Nossos serviços estão apresentando instabilidade no momento. Algumas informações podem não estar disponíveis.
-
Página Principal
-
Geociências
-
Posicionamento geodésico
-
Serviços para posicionamento geodésico
- NP-Modelo para conversão de altitudes geométricas (dadas pelos GNSS) em altitudes físicas (compatíveis com o Datum Vertical do SGB)
Modelo para conversão de altitudes geométricas (dadas pelos GNSS) em altitudes físicas (compatíveis com o Datum Vertical do SGB)
O que é
Modelo digital que fornece os fatores para conversão das altitudes dadas pelos receptores GNSS, resultando em altitudes compatíveis com a gravidade terrestre, mais adequadas para descrever o escoamento de massas líquidas, como as necessárias em grandes projetos de irrigação, geração hidrelétrica etc.
Em termos técnicos, um modelo para conversão de altitudes descreve numericamente a separação entre o elipsoide de referência das altitudes geométricas – também chamadas elipsoidais, resultantes da utilização dos Sistemas Globais de Navegação por Satélites (GNSS) – e a superfície de referência das altitudes físicas, isto é, no caso do Brasil, o datum vertical da Rede Altimétrica de Alta Precisão (RAAP) do Sistema Geodésico Brasileiro (SGB). A partir das coordenadas geodésicas resultantes do adequado processamento das observações coletadas por meio de um receptor GNSS geodésico, deve-se extrair do modelo o fator para conversão da altitude geométrica em altitude física.
Os primeiros modelos para conversão de altitudes publicados pelo IBGE foram os modelos geoidais da série MAPGEO, elaborados em parceria com a Universidade de São Paulo (USP): MAPGEO92, MAPGEO2004, MAPGEO2010, MAPGEO2015. Este último serviu de base para o desenvolvimento do modelo mais recente, hgeoHNOR2020, que inaugura uma nova série de modelos caracterizados pela melhor adaptação às altitudes vigentes na RAAP.
Sobre a publicação - MAPGEO2015
O que é o Geóide?
Em 1828, C.F. Gauss introduziu um modelo aperfeiçoado da figura da Terra, mas o termo geoide foi criado em 1873 por J.F. Listing. O geoide é limitado por uma superfície equipotencial do campo de gravidade da Terra que coincide com o nível médio não perturbado dos mares. Em cada ponto o vetor gravidade será perpendicular à superfície. Para estimar a forma do geoide é introduzido um campo de referência, conhecido como elipsoide de revolução com dimensões e características matematicamente definidas. A partir de então, podemos imaginar a superfície geoidal prolongada através dos continentes, ela tem um formato ondulatório levemente irregular que acompanha as variações da estrutura de distribuição de massa da Terra. Essa ondulação é suave e fica em torno ±30 m, sendo o valor máximo de ±100m, em relação ao elipsoide de referência.
Porque os modelos de ondulações geoidais são necessários?
A altitude determinada utilizando um receptor GNSS não está relacionada ao nível médio do mar (agora já podemos dizer, “ao geoide”), mas ao elipsoide de referência. Portanto, torna-se necessário conhecer a diferença entre as superfícies geoidal e elipsoidal para que a altitude acima do nível médio do mar possa ser obtida com sentido físico
Apresentação
Em função de sua rapidez e precisão na obtenção de coordenadas, os Sistemas Globais de Navegação por Satélite – GNSS (na sigla em inglês) revolucionaram as atividades que necessitam de posicionamento. Entretanto, a altitude determinada utilizando um receptor GNSS não está relacionada ao nível médio do mar (ou, de forma mais rigorosa, ao geoide), mas a um elipsoide de referência com dimensões específicas. Portanto, torna-se necessário conhecer a diferença entre as superfícies do geoide e do elipsoide, isto é, a altura (ou ondulação) geoidal, para que se possa obter a altitude acima do nível médio do mar (denominada ortométrica). Desta forma, existe um grande interesse por um modelo de ondulação geoidal brasileiro cada vez mais preciso para aplicações nas áreas de mapeamento e engenharia. É com este objetivo que o MAPGEO2015, assim como os modelos anteriores (MAPGEO2010, MAPGEO2004, MAPGEO92), foi concebido e produzido conjuntamente pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), através da Coordenação de Geodésia (CGED), e pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo – EPUSP. O novo modelo foi calculado com uma resolução de 5’ de arco, e o Sistema de Interpolação de Ondulações Geoidais foi atualizado. Através deste sistema, os usuários podem obter a ondulação geoidal em um ponto ou conjunto de pontos, cujas coordenadas refiram-se ao SIRGAS2000 e compreendidas entre as latitudes de 6°N e 35°S e entre as longitudes de 75°W e 30°W, dentro do território brasileiro.
Para converter a altitude elipsoidal (h), obtida através de receptores GNSS, em altitude ortométrica (H), é necessário utilizar o valor da altura geoidal (N) fornecida por um modelo de ondulação geoidal, utilizando a seguinte expressão:
Acesso ao produto - MAPGEO2015
MAPGEO2015
O MAPGEO2015 está disponível para download através de uma aplicação desktop para ambiente Microsoft Windows.
