma propriedade das
proporções à expressão da definição do
K, tem-se:
Pela análise da expressão, constata-se que o segundo membro é o erro
relativo da projeção, pois é a razão entre
a deformação linear (S - s) causada pela projeção e o lado s. E mais, que esse
erro tem sinal positivo na região extrasecância onde há ampliação do lado s,
logo S é maior do que s, e negativo na
intrasecância onde ocorre a redução dos
lados s.
70
Para determinar a distância Y do lado de controle até ao meridiano central
do fuso, é mais conveniente usar a fórmula aproximada de K, abaixo.
Onde:
K0 = 0,9996 é o valor de K sobre o meridiano central, ou seja, para Y = 0; e
R = 6371 km é o raio médio da Terra.
Os valores de K correspondentes
aos valores positivo e negativo dos erros
relativos do sistema UTM são:
K – 1 = + (1/43.688) ∴ K = 1,0000229
K – 1 = – (1/43.688) ∴ K = 0,9999771
Substituindo-se esses valores na
expressão do K, tem-se: Y1 = 185 km e
Y2 = 175 km.
Ao se substituir o valor de K por
1 na expressão, tem-se a distância das
linhas de secância ao meridiano central
do fuso. Esse valor é 180 km.
Conclui-se que o coeficiente de deformação linear K só poderá ser desprezado no cálculo da poligonal topográfica
se ela estiver situada nas faixas de dez
quilômetros que envolvem as linhas de
secância. Essas faixas podem ser delimitadas pelas abscissas E do sistema UTM,
pois, E = 500.000 ± Y.
Figura 4 – Zonas de ampliação e redução no
fuso UTM
DH3 – LXV
Fora dessa faixa de 10 km de largura, que contém as linhas de secância,
deve-se levar em consideração o coeficiente de deformação linear K. Para uma
largura de 660 km do fuso, pode-se concluir que, na prática, o valor de K deverá
ser sempre utilizado no cálculo dos processos topográficos ao se considerarem
as tolerâncias da Publicação Especial
S-44 da OHI.
6 INDICAÇÃO DA INCERTEZA POSICIONAL NA INSTRUÇÃO TÉCNICA
Qualquer que seja o sistema de
coordenadas considerado, a Instrução
Técnica deveria explicitar que as coordenadas calculadas pelos processos topográficos devem ser acompanhadas
das respectivas incertezas posicionais
com 95% de nível de certeza, tal como
preconiza a Publicação S-44 da OHI. Vale
lembrar que a posição é uma variável bidimensional, portanto o escalar a ser utilizado para multiplicar o respectivo desvio padrão do raio do círculo de incerteza é 2,447 e não 1,96 como no caso de
uma variável unidimensional. Essas incertezas posicionais são calculadas por
propagação de erros e pela aplicação do
método dos mínimos quadrados.
7 CONCLUSÃO
Pode-se concluir que qualquer um
dos sistemas de coordenadas mencionado neste estudo poderia ser adotado no
cálculo da poligonal topográfica, desde
que se observe as considerações explicadas e as ressalvas relativas ao atendimento das especificações da Publicação
Especial S-44 da OHI. No entanto, como
o mapeamento realizado pela DHN é de
natureza sistemática, deve-se fazer uma
escolha que contemple a praticidade e
a simplicidade. Com respeito à praticidade, devem-se adotar precauções que
evitem falhas de interpretação ao se usarem os resultados de um levantamento,
futuramente, em outros.
DH3 – LXV
Tendo em vista as tolerâncias da
OHI, conclui-se que, no caso do LH se situar dentro de um fuso do sistema LTM,
a adoção deste sistema acarretaria uma
maior simplicidade nos cálculos topográficos porque ele pode ser considerado, praticamente, um plano topográfico.
Pela maneira como ele pode ser sistematizado devido às suas zonas de um grau
inseridas em um fuso do sistema UTM,
fica resguardada a possibilidade de enganos no uso das coordenadas de seus
pontos em levantamentos futuros. A
transformação das coordenadas LTM para coordenadas geográficas é feita com a
lei da projeção conforme de Gauss. Desta
maneira, pode-se, sempre, ter dois conjuntos de coordenadas, as geográficas
e as planas LTM, para os vértices da rede GPS principal, secundária e do apoio
imediato. Desta maneira, o georreferenciamento de imagens de satélite e de
outros produtos cartográficos digitais
existentes poderia ser feito neste sistema de coordenadas. Posteriormente, na
construção de carta náutica, a transformação do sistema LTM para a projeção
de Mercator seria feita no âmbito do SIG.
Ainda no âmbito do SIG, pode-se considerar que o levantamento hidrográfico é
realizado na escala 1:1 e a generalização cartográfica torna-se uma realidade.
Futuramente, esse levantamento e seus
produtos georreferenciados poderão ser
representados em qualquer escala.
7.1 Com relação a adoção do sistema
UTM
Conclui-se que uma vantagem a seu
favor é que ele está enraizado na cultura técnica da DHN. No caso de ser ele o
preferido, bastaria informar na Instrução
Técnica que:
a) Se a área do levantamento hidrográfico se situar fora da faixa de
10km abrangida pelas linhas que distam 175km e 185km do meridiano central é preciso levar em conta a deformação linear do sistema UTM no cálculo
dos métodos topográficos;
71
ARTIGOS
b) Após reduzir ao geóide todos os
lados medidos com a Estação Total, eles
devem ser transformados em lados planos do sistema UTM. Para transformar cada lado elipsóidico em lado plano, devese multiplicar cada um deles pelo fator de
escala K (único) correspondente ao lado
definido pelos pontos inicial e final da poligonal. Se a poligonal for fechada, ou seja,
partir e chegar no mesmo ponto, o valor
de K será calculado para o ponto médio
da área abrangida pela poligonal; e
c) No cálculo da poligonal, despreza-se o efeito dos erros sistemáticos referentes às reduções angulares do lado
de controle Ψ10 e dos lados da poligonal
Ψ. Porém, se a tolerância de 1:10.000 for
ultrapassada, antes de se considerar a hipótese de remedir a poligonal no campo,
ela deve ser recalculada considerando-se
os valores das reduções angulares.
7.2 Se o sistema UTM_Modificado for
adotado, conclui-se que:
a) Deve-se adotar um novo valor
para a longitude do meridiano central
que force as linhas de secância a passarem pelo centro da área do levantamento hidrográfico. Esse valor deve ser explicitado em todos os documentos que
contiverem as coordenadas planas; e
b) É conveniente usar valores diferentes de 10.000.000 e 500.000 para a
origem falsa, para evitar que se confundam as novas coordenadas com as coordenadas do sistema UTM convencional.
7.3 Se o Plano Topográfico for usado,
conclui-se que:
a) A origem de coordenadas será o
ponto da rede GPS principal cujas coordenadas UTM são conhecidas; e
b) As coordenadas do ponto de
chegada da poligonal são obtidas por
transporte de coordenadas do ponto inicial usando-se o lado elipsóidico, formado pelos pontos inicial e final, e pelo azimute geodésico. Se o norte de referência
do plano topográfico for o de quadrícula
72
(do sistema UTM), o azimute geodésico
será o projetado. Se for o meridiano geográfico que passa pelo ponto origem, o
azimute será o geodésico. Na construção
do reticulado procede-se como na noção
do plano explicado a seguir.
7.4 Se a projeção de Mercator for
utilizada
No levantamento em escala grande,
conclui-se que a Instrução Técnica deve
explicitar que:
a) O reticulado deverá ser construído segundo a noção do plano;
b) A distância entre os eixos coordenados deve ser 10 cm ou 20 cm para facilitar a plotagem de pontos por processos
geométricos usando régua e compasso.
Os eixos mais próximos das bordas da
folha podem afastar-se delas de um valor
menor do que o espaçamento estabelecido, de modo que o valor do eixo seguinte
tenha para coordenada um valor inteiro
segundo a razão da progressão aritmética formada desde o paralelo e do meridiano de origem, respectivamente. As folhas adjacentes devem ter um meridiano
e um paralelo comum; e
c) Devem ser construídas escalas
de latitude e de longitude para facilitar
a plotagem de pontos, graficamente.
Caso não se construir essas escalas, as
coordenadas do ponto a locar devem ser
calculadas usando-se a lei da projeção
de Mercator. As fórmulas devem constar
do corpo da Instrução Técnica, para os
casos de se usar a unidade metro ou milha equatorial. A posição e a orientação
dos eixos de coordenadas são aquelas
comentadas no item 3.1 deste artigo.
Qualquer que seja o sistema de coordenadas utilizado, a poligonal deve ter
a menor quantidade de lados possível.
Esta recomendação tem reflexos no planejamento da rede GPS principal, a qual
deverá ter alguns de seus vértices espaçados e localizados de tal maneira que
permitam controlar a poligonal.
DH3 – LXV
Finalmente, a incerteza da posição,
ao nível de 95% de confiança, de cada um
dos vértices da poligonal, ou de outros
pontos obtidas por qualquer outro processo
topográfico, deve ser informada em seguida
às coordenadas do respectivo vértice.
ABREU, Luiz de Freitas. A projeção Conforme de Gauss. Rio de
Janeiro: Serviço Geográfico do Exército, 1943.
BAKKER, M. P. R. Cartografia noções básicas. Rio de Janeiro: Diretoria
de Hidrografia e Navegação, 1965.
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e Navegação, 1975.
CHAGAS, C. B. Teoria e prática do sistema UTM da Projeção
Conforme de Gauss. Rio de Janeiro: Diretoria do Serviço Geográfico,
1959. Publicação especial.
DIRETORIA DE HIDROGRAFIA E NAVEGAÇÃO. Instruções
Hidrográficas L10-I-1: sistema UTM da Projeção de Gauss. Rio de
Janeiro: Diretoria de Hidrografia e Navegação. [19-?].
______. Especificações para levantamentos hidrográficos / Instrução
Técnica H–05. Niterói: [Diretoria de Hidrografia e Navegação], 1998.
JORDAN, W. Tratado general de topografia. Barcelona: Gustavo Gili,
1961.
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OJEDA, J. L. Métodos topográficos y oficina técnica. Madrid: Nacional,
1984.
ORGANIZAÇÃO HIDROGRÁFICA INTERNACIONAL. S-44. 4.ed.
Mônaco: [s.n.], 1998. Publicação especial.
PISKUNOV, N. Cálculo diferencial e integral. São Paulo: Cardoso,
[19-?]. cap. 2, p. 6.
XEREZ, A. C. Topografia geral. Lisboa: Associação dos Estudantes do
I. S. T., 1966.
ZAKATOV, P. S. Curso de geodésia superior. Moscou: Mir, 1981.
DH3 – LXV
73
74
DH3 – LXV
ANÁLISE DA QUALIDADE DO POSICIONAMENTO DE
UMA EMBARCAÇÃO EM UM
LEVANTAMENTO HIDROGRÁFICO
Diuliana Leandro1
Suelen Cristina Movio Huinca2
Claudia Pereira Krueger3
Alexandre Moreira Ramos4
RESUMO
ABSTRACT
Atualmente no Brasil vem crescendo os
estudos geodésicos no âmbito marinho fazendo com que o conhecimento do posicionamento das embarcações em tempo real se torne de
grande importância. Neste contexto o trabalho
foi desenvolvido, avaliando diferentes métodos
de posicionamento para uma embarcação. Os
dados para as análises foram coletados de 17
a 28 de julho de 2006, na baía de Guanabara,
Rio de Janeiro. O posicionamento da embarcação foi realizado sobre linhas de sondagem,
no sentido Leste-Oeste e Norte-Sul, por meio
de um posicionamento diferencial em tempo
real empregando as seguintes técnicas: a fase
portadora (RTK), posicionamento relativo cinemático pós-processado e posicionamento GPS
Global corrigido (RTG). As análises realizadas
mostraram que tanto o método RTK quanto o
RTG são viáveis para o posicionamento da embarcação em tempo real.
Currently in Brazil is growing within
the studies surveying marine making the
knowledge of the positioning of vessels
in real time becomes of great importance.
In this context, the study was conducted,
evaluating different methods of positioning
a vessel. Data for analysis were collected
from 17 to 28 July 2006, in Guanabara Bay,
Rio de Janeiro. The positioning of the vessel
was on line survey, to East-West and NorthSouth, through a differential positioning in
real time using the following techniques:
the carrier phase (RTK) positioning on kinematic post-processed and positioning
processed corrected GPS Global (RTG). The
analysis performed showed that both the
method and the GTR RTK are viable for the
positioning of the vessel in real time.
Palavras-chave: Posicionamento RTK;
RTG; DGPS.
Keywords:
DGPS.
Positioning
RTK;
RTG;
1
Engenheira Cartógrafa, Mestrado em Ciências Geodésicas – Universidade Federal do Paraná – UFPR.
Engenheira Cartógrafa, Mestrado em Ciências Geodésicas – Universidade Federal do Paraná – UFPR.
3
Engenheira Civil, Profa, Dra. em Ciências Geodésicas – Universidade Federal do Paraná – UFPR.
4
Capitão-de-Corveta (HN) – Centro de Hidrografia da Marinha.
2
DH3 – LXV
75
ARTIGOS
1 INTRODUÇÃO
O Brasil é um país que possui uma
região costeira com aproximadamente
9.000 km, na qual, desde 1857, vêm
sendo realizados levantamentos hidrográficos; no entanto, a região costeira
na grande maioria de sua extensão não
é realmente conhecida, pois verifica-se
que há poucos estudos e desenvolvimento de pesquisa na área de hidrografia em
nosso país, mesmo sendo eles essenciais
para seu desenvolvimento econômico e
manutenção de sua soberania. Ressaltase que a partir dos levantamentos hidrográficos é possível mapear as áreas
costeiras, coletando dados de posição e
profundidade para a descrição do relevo
submarino, podendo assim atender as
necessidades da navegação, proporcionando-lhe segurança, além de servir de
apoio a uma série de outras atividades
como pesquisas, proteção ambiental e
predições.
Vendo tal importância, realizou-se
um projeto nesta área de estudo, visando indicar dentre alguns dos métodos
de posicionamento para embarcações
o melhor deles para obtenção de dados
em tempo real. Para isso o projeto está
a realizar estudos na baía de Guanabara
(Figura1), através de um levantamento hidrográfico composto por perfis longitudinais e transversais (Figura 2), no qual o
posicionamento da embarcação foi realizado empregando diferentes técnicas espaciais GPS (Sistema de Posicionamento
Global), como: o posicionamento diferencial em tempo real empregando a fase portadora (RTK) e o posicionamento
diferencial em tempo real empregando
o código suavizado pela onda portadora
com correções das órbitas e dos relógios
dos satélites mensuradas pelo programa
GIPSY (RTG).
Avalia-se a qualidade dos posicionamentos: horizontal e vertical com o
emprego dos métodos supracitados.
Figura 1 – Área de Estudo – Baía de Guanabara
Figura 2 – Linhas de sondagem planejadas
76
DH3 – LXV
1.1 RTK
2.2 Materiais e Métodos
O princípio de posicionamento RTK
fundamenta-se na transmissão das medições puras da fase da onda portadora ou
das correções diferenciais da fase da onda portadora, ambas mensuradas na estação de referência para uma estação móvel
(embarcação), equipada com um receptor
GPS e um rádio modem transmissor. Essa
técnica é destinada ao posicionamento de
alta precisão em tempo real.
Os equipamentos utilizados para
posicionar a embarcação foram: para o
método RTK dois receptores geodésicos
de dupla frequência Trimble 7400DSi e
7400Rsi, para o método relativo cinemático dois receptores geodésico de dupla
frequência Ashtech Z-XII, e para o posicionamento pelo método RTG foram
empregados um receptor C-Nav2050 e
uma unidade de exposição do controle
C-Navegador.
Para o desenvolvimento do trabalho as antenas dos receptores foram
instaladas na estação móvel, logo acima da cabine do timoneiro localizada
no primeiro convés da lancha, conforme
observa-se na Figura 3. A distância entre
as antenas foi determinada com o auxílio de uma trena. A antena geodésica cinemática Ashtech cinemática (Figura 3)
foi definida como antena padrão. À distância entre ela e a antena RTK (situada
à esquerda na Figura 3) é igual a 30,2
centímetros e entre ela e a antena RTG
(situada à direita na Figura 3) é igual a
32,6 centímetros.
1.2 RTG
O método de posicionamento RTG
é também denominado de GPS Global
corrigido (GcGPS). Ele não requer estações terrestres de referência locais, como no caso do RTK, opera com uma rede
de estações de referência. O método que
produz correções de refração e de órbita para cada satélite ativo GPS, através
das medidas realizadas por receptores
de dupla frequência instalados na rede
de estações de referência. As correções
finais são enviadas aos usuários através
de três satélites de INMARSAT (satélites
comerciais de comunicação geoestacionários). O sistema RTG possui uma potencialidade de posicionamento global,
fornece uma precisão da ordem de centímetros a decímetros, e oferece dados
em tempo real.
