Texto de José Augusto Sapienza Ramos - Coordenador Acadêmico do Sistema Labgis/UERJ
O ano de 2015 começou e poucas pessoas parecem ter percebido, mas o South American Datum 1969, ou simplesmente SAD 69, não é mais aceito dentro do Sistema Geodésico Brasileiro. Trocando em miúdos, o SAD 69 não é mais aceito como referência para uma série de produtos cartográficos nacionais.
Quem define isto é a resolução do presidente 01/2005 do IBGE (acesse aqui), onde o SIRGAS 2000 (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas 2000) é o novo sistema oficial para o Brasil. Esta resolução também determina que o período de transição entre os sistemas antigos e o novo não pode ser superior a 10 anos, prazo esse que expirou em 2014.
As várias Terras
Pela minha experiência, percebo que alguns profissionais que trabalham com dados geográficos não entendem bem o conceito e muito menos possuem domínio básico para trabalhar com o sistema de referência em softwares de SIG ou topografia, por exemplo.
Comecemos pelo começo, o sistema geodésico de referência nada mais é do que um modelo matemático que descreve a forma da Terra, permitindo assim referenciarmos posições sobre sua superfície. Uma das componentes desse sistema geodésico de referência é o datum, um ponto de origem do sistema para a referência das coordenadas. É como digo em sala de aula "antes de posicionarmos coisas sobre a Terra, precisamos definir a sua forma".
A forma da Terra é única e possui muitas irregularidades -- não é uma esfera perfeita. Todavia os modelos criados pelo homem para representar a sua forma são diversos e foram melhorando ao longo da evolução dos instrumentos e técnicas. Eu falo sobre o tema com mais detalhes no vídeo no final desse post por cerca de duas horas.
Todavia é importante aqui entendermos que essa forma matemática é uma forma aproximada, ou seja, possui erro frente à forma real. Ao longo do tempo, os cartógrafos e matemáticos foram capazes criar modelos com um erro menor. Por exemplo, a diferença entre as superfícies do modelo Córrego Alegre, que foi instituído como o primeiro sistema de referência do Sistema Cartográfico Nacional, e do SIRGAS 2000 é de centenas de metros.
E é exatamente por causa do erro que o Brasil está adotando o SIRGAS 2000. Este modelo matemático aproximado possui um erro menor do que seu predecessor, ou seja, as coordenadas posicionadas sobre o SIRGAS 2000 terão uma diferença de posição menor em relação a sua posição real.
Observe que não está se falando aqui do erro de tecnologias de posicionamento como, por exemplo, entre dois tipos de GPS, mas sim um erro que é inserido no posicionamento devido à imprecisão do datum e outros elementos do sistema geodésico de referência. Em outras palavras, todo o dado geográfico possui um erro de posicionamento inerente ao sistema geodésico no qual ele está referenciado e também um erro devido a técnica de medição da posição. A agregação desses dois erros é que resulta na qualidade final da coordenada.
Sopa de letras - SAD 69 + SIRGAS 2000 + WGS 84 + Córrego Alegre
O IBGE é o responsável por definir o sistema geodésico de referência e também como se transporta as coordenadas de um sistema para o outro. O IBGE define em sua resolução do presidente nº 23 de 1989 (acesse aqui) e ratifica na já citada resolução do presidente nº 01 de 2005 (acesse aqui) do IBGE que devemos utilizar as fórmulas simplificadas de Molodensky (veja as fórmulas no final deste link). No vídeo ao final desse post eu mostro como se aplicada essas fórmulas nos software ArcGIS for Desktop e QGIS.
Além dos já citados data (data é plural de datum, pois é latim) de referência Córrego Alegre, WGS 84 e SIRGAS 2000, temos ainda um quarto datum e sistema de destaque, o WGS 84. Apesar dele não participar da história dos data oficiais no Brasil, ele possui importância e uso internacional como no sistema de posicionamento global por satélite (GNSS) americano, mais conhecido como NAVSTAR/GPS, e também no Google Earth.
Há outros data menos importantes que já foram utilizados no Brasil que esse texto passa ao largo, a saber: Astro Datum Chuá, Aratu e uma versão anterior do SAD 69 -- o SAD 69 que utilizamos como oficial é a consolidação de 1996.