Nesta aplicação, as coordenadas dos pontos para os quais se deseja obter a ondulação geoidal podem ser introduzidas via teclado ou arquivo, segundo as opções de formatação de entrada e saída disponíveis .
Saiba mais - MAPGEO2015
Cálculo do modelo
A nova versão do Modelo de Ondulação Geoidal do Brasil foi calculada com aproximadamente 950.000 estações gravimétricas terrestres na América do Sul, sendo 450.000 dentro do Brasil. Entre estas, 18.485 correspondem a novas estações medidas no território brasileiro desde a divulgação da versão anterior MAPGEO2010.
A informação altimétrica utilizada na redução dos valores de gravidade foi obtida do modelo digital de terreno (MDT) SAM3s_v2, o mesmo adotado na versão anterior do MAPGEO, que se baseia no SRTM - Shuttle Radar Topography Mission. O modelo geopotencial global utilizado para o tratamento dos longos comprimentos de onda do campo da gravidade foi o European Improved Gravity model of the Earth by New techniques - EIGEN-6C4, até o grau e ordem 200, elaborado pelo GFZ/Potsdam e GRGS/Toulouse. Este é um modelo completo derivado da combinação dos dados das missões gravimétricas/modelos LAGEOS, GRACE, GOCE, EGM2008 e DTU.
A metodologia geral de obtenção das anomalias segue a linha canadense e utiliza o pacote computacional Stokes-Helmert Geoid Software (SHGEO) para a sua determinação através do uso do método de condensação de Helmert, que considera as massas topográficas substituídas por uma lâmina infinitesimal condensada sobre a superfície do geoide (Ellmann, A., 2005a)1. Com o uso desta metodologia, a determinação do modelo geoidal pode ser resumida em basicamente cinco etapas (Blitzkow et al., 2015)2:
-
Cálculo das anomalias ar livre pontuais através de dados gravimétricos terrestres (coordenadas, altitude ortométrica e aceleração de gravidade);
-
Cálculo das anomalias de Bouguer completa, para posterior obtenção das anomalias ar livre médias em quadrículas de 5’. Para esses cálculos são necessárias as anomalias ar livre pontuais e um modelo digital de terreno;
-
Cálculo das anomalias de gravidade de Helmert na superfície da Terra que são obtidas adicionando a anomalia ar livre média, o efeito direto topográfico, o efeito atmosférico direto e o efeito topográfico indireto secundário;
-
Integração de Stokes com a utilização da técnica ”remover-calcular-repor”;
-
Adição do efeito indireto topográfico primário nas alturas geoidais referidas a um “geoide fictício”, denominado cogeoide, para obtenção das alturas geoidais finais.
Para maiores informações consulte o Relatório de Desenvolvimento do MAPGEO2015.
1 Ellmann, A. (2005b). SHGEO software packages – An UNB Application to Stokes-Helmert Approach for Precise Geoid Computation, reference manual II, 43 p. Disponivel em:
http://gge.unb.ca/Research/GRL/GeodesyGroup/SHGeo_package/Manual/SHGeo_manual_II_v2.pdf.
2 Blitzkow,, D.; Matos, A.C.O.C.; Guimarães,G. N.; Pacino, M.C.; Lauría,E.A.; Nunes, M.; Flores,F.; Echalar, A.; Guevara, N. O.;Alvarez, R.; Hernandez, J.N (2015). Estudios de gravedad y del modelo de cuasi-geoide para la América del Sur. Simposio Sirgas 2015. Santo Domingos, Republica Dominicana, de 18 a 20 de Novembro de 2015.
Avaliação do Modelo
MAPGEO2015 foi avaliado utilizando-se as alturas geoidais obtidas pela diferença entre as altitudes ortométricas oriundas do nivelamento geométrico de 592 referências de nível (RRNN) em conexão com pontos cujas altitudes elipsoidais foram obtidas por técnica GNSS. Tais pontos foram selecionados através de criterioso estudo realizado na Rede Altimétrica Brasileira, identificando-se as conexões pertencentes a linhas de nivelamento fechadas e, consequente, valores de altitudes ajustados.
A consistência entre as alturas geoidais obtidas pela interpolação com o modelo e os valores diretos obtidos das conexões apresentou melhora de aproximadamente 20% em relação ao modelo anterior, com um erro médio quadrático de ±0,17 m. Por ser muito extensa e coberta por rios e florestas, a região amazônica possui poucos acessos por via terrestre, dificultando a realização de nivelamentos geométricos e conseqüentemente, o estabelecimento de circuitos para a rede altimétrica. Assim, por não possuir a densificação necessária para a avaliação do modelo geoidal, a região amazônica está representada em branco nesta figura.
As informações das 592 estações utilizadas na avaliação do MAPGEO2015, podem ser encontradas aqui e a espacialização das mesmas neste cartograma aqui.