2 METODOLOGIA
2.1 Levantamento de Campo
Os levantamentos de campo sucederam-se no período entre 17 a 28 de
julho de 2006. Para se realizar os estudos propostos na Baía de Guanabara,
foram planejadas 23 linhas no sentido
N-S (Norte e Sul) e 16 no sentido E-W
(Leste-Oeste), situadas entre a Ponta da
Armação – Niterói e a Ilha Fiscal – Rio de
Janeiro. Elas foram percorridas com uma
embarcação que alocou os equipamentos necessários à avaliação dos métodos
de posicionamento.
DH3 – LXV
Figura 3 – Antenas instaladas
3 PROCESSAMENTO
De posse dos dados brutos obtidos
com o posicionamento relativo cinemático efetuou-se o processamento com o
programa Ashtech Solutions 2.6, utilizando efemérides precisas e adotando
77
ARTIGOS
a estação base Rio-D como estação de
controle e fixa. Obtiveram-se as coordenadas precisas, os desvios padrão, valor
de PDOP (Position Dilution of Precision) e
o número de satélites dos 31.502 pontos que compõe as linhas de sondagem.
Das 31.502 posições da embarcação calculadas neste levantamento eliminaram-se as coordenadas que apresentaram soluções: flutuante ou parcial. Para
essas posições as ambiguidades não
foram resolvidas ou foram resolvidas
parcialmente, restando então 18.700
posições (Figura 4) consideradas confiáveis para comparação entre os métodos
de posicionamento. Elas representam
59,36% das soluções totais geradas com
o processamento dos dados.
Este procedimento foi adotado em
face de que se almeja comparar as demais trajetórias obtidas com os métodos
diferenciais com uma trajetória padrão
(obtida com o método de posicionamento relativo cinemático).
se considera que quanto maior for esse
valor menor será a qualidade do posicionamento. Juntamente com o PDOP,
avaliou-se o número de satélites, já que
esse influencia diretamente no valor do
PDOP, visto que quanto maior for o número de satélites observados menor será o valor do PDOP.
Utilizou-se as diferenças entre as
coordenadas geodésicas obtidas entre
dois métodos para calcular os valores do
RMS 2D e RMS 3D. Com o RMS 3D analisa-se a precisão tridimensional das coordenadas da embarcação através da média quadrática destas e com o RMS 2D a
precisão bidimensional da embarcação.
Figura 4 – 18.700 posições utilizadas como
padrão para as comparações entre os
métodos de posicionamento.
4.1.1 Altitudes
4 ANÁLISES E RESULTADOS
As análises levaram em conta os
seguintes aspectos: número de satélites,
valor de PDOP, diferenças entre as coordenadas geodésicas obtidas entre dois
posicionamentos distintos, valores de
RMS 2D e RMS 3D.
O valor do PDOP foi avaliado porque ele está ligado diretamente à qualidade posicional das observações, pois
78
4.1 Comparação entre as Trajetórias
Obtidas pelos Métodos de
Posicionamento Relativo Cinemático,
RTK e RTG
A princípio as análises seriam feitas utilizando os dados das antenas RTK
e RTG, sendo os dados sobrepostos a
antena cinemática através do software
Hypack, procedimento chamado de offset. Porém, o Hypack não permitiu uma
coincidência exata dos instantes do RTG
e RTK, introduzindo um erro de aproximadamente 0,5 segundo, o que representa linearmente 1,5 m, devido ao
deslocamento da embarcação. Esse fato conduziu a análise dos dados brutos
sem as correções de offset.
As diferenças de altitude dos três
métodos de posicionamento da embarcação podem ser observados na Figura
5. Nota-se que os métodos de posicionamento Relativo Cinemático e RTK
apresentam comportamentos semelhantes durante quase todo o período, com
exceção de um intervalo de tempo (das
13h 14min 45seg às 13h 21min 00seg),
o qual pode ser melhor visualizado na
Figura 5. Percebe-se que o posicionamento RTG possui o mesmo comportamento linear que o posicionamento
DH3 – LXV
relativo cinemático e o posicionamento
RTK, no entanto com uma diferença média de 47cm (Tabela 1).
Na Tabela 1 apresenta-se a maior e
a menor diferença e a média das diferenças de altitudes elipsoidais, em módulo,
ocorridas durante a trajetória descrita pela
embarcação. A maior média apresentou-
se entre os posicionamentos RTK e RTG,
47cm. A menor diferença encontrada
foi de 0 mm entre os posicionamentos
Relativo Cinemático e RTK, bem como
os posicionamentos RTK e RTG. Entre
os métodos de posicionamento Relativo
Cinemático e RTK foi observada a maior
diferença de altitude igual a 1,148 m.
Figura 5 – Comparação das altitudes elipsoidais pelas técnicas Cinemática, RTG e RTK
Cinemático-RTK
Cinemático-RTG
RTG-RTK
Maior Diferença (m)
1,148
0,903
0,876
Menor Diferença (m)
0,000
0,020
0,000
Média (m)
0,014
0,456
0,470
Tabela 1 – Comparação das diferenças da altitude elipsoidal entre
os métodos de posicionamento
Na Figura 6 percebem-se as maiores
diferenças encontradas com os métodos
de posicionamento Relativo Cinemático
e RTK. Isso se deve a diminuição do
número de satélites, de 6 satélites houve
uma redução para 5 satélites, no método
como pode ser observado na Figura 7.
Figura 6 – Maiores diferenças das altitudes entre os
posicionamentos relativo cinemático e RTK
DH3 – LXV
79
ARTIGOS
4.1.2 PDOP, número de satélites e
RMS 3D
Na Figura 7 apresenta-se a variação
do valor de PDOP, do número de satélites
e do RMS 3D em função do horário, para
um período de aproximadamente 8 horas de levantamento (08h 52min 37seg
às 16h 38min 07seg) para os posicionamentos da embarcação com os métodos
Relativo Cinemático e RTG.
Percebe-se também que o posicionamento Relativo Cinemático apresentou dois picos no valor do PDOP,
das 9h 07min 47seg à 9h 23min 42seg
(Amostra 1) e das 15h 02min 40seg à
15h 05min 31seg (Amostra 2), respectivamente. Este fato ocorre em função
da geometria dos satélites, o que foi
verificado através do programa Ashtech
Solutions. No RTG, o PDOP se manteve
estável para grande parte da trajetória
descrita pela embarcação, havendo poucas diferenças significativas, por exemplo, no horário 15h 06min 16seg, chegou ao valor de 4,5.
Nota-se que na Figura 7 o número de satélites para o posicionamento
Relativo Cinemático variou de 5 a 9 para
a trajetória descrita pela embarcação.
Figura 7 – Comparação do número de satélites com o PDOP para o
posicionamento cinemático
Na Tabela 2 apresenta-se a maior
diferença, a menor diferença e média
das diferenças de latitude, longitude,
RMS 2D e RMS 3D, em módulo, entre
Cinemático e RTG.
Com relação ao RMS 2D e RMS 3D,
o RMS 3D apresenta os maiores valores
de diferenças devido a influência direta
do valor da altitude dos pontos para o
calculo deste.
Latitude
Longitude
RMS 2D
RMS 3D
0,465
0,583
0,653
1,068
0,000
0,001
0,123
0,194
Média (m)
0,076
0,240
0,422
0,649
Tabela 2 – Comparação das diferenças entre os métodos de posicionamento
relativo cinemático e RTG
80
DH3 – LXV
A porcentagem dos dados que atendem as especificações da OHI para posicionamento horizontal em levantamentos
são apresentadas na Tabela 3. Constatase que para a ordem 1, na qual a acurácia
posicional deve ser inferior a 5 m, todos
os dados se enquadram na especificação.
Na ordem especial, na qual a acurácia posicional deve ser inferior a 2 metros, também todos os dados se adequam.
Figura 8 –
Comparação
RTG e o
método relativo
cinemático (pósprocessado)
para o RMS 3D
Posicionamento Horizontal
ORDEM ESPECIAL
ORDEM 1
100%
100%
Tabela 3 – Quantidade de dados que atendem as especificações da OHI
para posicionamento horizontal em levantamentos Hidrográficos
Na Figura 9 observa-se o RMS 3D
obtido com a comparação entre os métodos RTK e Relativo Cinemático. Percebese que houve uma estabilidade do valor de RMS 3D, o número de satélites
dos dois métodos não sofreu variações
bruscas. No entanto, no período de 13h
11min 33seg à 13h 21min 03seg, o valor
do RMS 3D aumentou em função da geometria dos satélites, fato esse verificado
através do programa Ashtech Solutions.
Havia número suficiente de satélites, acima de 4, para resolver as incógnitas mínimas necessárias ao posicionamento,
porém alguns desses possuíam elevação
abaixo de 35°.
Figura 9 –
Comparação
entre os métodos
RTK e relativo
cinemático para
o número de
satélites e o valor
do RMS 3D
Verifica-se na Tabela 4 a maior diferença, menor diferença e média das diferenças de latitude, longitude, RMS 2D
e RMS 3D, em módulo, entre os métodos
e RTK.
DH3 – LXV
A quantidade de dados do posicionamento RTK que atendem as especificações da OHI para acurácia posicional horizontal da Ordem Especial e da
Ordem 1 representam 100% dos dados
analisados.
81
ARTIGOS
Latitude
Longitude
RMS 2D
RMS 3D
0,375
0,447
0,473
1,165
0,000
0,000
0,146
0,216
Média (m)
0,013
0,003
0,287
0,309
Tabela 4 – Comparação das diferenças entre os métodos de posicionamento
relativo cinemático e RTK
4.1.3 RMS 2D
Na Figura 10 constata-se a variação do RMS 2D no decorrer da trajetória
descrita pela embarcação, os quais também podem ser analisados na Tabela 4,
para os posicionamentos RTK e Relativo
Cinemático.
Figura 10 – Comparação RTK e Cinemático para o
RMS 2D
Analisando o RMS 2D obtido com
o método RTG e Cinemático (Figura 11)
constata-se que ele apresenta praticamente o mesmo comportamento já visto
anteriormente para o RMS 3D (Figura 8).
Durante toda a trajetória o RMS 2D calculado não atingiu 1 m, conforme pode
ser verificado na Tabela 2.
Figura 11 – Comparação RTG e Cinemático para o
RMS 2D
82
4.1.4 Diferenças entre Latitudes,
Longitudes e Altitudes Elipsoidais
Para avaliar a qualidade posicional dos métodos empregados, compararam-se os valores das coordenadas
geodésicas obtidas em tempo real por
ambos os métodos RTK e RTG com os
valores adotados como padrão, ditados com o posicionamento Relativo
Cinemático. Determinaram-se os erros
resultantes em latitude, longitude e altitude geométrica.
Os erros foram expressos pela variação em distância entre as posições
obtidas com o RTK, para cada horário, com o método de posicionamento
Relativo Cinemático. Posteriormente foram avaliadas as posições obtidas com o
RTG também com o Relativo Cinemático.
Outra avaliação realizada foi entre as
posições obtidas pelos métodos RTG e
RTK.
As diferenças entre as coordenadas obtidas no levantamento entre os
métodos de posicionamento Relativo
Cinemático e RTK podem ser percebidas
em função da orientação das linhas de
sondagem, devido ao posicionamento
da instalação das antenas na embarcação. No período da manhã navegou-se
no sentido E-W (leste-oeste) e as maiores
variações ocorreram em latitude, como
pode ser visualizado na Figura 12. Já no
período da tarde as linhas de sondagem
eram no sentido N-S (norte-sul) as maiores variações ocorreram em longitude.
Na Figura 12 também se verifica
as diferenças em altitude geométrica. A
amplitude das variações ocorridas entre
Cinemático e RTK podem ser verificadas
na Tabela 4.
DH3 – LXV
Figura 12 – Diferença entre as posições obtidas com o RTK com o
método relativo cinemático pós-processado
Como dito anteriormente, as variações entre latitude e longitude se dão
em função do sentido da navegação.
O mesmo pode ser observando entre
os métodos RTG e Relativo Cinemático
através da Figura 13. A maior diferença,
a menor diferença e as médias das variações ocorridas entre estes métodos de
posicionamento podem ser verificadas
na Tabela 2.
Figura 13 – Diferenças entre RTG e Cinemático
DH3 – LXV
83
ARTIGOS
Do mesmo modo que verificado
anteriormente na comparação entre os
métodos Relativo Cinemático com o RTK
e Relativo Cinemático com o RTG, a variação entre as coordenadas geodésicas
se repete para a comparação entre os
métodos RTK
e RTG como pode ser
constatado na
Figura 14.
A maior diferença, menor diferença
e média das diferenças de latitude, longitude, RMS 2D e RMS 3D, em módulo, entre os métodos de posicionamento RTK e
RTG são apresentadas na Tabela 5.
Figura 14 – Diferença entre RTG e RTK
Latitude
Longitude
RMS 2D
RMS 3D
0,759
0,862
0,916
1,209
0,000
0,000
0,193
0,403
Média (m)
0,090
0,237
0,673
0,831
Tabela 5 – Comparação das diferenças entre os métodos de
posicionamento RTK e RTG
5 CONCLUSÃO
Com as análises realizadas percebeu-se que a avaliação dos métodos RTK
e RTG tomando como padrão a trajetória
obtida com o emprego do posicionamento Relativo Cinemático foi pertinente. Os
resultados obtidos na comparação satisfazem as especificações da OHI para
posicionamento horizontal em levantamentos hidrográficos tanto de Ordem 1
quanto de Ordem Especial.
O método RTG se mostrou perfeitamente viável para ser utilizado em levantamentos hidrográficos de ordem especial ou inferiores. Contudo, salientase que o custo deste método é elevado,
84
devido ao fato dos sinais serem transmitidos por satélites geoestacionários.
Ao avaliar-se a sua utilização dentro
de áreas de até 11km aquém da linha
de costa, ele tem um custo mais elevado quando comparado ao método RTK.
Já para as áreas localizadas a mais de
11km aquém da linha de costa sua utilização torna-se mais atrativa do que o
método RTK, mesmo com um custo mais
elevado. Ressalta-se, que segundo Prado
(2001) a precisão para o RTK começa a
se degradar a partir de uma linha de base superior a 10 km. Conforme exposto
anteriormente o método RTG possui um
alcance global. Ele se mostrou bastante
estável, por apresentar um número de
DH3 – LXV
satélites de 5 a 10 e um valor de PDOP
inferior a 3 na maior parte da trajetória
descrita pela embarcação, garantindo
assim a sua qualidade posicional.
O método RTK apresentou resultados acurados quando comparado ao
método de posicionamento Relativo
Cinemático, sendo o seu uso totalmente
viável para posicionamento de embarcações em tempo real. Após as análises,
percebe-se que o número de satélites
RTK, se mantém em grande parte do
levantamento acima de 5, não havendo
grandes variações no decorrer do tempo. Os resultados do método de posicionamento RTK quando comparado ao
RTG apresentaram menores diferenças
de RMS 2D e 3D e principalmente altitudes elipsoidais mais acuradas.
Obtiveram-se para o método RTK
valores de RMS2D médio igual a 28,7cm,
máximo igual a 41,3 cm e mínimo igual
a 14,1 cm. Já para o método RTG obtiveram-se valores médio, máximo e mínimo
para o RMS2D igual a 42,2 cm, 65,3 cm
e 12,3 cm, respectivamente. Os valores
encontrados para o RMS 2D e RMS 3D foram centimétricos, devido a não correção
dos offset das antenas. Se esses tivessem
sido corrigidos os valores seriam na ordem do milímetro. Analisando-se estes
resultados pode-se dizer que o RTK apresentou uma melhor precisão que o RTG.
A comparação entre os métodos de
posicionamento RTK e RTG foi importante para se avaliar a qualidade da trajetória obtida com o método de posicionamento Relativo Cinemático. Verificouse que os valores de RMS2D e RMS3D
obtidos estão coerentes, o que valida a
trajetória definida como padrão durante
estas análises.
ASHTECH PRECISION PRODUCTS. Ashtech solutions user´s guide. Santa
Clara, USA: Ashtech Precision Products, 2001.
DALBELO, L. F. A ; ALVES, D. B. M. ; MONICO, J. F. G. DGPS em Rede: aspectos teóricos, implementação e análise dos resultados. São Paulo: UNESP, 2006.
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GEMAEL, Camil. Geodésia elementar. Curitiba: Universidade Federal do
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NORDEN, M. ; ARROYO-SUAREZ, E. N. ; NAJJAR, A. Hydrographic surveys
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PRADO, D.A. Análise da acurácia e da correlação espacial nas técnicas DGPS
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Curitiba.
