IBGE formaliza ferramentas para auxiliar profissionais na mudança do SAD 69 para o SIRGAS2000

A mudança de um sistema local, para um sistema geocêntrico, decorrente das novas tecnologias produz grandes benefícios, principalmente quanto à compatibilidade das informações a nível internacional. O Brasil, através do Projeto Mudança do Referencial Geodésico (PRMG), segue as recomendações do Projeto Sistema de Referência Geocêntrico para as América, o SIRGAS, cujo propósito é o estabelecimento de um sistema geodésico único para as Américas. O PMRG objetiva promover a adoção de um novo sistema de referência, mais moderno e de concepção geocêntrica, compatível com as modernas tecnologias de posiciona-mento.

Através do Decreto nº 5334/2005, assinado em 06/01/2005 e publicado em 07/01/2005 no Diário Oficial da União, foi dada nova redação ao artigo 21 do Decreto nº 89.817, de 20 de junho de 1984, que define as Instruções Reguladoras das Normas Técnicas da Cartografia Nacional. Com a nova redação, fica definido que os referenciais planimétrico e altimétrico para a Cartografia Brasileira são aqueles que definem o Sistema Geodésico Brasileiro (SGB), conforme estabelecido pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), em suas especificações e normas. Dessa forma, foi assinada em 25/02/2005 a Resolução do Presidente do IBGE nº 1/2005 a qual estabelece o SIRGAS, em sua realização do ano de 2000 (SIRGAS2000), com o novo sistema de referência geodésico para o SGB e para o Sistema Cartográfico Nacional (SCN). A resolução acima citada também estabelece um período de transição, a partir da assinatura da resolução e não superior a dez anos, onde o SIRGAS2000 pode ser utilizado em concomitância com o SAD 69 para o SGB e com o SAD 69 e Córrego Alegre para o SCN.

pag26 1 Infra estrutura geoespacial brasileira moderniza se
Figura 1: Estações brasileiras pertencentes à rede continental SIRGAS 2000

pag26 2 Infra estrutura geoespacial brasileira moderniza se
Figura 2: Redes Estaduais GPS (status nov. 2004).

pag26 3 Infra estrutura geoespacial brasileira moderniza se
Figura 3: Estações GPS ajustadas em SIRGAS2000, em azul e estações da RBMC, em vermelho (status nov. 2004).

Para que estas mudanças pudessem ser efetivadas, novas informações, ferra-mentas e instruções foram desenvolvidas e disponibilizadas para a comunidade através da internet. Neste primeiro momento do período de transição, coordenadas SIRGAS2000 de 1379 estações GPS foram obtidas através de um novo ajustamento da Rede Geodésica Bra-sileira (RGB) e parâmetros de transformação entre o SAD 69 e SIRGAS2000 foram estimados. As coordenadas dessas estações podem ser acessadas, nestes dois sistemas, através de uma plataforma mais amigável do Banco de Dados Geodésicos (BDG). Também foi disponibilizado o novo modelo de ondulação geoidal MAPGEO2004, que foi desenvolvido para fornecer resultados em SAD 69 e SIRGAS2000.

Ajustamento da RGB ao Sistema SIRGAS2000

O ajustamento da RGB em SIRGAS2000 foi realizado através do software Geodetic Adjustment using Helmert Blocking of Space and Terrestrial data (GHOST). A combinação da rede clássica com a rede GPS, com 78 estações, em um ajustamento simultâneo, utilizando a técnica de Helmert Blocking, foi possível tendo em vista que as observações clássicas já haviam passado por um processo de validação e armazenamento em meio magnético no último ajustamento, realizado em 1996.

Neste cálculo, além das observações da rede clássica e das observações GPS utilizadas no ajustamento de 1996, foram incluídas todas as observações GPS realizadas no período de 1996 até setembro de 2004, cujos procedimentos de trata-mento são descritos a seguir:

- até 1994, um total de 187 estações GPS foram processadas com o software TRIMVEC Plus, versão D, utilizando efemérides operacionais;
- após 1994, as observações foram processadas com o software Bernese, versões 4.0 e 4.2, utilizando efemérides precisas IGS (International GPS Service).