Algumas considerações se fazem necessárias nessa altura do texto. A primeira consideração é que a mesma posição na superfície da Terra possui coordenadas diferentes de acordo com datum em questão. Vide a imagem ao lado. Sendo assim, uma latitude e longitude sem o datum é uma informação incompleta.
Outra consideração é o risco do transporte quase automático de coordenadas entre dois sistemas que os softwares fazem hoje. O uso de uma transformação incorreta pode introduzir erros nas posições transformadas. Para ficar apenas em um exemplo, a maioria dos receptores GPS de navegação realizam a conversão das coordenadas medidas em WGS 84 para outro sistema à escolha do usuário, todavia poucos aparelhos permitem e poucos usuários fazem a configuração da transformação definida pelo IBGE.
A última consideração é qualquer transporte de coordenadas entre sistemas de referência, inclusive a determinada pelo IBGE, introduzem erros nas posições transformadas. Logo é melhor ter uma coordenada levantada em SIRGAS 2000 do que uma levantada em Córrego Alegre e transformada para SIRGAS 2000. Para transformações com maior precisão, o IBGE disponibiliza o aplicativo PROGRID.
A imprecisão indiferente
Nem sempre se faz necessário padronizar o sistema de referência para se integrar duas bases de dados geográficos. Tudo depende da precisão posicional das bases em questão. Como exemplo, temos a página 2 deste documento do IBGE, onde se informa que a base de dados na escala 1:1.000.000 foi levantada em SAD 69, porém pode ser utilizada em SIRGAS 2000 sem nenhuma transformação uma vez que o deslocamento planimétrico encontrado na mudança de sistema não é superior ao erro esperado na escala segundo o PEC A.
Ou seja, se o deslocamento das coordenadas devido a transformação para um sistema de referência mais preciso for menor do que o erro esperado na escala, a diferença entre os dois é desprezível -- onde podemos usar o Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) como referência.
Um caso comum nesse sentido é a imprecisa afirmação que o SIRGAS 2000 e o WGS 84 são iguais -- afirmação não rara em textos e falas. O mais correto é dizer que a diferença sub-métrica entre esses sistemas é desprezível para muitas aplicações e bases. Entretanto essa diferença é importante nas técnicas hoje disponíveis que nos oferecem coordenadas com erro posicional de alguns centímetros.
Conclusão
Completamos uma importante transição no sistema de referência geodésico brasileiro, onde agora o SIRGAS 2000 é absoluto. Uma vez que todo o dado geográfico está referenciado sobre um sistema de referência com certo nível de erro, então busca-se um sistema com um erro tolerável às nossas aplicações.
Se olharmos a história da legislação brasileira nessa área, ela sempre sofreu de severos atrasos de atualização. Enquanto o SAD 69 estava defasado e demorava para ser substituído, o WGS 84 começou a ser utilizado na prática e o Aratu foi criado para cartografia em offshore. Para complementar, as fórmulas simplificadas de Molodensky não fornecem o melhor método de transporte de coordenadas hoje.
Em softwares de SIG, topografia e correlatos é corriqueira a necessidade de executarmos operações de alteração do sistema de referência. Devemos, para isto, realizar a transformação segundo as especificações do IBGE ou, no caso de especialistas, outra transformação de maior precisão. Mas atenção a estas operações, uma vez que o uso de uma transformação incorreta pode inserir um erro posicional adicional às coordenadas.
Abaixo há um webinar que eu ministrei sobre o tema. Nesse vídeo eu explico com mais detalhes os pontos expostos nesse texto, também falo sobre projeções cartográficas e como realizar transformações de sistemas de coordenadas no ArcGIS for Desktop e no QGIS. O IBGE disponibilizou neste link um FAQ sobre a mudança do sistema de referência geodésico brasileiro.
Por fim, ainda há de se destacar que a forma da Terra é dinâmica e as técnicas para se chegar a novos modelos estão evoluindo. Hoje já podemos medir coordenadas com precisão sub-métrica, então devemos nos preocupar com data que nos forneçam maior precisão também na casa dos centímetros. Observe que na maioria dos casos é incongruente utilizar uma precisa técnica de posicionamento e referenciar a coordenada em um sistema de referência geodésico impreciso. Pois assim o erro final da posição será ruim.
FONTE: http://www.labgis.uerj.br