SEEBER, G. Satellite geodesy: Foundations, Methods and Applications. New
York: Berlin, 1993.
DH3 – LXV
85
ARTIGOS
O futuro é uma grande obra a ser construída.
E a Mendes Júnior já faz parte dessa história.
A experiência adquirida em 55 anos de atividades,
atendendo diversos segmentos do mercado de
engenharia com soluções inovadoras, é a credencial
que posiciona a Mendes Júnior na vanguarda do
desenvolvimento econômico-social.
Hoje, todo esse reconhecimento serve como base
para um crescimento constante, sempre em busca
da excelência operacional e tecnológica, no respeito
aos contratos e na postura ética e responsável.
Uma atitude que se reflete em projetos
reconhecidos nacional e internacionalmente,
como a Ponte Estaiada Octavio Frias de Oliveira
e o Rodoanel, em São Paulo, a construção do
Centro Administrativo Minas Gerais e a expansão
do Rio Paracatu Mineração, em Minas Gerais, e a
manutenção de plataformas marítimas na Bacia
de Campos.
Projetos que refletem a cultura de uma empresa
com bases sólidas para realizar as grandes obras
do futuro.
86
DH3 – LXV
DETERMINAÇÃO DA LINHA DE COSTA POR MEIO
DA MONORRESTITUIÇÃO DIGITAL DE IMAGENS
DE CÂMARAS DE PEQUENO FORMATO
E TÉCNICAS GPS
Alex Pinto Babinsck1
Claudia Pereira Krueger2
Jorge Antonio Silva Centeno3
RESUMO
ABSTRACT
Este trabalho demonstra uma metodologia
de atualização da linha de costa em Cartografia
náutica, baseada em aerofotos obtidas com câmaras digitais de pequeno formato, monorrestituição digital e com o GPS. Foi utilizada uma
câmara digital calibrada, acoplada a uma aeronave da empresa AGRITEC S.A. Agrimensura
Aerofotogrametria para a obtenção das aerofotos
digitais que compõem o bloco da região litorânea do município de Matinhos (PR), que depois
de aerotrianguladas foram inseridas no sistema
Monorrestituidor. Então, após a geração do MDT
(Modelo Digital do Terreno), a linha de costa foi
extraída. Revelando que em 92,91 % dos dados o
erro planimétrico obtido foi inferior a 2,5 m e em
100 % dos dados o erro planimétrico obtido foi inferior a 10 m, atendendo às especicações técnicas
da DHN (Diretoria de Hidrografia e Navegação) e
da OHI (Organização Hidrográfica Internacional).
Também realizou-se a extração da linha de costa com o GPS (Global Positioning System) empregando-se o método de Posicionamento Relativo
Cinemático Contínuo Pós-processado. Os melhores resultados na determinação da linha de
costa foram obtidos no Posicionamento Relativo
Cinemático Contínuo, com 99,9 % dos dados com
erro planimétrico inferior a 10 cm. A metodologia ora apresentada tem por objetivo fornecer à
Marinha do Brasil uma forma alternativa para a
atualização cartográfica náutica, com seus próprios meios, eficiente e econômica.
This essay demonstrates a nautical
cartography coastline updating methodology, based in aerial photographics taken from
small-format digital cameras, digital monorestitution and GPS. A common, calibrated digital camera, fixed on an aircraft from Agritec
S.A. enterprise was used to obtain digital aerial photographics that compose the city of
Matinhos’s shore block which, after triangulation, were inserted into the monorestitution
system. Thus, having generated the DTM,
shoreline featurewas extracted. Showing that
in 92,91% of the data the planimetric’s wrong
was smaler than 2,5 meters and in 100 % of
the data the planimetric’s wrong obtained
was smaler than 10 meters, attaining the technical specifications from DHN (Directory
of Hydrography and Navigation) and IHO
(International Hydrographic Organization).
Shoreline feature was also extracted through
Post-processed Kinematic Relative Positioning
GPS Technique. The best results in the shoreline determination was obtained in the
Post-processed Kinematic Relative Positioning
GPS Technique, with 99,9 % of the data with
planimetric’s wrong smaller than 10 centimeters. The present methodology aims to give
the Brazilian Navy alterate means for nautical
cartography updating, both cost-effective and
efficient.
Palavras-chave: Linha de costa ; monorrestituição digital ; câmeras digitais ; sistema
de posicionamento global.
Keywords: Coastline, digital monorrestitution , digital cameras ; global positioning
system.
1
Capitão-de-Corveta, MSc – Centro de Hidrografia da Marinha.
Engenheira Civil, Professora, Dra. em Ciências Geodésicas – Universidade Federal do Paraná – UFPR.
3
Professor, Dr. em Ciências Geodésicas – Universidade Federal do Paraná – UFPR.
2
DH3 – LXV
87
ARTIGOS
1 INTRODUÇÃO
O desenvolvimento de novas metodologias para o mapeamento e a disponibilidade de equipamentos cada vez
mais acessíveis tem contribuído para
facilitar e baixar os custos de produção
e atualização de cartas náuticas. Neste
trabalho optou-se por determinar a linha
de costa por meio da monorrestituição
digital de imagens de câmaras de pequeno formato e técnicas GPS, visando fornecer alternativas que contribuam com
soluções criativas e viáveis específicas
para o processo de atualização cartográfica náutica. Portanto, este trabalho tem
como objetivo apresentar uma metodologia visando à atualização da linha de
costa brasileira, atendendo às especificações da DHN e da OHI.
2 METODOLOGIA
As seguintes etapas foram desenvolvidas para que a metodologia desejada pudesse ser implementada:
a) Calibração da câmara digital;
b) Planejamento de voo;
c) Realização do voo sobre a região
litorânea do município de Matinhos, a
600 metros de altitude;
d) Planejamento e levantamento
em campo dos pontos de apoio e de verificação para a aerotriangulação;
e) Processamento das coordenadas
dos pontos de apoio e de verificação;
f) Elaboração do Modelo Digital do
Terreno ou a coleta de dados em campo
para a elaboração do MDT;
g) Digitalização, processamento e
edição da linha de costa no sistema monorrestituidor; e
h) Comparação entre a linha de costa gerada e a existente, a fim de detectar
alterações.
2.1 Calibração da câmara
A câmera utilizada para se adquirir
as aerofotos digitais foi uma Sony DSC-
88
F707 de 5.2 megapixels, pertencente
à empresa AGRITEC S.A. Agrimensura
Aerofotogrametria e o método de calibração utilizado foi o das Câmaras
Convergentes.
Durante o processo de calibração
utilizou-se o software ENVI 3.6 para a
realização das leituras das coordenadas do campo de calibração da UFPR
(Universidade Federal do Paraná) e um
programa implementado no ambiente
MATLAB por Delara (2003) chamado
“Calibra10”. O programa utiliza como
modelo matemático as equações de colinearidade, realiza o ajustamento através do Método dos Mínimos Quadrados
na forma paramétrica com injunções
de posição; além dos 3 parâmetros de
orientação interna (distância focal e as
coordenadas do ponto principal), calcula
3 coeficientes de correção da distorção
radial simétrica (k1,k2,k3), 2 coeficientes
de correção da distorção descentrada (P1
e P2) e 2 coeficientes de correção da afinidade ou não-ortogonalidade entre os
eixos (A e B). Isso permitiu recuperar os
parâmetros de orientação interior necessários à reconstrução matemática da geometria projetiva e parâmetros de orientação exterior das imagens utilizadas.
2.2 Planejamento de vôo e realização
do vôo
O planejamento de voo foi realizado utilizando-se um mapa da região do
Pontal do Paraná, na escala (E=1:50.000),
confeccionado pelo IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística). A região a ser imageada é o litoral do município de Matinhos (figura 1). Como o
objetivo deste trabalho é a determinação da linha de costa, houve uma preocupação em se obter imagens com mais
de 80% de terra para se poder obter um
maior número de pontos de apoio nas
imagens. Um detalhe importante a ser
considerado é a resolução desejada, ou
seja, o tamanho do pixel no solo, que
depende fundamentalmente do tamanho do CCD da câmara utilizada.
DH3 – LXV
uma única faixa de 5 km por 516 m, obtém-se um total de 41 fotos e um tempo máximo de exposição T=1:18,49 s,
que deve ser arredondado para uma
velocidade do obturador maior a fim
de se evitar fotografias arrastadas
(DALMOLIN, 1999), então T=1:800 s.
As coordenadas do início (ϕ = 25º
48’ 50,1” S e λ = 048º 32’ 01,5” W) e
do final da faixa (ϕ = 25º 46’ 20,2” S e
λ = 048º 30’51,1 W), no datum WGS84, foram colocadas num receptor
GPS a bordo da aeronave, permitindo
que se realizasse o voo sobre a faixa
planejada.
O voo foi realizado no dia 19 de
julho de 2005, com boas condições
meteorológicas, o que permitiu que
a qualidade das 41 fotografias aéreas
obtidas fosse satisfatória, conforme o
planejado.
2.3 Processamento do bloco
Figura 2 – Localização geográfica do
município de Matinhos (Fonte: Adaptado de
PARANATURISMO 2006)
Os parâmetros utilizados neste planejamento são a distância focal calibrada (c=10,23mm), a velocidade da aeronave (v=200 km/h=55,5 m/s), o CCD de
8,8mm por 6,6mm (diagonal de 1mm),
a resolução da imagem desejada (2560
por 1920 pixels), um tempo de 1,9 s para a câmera adquirir a imagem e finalmente a altitude de vôo (H=600 m).
Usando-se a relação entre altura e
distância focal, consegue-se saber a escala a ser considerada, no caso, 1:58.691.
E, com isso, obteve-se um pixel no solo
de 0,20 m e as dimensões no terreno de
uma imagem capturada pela câmara de
516,35 m por 387,26 m.
Considerando-se uma superposição longitudinal de 60 %, obteve-se uma
Base Aérea (B) de 154,944 m e um intervalo entre exposições (t) de 2,85 s, ajustando-se para t=2,5 s e para B=137,5m.
Considerando-se o planejamento para
DH3 – LXV
Após a obtenção das aerofotos
digitais foi realizado o planejamento e
a coleta de pontos de apoio e de verificação para a realização da aerotriangulação. Durante o levantamento de campo foram coletados 22 pontos de apoio,
sendo 2 pontos no primeiro modelo e a
cada 4 bases aéreas, sucessivamente até
o final da faixa de voo.
Durante a coleta dos pontos foi utilizado o método de posicionamento relativo estático rápido com uma ocupação,
sendo que a estação base utilizada foi a
Pedra de Matinhos. Na base foi utilizado
o receptor ASHTECH ZXII e nos pontos de
apoio o receptor PROMARK2. A taxa de
aquisição dos dados foi de 5s e o tempo de rastreio foi de 20 a 25 minutos
por ponto. Para o processamento dos
dados coletados foi utilizado o software
ASHTECH SOLUTIONS.
A leitura das coordenadas de imagem dos pontos fotogramétricos e dos
pontos de apoio foi realizada utilizandose o software LPS – Leica Photogrammetry
Suite. Após isto, foi gerado o relatório
do processamento da aerotriangulação,
89
ARTIGOS
apenas para se obter as coordenadas de
imagem de todos os pontos lidos, num
arquivo de texto.
O processamento da aerotriangulação foi realizado no software MATLAB,
utilizando-se do programa “aerotri.m”
confeccionado por Jubanski (2003). O
programa realiza um ajustamento em
bloco. Também foi utilizado o mesmo
modelo de ajustamento da calibração,
ou seja, paramétrico com injunções de
posição. O programa fornece os parâmetros de orientação exterior de cada fotografia, as coordenadas planialtimétricas
de todos os pontos ajustados, o desvio
padrão de cada ponto juntamente com o
respectivo RMS – Erro Médio Quadrático
e a precisão dos parâmetros.
A aerotriangulação foi utilizada para se determinar os parâmetros de orientação exterior de cada fotografia (κ, ϕ, ω,
X0, Y0, Z0 ) e com isso se realizar a orientação exterior das aerofotos digitais dentro do sistema monorrestituidor.
2.4 Modelo digital do terreno
O MDT foi gerado utilizando-se
de Curvas de Nível em meio digital,
arquivo vetorial com a extensão .DXF
(Drawing Interchange File), do Município
de Matinhos, gentilmente cedidas pelo Paranacidade, órgão do Governo do
Estado do Paraná. Os dados com a extensão. DXF foram convertidos em um arquivo com dados tabulares, que são pontos isolados dos vetores CAD (Computer
Aided Design), transcritos em colunas
e que mantém seus atributos. A referida conversão é facilmente efetuada por
meio de um software específico, chamado Dxf2xyz, que pode ser obtido gratuitamente na Internet pelo site http://www.
guthcad.com.au/freestuff.htm. Então, estes dados (com as coordenadas tridimensionais da região) foram salvos com extensão .DAT dentro do software SURFER
8.0 para que posteriormente fosse gerado o MDT. Na etapa seguinte, foi gerado
o MDT através do algoritmo KRIGAGEM,
criando-se pontos a cada 2 metros.
90
2.5 Sistema monorrestituidor
Primeiramente, deve-se observar como funciona o sistema que determina coordenadas através da monorrestituição:
a) Fase nº 1 – Início do Processo:
– Um ponto de uma entidade gráfica, obtido por digitalização vetorial monoscópica da aerofoto, tem suas coordenadas no referencial de máquina (desenho - xm , ym);
b) Fase nº 2 – Coordenadas Fotogramétricas:
– As coordenadas do referencial
de desenho (xm , ym) do ponto digitalizado, são transformadas para o referencial
fiducial (xf , yf ) e posteriormente para o
referencial fotogramétrico (x”, y”);
c) Fase nº 3 – Coordenadas Planas
Aproximadas:
– As coordenadas fotogramétricas
(x”,y”) do ponto digitalizado, são transformadas para coordenadas geodésicas
locais aproximadas, com a transformação linear projetiva plana;
d) Fase nº 4 – Coordenada Altimétrica:
–Tendo-se as coordenadas geodésicas locais aproximadas, determina-se
no modelo digital do terreno (MDT) a
coordenada altimétrica aproximada do
ponto (ZL);
e) Fase nº 5 – Coordenadas Planas
Exatas:
–Tendo-se as coordenadas do ponto digitalizado (x”,y”) e a coordenada
altimétrica aproximada (ZL) derivada do
MDT, utilizando-se da equação de colinearidade inversa, determina-se as coordenadas geodésicas planas aproximadas
do ponto digitalizado (XL,YL).
Trata-se da aplicação de um modelo matemático, parametricamente correto para a transformação de coordenadas
fotogramétricas (x”,y”) em coordenadas
geodésicas locais planas (XL,YL), desde
DH3 – LXV
que se tenham os parâmetros de orientação exterior da aerofoto e a coordenada
altimétrica do ponto no referencial geodésico local, corretamente determinado
nas etapas anteriores;
f) Fase nº 6 – Processo Interativo:
– Apesar das equações de colinearidade inversa viabilizarem a correta
determinação das coordenadas planimétricas, verifica-se que a determinação realizada na fase nº 5 é imprecisa, pois a
coordenada altimétrica do ponto (ZL) foi
obtida a partir de interpolação matemática no MDT, com valores aproximados
de Coordenadas planimétricas determinadas na fase nº 3.
Os valores de coordenadas planimétricas, determinadas na fase nº 5 (XL,YL),
são mais precisas que as determinadas na
fase nº 3. Então, estas novas coordenadas
planimétricas são utilizadas para o cálculo
da nova coordenada altimétrica, mais precisa, no MDT (Z”). Com esta nova informação altimétrica, determina-se outras coordenadas planimétricas com as equações
de colinearidade inversa (X” ,Y”).
As fases de cálculo que determinam as coordenadas altimétricas no
MDT (fase nº 4), e coordenadas planimétricas com as equações de colinearidade
inversa (fase nº 5) são repetidas até que
a diferença entre as coordenadas planimétricas calculadas na iteração n e iteração (n-1) seja compatível com a precisão
adotada nos trabalhos.
A convergência neste tipo de transformação ocorre geralmente na terceira
ou quarta iteração” (MITISHITA1997, p.
122-124). A figura 2 mostra a convergência do processo.
Figura 2 –
Convergência
do processo
iterativo
Fonte:
Adaptada de
VILLAREAL
(1992)
DH3 – LXV
2.6 Determinação da linha de costa
com a monorrestituição
A linha de costa é definida como a linha
de preamar ou pela linha do nível médio
do mar, quando não existir uma maré
apreciável. Em lugares onde as marés
são sensíveis e existe uma praia, a linha de costa é o limite interior da praia
e, portanto, corresponde aproximadamente a linha de preamar das marés
mais altas (DHN, 1992, p.3-5).