As 21 estações pertencentes à rede continental SIRGAS2000 estabelecidas no Brasil (Figura 1) e a estação da RBMC de Santa Maria (SMAR) foram adotadas como injunções no ajustamento. A estação de Cananéia, CANA, por ter sido destruída antes que fossem realizadas observações para ligação com a RGB, não pôde ser utilizada com esse fim.

Apesar de 6118 estações terem sido ajustadas, somente as coordenadas de 1379, referentes às estações GPS, estão sendo disponibilizadas em SIRGAS2000 neste momento. (as figuras 1, 2 e 3 apresentam as redes da RGB correspondentes).

pag27 1 Infra estrutura geoespacial brasileira moderniza se

pag27 3 Infra estrutura geoespacial brasileira moderniza se
Figura 4: Modelo de ondulação geoidal em SIRGAS2000 (acima) e SAD 69 (abaixo)

Modelo de Ondulação Geoidal MAPGEO2004

O IBGE, através da Coordenação de Geodésia (CGED), e a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP), geraram um novo Modelo de Ondulação Geoidal com uma resolução de 10′ de arco e desenvolveram o Sistema de Interpolação de Ondulação Geoidal: MAPGEO2004. Através desse sistema, os usuários podem obter a ondulação geoidal (N) em um ponto, ou conjunto de pontos, referida aos sistemas SIR-GAS2000 e SAD 69 (Figura 4).

"Durante o período de transição, a partir da assinatura da resolução e não superior a dez anos, o SIRGAS2000 pode ser utilizado em concomitância com o SAD 69 para o SGB e com o SAD 69 e Cór-rego Alegre para o SCN"

O erro médio padrão associado ao modelo MAPGEO2004 é de mais ou menos 0,5 metro, determinado a partir das comparações de altitudes GPS com altitudes de referências de nível (altitudes obtidas através de nivelamento geométrico) do IBGE. Isto significa que, no Brasil, poderão ocorrer erros maiores que 0,5 metro em regiões onde existe carência de informações para subsidiar a elaboração do modelo como, por exemplo, a Região Amazônica. O mapa da Figura 5 foi elaborado com o objetivo de indicar ao usuário o erro do modelo nas diferentes regiões do Brasil.

Parâmetros de Transformação entre SAD 69 e SIRGAS2000

Para estimativa dos parâmetros de trans-formação entre SAD 69 e SIRGAS2000, foram utilizadas somente as estações GPS de melhor representatividade na rede e de melhor distribuição geográfica. Com este objetivo 63 estações GPS foram selecionadas, sendo elas 21 estações da rede continental SIRGAS2000 e 42 estações pertencentes às redes GPS estaduais.

Os valores obtidos para os parâmetros de transformação SIRGAS2000 => SAD 69 são os seguintes:

- Translação em X : + 67,35 m
- Translação em Y : – 3,88 m
- Translação em Z : + 38,22 m

Como o erro associado à aplicação dos parâmetros de transformação está correlacionado à localização geográfica da estação e ao método de observação utilizado na determinação das suas coordenadas, foi adotada a mesma filosofia do modelo de ondulação geoidal e elaborados mapas de diferenças de coordenadas após a aplicação dos parâmetros em três realizações distintas da RGB: Rede GPS (Figura 6); Rede clássica, SAD 69 realização 1996 (Figura 7); Rede clássica, SAD 69 (Figura 8).

No mapa da Figura 6, pode ser verificado que o erro médio dos parâmetros, quando aplicados a uma estação da Rede GPS, é de mais ou menos 4 cm, podendo chegar ao erro máximo de 40 cm nas estações GPS do Amapá. Na Figura 7, o erro médio dos parâmetros, quando aplicados em uma estação da rede clássica com coordenadas SAD 69, realização 1996, é de mais ou menos 0,7 metro, podendo chegar ao erro máximo de 5 metros no Pará. Na Figura 8, o erro médio dos parâmetros, quando aplicados em uma estação da rede clássica com co-ordenadas SAD 69, primeira realização, é de aproximadamente 5 metros, podendo chegar ao erro máximo de 50 metros no Amapá. Cabe destacar que o erro na aplicação dos parâmetros está direta-mente associado ao grau de distorção de cada uma das três realizações da RGB.