Para maiores informações consulte o Relatório de Desenvolvimento do MAPGEO2015.
Dados de Avaliação do Modelo
Informações Importantes
As diferenças entre as altitudes ortométricas encontradas em função da utilização dos modelos MAPGEO2010 e MAPGEO2015 foram da ordem de ± 4 m, conforme apresentado no cartograma “Diferenças entre o MAPGEO2010 e o MAPGEO2015”.
Poderá haver a ocorrência de altitudes ortométricas negativas, principalmente na região amazônica, devido à imprecisão do modelo de ondulações geoidais nesta região.
Não é aconselhado o uso do MAPGEO2015 em trabalhos ou projetos que exijam uma precisão melhor do que a oferecida pelo modelo. O usuário deve avaliar, através do cartograma de “Discrepâncias entre o MAPGEO2015 e os pontos de conexão GNSS/RN", se o erro estimado do modelo está compatível com os objetivos e a precisão requerida pelo trabalho/projeto.
Também não é aconselhada a utilização do MAPGEO2015 nas áreas oceânicas em toda a costa brasileira, incluindo suas ilhas, pois nestas áreas a precisão do modelo não pode ser avaliada.
O que há de novo
Dezembro/2015 - MAPGEO2015 v1.0
A utilização do modelo geopotencial EIGEN-6C4, que é formado por um conjunto de dados oriundos de cinco missões espaciais modernas. Entre estas, destaca-se o GOCE, primeiro satélite a incorporar o gradiômetro, equipamento que permite a observação do tensor do campo gravitacional através de três pares de acelerômetros em eixos perpendiculares entre si.
Nas regiões que dispunham de cobertura gravimétrica suficiente, foi utilizada a metodologia de treinamento de Redes Neurais Artificiais (RNA) para a obtenção das anomalias de Helmert em pequenas áreas sem informação gravimétrica (Machado, W. C.; Blitzkow, D. ; Matos, A. C. O. C.; 2013)3.
Para maiores informações consulte o Relatório de Desenvolvimento do MAPGEO2015.
3 Machado, W. C., Blitzkow, D., Matos, A. C. O. C., 2013. Interpolação de anomalias de gravidade através de Redes Neurais visando o cálculo do modelo geoidal de Santa Catarina. VIII Colóquio Brasileiro de Ciências Geodésicas, Curitiba, 2013.
Fevereiro/2015 - MAPGEO2010 v1.1
Foram retirados do sistema todas as opções referentes a interpolação para SAD69, bem como a grade do modelo de ondulação geoidal em SAD69, para atender à R.PR 01/2005, que alterou o sistema de referência do Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) para o SIRGAS2000 e estabeleceu um período de transição de dez anos para os usuários poderem adequar e ajustar suas bases de dados, métodos e procedimentos ao novo sistema. Assim, o MAPGEO2010 v1.1 tem como único Sistema Geodésico de Referência o SIRGAS2000.
Junho/2010 – MAPGEO2010 v1.0
Foi lançado o MAPGEO2010 em substituição à versão anterior, o MAPGEO2004, e trabalhando dois sistemas de referência: o SIRGAS2000 e o SAD69.
Distribuição de estações gravimétricas no MAPGEO2015
Discrepâncias entre o MAPGEO2015 e os pontos de conexão GNSS/RN
Diferenças entre o MAPGEO2010 e o MAPGEO2015
Relatório de Desenvolvimento do MAPGEO2015
Downloads
Notícias e Releases
Modelo para Conversão de Altitudes
Novo aplicativo do IBGE para conversão de altitudes amplia precisão e acelera cálculos
O IBGE lança hoje (5) um aplicativo com novo modelo para conversão de altitudes, o hgeoHNOR2020. Além...
05/08/2021
Erramos
Erro de calendário na divulgação do Conjunto anual de Estações Planialtimétricas (GNSS) determinadas sobre as RRNN medidas e processadas
Data de publicação: 29/07/2022
Descrição:
Erro caracterizado pelo não cumprimento da data de divulgação do produto, conforme calendário disponibilizado em dezembro de 2021. O produto não será divulgado em 2022, conforme planejado, devido a dificuldades logísticas e operacionais ligadas às restrições de atividades presenciais no 1º semestre decorrentes da pandemia de COVID 19, que levou a restrições na produção e consequente necessidade de readequação do prazos. Dessa forma, a divulgação do Conjunto anual de Estações Planialtimétricas (GNSS) determinadas sobre as RRNN medidas e processadas foi transferida de 2022 para 2023.Ações: O calendário de divulgação foi alterado.
Erro de calendário na divulgação do Modelo hgeoHNOR2020 para Conversão de Altitudes Geométricas em Altitudes Normais
Data de publicação: 20/05/2021
Descrição:
O IBGE adiou a divulgação do Modelo hgeoHNOR2020 para Conversão de Altitudes Geométricas em Altitudes Normais. Devido à necessidade de readequação de prazos, a divulgação do produto foi alterada de julho para agosto de 2021.Ações: O calendário de divulgação foi alterado.