A linha de costa foi obtida através
do sistema monorrestituidor, sendo extraída alternadamente, devido à superposição existente nas aerofotos digitais,
totalizando vinte e uma fotos retificadas.
Inicialmente seriam utilizados os parâmetros de orientação exterior das fotografias, mas devido a problemas no sistema, utilizaram-se as coordenadas UTM
em SAD 69 dos pontos fotogramétricos
de cada aerofoto digital, obtidas através
da aerotriangulação, para a orientação
das aerofotos.
A monorrestituição permitiu que
se obtivesse mapeamento planimétrico
das entidades gráficas de interesse (no
caso a linha de costa) a partir da digitalização vetorial monoscópica de cada
aerofoto.
2.7 Determinação da linha de costa
com o emprego do GPS
Utilizou-se o método de posicionamento relativo cinemático pós-processado, utilizando-se diferentes estações base para a determinação da linha de costa.
O experimento foi realizado no dia 27 de
junho de 2005 (GPS 178/05), utilizandose como estações base (figura 3):
a) Pedra de Matinhos (PEDR), localizada no município de Matinhos, litoral
paranaense;
b) o Centro de Estudos do Mar
(CEM), situado no município de Pontal
do Paraná;
c) a Capitania dos Portos do Estado
do Paraná (CPPR), localizada no município de Paranaguá;
91
ARTIGOS
d) duas estações da Rede MANFRA
de Monitoramento Contínuo: UNICENP,
localizada em Curitiba e CESUMAR (CESU),
localizada na cidade de Maringá; e
e) uma estação da Rede Brasileira
de Monitoramento Contínuo (PARA), também localizada em Curitiba.
Os diferentes receptores GPS de
dupla frequência utilizados com as respectivas taxas de aquisição constam da
tabela 1.
Estações
Receptor
Taxa de
Aquisição
PEDR
ASHTECH Z-XII
3s
CEM
TRIMBLE 4000 SSI
3s
CPPR
TRIMBLE 4000 SSE
3s
UNICENP
LEICA RS500
1s
CESU
LEICA RS500
1s
PARA
TRIMBLE 4000 SSI
15 s
MOBI
ASHTECH Z-XII
3s
Tabela 1 – Estações e receptores GPS
Buscou-se determinar a linha de costa no litoral de Matinhos, desde o marco
PEDR até o limite norte da faixa de voo, com
aproximadamente 5 km de extensão.
Figura 3 – Croqui com a localização das estações
(Fonte: http://www.earth.google.com)
92
Figura 4 – Vista ampliada das estações litorâneas
(Fonte: http://www.earth.google.com)
3 RESULTADOS
3.1 Linha de costa monorrestituída
Para se avaliar a qualidade da linha
de costa extraída da monorrestituição
foram medidas diversas distâncias a
partir da referência adotada como “padrão”, no caso, a linha de costa extraída no mês de junho de 2005, através
do método de posicionamento relativo
cinemático pós-processado, utilizandose uma linha de base curta (5 km) e
onde 99,95% dos pontos da trajetória
descrita possuíam um erro planimétrico inferior a 50 cm. O voo fotogramétrico foi realizado no mês de julho de
2005 e com isso tentou-se evitar que a
variabilidade da linha de costa mascarasse resultados ou fornecesse falsas
informações. A tabela 2 apresenta um
trecho da planilha onde os dados foram
inseridos e posteriormente analisados.
Nela observa-se que no trecho de 4 km
analisados, 100% das distâncias entre
as trajetórias levantadas mantiveram-se
dentro do limite de tolerância exigido
pela OHI e pela DHN, que é de 10 metros, inclusive o seu valor máximo que
foi de 6,39 m.
DH3 – LXV
Pt
Dist (m)
Pt
Dist (m)
669
0,25
683
0,35
670
0,40
684
0,18
671
0,45
685
0,67
672
2,78
686
0,64
673
3,36
687
0,24
674
0,17
688
0,82
675
1,11
689
1,39
676
1,51
690
0,18
677
1,05
691
1,01
678
0,89
692
3,81
679
0,77
MÉDIA
1,09
680
1,45
DESVPAD
0,95
681
1,02
MÍNIMO
0,01
682
0,46
MÁXIMO
6,39
Tabela 2 – Distância entre os pontos obtidos por monorrestituição e GPS (padrão)
correspondentes a um trecho da linha de costa
A tabela 3 apresenta a distribuição da diferença planimétrica entre a monorrestituição e a trajetória “padrão” obtida por GPS ao longo da linha de costa.
Faixa
Porcentagem
Acúmulo
0 a 0,5 m
29,62 %
29,62 %
0,5 a 1 m
25,14 %
54,76 %
1,0 a 1,5 m
22,54 %
77,3 %
1,5 a 2,0 m
12,86 %
90,16 %
2,0 a 2,5 m
2,75 %
92,91 %
2,5 a 3,0 m
3,03 %
95,94 %
3,0 a 3,5 m
1,45 %
97,39 %
3,5 a 4,0 m
0,58 %
97,97 %
> 4,0 m
2,03 %
100 %
Tabela 3 – Distribuição da diferença planimétrica
DH3 – LXV
93
ARTIGOS
Nela verificou-se que a maior parte
dos pontos observados (cerca de 30%),
concentrou-se na faixa de 0 a 0,5 m.
Constatou-se também que 90% dos pontos apresentou uma diferença menor que
2,0m. Na Cartografia os produtos cartográficos são avaliados em função dos
padrões fixados pelo Decreto Lei 89.817
de 20 de junho de 1984 (PEC – Padrão
de Exatidão Cartográfica) que estabelece
as especificações para classificar cartas.
Os dados obtidos neste experimento
atestam que a monorrestituição das fotografias obtidas pode ser utilizada para
produzir cartas planimétricas na escala
de 1:25000, classe A. Com o intuito de
permitir uma melhor visualização de todas as observações realizadas a figura
5 foi construída. A média desta série de
dados é de 1,0 m. O gráfico também serve para visualizar a dispersão dos valores
em torno da média. Esta dispersão pode
ser também analisada através do desvio
padrão, que é de 0,95m (tabela 2).
Supondo-se que a linha de costa
adotada como referência possuísse todos os seus pontos com erro de 50 cm,
ainda assim todos os pontos da linha
de costa monorrestituída estariam com
erro planimétrico inferior ao limite adotado pela DHN e pela OHI, que é de 10
metros.
ERRO PLANIMÉTRICO DA MONORRESTITUIÇÃO AO LONGO DA
LINHA DE COSTA
Figura 5 – Diferença planimétrica da monorrestituição ao longo da linha de costa
3.2 Linha de costa obtida com o emprego do GPS
3.2.1 Comparação dos resultados planimétricos para as distintas linhas de
base
Para facilitar a visualização dos resultados a figura 6 foi construída. Ela
mostra que a magnitude do erro planimétrico das coordenadas geodésicas
dos pontos que compõem a trajetória
descrita para a linha de base CESU/MOBI
(432,2 km) é superior a todas as demais,
94
por se tratar de uma linha de base longa,
dentre outros fatores. Daí a dificuldade
em compará-la com as demais. Por isso
optou-se em incluir na figura 7 somente
os erros planimétricos inferiores a 2m
(84,56% dos dados).
Outra peculiaridade presente na figura 6 é a proximidade entre os erros
planimétricos das linhas de base PEDR/
MOBI e CEM/MOBI; e das linhas de base PARA/MOBI e UNICENP/MOBI, evidenciando uma relativa proximidade entre
as referidas estações base.
DH3 – LXV
A figura 7 apresenta a comparação do erro planimétrico para 4 linhas
de base, excetuando-se a linha de base
CESU/MOBI. Ressalta-se que todos os
pontos com erro planimétrico superior a
50 cm foram excluídos. Entre os pontos
de número 863 a 1200 constata-se um
aumento dos erros planimétricos das
coordenadas geodésicas para todas as
linhas de base processadas. Percebe-se
através dos relatórios de processamentos dos dados que neste intervalo houve uma redução do número de satélites
(de 7 para 5) e também uma elevação do
PDOP (de 1,2 a 5,8). Estes dois fatores
podem ter contribuído para a elevação
do erro planimétrico. Em face dos valores obtidos para o erro planimétrico
adotou-se a linha de costa obtida com
a estação base PEDR como a “padrão”.
Buscando-se realizar uma avaliação da
acurácia das demais linhas de costa obtidas com as demais estações base (CEM,
PARA, UNICENP e CESU) comparou-se
estas linhas com a linha “padrão”. Para
isto foram escolhidos 15 pontos aleatórios sendo calculadas as distâncias entre
estes pontos e a linha “padrão”, a média
(µ) das distâncias e também o desviopadrão (σ) das distâncias de cada uma
das linhas de base analisadas. Desta
forma adotou-se a linha de costa PEDR/
MOBI como origem das medidas de distâncias realizadas, pois de acordo com a
figura 7 é a que apresenta o menor erro
bidimensional.
Figura 6 –
Comparação do
erro planimétrico na
trajetória
Figura 7 –
Comparação do
erro planimétrico
na trajetória
para 4 linhas
de base
DH3 – LXV
95
ARTIGOS
Analisando-se a tabela 4 constatase que a linha de costa obtida com a linha de base CEM/MOBI e a linha de costa
obtida com a linha de base PARA/MOBI
apresentam as menores distâncias.
CEMMOBI
(m)
PARAMOBI
(m)
UNICENPMOBI
(m)
CESUMOBI
(m)
1
0,11
0,06
0,49
1,03
2
0,14
0,07
0,52
1,01
3
0,16
0,06
0,51
0,97
4
0,19
0,09
0,52
0,94
5
0,16
0,07
0,52
0,94
6
0,13
0,07
0,58
0,94
7
0,17
0,06
0,43
0,37
8
0,20
0,11
0,42
1,42
9
0,18
0,10
0,41
0,67
10
0,19
0,09
0,39
0,90
11
0,13
0,06
0,42
3,20
12
0,17
0,04
0,42
1,17
13
0,16
0,06
0,39
1,20
14
0,14
0,05
0,38
0,78
15
0,14
0,05
0,38
1,00
µ
0,16
0,07
0,45
1,10
σ
0,02
0,02
0,06
0,63
PT
CEMMOBI
(m)
µ
0,16
PARA- UNICENP- CESUMOBI
MOBI
MOBI
(m)
(m)
(m)
0,07
Err. Plan. ± 0,20 ± 0,30
µ + Err.
Plan.
0,36
0,37
0,45
1,10
± 0,30
±2
0,75
3,1
Tabela 5 – Média acrescida do erro
planimétrico médio
3.2.2 Comparação dos resultados tridimensionais para as distintas linhas
de base
Para esta comparação a figura 8 foi
construída. Observa-se que a magnitude
do erro tridimensional das coordenadas
geodésicas dos pontos que compõem a
trajetória descrita para a linha de base
CESU/MOBI (432,2 km) é superior a todas as demais, por se tratar de uma linha de base longa, dentre outros fatores.
Daí a dificuldade em compará-la com as
demais. Por isso optou-se em incluir na
figura 9 somente erros tridimensionais
inferiores a 2 m (70,54% dos dados).
Tabela 4 – Distribuição da diferença
planimétrica
Na tabela 5 para cada linha de base
a distância média foi acrescida do erro
planimétrico médio encontrado nas faixas onde ocorreram as maiores concentrações das coordenadas geodésicas que
compõem as trajetórias das linhas de
base (CEM/MOBI, PARA/MOBI, UNICENP/
MOBI e CESU/MOBI).
Analisando-se a tabela 5 constatase que os resultados obtidos após a soma são coerentes com a situação real do
experimento.
96
Figura 8 – Comparação do erro tridimensional
na trajetória
A figura 9 apresenta o gráfico da
comparação do erro tridimensional obtido para as coordenadas geodésicas
calculadas para as distintas linhas de
base, sem a linha de base CESU/MOBI,
DH3 – LXV
objetivando uma maior facilidade na visualização do gráfico. Nela observou-se
que para a linha de base PEDR/MOBI está
associado o menor erro e que este erro
entre os pontos 4000 e 5000 aumenta de
magnitude (passa de 8,0 para 17,6cm),
isto é explicado pela elevação do PDOP
(que passa de 3,1 para 5,8) e diminuição do número de satélites (de 8 para 5)
captados pela estação MOBI justamente
entre os referidos pontos.
Observa-se na figura 9 que os pontos que compõem a trajetória descrita
pela linha de base PARA/MOBI possuem
erro tridimensional inferior aos da linha de base UNICENP/MOBI, entre os
pontos 0 e 4500, a partir daí ocorre uma
inversão, ou seja, os pontos da trajetória UNICENP/MOBI passam a apresentar
erro tridimensional menor. Isto ocorre
porque há uma redução na quantidade
de satélites recebidos pela estação MOBI
quando utilizando a estação base PARA
(de 6 para 3), concomitantemente com a
elevação do PDOP (de 3,1 para 20) a partir do ponto 4500. Por outro lado, com
os pontos da estação MOBI utilizando a
estação base UNICENP, a partir do ponto
4500, ocorre a elevação do número de
satélites recebidos pela estação móvel
(de 5 para 7), concomitantemente com a
redução do PDOP (de 5,6 para 1,9).
Figura 9 – Comparação do erro tridimensional na trajetória em 4 linhas
de base
Ainda observando-se os pontos da
trajetória com a estação base PARA, entre os pontos 5800 e 6700 ocorre uma
significativa redução na quantidade de
satélites, chegando a 3 e uma consequente elevação no PDOP, chegando a
20 e fazendo com que o erro tridimensional supere o valor de 50 cm, sendo
por isso que neste trecho os pontos com
formato triangular não podem ser visualizados (figura 9).
DH3 – LXV
4 CONCLUSÃO
A nova metodologia apresentada satisfaz aos requisitos exigidos pela DHN e
pela OHI para a confecção e atualização
cartográfica náutica, viabilizando uma
nova alternativa para a determinação da
linha de costa. Esta metodologia apresenta a vantagem de ser econômica e não
necessitar de operador com treinamento
específico, o que custa caro e demanda
97
ARTIGOS
ARTIGOS
tempo para que o pessoal envolvido seja
treinado, permitindo que qualquer pessoa com um mínimo de conhecimento
de informática possa ser treinada rapidamente para utilizar o sistema monorrestituidor. Além do que, ela permitirá que a
Marinha do Brasil possua independência
em relação a outros órgãos e empresas
do ramo da Fotogrametria, pois todas as
etapas envolvidas no processo de determinação da linha de costa poderão ser
realizadas pelo seu próprio pessoal.
Quanto à análise da precisão alcançada com as diferentes técnicas empregadas neste trabalho, pode-se concluir
que de uma maneira geral todas as técnicas atingem a precisão exigida pela
DHN, sendo que a técnica GPS é mais
precisa do que a monorrestituição.
A técnica da monorrestituição atendeu aos requisitos de precisão exigidos
pela DHN e pela OHI, permitindo-se determinar a linha de costa e os acidentes
topográficos, atendendo a todos os tipos de levantamentos (Ordem Especial,
Ordem 1, 2 e 3).
A dimensão do erro tridimensional
e do erro planimétrico encontrado na
linha de costa obtida com o posicionamento relativo cinemático pós-processado, em condições normais, ou seja, com
um número mínimo de satélites observados (4) e uma configuração geométrica
boa (PDOP entre 1 e 3) será diretamente
influenciada pelo comprimento da linha
de base utilizada bem como pela taxa de
gravação dos dados utilizados na estação base, ou seja, de uma forma geral
quanto menor a linha de base e menor a
taxa de gravação dos dados, menor será
o erro planimétrico encontrado, bem como o erro tridimensional.
De todas as linhas de base analisadas, a que forneceu os melhores resultados, ou seja, a que possui o menor erro
tridimensional e planimétrico é a linha
de base formada pela Pedra de Matinhos
com a estação MOBI, com extensão máxima de 5 km. Por isso, esta linha de base foi escolhida para avaliar a precisão
da linha de costa monorrestituída, sendo chamada de “padrão”.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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DELARA, R. Calibração de câmaras digitais não-métricas de pequeno formato. In:
SEMINÁRIO APRESENTADO À DISCIPLINA FOTOGRAMETRIA AVANÇADA. Curso de
Pós-graduação em Ciências Geodésicas, Universidade Federal do Paraná, 2003, 50p.
DIRETORIA DE HIDROGRAFIA E NAVEGAÇÃO. Especificações para levantamentos hidrográficos. 2ed. Organização Hidrográfica Internacional, 1998.