pag28 1 Infra estrutura geoespacial brasileira moderniza se
Figura 5: Distribuição do erro médio do modelo de ondulação geiodal MAPGEO2004.

pag28 2 Infra estrutura geoespacial brasileira moderniza se
Figura 6: Mapa de Isolinhas representando o erro dos parâmetros, quando aplicados em estações da Rede GPS.

pag28 3 Infra estrutura geoespacial brasileira moderniza se
Figura 7: Mapa de Isolinhas representando o erro dos parâmetros (somente nas componentes horizontais), quando aplicados em uma estação da rede clássica cujas coordenadas estão em SAD 69/1996.

pag28 4 Infra estrutura geoespacial brasileira moderniza se
Figura 8: Mapa de Isolinhas representando o erro dos parâmetros (somente nas componentes horizontais), quando aplicados em uma estação da rede clássica cujas coordenadas estão em SAD 69/1996.

Etapas Futuras do Período de Transição

Além das 1379 coordenadas das estações GPS, foram disponibilizadas no BDG 1024 coordenadas das estações SAT- Doppler em SIRGAS2000. Neste caso, as coordenadas foram obtidas através da aplicação dos parâmetros de transformação apresentados neste artigo.

Novas conexões entre as Redes GPS e clássica serão realizadas em 2005, com o objetivo de colaborar na modelagem das deformações residuais existentes nas diversas realizações da RGB (ex: SAD 69, realização 1996, SAD 69, primeira realização, e Córrego Alegre).

No final de 2005, serão disponibilizadas as coordenadas SIRGAS2000 das estações pertencentes à rede clássica (vértices de triangulação – VT – e estações de poligonal – EP) e, no final de 2007, serão disponibilizados aplicativos para conversão entre SAD 69, Córrego Alegre e SIRGAS2000, com modelagem das distorções presentes na rede.

Com o objetivo de fomentar o desenvolvimento da infra-estrutura geoespacial brasileira a partir da adoção do SIRGAS2000, foi assinado, no final de 2004, pela Agência Canadense de Desenvolvimento Internacional (CIDA) e a Agência Brasileira de Cooperação (ABC), o Projeto de Infra-estrutura Geoespacial Nacional (PIGN). Neste projeto de cooperação, a parte canadense é coordenada pela Universidade de New Brunswick (UNB), em conjunto com outras instituições, e a parte brasileira tem a coordenação do IBGE. Ao longo dos seus quatro anos de duração, o PIGN pretende utilizar a experiência adquirida pelo Canadá na mudança de seu sistema de referência para um de concepção geocêntrica, além dos recursos a serem disponibilizados pela CIDA e demais parceiros canadenses e brasileiros, para o alcance dos seus objetivos. Em sua componente no Brasil, o PIGN baseia-se na estrutura do Projeto Mudança do Referencial Geodésico (PMRG), criada em outubro de 2000, que conta com a participação de diversas instituições em vários grupos de trabalho.

O que pode ser feito em SIRGAS2000?

1. Emprego direto das coordenadas obtidas por GPS (o sistema WGS84 é compatível com o SIRGAS2000 ao nível de centímetro);

2. Georreferenciamento em SIRGAS2000, utilizando como partida as estações da RBMC, das Redes Estaduais GPS ou outras estações GPS estabelecidas ou homologadas pelo IBGE;

3. Novos mapeamentos referidos ao SIRGAS2000;

4. Integração entre os levantamentos e mapeamentos em SIRGAS2000 e os mapeamentos e levantamentos em SAD 69, utilizando-se os parâmetros de trans-formação oficialmente divulgados, desde que as diferenças da transformação usando os parâmetros para a região de interesse – constantes das Figuras 6, 7 ou 8 – sejam menores que a precisão esperada para o trabalho.

Eduardo Agostinho Arruda Augusto
Sonia Maria Alves Costa
Marco Aurelio de Almeida Lima
Maria Cristina Barbosa Lobianco
Katia Duarte Pereira (in memoriam)
Luiz Paulo Souto Fortes

e-mail para contato: soniamaria@ibge.gov.br

saiba mais:www.ibge.gov.br/home/geociencias/geo-desia/sirgas/principal.htm