___________. Especificações de cartas da OHI: seção 300 – Topografia. Rio de Janeiro:
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JUBANSKI, J. J. Monorrestituição digital de aerofotos, apoiada por imagens LASER scanning, aplicada ao mapeamento de elementos cadastrais urbanos. Paraná: Universidade
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KRUEGER, C. P. et al. DIAMAT: diagnóstico do impacto ambiental na área de matinhos.
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MAKAROVIC, B. Digital mono-plotters. ITC Journal, v.1. 1, p.101-122, 1973.
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de Grynter, 2003.
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98
DH3 – LXV
PROCESSAMENTO AUTOMÁTICO DE BATIMETRIA
MULTIFEIXE PARA CONSTRUÇÃO
DE CARTAS NÁUTICAS
Aluizio Maciel de Oliveira Junior 1
RESUMO
ABSTRACT
O método tradicional de processamento multifeixe é parecido com o método usado
no processamento monofeixe. Mas, como o
multifeixe adquire uma quantidade de dados
muito maior, ocasiona um tempo mais longo
de processamento. Recentemente, um novo
método de processamento automático foi desenvolvido e disponibilizado nos programas
de hidrografia. Esse método, apesar de ter
sua eficácia comprovada na limpeza dos dados batimétricos, gera grande desconfiança
aos hidrógrafos responsáveis pela segurança
das informações representadas nas cartas
náuticas. O Centro de Hidrografia da Marinha
(CHM) realizou extensivos testes em 2008 e
verificou que o método de processamento
automático CUBE (estimador de batimetria e
incerteza combinados), quando usado com a
ferramenta de “filtro de superfície”, melhora a
qualidade do processamento multifeixe com
fins a produção da carta náutica.
Traditional method used to process
multibeam data resembles that one used
for singlebeam processing. Because multibeam sonars acquire more data, its processing lasts longer. Recently, a new automatic processing method was developed
and became available in hydrographic programs. Despite its proved efficacy to clean
data, still is mistrusted by hydrographers
who are responsible for the safety information represented in nautical charts.The
Brazilian Navy Hydrographic Center (CHM)
performed extensive experiments in 2008.
Results demonstrated that CUBE (combined
uncertainty and bathymetric estimator) automatic processing method, when used with
“Surface Filter” tools, enhances multibeam
processing quality undertaken for nautical
charts production purposes.
Palavras-chave: Ecobatímetro multifeixe ; processamento batimétrico ; CUBE.
Keywords: Multibeam echosounder ;
Bathymetric processing ; CUBE.
1 INTRODUÇÃO
multifeixe causou um grande aumento na quantidade de dados adquiridos
em relação aos ecobatímetros monofeixe usados anteriormente. Enquanto
um ecobatímetro monofeixe obtinha
A Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN) começou a operar com
ecobatímetros multifeixe em 1999. O
1
Capitão-de-Corveta, MSc – Encarregado da Seção de Batimetria do Centro de Hidrografia da Marinha.
DH3 – LXV
99
ARTIGOS
em média 3.600 medições de profundidades a cada hora, o multifeixe
Kongsberg EM1000 instalado no NHo
Taurus era capaz de adquirir aproximadamente 700.000 profundidades neste
mesmo intervalo. Este fato ocasionou
um considerável aumento no tempo
necessário para o processamento dos
dados batimétricos, pois o método de
processamento era bastante similar ao
usado no monofeixe. Apesar da grande vantagem dos dados multifeixe, que
permitem a ensonificação completa do
fundo, existia a desvantagem do grande esforço necessário para o processamento. Estima-se que o período gasto
para o processamento era três vezes
maior do que o tempo da sondagem.
Por isso, geralmente, o navio terminava
o processamento após ter saído da área
de sondagem. Caso existisse alguma
dúvida durante o processamento, com
a necessidade de investigação de algum
fundo duvidoso, não havia a possibilidade de se retornar ao local para realizar a
investigação. Em 2008, a DHN operacionalizou o multifeixe Kongsberg EM3000
para águas rasas, que por possuir maior
quantidade de feixes que o EM1000 e
transmitir maior número de pulsos por
segundo, agravou o problema do tempo de processamento versus tempo de
sondagem. O EM3000 grava aproximadamente 13 milhões de sondagens por
hora quando operando a 20 metros de
profundidade.
Durante esses primeiros 10 anos
de operação multifeixe na DHN, se usou
o método tradicional de processamento
multifeixe, que exige bastante esforço
do hidrógrafo na fase de limpeza dos
dados, sendo necessário verificar cada
linha separadamente.
Recentemente, novas tecnologias
para o processamento de dados multifeixe foram desenvolvidas. Essas metodologias usam processos estatísticos e
permitem a análise automática dos dados. Dessa forma, minimiza-se o esforço
do hidrógrafo para limpeza dos dados
e reduz-se o tempo de processamento.
100
Destaca-se a ferramenta CUBE, que usa
as incertezas das sondagens, calculadas
através do erro total propagado (TPE),
como referência para suas decisões.
Também analisa as sondagens, quanto
à sua coerência espacial com as áreas
vizinhas para definir a consistência do
modelo batimétrico e identificar as sondagens inválidas. Esse processo permite
uma redução considerável no tempo de
processamento, pois possibilita que o
hidrógrafo focalize seu esforço nas regiões mais problemáticas. Enquanto as
regiões que apresentam inconsistências
são assinaladas para serem analisadas
com maior cuidado pelo hidrógrafo, as
outras regiões consistentes podem ser
verificadas mais rapidamente.
Apesar da grande aceitação da ferramenta CUBE para construção de modelos batimétricos em diversas aplicações
(ex. modelos hidrodinâmicos), ainda desperta desconfiança entre os hidrógrafos
responsáveis em produzir as cartas náuticas, por ser um processo automático.
A fim de avaliar a eficácia desse método
para o processamento de dados destinados à produção de cartas náuticas que
garantam a segurança da navegação, o
CHM realizou diversos testes com a ferramenta CUBE em 2008. Nesse trabalho, o método tradicional (usado desde
1999) e automático CUBE (testado em
2008) serão comparados. Ressalta-se a
importância do filtro de superfície utilizado após o processamento CUBE para
permitir que as menores profundidades
válidas fossem mantidas, permitindo
a validação desse método para a construção de cartas náuticas. O resultado
final mostrou que o método CUBE usado juntamente com o filtro de superfície
possibilita várias vantagens em relação
ao processamento tradicional, como por
exemplo: redução de tempo de processamento, análise dos dados de sondagem enquanto o navio ainda se encontra
na área de sondagem e concentração de
esforços do hidrógrafo no processamento dos dados críticos à segurança da
navegação.
DH3 – LXV
2
PROCESSAMENTO
MULTIFEIXE
USANDO MÉTODO TRADICIONAL
O método tradicional de processamento multifeixe é parecido com o
usado no processamento monofeixe,
pois exige que o hidrógrafo verifique
cada linha de sondagem separadamente
em diferentes fases de análise (posição,
sensores de atitude e sondagem). Além
disso, possui uma fase adicional (análise
por área) onde linhas adjacentes podem
ser comparadas.
O processamento de cada linha
de sondagem é um processo bastante
demorado porque os dados espúrios
de posição, sensores de atitude e sondagem precisam ser editados manualmente à medida que se percorre cada
linha que está sendo verificada. Esse
processo também é muito subjetivo, por
dois motivos principais: a) cada analista
pode usar configurações diferentes (ex.
fatores de aumento de escala) em seu
processamento, ressaltando de formas
distintas as informações na tela; e b) os
dados possuem natureza randômica,
sendo difícil estabelecer-se o limite máximo para aqueles que são válidos ou espúrios. Foi verificado que dois analistas
distintos ou até o mesmo analista pode
interpretar de forma diferente uma série
de dados. Esse processo tem a desvantagem de não possibilitar a comparação
entre linhas de sondagem adjacentes,
mas é útil para isolar erros associados
a algum sensor específico (MALLACE ;
GEE, 2004). A Figura 1 apresenta a etapa (swath editor) usada para limpeza de
sondagens espúrias linha-por-linha.
Figura 1 – Ferramenta swath editor, usada para limpeza das sondagens espúrias.
Cada linha representa uma transmissão do ecobatímetro. Os feixes de boreste estão em
verde e os de bombordo em vermelho. Os feixes que foram eliminados estão em cinza.
Esta limpeza é realizada manualmente, sendo demorada e subjetiva. No eixo vertical do
gráfico, veem-se as profundidades.
O processamento por área permite
a verificação entre linhas de sondagens
adjacentes. Sendo útil na identificação
de erros específicos como, por exemplo, os causados por falhas na medição da velocidade do som ou da maré.
Normalmente, deve-se verificar se as
DH3 – LXV
sondagens entre as linhas adjacentes
estão coerentes. Assim, um alto-fundo
precisa estar presente em todas as linhas que passem sobre ele. Caso somente uma linha de sondagem apresente um perigo e as demais não, isto representa um indício de que estes dados
101
ARTIGOS
sejam falsos. Além disso, todas as linhas adjacentes devem estar encaixadas, confirmando a correta calibragem
de todo o sistema. A Figura 2 apresenta
a ferramenta (subset editor) usada para
limpeza por área.
Figura 2 – Ferramenta subset editor, usada para análise da coerência entre linhas de
sondagem adjacentes. Em cima, à direita, navio afundado e, sobre ele, um quadrado
amarelo. Embaixo, vista frontal das linhas de sondagem (verde, vermelho, amarelo, laranja,
rosa) que ensonificaram esse quadrado amarelo. As sondagens consideradas espúrias são
representadas em cinza. No eixo vertical do gráfico, veem-se as profundidades.
Portanto, podemos fazer um diagrama das etapas do processamento
tradicional, disposto na Figura 3, onde
se ressalta a grande interferência dos
hidrógrafos na limpeza manual dos
dados.
Figura 3 –
Etapas do método
tradicional de
processamento
multifeixe.
As etapas
assinaladas
em vermelho
precisam da ação
do hidrógrafo.
102
DH3 – LXV
3
PROCESSAMENTO
MULTIFEIXE
USANDO MÉTODO DE PROCESSAMENTO AUTOMÁTICO CUBE
O algoritmo CUBE, destinado ao
processamento automático de dados
multifeixe, começou a ser desenvolvido
pela Universidade de New Hampshire em
2000. Tendo sido disponibilizado nos
principais programas hidrográficos de
processamento multifeixe (ex. Caris HIPS)
desde 2005 (CALDER ; WELLS, 2007).
Essa ferramenta surgiu na mesma
época em que aumentava a preocupação
da comunidade hidrográfica em quantificar a incerteza associada aos dados. A
Organização Hidrográfica Internacional
(OHI) havia definido, em sua publicação
S-44 (4a ed.) de 1998, os novos parâmetros de incerteza a serem cumpridos
nas distintas ordens de levantamentos
hidrográficos. O Serviço Hidrográfico
Canadense (CHS) havia avançado no estudo dos erros totais propagados (TPE),
Figura 4 – CUBE gera uma malha batimétrica. As profundidades de cada nó dessa malha
são geradas a partir da propagação das sondagens (valor medido) vizinhas e suas
incertezas associadas.
calculados a partir da propagação dos
erros de cada sensor componente do sistema multifeixe (HARE, 2001).
A ferramenta CUBE denomina de
“sondagem” a medição realizada por cada feixe Wells (2004). Sendo que cada
“sondagem” possui uma “incerteza” associada, que é obtida através do cálculo
do TPE. Passaremos a usar estas denominações neste artigo.
Para se realizar o processamento
automático, uma malha batimétrica, com
nós espaçados regularmente, é construída
conforme mostrado na Figura 4. As sondagens e suas incertezas são propagadas
DH3 – LXV
para cada nó. Essas incertezas são degradadas à medida que se afastam de
sua posição original em direção aos nós.
Conforme cada nó recebe as sondagens
de sua vizinhança, vai acumulando suas
informações. Se as sondagens estiverem
todas coerentes, será criada uma hipótese (solução) única. Se as sondagens
não estiverem coerentes, teremos mais
de uma hipótese. Nesse último caso, o
modelo usa um método de “disambiguidade” para escolher qual hipótese será a
mais provável de estar correta (hipótese
verdadeira). Sendo definida como verdadeira aquela hipótese que possuir maior
103
ARTIGOS
densidade de sondagens e que também
estiver mais coerente com as informações
dos nós vizinhos. A ferramenta CUBE denomina de “profundidade” o valor final
obtido em cada nó, sendo calculado a
partir das sondagens que contribuíram
para a hipótese verdadeira. As hipóteses inválidas que não foram escolhidas
no método de disambiguidade são chamadas de “hipóteses alternativas”. Essas
podem ser validadas posteriormente pelo hidrógrafo caso considere necessário.
Cabe ressaltar que o método CUBE foi
desenvolvido para trabalhar com os erros
randômicos inerentes à medição, devendo os erros sistemáticos e grosseiros (ex.
sensores desalinhados) serem corrigidos
antes da sondagem.
O processamento automático com
o método CUBE tem sua eficácia comprovada para diversas aplicações como,
por exemplo, para construções de modelos batimétricos utilizados em modelos
hidrodinâmicos. Entretanto, por ser um
processo automático, sempre despertou
receio aos hidrógrafos com medo de que
algum perigo à navegação fosse desconsiderado durante este processamento e
comprometesse a qualidade das cartas
náuticas.
A fim de avaliar esse método de processamento automático, foram utilizados
dados dos levantamentos hidrográficos
com multifeixe EM3000 realizados em
Paranaguá (MAI2008), Baía de Guanabara
(JUN2008) e Antártica (NOV2008). Logo
no início dos testes, pôde-se verificar sua
grade capacidade de diminuir o tempo
de processamento. Mas, como o enfoque
principal sempre foi a segurança da navegação, foi necessário se comparar os
resultados obtidos com o método tradicional e com o método automático CUBE,
para se estabelecer um grau de confiança
nesse novo método.
Comparando-se os resultados obtidos usando-se o método tradicional e
automático, chegou-se a conclusão que
seus resultados são bastante semelhantes, sendo que: a) existe grande coerência nas áreas que possuem somente uma
104
hipótese válida; e b) existem pequenas
discrepâncias nas áreas com mais de
uma hipótese. Portanto, definiu-se que o
esforço do hidrógrafo deveria ser focado
nas áreas que apresentassem múltiplas
hipóteses, onde seria necessário realizarse a análise minuciosa e edição manual
dos dados de batimetria. Esse procedimento permitiu reduzir bastante o tempo
de processamento, pois essas áreas representam normalmente pequena parcela
da região total de sondagem. A Figura 5
apresenta o número de hipóteses obtidas
durante o processamento dos dados da
Baía de Guanabara, podendo ser observado a região assinalada em amarelo onde
seria necessário maior enfoque do hidrógrafo. Essa região corresponde à posição
de um casco soçobrado.
Figura 5 – Região sondada na Baía de
Guanabara, apresentando o número de
hipóteses CUBE. Em amarelo, ressaltase a área com mais de uma hipótese,
onde deverá ser dado maior enfoque pelo
hidrógrafo na validação dos dados.
DH3 – LXV
Sobre essa posição do casco soçobrado, o hidrógrafo pode visualizar
todas as hipóteses (verdadeiras e alternativas) definidas automaticamente pelo
método de disambiguidade CUBE. Cada
analista, usando seu conhecimento hidrográfico, pode posteriormente “nomear” uma hipótese alternativa para que se
torne verdadeira, conforme apresentado
na Figura 6.
Figura 6 – Visualização e edição de hipóteses CUBE. As hipóteses verdadeiras estão na
cor verde; as hipóteses alternativas (inválidas) estão em vermelho; e a hipótese ‘nomeada”
verdadeira manualmente pelo hidrógrafo tem cor azul.
A profundidade de cada nó da malha batimétrica definida pelo método
CUBE corresponde à média ponderada
das sondagens vizinhas que contribuíram para a hipótese verdadeira, sendo
que as sondagens que possuem menor
incerteza têm maior peso neste cálculo.
Portanto, o modelo batimétrico é uma
superfície média, em torno da nuvem
de sondagens medidas pelo multifeixe.
Como precisamos das menores profundidades para construção das cartas
náuticas, foi necessário adicionar mais
uma etapa no processamento capaz de
detectar essas profundidades mínimas.
Essa etapa consiste no uso de um filtro
de superfície construído em torno da
profundidade média CUBE. O programa Caris HIPS usado pelo CHM permite
DH3 – LXV
construir um filtro usando os seguintes
parâmetros: desvio padrão, incertezas,
“maior dos dois valores” (desvio padrão
e incerteza) ou “menor dos dois valores”
(CARIS, 2007). Após extensivos testes,
chegou-se à conclusão que se usarmos
um valor igual a 1,5 vezes o “maior dos
dois valores”, podíamos obter resultados
semelhantes aos normalmente produzidos por um analista humano. Conforme
apresentado na Figura 6, as sondagens
que se encontrarem fora do limite ou janela definida pelo filtro de superfície são
consideradas espúrias e devem ser eliminadas. Todas as profundidades contidas no interior do filtro são mantidas e
podem ser exportadas para construção
do modelo batimétrico que será usado
para construção da carta náutica.
105
ARTIGOS
Figura 7 – Filtro de Superfície, que é usado para construir uma janela em torno da
profundidade média obtida com o método CUBE. O tamanho da janela pode ser definido
pelo analista e é função do desvio padrão e incertezas de cada nó. As sondagens que se
encontram fora desta janela são consideradas espúrias e são eliminadas.
Esses procedimentos geraram uma
malha batimétrica similar àquela obtida
por um analista experiente usando o método tradicional, mas em um tempo mais
de 20 vezes menor. Os resultados mantiveram as menores profundidades, conforme o propósito estabelecido anteriormente de garantir a segurança da navegação.
Com os resultados satisfatórios
obtidos durante os testes, foi possível
definir-se uma nova sequência para o
processamento de dados multifeixe destinados à construção de cartas náuticas.
Conforme apresentado na Figura 8, esta
sequência apresenta algumas fases similares ao processamento tradicional, mas permitiu diminuir
o número de vezes que o hidrógrafo necessita atuar na edição
de dados.
Figura 8 – Sequência
de processamento
estabelecido para
processamento de
dados multifeixe
usando ferramenta
automática CUBE para
produção de cartas
náuticas. Em vermelho,
ressalta-se a fase que o
hidrógrafo deve interagir
manualmente no
processamento.
106
DH3 – LXV
4 CONCLUSÃO
Os dados multifeixe de três levantamentos hidrográficos realizados em
2008 foram processados usando o método tradicional e o método automático
CUBE. Após a comparação dos resultados obtidos por esses dois métodos,
verificou-se que o método automático
CUBE, se usado juntamente com a ferramenta filtro de superfície, é capaz de
produzir resultados batimétricos similares ao método tradicional. Porém o
tempo gasto no processamento automático CUBE é mais de 20 vezes menor
que o método tradicional. Isso permite
que se obtenha as seguintes vantagens
quando se utiliza o método automático
CUBE:
a) realizar o processamento dos
dados enquanto a embarcação de sondagem ainda se encontra no campo, podendo eliminar dúvidas sobre a sondagem rapidamente;
b) aumentar enfoque do hidrógrafo
para as áreas críticas de perigos durante
o processamento, ao invés de se perder
na tarefa exaustiva de limpeza manual
do método tradicional;
c) maior objetividade, portanto diversos analistas irão produzir resultados
similares de processamento; e
d) estabelecer as incertezas das
sondagens, conforme determinado pela
OHI na publicação S-44.
CALDER, B. ; WELLS, D. CUBE User’s Manual: version 1.14. USA:
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DH3 – LXV
107
ARTIGOS
O USO DE LINHAS DE BASE TRIVIAIS NO
AJUSTAMENTO DE REDES GPS
Maurício dos Santos Silva1
Verônica Maria Costa Romão2
RESUMO
ABSTRACT
Nos ajustamentos de redes GPS devemse usar apenas as linhas de base (LB) independentes ou todas as LB existentes, isto é,
as independentes e também as triviais? Este
trabalho busca fazer uma análise da variação nos valores de coordenadas/incertezas
obtidas no ajustamento de uma rede GPS,
de acordo com os tipos de LB incluídas nos
cálculos. O estudo foi feito a partir de dados de algumas estações da Rede Brasileira
de Monitoramento Contínuo (RBMC) e dados
de um conjunto de rastreios estáticos realizados em Florianópolis–SC no decorrer do
último trimestre de 2007, durante o levantamento hidrográfico de Final de Curso (LHFC).
Diversas combinações de pontos e configurações de rede foram adotadas, em diferentes dias de rastreio. Os testes desenvolvidos
mostraram que as coordenadas dos vértices
pouco variam em função do procedimento
adotado no ajustamento e que as incertezas apresentaram valores mais homogêneos
quando todas as linhas de base das sessões
de rastreio são ajustadas ao mesmo tempo.
On GPS networks adjustments it must
be used only the independent baselines (LB)
or all the existing LB, that is, trivial and also independent ones? In this paper it’s made an analysis of the variation in the values
of coordinates/uncertainties obtained in
GPS networks adjustments, in accordance
with the types of LB enclosed in the calculations. The study was made using data of
some stations of the Brazilian Network for
Continuous GPS Monitoring (RBMC) and data
from a GPS static positioning carried out in
Florianópolis-SC on the last quarter of 2007,
during a Brazilian Navy hydrographic survey.
Many combinations of points and configurations of networks had been adopted, in different days of positioning. The developed
tests had shown that the coordinates of the
stations had almost no variation in function
of the procedure adopted in the adjustment.
The uncertainties, otherwise, were more coherent when all the baselines of the sessions
are adjusted together.
Palavras-chave: ajustamento de rede
GPS ; linhas de base triviais ; incertezas.
Keywords: GPS networks adjustment ;
trivial baselines ; uncertainties.
1
2
Capitão-de-Corveta (HN) – Navio Hidrográfico Sirius.
Universidade Federal de Pernambuco.
DH3 – LXV
109
ARTIGOS
1 INTRODUÇÃO
Os chamados “programas comerciais” de processamento de dados GPS
fazem, em um primeiro estágio, o cálculo de linhas de base (LB) e, no segundo
estágio, o ajustamento da rede. Com isso, geram as coordenadas das estações
rastreadas e suas respectivas incertezas.
No processamento de dados de uma
mesma sessão, algumas das LB originadas podem ser interpretadas como
sendo um vetor resultante da soma de
outros vetores também calculados nesse
processamento. Esse tipo de LB é denominada trivial. As demais LB são chamadas de independentes.
Para avaliar o efeito do uso de LB triviais no ajustamento de redes GPS foram
utilizados dados de um levantamento
hidrográfico realizado em Florianópolis–
SC, durante o levantamento hidrográfico de Final de Curso, no final de 2007,
quando foram executados rastreamentos
estáticos usando receptores GPS geodésicos de dupla frequência. Foram utilizadas também algumas estações da Rede
Brasileira de Monitoramento Contínuo
(RBMC), mantida pela Fundação Instituto
Brasileiro de Geografia e Estatística
(IBGE). Os vértices utilizados distam de 2
a 1000 km entre si e as sessões estudadas possuem de 3 a 6 vértices.
O uso das LB triviais no ajustamento da rede amplia artificialmente a redundância de dados e, por isso, os valores
das incertezas resultantes para as coordenadas dos vértices ficam menores. Nesse
caso, de acordo com estudos anteriores,
as incertezas deveriam ser multiplicadas
por um fator n , onde n é o número de
2
receptores, tornando-se maiores e alcançando um valor mais realista. Esse escalar
não seria aplicável a ajustamentos feitos
com linhas de base de sessões diferentes, somente para LB obtidas a partir de
uma mesma sessão de rastreio.
O objetivo deste artigo é dimensionar o efeito do emprego de linhas
de base triviais sobre as coordenadas e
as incertezas dos vértices de uma rede
110
GPS, quando o ajustamento é efetuado
em um programa comercial de processamento, combinando LB de duas, três e
quatro sessões de rastreio.
No caso de as LB triviais não serem
usadas no ajustamento e somente as independentes serem usadas, ainda que
os valores das incertezas sejam mais realistas são, porém, diferentes para cada
combinação de LB selecionadas para os
cálculos.
Qualquer que seja o caso, isto é,
ajustando-se a rede somente a partir das
LB independentes, ou a partir de todas
as LB (triviais + independentes), não foi
registrada variação expressiva nas coordenadas, somente nas suas incertezas. E
ainda que as incertezas com as quais se
trabalhou na presente pesquisa tenham
valores absolutos pequenos, elas apresentaram grandes variações no decorrer
dos cálculos, e é nessa variação relativa
que este trabalho está focado.
O escalar n , adotado em estudos
2
anteriores, mostrou-se não aplicável à
quase totalidade dos ajustamentos realizados nesta pesquisa. Ajustamentos feitos com LB rastreadas em diferentes sessões apontam ser adequada a inclusão
de linhas de base trivias no ajustamento de rede. Para compensar o aumento
artificial na redundância é proposto um
outro escalar, obtido empiricamente por
este autor, que é função do número de
vértices da rede e do número de sessões
combinadas no ajustamento.
Na presente pesquisa todos os processamentos foram executados usando efemérides precisas, referenciadas
ao International Terrestrial Reference
System (ITRS); e a altura do centro de
fase L1 das antenas foi adotado conforme dados de calibração fornecidos pelo
National Geodetic Survey (NGS), no endereço http://www.ngs.noaa.gov/ANTCAL.
2 POSICIONAMENTO RELATIVO
Tendo-se receptores instalados em
dois pontos, é determinado o vetor que liga ambos. Conhecendo-se as coordenadas
DH3 – LXV
de um desses pontos, pode-se adicionálas às componentes do vetor e as coordenadas do segundo ponto pode ser determinada (IHO, 2005). Por meio de um pósprocessamento dos dados, eliminam-se
erros e aumenta-se a exatidão das coordenadas. As coordenadas não são, assim,
obtidas em tempo real.
As estações da Rede Brasileira de
Monitoramento Contínuo (RBMC) desempenham justamente o papel do ponto de
coordenadas conhecidas, eliminando a
necessidade de que o usuário instale receptores nas estações de referência. Essa
Rede, que é o que se chama de Sistema de
Controle Ativos é mantido no Brasil pela
Fundação Instituto Brasileiro de Geografia
e Estatística (IBGE).
A RBMC vem sendo integrada à Rede
INCRA de Bases Comunitárias (RIBaC).
Isso possibilitou um grande salto no
número de estações: de 24 estações em
2006 para 61 estações em MAI/09. A
expectativa é de que esse número chegue a 80 estações até o fim de 2009
(IBGE 2007).
Os dados coletados pelas estações
estão sendo disponibilizados através do
portal do INCRA (http://ribac.incra.gov.
br) e do IBGE (ftp://geoftp.ibge.gov.br/
RBMC). No primeiro são disponibilizados
arquivos horários com intervalo de coleta de cinco segundos, já no outro portal,
os arquivos são diários com intervalo de
coleta de 15 segundos (IBGE, 2007).
Qualquer sessão de rastreio que
use três ou mais receptores vai produzir linhas de base triviais. Conforme
Seeber (2003), para n receptores operando simultaneamente, valem as seguintes
expressões:
número total de linhas de base produzidas na sessão
(1)
n (n – 1)
2
número de linhas de base independentes da sessão
(n – 1)
(2)
Observando a figura 1, nota-se que
a terceira linha (AB), que fecha a figura,
foi produzida com dados já utilizados
para produzir RA e RB.
Figura 1 – Linha de base trivial
Sendo assim, quando ela é usada
no ajustamento, cria uma falsa redundância. Para que essa linha possa contribuir para a solução do problema, deve
ser oriunda de uma outra sessão de rastreio (FERNANDES, 2004).
3 AJUSTAMENTO DE REDES GPS
3.1 Linhas de base triviais e linhas de
base independentes
Em uma sessão de rastreio que use
três receptores, três linhas de base são
formadas. Porém, duas linhas, que vamos chamar de independentes, seriam
suficientes para que se obtivessem as
coordenadas de todos os pontos. Logo,
a terceira linha é redundante e pode ser
também obtida por soma vetorial das
outras duas linhas. Linhas trivias são as
linhas redundantes de uma sessão.
DH3 – LXV
3.2
Desdobramentos do uso de linhas de base triviais
Os valores das coordenadas dos
pontos envolvidos no ajustamento não
variam de forma expressiva com a inclusão das LB triviais no ajustamento, fato citado por (BECK et al., 1989 ;
HOLLMANN et al., 1990). A variação significativa ocorre somente nas incertezas
dessas coordenadas.
Conforme a equação 6.2, se são
usados n receptores em uma determinada sessão de rastreio, serão produzidos
111
ARTIGOS
n – 1 vetores independentes. Os demais
são triviais, combinações lineares dos
independentes.
O seguinte caminho é percorrido quando se faz uso de um programa
comercial:
a) Faz-se inicialmente um processamento dos dados obtidos no rastreio GPS
realizado em cada um dos vértices da rede, gerando n (n – 1) linhas de base; e
2
b) Faz-se o ajustamento da rede. Se
apenas LB independentes forem usadas
no ajustamento, o resultado dependerá
de quais n – 1 linhas de base são selecionadas dentre as diversas combinações
possíveis e, com isso, não haverá solução única.
Isso já não ocorre se no ajustamento da rede forem efetivamente usadas todas as n (n – 1) linhas de base. No
rianópolis pela DHN, dois pontos foram
adotados como fixos e tiveram suas coordenadas calculadas a partir das estações
da RBMC apresentadas na figura 2:
a) CPSC – adotado como fixo nos
dias 276, 316 e 319; e
b) CAIS – adotado como fixo no dia
277.
Para testar o efeito do uso de LB
triviais, foram processados e ajustados
dados de rastreios GPS realizados em
sessões:
a) Com 3, 4, 5 e 6 receptores, fazendo com que as configurações abrangessem a maior parte dos casos práticos;
b) Com diferentes tempos de rastreio – 10min a 17h;
c) Em diferentes períodos do dia –
entre 00:00 e 20:30; e
d) Com diferentes comprimentos
de linhas de base – de 2 a 1000 km.
2
Canadá, no início da década passada,
CCS (1992) já recomendava o uso das
linhas de base triviais nos ajustamentos
de sessão.
Em contrapartida, quando isso é
feito, há um aumento artificial nos graus
de liberdade e as incertezas das coordenadas apresentam-se menores e irreais.
Para compensar esse efeito, Beck; Duval;
Taylor (1987), Craymer et al. (1990),
Craymer e Beck (1992), Craymer (1995)
e Vincenty (1987) defendem que as incertezas das coordenadas devem ser escaladas por n .
2
4 CÁLCULOS REALIZADOS
Foram utilizados dados GPS de duas fontes:
a) estações da RBMC; e
b) levantamento realizado pela turma do Curso de Aperfeiçoamento de
Hidrografia para Oficiais, turma 1997,
em Florianópolis-SC, durante o qual foram executados rastreamentos estáticos
usando receptores geodésicos de dupla
frequência.
Para o processamento das redes
formadas por pontos rastreados em Flo-
112
Figura 2 – Estações da RBMC usadas no cálculo de
CPSC e CAIS
Além disso, os ajustamentos foram
feitos combinando diferentes números
de sessões: uma, duas, três ou quatro
sessões.
5 ORGANIZAÇÃO E REGISTRO DOS
RESULTADOS
De maneira geral, cada sessão isolada foi submetida a um processamento de linhas de base usando-se um programa comercial. Dispondo-se de todas
DH3 – LXV
as n (n – 1) linhas de base dessa sessão,
2
foi feito inicialmente um ajustamento de
sessão usando-se todas as LB. Fez-se o
registro das coordenadas determinadas
e suas incertezas. Em seguida foram feitos ajustamentos de sessão a partir de
uma série de diferentes combinações de
LB independentes. Novamente todas coordenadas e incertezas foram registradas. Por fim, foram calculadas as médias
das coordenadas e das incertezas obtidas a partir de LB independentes e foi
determinada, para cada vértice, a razão
entre o valor médio das incertezas oriundas dos ajustamentos de rede usando
somente LB independentes e o valor
de incerteza resultante do ajustamento
usando todas as LB (triviais + independentes). O mesmo cálculo foi executado
para outras sessões e combinações de
LB independentes.
nº. de
vértices
nº. de
sessões
A partir de 44 tabelas produzidas
nesses cálculos, foi efetuada uma análise dos resultados obtidos e elaborada
uma nova tabela onde foram anotados:
a) a variação absoluta das coordenadas horizontais e verticais dos vértices;
b) a variação relativa das incertezas
das coordenadas;
c) o valor médio das incertezas horizontais e verticais; e
d) o escalar a ser aplicado às incertezas das coordenadas resultantes do
ajustamento que usou todas as LB, a fim
de tornarem-se mais realistas.
A tabela 1 traz o fator de escala
médio encontrado nos ajustamentos, de
acordo com o número de estações rastreadas e o número de sessões combinadas no ajustamento.
Fator de
escala
n
Calculado
2
1,5
1,36
2
2
1,53
4
2
1,30
2
2,5
1,71
3
2,5
1,50
3
3
1,60
2
3
4
5
6
Tabela 1 – Resumo dos resultados
Por ocasião do processamento e
ajustamento dos dados:
– Foi usado um programa comercial, o Trimble Geomatics Office (TGO);
– Foram usadas efemérides precisas produzidas pelo IGS;
– Considerou-se não ter havido erros na medição da altura da antena e na
centragem do tripé;
– Foi usada máscara de elevação de
13º; e
– Os erros fornecidos foram de 1
desvio-padrão.
DH3 – LXV
6 ANÁLISE DOS RESULTADOS
6.1 Coordenadas e suas incertezas
Os resultados foram organizados
em tabelas onde foram estabelecidos
alguns indicadores que favoreceram a
comparação entre os diversos dados.
Para cada combinação de LB independentes que se ajusta são produzidas diferentes latitudes, longitudes e
alturas, com suas respectivas incertezas,
para cada vértice da rede. As seguintes
113
ARTIGOS
informações puderam ser extraídas dessas tabelas:
a) Em 83% dos casos, as coordenadas horizontais (latitude e longitude)
de cada um dos vértices da sessão de
rastreio (ou combinação de sessões) estudada variou menos que 0,001” de uma
combinação de LB independentes ajustada para outra. Isso representa uma variação linear menor que 3cm;
b) No caso da coordenada vertical
(altura geométrica), a variação não ultrapassou o valor de 4cm em 83% dos
casos;
c) Quando duas sessões foram
combinadas, as coordenadas horizontais produzidas apresentaram valores
similares aos obtidos nos ajustamentos
das sessões isoladas. Já a coordenada
vertical apresentou um valor intermediário aos obtidos em cada sessão isolada;
d) A variação das incertezas foi, em
média, 3 vezes maior nos ajustamentos
combinando sessões. Isso indica que as
incertezas obtidas a partir das sessões
isoladas mostraram-se mais homogêneas que as obtidas nos ajustamentos feitos a partir da combinação de sessões.
e) As incertezas das coordenadas
foram maiores na componente vertical.
Tanto nos ajustamentos de sessões isoladas, como nos ajustamentos combinando
sessões, a incerteza vertical foi, em média, três vezes maior que as horizontais;
f) As incertezas obtidas nos ajustamentos envolvendo combinação de
sessões foram, em média, dez vezes
maiores que as incertezas das sessões
isoladas. Esses valores de incertezas podem ser considerados mais realistas, em
virtude de terem sido calculados a partir
de um conjunto maior de dados; sobretudo dados obtidos em diferentes dias e
horários; e
g) Ainda nos ajustamentos combinando duas ou mais sessões de rastreio,
a variação das incertezas, de uma combinação de LB independentes para outra,
foi em média de 300%.
Dependendo do conjunto de LB
independentes selecionado para o ajus-
114
tamento, pode-se ter uma variação significativa nas incertezas das coordenadas.
Isto é, o processo de seleção das LB torna-se decisivo. Em um dos ajustamentos
essa variação no valor das incertezas das
coordenadas foi de 670%.
6.2 Fator de escala
Somente em alguns casos os fatores de escala, calculados com base em
resultados de ajustamentos de sessões
isoladas, coincidiram com a expressão
n
2 , conforme defendem (BECK; DUVAL;
TAYLOR (1987); CRAYMER et al., (1990);
CRAYMER; BECK (1992); CRAYMER,
(1995); VINCENTY, (1987). Nesta pesquisa, houve 31 experimentos em que sessões de rastreio foram ajustadas isoladamente antes de serem combinadas em
pares. Nesses ajustamentos, apenas em
seis casos o escalar obtido em uma das
sessões do par foi igual ou bem próximo
de 2n . Somente em dois casos ambas as
sessões do par, ajustadas isoladamente,
resultaram em escalares iguais ou bem
próximos de 2n . Nos demais 83% dos casos os escalares oscilaram de 0,1 até 10.
Isso evidencia o quanto instável é o valor do escalar para situações de sessões
isoladas.
Porém, quando múltiplas sessões
são ajustadas em combinado, os valores
do escalar é bem mais coerente com expressões dependentes de 2n . A expressão abaixo, proposta em Silva (2009),
fornece uma boa aproximação para o
fator de escala dos ajustamentos que
combinam linhas de base independentes geradas no processamento de dados
GPS obtidos em mais de uma sessão de
rastreio:
(/)
1,10. n 2
1
S
(3)
Onde:
n número de receptores na sessão; e
s número de sessões combinadas no
ajustamento.
DH3 – LXV
Na terceira coluna da tabela 2 foi
relacionado cada fator de escala médio
encontrado nos ajustamentos, conforme o número de estações rastreadas e
o número de sessões combinadas no
ajustamento.
nº. de
nº. de
Fator obtido
vértices sessões
nos
1,10. n 2
(n)
(s)
ajustamentos
(/)
3
2
1,36
1,35
2
1,53
1,56
4
1,30
1,31
2
1,71
1,74
3
1,50
1,49
3
1,60
1,59
4
5
6
Tabela 2 – Fator de escala obtido conforme
o número de vértices ajustados
Na coluna da direita foram relacionados os valores de escalar obtidos a
partir da expressão empírica, conforme
a equação 3.
CONCLUSÃO
Pouca variação pôde ser observada nas coordenadas dos vértices das redes, em função do número de sessões
combinadas, ou em função das linhas
de base selecionadas. As possíveis variações se observam nas incertezas dessas
coordenadas.
Observou-se que as incertezas das
coordenadas obtidas nos ajustamentos
que usam todas as LB da sessão são menores que a média das incertezas obtidas
nas combinações de LB independentes.
Porém, como a inclusão das linhas de base triviais produz uma falsa redundância
no ajustamento, as incertezas geradas
nos ajustamentos feitos apenas com LB
independentes tornam-se mais realistas.
Em contrapartida, o resultado desse tipo
de ajustamento varia conforme a combinação de LB independentes feita.
DH3 – LXV
Isso faz com que alguns autores, já
citados na presente pesquisa, afirmem
que a opção mais adequada é fazer o
ajustamento com todas as linhas de base, evitando o problema da diversidade
de resultados, devendo as incertezas ser
multiplicadas por 2n . Quanto a esse assunto, o seguinte pode ser verificado:
1
S
a) O fator 2n é sugerido por outros
autores para escalar as incertezas das
coordenadas oriundas de ajustamentos
de sessões isoladas. Estudos anteriores
não contemplaram os ajustamentos que
combinam linhas de base rastreadas em
momentos distintos, ou seja, diferentes
sessões de rastreio. Por fim, em poucos
ajustamentos feitos nesta pesquisa o fator n mostrou-se aplicável; e
2
b) No caso dos ajustamentos de linhas de base de diferentes sessões, os
escalares a serem aplicados às incertezas
resultantes do ajustamento quando todas
as LB (independentes + triviais) tiveram
comportamento bastante homogêneo. De
maneira empírica, este autor estabeleceu
a expressão 3, que correlaciona o valor
do fator de escala ao número de vértices
da rede (n) e ao número de sessões (s).
O fato de as incertezas verticais terem valores três vezes maiores que os
horizontais condiz com as características do sistema GPS, que privilegia o posicionamento horizontal.
Ainda que os ajustamentos de redes a partir de sessões isoladas produzam incertezas, em média, dez vezes
menores, esses valores devem ser considerados irreais. A combinação de sessões proporciona uma melhor amostragem de dados, obtidos em diferentes
condições.
Por fim, pode-se fazer uso de ajustamentos com 1 sessão (sessão isolada),
desde que a informação de incerteza não
seja de importância fundamental.
115
ARTIGOS
ARTIGOS
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116
DH3 – LXV
CRITÉRIO DE ESCOLHA DE LOCAIS PARA
INSTALAÇÃO DE UMA REDE MAREGRÁFICA
BÁSICA PERMANENTE
Geraldo Nogueira da Silva1
RESUMO
ABSTRACT
Este artigo apresenta um critério para
a escolha de locais de instalação de uma rede maregráfica básica permanente ao longo
da costa brasileira, cujo propósito é contribuir para a segurança da navegação através
da atualização contínua e sistemática das
referências batimétricas das cartas náuticas.
O critério é baseado no coeficiente de correlação cruzada entre as previsões horárias de
maré, referentes ao ano de 2009, das estações maregráficas constantes das tábuas das
marés. Primeiramente, são estabelecidas estações de referências para servirem de base
para a determinação das funções de correlação cruzada. Estas estações foram escolhidas preferencialmente em portos por apresentarem melhores condições estruturais de
logística à manutenção permanente destas
estações. Em seguida são estabelecidas áreas cuja abrangência depende da análise das
funções de correlação cruzada. Também é
feita análise comparativa entre as curvas de
marés previstas, a fim de verificar se, além
do coeficiente de correlação, há semelhança
entre as formas, assegurando um grau maior
de dependência entre as marés envolvidas. O
propósito é estabelecer um grau de relacionamento entre as estações, mesmo que não
haja entre elas implicações físicas.
This article presents a criterion for the
choice of places to install a basic tide stations network standing along the Brazilian
coast, whose purpose is to contribute to the
safety of the navigation through the continuous and systematic update of the references of bathymetric nautical charts. The
criterion is based on cross-correlation coefficient between the predictions of hourly
tide, for the year 2009, the tide stations in
the tide tables. First, the reference stations
are established to use as the basis for determining the cross-correlation functions.
These stations were chosen in preference
to ports have better structural conditions
for the ongoing maintenance of logistics of
these tide stations. Next, areas are established which coverage depends on the analysis of the functions of cross-correlation. Is
also made comparison between the curves
of predicted tides in order to verify if, in
addition to the correlation coefficient, there
is similarity between the forms, ensuring a
greater degree of dependence between the
tides involved. The purpose is to establish a
degree of relationship between the stations,
even if among them there are no physical
implications.
Palavras – chave: Maré; estação maregráfica; referência batimétrica; correlação cruzada.
Keywords: Tide; tide station; reference bathymetric; cross-correlation.
1
Professor da Superintendência de Ensino – DHN e Dr. em Ciências Navais pela EGN.
DH3 – LXV
117
ARTIGOS
1 INTRODUÇÃO
O monitoramento do nível médio
do mar torna-se cada vez mais relevante
nas atualizações das referências batimétricas face às mudanças climáticas, uma
vez que estas estão causando variações
no nível médio dos mares, devido, principalmente, ao derretimento de geleiras
e expansão volumétricas dos oceanos
(IPCC 2007).
Do ponto de vista da hidrografia, esta relevância se faz sentir através da implicação que as mudanças climáticas causam sobre as referências batimétricas das
nossas cartas náuticas, visto que estão
vinculadas ao nível médio da estação de
referência das reduções de sondagens. A
implementação de uma rede maregráfica
permanente proporcionaria a atualização
contínua das referências batimétricas.
Por outro lado, a rede maregráfica
permanente deve ser conectada à rede
altimétrica brasileira, a fim de permitir os
transportes de constantes harmônicas,
através da análise harmônica cruzada, e
de nível de redução entre suas estações.
Atualmente, a grande maioria das estações maregráficas não está conectada
entre si, impossibilitando a realização
de estudos comparativos ou inferências
de parâmetros entre elas. Isto constitui
um problema, pois, sem a conexão, a referência batimétrica de uma área pode,
por exemplo, conflitar com a referência
de uma estação adjacente. A FIG.1 mostra duas estações maregráficas A e B não
interligadas.
Figura 1– Diferença batimétrica entre duas estações maregráficas A e B
não conectadas (Elaborado pelo autor)
Nota-se que a diferença ∆, entre os
níveis de redução (NR), não pode ser determinada porque os níveis de referências (NR) não estão nivelados entre si.
Segundo pesquisa realizada junto ao
Centro de Hidrografia da Marinha (CHM),
há apenas oito estações maregráficas
permanentes na costa brasileira, sendo
que somente duas destas estações estão
operando há mais de 50 anos: Ilha Fiscal
(RJ) e Cananeia (SP), sendo este o tempo mínimo necessário de observação
para estudo de tendência de variação
118
do nível médio dos mares (PIRAZZOLLI,
1986). Além disso, estas estações fazem parte do programa internacional
de monitoramento contínuo do nível do
mar, chamado GLOSS (Global Sea Level
Observation System), cujo propósito primário é estudar as variações do nível
médio do mar em termos globais e, portanto, são instaladas, preferencialmente, em mar aberto. O Sistema Geodésico
Brasileiro (SGB) também possui uma rede maregráfica permanente, chamada
de Rede Maregráfica Permanente para
DH3 – LXV
Geodésia – RMPG, com com quatro estações: Imbituba-SC, Macaé-RJ, Salvador-BA
e Santana-AP, com o objetivo de aprimorar o referencial da rede altimétrica
brasileira. Estas redes não têm compromissos com os propósitos hidrográficos.
Portanto, há necessidade da implantação
de uma rede maregráfica permanente
para fins hidrográficos, tendo os marégrafos instalados em áreas portuárias, a
fim de manter atualizadas as referências
batimétricas, contribuindo para a segurança da navegação.
2 SITUAÇÃO ATUAL DAS MEDIÇÕES
MAREGRÁFICAS
Atualmente, as previsões de maré
constantes das tábuas das marés são
baseadas em dados coletados, na sua
maioria, há mais de 30 anos e, com durações inferiores há um ano (TAB.1). Isto
acarreta erros significativos nas previsões de maré tanto em amplitude quanto em fase.
Vale lembrar que períodos de coletas de dados inferiores há um ano não
Tabela 1– Épocas e durações das medições maregráficas das tábuas das marés
(Fonte: Sistema de Marés (Sismaré) da DHN)
devem ser utilizados para a determinação do nível de redução, por serem inadequados à separação direta das componentes harmônicas, além de serem insuficientes à determinação do nível médio
do mar. Também a coleta dos dados não
pode ser muito remota (há mais de 30
anos), sob pena de não se estar usando
informações representativas das condições atuais da maré da região.
A rede maregráfica básica permanente irá proporcionar um monitoramento contínuo do nível do mar, permitindo
desta forma a atualização sistemática
das referências batimétricas das cartas
náuticas. Uma vez que esta rede esteja
interligada à rede altimétrica brasileira,
possibilitará a comparação entre os diversos níveis médios, bem como permitirá
DH3 – LXV
o transporte de NM e NR de uma estação de rede para outra secundária. Por
outro lado, os dados atualizados desta
rede também contribuirão para projetos
de obras costeiras, dragagens, aprimoramento da rede altimétrica brasileira,
calibragem de modelos numéricos de
circulação de massas d´água etc.
3 DESCRIÇÃO DO CRITÉRIO
INSTALAÇÃO DA REDE
DE
Para este critério foram escolhidas
as estações maregráficas constantes das
tábuas das marés por serem as de maior
utilização na navegação. O critério para a escolha de locais de instalação dos
marégrafos da rede básica permanente baseou-se na análise das funções de
119
ARTIGOS
correlação cruzada entre as marés das
estações distribuídas por faixas de latitudes. Visto que as medições de maré
coletadas ao longo da costa brasileira
foram realizadas em épocas diferentes,
utilizou-se como referência para este estudo a maré prevista para o ano de 2009.
Inicialmente, foram escolhidas, em toda
a costa brasileira, estações de referências
para servir de base nas determinações
das funções de correlação cruzada. Deuse preferência àquelas localizadas em
portos, por oferecerem melhores condições logísticas e estruturais de operação.
Conforme a análise dos resultados das
funções de correlação, mudava-se, ou
não, a estação de referência.
Em áreas tais como baías, canais
ou deltas de rios, devido à forte influência de atritos de fundo, estreitamento
lateral e fluxo do rio, optou-se por sugerir a instalação de dois marégrafos permanentes: um na entrada e outro dentro
da área. Os fatores citados acima distorcem a onda de maré de tal forma que a
correlação entre elas torna-se muito fraca. Como exemplo de tais ocorrências,
pode-se citar: Baía de Paranaguá e Barra
Norte do rio Amazonas. No primeiro caso, as curvas de marés entre as estações
de Galheta (entrada da baía) e do porto
de Paranaguá mostraram-se bastantes
diferentes, devido ao estreitamento lateral e à baixa profundidade. Na Barra
Norte do rio Amazonas, devido ao fluxo
do rio, as marés de Ponta do Céu e do
porto de Santana apresentaram formas
fortemente incoerentes, sendo que, em
4 RESULTADOS
Os resultados das correlações cruzadas entre as alturas horárias da maré
prevista, para o ano de 2009, das estações maregráficas constantes das tábuas das marés são mostrados na TAB. 2.
Cada estação de referência é indicada
por uma faixa que pode abranger uma
ou mais estações maregráficas, mostrando a abrangência desta. Por exemplo,
Belém, estação de referência – REF4, representa uma área cuja extensão abrange as estações de Ilha Mosqueiro e Vila
do Conde.
Lat
Long
Dif. Fase
(horas)
Coef.
Corr
Pta. Céu (REF1)
000 45´6 N
500 06´8 W
-
-
Porto Santana (REF2)
000 03´4 S
510 10´9 W
-
-
Salinópolis (REF3)
000 37´0 S
470 21´0 W
-
-
Ilha Guarás
000 34´0 S
470 54´5 W
1
98%
Ilha Mosqueiro
010 09´9 S
480 28´5 W
-1
98%
Belém (REF4)
010 26´2 S
480 29´6 W
-
-
Estações Maregráficas
120
Santana, a curva de maré é bastante assimétrica, tendo o período de enchente
(aproximadamente 4 horas) muito menor
do que o de vazante (aproximadamente
8 horas). Portanto, em ambos os casos,
optou-se por sugerir a instalação de dois
marégrafos, independentemente da função de correlação cruzada entre elas.
Nas outras regiões da costa brasileira, procedeu-se o estudo da análise das
funções de correlação cruzada entre as
marés previstas. Cada estação escolhida para ser uma estação da rede básica
permanente teria uma área de abragência determinada tanto pelo coeficiente de
correlação cruzada, quanto pela análise
comparativa das formas das curvas de
maré das estações envolvidas. O objetivo
da seleção destas áreas é permitir o transporte de NR e das constantes harmônicas
entre uma estação da rede e uma secundária, abrangidos por estas áreas.
DH3 – LXV
Lat
Long
Dif. Fase
(horas)
Coef.
Corr
Vila do Conde
010 32´4 S
480 45´2 W
1
97%
São Luís
020 31´6 S
440 18´7 W
0
99%
Pta. da Madeira (REF5)
020 33´9 S
440 22´7 W
-
-
Porto de Itaqui
020 34´6 S
440 22´2 W
0
99%
Porto de Tutóia
020 45´9 S
420 16´5 W
0
97%
Porto Luís Correia
020 51´1 S
410 38´7 W
0
99%
Terminal Pecém
030 32´1 S
380 47´9 W
0
99%
Porto de Mucuripe (REF6)
030 42´9 S
380 28´6 W
-
-
Porto Areia Branca
040 49´5 S
370 02´4 W
0
99%
Porto Guamaré
050 06´3 S
360 19´1 W
1
97%
Porto Macau
050 06´0 S
360 40´4 W
1
97%
Porto de Natal (REF7)
050 46´7 S
350 12´5 W
-
-
Porto de Cabedelo
060 58´3 S
340 50´4 W
0
99%
Porto de Recife
080 03´4 S
340 52´1 W
0
97%
Porto de Suape (REF8)
080 23´9 S
340 57´6 W
-
-
Porto de Maceió
090 41´0 S
350 43´5 W
0
99%
Terminal Inácio Barbosa
100 50´0 S
360 55´7 W
0
99%
Capitania Portos de
Sergipe
100 55´2 S
370 02´8 W
0
98%
Porto Madre Deus
120 44´7 S
38037´3 W
0
99%
Porto de Aratu
120 47´8 S
380 29´5 W
0
99%
Porto de Salvador (REF9)
120 57´9 S
380 31´0 W
-
-
Porto de Ilhéus (REF10)
140 46´8 S
390 01´6 W
-
-
T. Barra do Riacho
190 50´3 S
400 03´6 W
0
99%
Porto de Vitoria
200 19´2 S
400 19´1 W
0
99%
Porto Tubarão (REF11)
200 17´3 S
400 14´6 W
-
-
T. Ponta do Ubu
200 47´2 S
400 34´2 W
0
99%
T. Imbetiba
220 23´1 S
410 46´2 W
0
94%
Porto do Forno (REF12)
220 58´3 S
420 00´8 W
-
-
Rio de Janeiro (REF13)
220 53´8 S
430 10´0 W
-
-
Porto de Itaguaí (REF14)
220 55´9 S
430 50´5 W
-
-
T. Ilha Guaíba (REF15)
230 00´0 S
440 01´9 W
-
-
Porto Angra dos Reis
230 00´8 S
440 18´9 W
0
95%
DH3 – LXV
121
ARTIGOS
Lat
Long
Dif. Fase
(horas)
Coef.
Corr
Porto São Sebastião
(REF16)
230 48´6 S
450 23´9 W
-
-
Porto de Santos (REF17)
230 57´1 S
460 18´3 W
-
-
Porto Paranaguá (REF18)
Canal da Galheta
(REF19)
250 30´1 S
480 31´5 W
-
-
250 34´3 S
480 19´1 W
-
-
Porto S. Francisco do Sul
260 14´7 S
480 38´4 W
0
89%
Porto de Itajaí (REF20)
260 54´1 S
480 39´7 W
-
-
Porto de Florianópolis
270 35´3 S
480 33´4 W
0
84%
280 13´8 S
480 39´0 W
-
-
320 07´4 S
520 06´2 W
Porto de Imbituba
(REF21)
Porto Rio Grande
(REF22)
-
-
Tabela 2 – Correlação entre as marés previstas de estações
maregráficas das tábuas das marés
Na tabela são mostrados os coeficientes máximos da função de correlação cruzada, cujos valores foram estimados de acordo com a diferença de
fase, em horas inteiras, entre as curvas
de marés previstas. Nota-se uma forte
correlação entre as marés semidiurnas (Ponta do Céu – AP à Ponta do Ubu
– ES) e valores menores nas marés semidurnas com desigualdades diurnas
(Terminal Imbetiba – RJ à Imbituba –
SC). Isto acontece, provavelmente, devido à forte influência metereológica
nesta região e pela pequena amplitude de maré nesta região.
Apesar de todos os coeficientes
mostrados na tabela estarem acima
de 80%, verificou-se que somente
quando o valor do coeficiente de correlação cruzada fosse acima de 96%
havia realmente uma semelhança entre as formas das curvas de marés.
Como exemplos deste fato têm-se as
FIG. 2 (Galheta e Paranaguá) e FIG. 3
(Porto de Natal e Porto de Cabedelo).
No primeiro caso, o coeficiente máximo de correlação cruzada é de 99%,
122
enquanto no segundo, é de 92%. Isto
mostra que, apesar do alto coeficiente de correlação cruzada, as curvas de
marés não têm formas semelhantes.
Somente quando o coeficiente de correlação for acima de 96% considerase que as marés correlacionadas são
afins. Este foi o critério usado, nas
marés semidiurnas, para determinar
a área de abrangência de cada estação da rede maregráfica permanente,
como mostrado na TAB. 2.
Nas marés semidiurnas com desigualdades diurnas, devido à forte
influência meteorológica, considerouse o coeficiente de correlação cruzada acima de 93% como suficiente para estabelecer a área de abrangência
de uma estação da rede permanente.
Na área abrangida pelas estações de
São Francisco do Sul e Florianópolis,
considerou-se, por se tratar de uma
rede básica, o Porto de Itajaí como
local escolhido para a rede, embora,
futuramente, seja recomendável instalação de marégrafos permanentes
nestes locais.
DH3 – LXV
Comparação entre Marés Previstas
(01 a 03/01/2009)
a)
Correlação Cruzada entre Marés Previstas
(Natal x Cabedelo)
b)
Figura 2 – a) Comparação entre as marés previstas e b) função de correlação cruzada para
os portos de Natal e Cabedelo (coef. corr. 99%)
DH3 – LXV
123
ARTIGOS
Comparação entre Marés Previstas
(01 a 03/01/2009)
a)
Correlação Cruzada entre Marés Previstas
(Galheta x Paranaguá)
b)
Figura 3 – a) Comparação entre as marés previstas e b) função de correlação cruzada para
Galheta e Paranaguá (coef. corr. = 92%)
124
DH3 – LXV
Após a análise dos resultados, os locais escolhidos para a implementação da rede maregráfica básica permanente ao longo da costa brasileira é mostrada na FIG. 4.
Figura 4 – Locais de instalação da rede maregráfica básica permanente
DH3 – LXV
125
ARTIGOS
ARTIGOS
5 CONCLUSÃO
Há necessidade de implementação
de rede maregráfica básica permanente
ao longo da costa brasileira com fins hidrográficos. O monitoramento das variações de longo período do nível médio do
mar, nos locais escolhidos para instalação desta rede, permitirá a atualização
das referências batimétricas das cartas
náuticas brasileiras, evitando que haja
descontinuidades significativas entre as
diferentes áreas contempladas por estas
cartas.
A função de correlação cruzada,
usada neste trabalho, é apenas um indicador de afinidade entre as marés de
dois lugares relativamente próximos,
não implicando, necessariamente, numa
correlação física entre elas. É importante
que, além do coeficiente de correlação
cruzada, haja uma comparação visual
entre as curvas de marés a fim de verificar a semelhança entre estas.
DIRETORIA DE HIDROGRAFIA E NAVEGAÇÃO (Niterói, RJ).
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126
DH3 – LXV
EFEMÉRIDES HIDROGRÁFICAS
2007 — Em 7 de dezembro, o CHM foi credenciado pelo CNPq, por um período de 5 anos, como entidade de pesquisa e desenvolvimento. Esse credenciamento veio propiciar a participação do CHM em projetos de fomento à pesquisa,
bem como proceder à importação de bens destinados à pesquisa científica e tecnológica, com os benefícios previstos na Lei 8.010, de 29 de março de 1990.
2008 — No dia 17 de janeiro, o navio Hidrográfico Sirius completou cinquenta anos de incorporação à Marinha do Brasil. Construído no estaleiro
Ishikawajima Heavy Industries Co. Ltda, de Tóquio, no Japão, o NHi Sirius foi
especialmente projetado para as atividades hidroceanográficas e tem acompanhado todas as fases de evolução e desenvolvimento do serviço hidrográfico
contemporâneo.
— Em 15 de fevereiro o NHo Cruzeiro do Sul chegou ao Rio de Janeiro,
após 63 dias desde o suspender de Cingapura, onde foi incorporado à Marinha
do Brasil em 08 de novembro de 2007, com atracações na Ilha Reunião (França)
e na Cidade do Cabo (África do Sul).
— Em 26 de fevereiro foi celebrado um Acordo de Cooperação Técnica
com a Casa Civil da Presidência da República, visando a participação da DHN
na execução no Subprojeto de Cartografia Náutica do Projeto Cartografia
da Amazônia. O projeto visa o aprofundamento do conhecimento sobre a
Amazônia brasileira, bem como o suporte a projetos de infraestrutura a serem
implantados na região. Além do desenvolvimento regional, o projeto prevê a
geração de informações estratégicas para monitoramento regional e segurança nacional, com especial ênfase nas áreas de fronteira. A execução do projeto demandará um período de cinco anos, contemplando a construção de um
navio hidroceanográfico fluvial e de quatro avisos hidroceanográficos fluviais,
bem como a aquisição de equipamentos de hidroceanografia e cartografia,
tendo como contrapartida a produção de 74 cartas na escala de 1:100.000.
— Em 28 de fevereiro foi realizada, na Diretoria de Hidrografia e
Navegação, a Cerimônia de Incorporação à Armada do NHo Cruzeiro do Sul,
DH3 – LXV
127
ARTIGOS
presidida pelo Excelentíssimo Senhor Almirante-de-Esquadra Júlio Saboya de
Araújo Jorge, Chefe do Estado-Maior da Armada.
— Em 04 de março foi disponibilizada a primeira carta náutica eletrônica
(ENC) brasileira (célula BR501821– Barra de Paranaguá), que passou a ser comercializada pelo Centro Internacional de Distribuição de Cartas Eletrônicas
(IC-ENC), operado pelo Serviço Hidrográfico do Reino Unido (UKHO).
— Em 9 de julho foi inaugurado o prédio da modelagem oceanográfica, fruto de um empreendimento conjunto entre a comunidade científica, a
Academia e o CHM, com financiamento da PETROBRAS, destinado às atividades
de pesquisa e desenvolvimento que virão a ser conduzidas no âmbito da Rede
de Monitoramento e Observação Oceanográfica – REMO.
— No dia 11 de abril foi adotada, em caráter experimental, uma nova sistemática de produção e publicação de bacalhaus (correções) para as cartas náuticas da Bacia Amazônica. Esse procedimento prevê que num prazo de até 30 dias
após a realização de um levantamento hidrográfico na região, o SSN-4 publicará,
se pertinente, um “bacalhau provisório” do trecho levantado, onde constará no
corpo destes documentos uma nota com o seguinte teor: “Documento provisório, ainda não aprovado pela DHN, sujeito à alteração”. Esse novo procedimento
visa aumentar a eficácia e a celeridade do processo de atualização das cartas
náuticas da região. Em uma fase subsequente serão produzidos, para os mesmos trechos, os respectivos “bacalhaus definitivos”, cuja publicação se dará de
modo ordinário por meio dos Avisos aos Navegantes.
— Entre os dias 22 de julho e 20 de agosto, atendendo a uma solicitação
do Comitê Olímpico Brasileiro (COB) e da Confederação Brasileira de Vela e
Motor (CBVM), a DHN, por meio do Serviço Meteorológico Marinho (SMM-MB) e
do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) apoiaram a delegação brasileira
durante os XXIX Jogos Olímpicos, produzindo previsões meteorológicas diárias para Pequim, sede dos Jogos, e para a área da baia de Qingdao, local onde
foram realizadas as competições de iatismo.
— Entre os dias 08 de setembro e 11 de novembro, uma equipe volante
do CHM realizou a primeira batimetria multifeixe da MB em águas antárticas,
realizando a ensonificação total da Enseada Martel, na Baía do Almirantado,
onde se localiza a Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF), visando uma
nova edição da Carta 25121. Durante essa comissão, também de forma pioneira, foi feita a observação da maré, durante o período de um mês, com marégrafo digital de pressão, o que inclui a previsão para a estação da EACF nas
Tábuas das Marés da DHN de 2009.
— Em 29 de setembro, pela portaria nº 93 do DGN, foi aprovado o novo Regulamento do CAMR, que mantém em definitivo o Departamento de
Balizamento do Sudeste (anteriormente transferido para a BHMN, como parte
da anterior extinção do CAMR). Esse ato administrativo pode ser considerado
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como a última etapa da transferência do CAMR para a Ponta da Armação e encerra esse ciclo histórico.
— No período de 17 e 21 de novembro, a DHN sediou um workshop internacional sobre operação de ecobatímetro multifeixe, no qual foram apresentados aspectos relacionados à teoria, à aquisição e ao processamento de dados
batimétricos. O evento foi o primeiro realizado no país, sendo adicionalmente
o 1º curso realizado com recursos do Programa de Capacitação da OHI e destinado a hidrógrafos do continente americano.
— No mês de novembro, durante a realização do levantamento hidrográfico de final de curso do CAHO, em Laguna – SC, foi testado, pela primeira
vez no país, o emprego das correções diferenciais RTK (Real Time Kinematic
– Posicionamento cinemático e em tempo real) transmitidas pelas estações da
RBMC (Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo do Sistema GPS) do IBGE,
através de um link de tecnologia móvel 3G. Em função da alta precisão vertical
desses sistemas, foi possível a aplicação de correções de marés às sondagens
batimétricas, a partir das variações verticais registradas pelas antenas dos posicionadores a bordo da embarcação de sondagem, utilizando-se uma rotina
específica do programa de processamento CARIS HIPS/SIPS.
— Em 7 de dezembro, o processo de produção cartográfica náutica (cartas eletrônicas e em papel) recebeu a certificação ISO 9001:2000, pelo Lloyd’s
Register Quality Assurance (LRQA), sob a responsabilidade do CHM.
— De 08 a 17 de dezembro, o NHo Cruzeiro do Sul iniciou suas atividades
de pesquisa, realizando a Comissão REMPLAC II, com embarque de pesquisadores da UNIVALI, como parte do projeto Labotório Nacional Embarcado.
Foram realizadas sondagens, batitermografia e perfilagem de correntes no
litoral de Santa Catarina.
— Em 22 de dezembro, foi aprovado pela Portaria no 124/DGN, o novo
plano cartográfico para a Bacia do Rio Paraguai. As novas cartas para a região
passam a ser referenciadas ao datum WGS-84, sendo impressas no tamanho
A2 (594 x 420) e com eixos orientados nas direções Norte-Sul. No trecho de
Assunção a Corumbá as cartas serão construídas na escala de 1:25.000. Os
atuais croquis do Rio Paraguai, no trecho Ladário a Cáceres, e do Rio Cuiabá,
da foz a Cuiabá, também serão substituídos por cartas no tamanho A2, na escala de 1:10.000. Nesse mesmo ano foi disponibilizado um conjunto de 5 cartas, abrangendo o trecho Corumbá a Saladeiro Otília, no Rio Paraguai. Prevê-se
que a produção de toda a nova coletânea de cartas náuticas da bacia do Rio
Paraguai, que compreende 205 cartas, estará concluída em 2012.
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