NT-Núcleo de Topografia

Introdução histórica

O Núcleo de Topografi a (NT) do LECM, integrado no Departamento de Coordenação e Assessoria (CA), desenvolve as suas acti vidades nas áreas de infra-estruturas de posicionamento e de modelação tridimensional. Na primeira área, o NT concebe, instala, observa e calcula redes quer para implantação de grandes obras de engenharia quer para monitorização de estruturas. Para esse efeito o LECM instituiu, na sua fundação, um sector dispondo de sistemas de posicionamento tradicionais: taqueometria e nivelamento geométrico. No início dos anos 90, o LECM equipouse com tecnologia CAE (Computer Assisted Engineering) e, no fi nal da mesma década, com tecnologia GIS (Geographic Information Systems). Já no século XXI, adquiriu uma antena GNSS (Global Navigation Satellite System), processando actualmente sinais das constelações GPS, GLONASS, GALILEO e COMPASS. Em 2011, o NT  investiu num sistema de varrimento laser terrestre e estático. Em  2013, foi ainda adquirida uma segunda antena GNSS e uma segunda estação total. 

Sendo parte integrante do Departamento de Coordenação e Assessoria, a actividade do NT pauta-se por ser transversal ao LECM mantendo uma colaboração estreita com o Departamento de Estruturas e Edifí cios bem como com o Departamento de Geotecnia, além da colaboração directa com clientes externos. 

Recursos

Prati camente metade dos recursos humanos do NT tem formação universitária, necessária à operação de sistemas de aquisição electronicamente suportados e registo de dados, bem como ao processamento on-line dos mesmos dados. Com 25 anos de idade, o LECM possui 7 sensores (duas estações totais, dois níveis, duas antenas GNSS e um laser scanner), bem como 7 diferentes  soft wares para processamento da informação coligida. 

Os recursos humanos e os equipamentos existentes bem como a experiência adquirida permitem olhar para o futuro tendo em consideração quer novas áreas de aplicação como seja a engenharia inversa e o levantamento do património construído quer a uti lização de novos ti pos de sensores, designadamente os Sistemas Móveis de Varrimento Laser que integram os sistemas GNSS, os laser scanners e os sistemas de medição inercial (IMU). 

• Nivelamento de Precisão com LEICA DNA03 & LS15 Medições de Assentamentos de Terrenos /Estruturas /Edifícios

Nível Digital - Leica DNA03 e LS15 é um instrumento impecável, que mede / determina a altura e a distância do ponto a ser monitorizado e calula o nível com um clique de um botão. Não é necessário o registo manual das leituras não necesita anotar os valores, não sendo necessario efectuar cálculo à mão.

As ‘leituras são isentas da curvatura terrestre. Acima de tudo, pode fornecer uma precisão de 0,3 mm em 1 km de duplo nivelamento - ISO17123-2

Um nível digital é montado num tripé e lê a mira de código de barras através de feixe laser eletrônico. A altura lida na mira de código de barras pelo feixe laser, é exibida no ercã digital.

O nível digital torna o processo de monitorização mais fácil. A interpolação da graduação não é feita pelo observador, mas de forma automatizada, eliminando todos os erros do procedimento de campo oriundo do operador, aumentando assim a precisão.

As marcas de referência e de monitorização são localizadas/instaladas após a cuidada  análise da área ou estrutura a ser medida

Nível Digital Leica DNA03 juntamente com miras Invar de código de barras, equipadas com níveis esféricos são usadas com apoios para a sua estabilidade e verticalidade. Após ser efetuada a leitura, a altitude/desnível é calculada automaticamente. O raio de ação ideal para as operações, distância entre o instrumento e a mira, é de menos de 50m. Quando se efetuam as medições em estradas, pontes, aeroportos, as operações são interrompidas se existirem vibrações, pois estas originam erros nas medições.

• Levantamento com a Estação Total Leica TM30 Medição das Coordenadas de Terreno / Estructuras / Edifícios
  

A Estação Total Leica TM 30 é usada para a medição dos angulos horizontal e vertical e a respective distância que permite calcular as coordenadas de cada ponto com base em pontos de referência fixos, é necessário haver visibilidade entre o ponto a coordenar e o instrumento. A Leica TM 30 tem precisão milimétrica, combina uma precisão de leitura angular de 0.5’ com uma precisão milimétrica da leitura da distância, e ainda uma rapidez na aquisição e registo dos dados.

A Estação Total Leica TM 30 destina-se principalmente a ser utilizada para monitorização, possui um excelente grau de precisão que se adequa eficientemente para a monitorizaçào e controle posicional de estruturas sendo de alta rentabilidade. A monitorização com Estação Total exige que os pontos de referência sejam estáveis, fiáveis e duradouros. São utilizados prismas especificos e apropriados para a optimização da precisão.

As limitações que este método encontra são maioritáriamente derivadas das condições atmosféricas, má visibilidade, assim como vibrações, etc. Além de que os pontos de referência serem susceptiveis de sofrerem danos.

Ponte Nobre de Carvalho, Ponte da Amizade e LECM – Edifício do Laboratório de Engenharia Civil de Macau sobre a visada da Estação Total Leica TM30 para medir eventuais deslocamentos.

Plano de Localização dos pontos de monitorização nas Sapatas dos pilares da Ponte da Amizade e das respectivas estações de referência.  A localização dos pontos de referência e de monitorização tem de ser estrtágica e cuidadosamente escolhida garantindo sempre a sua intervisibilidade, e assegurando a sua estabilidade e durabilidade

Alçado da Ponte da Amizade com a localização dos Pilares alvos de monitorização efectuada com a Estação Total Leica TM 30.

• Levantamentos Topográficos com GNSS - LEICA GS14 + CS 10 e Leica GS16 + CS 20 Georeferênciação de Terreno / Estruturas / Edifícios

O GNSS (Global Navigation Satellite System) usa os sinais emitidos por satélites para determinar a posição e possibilitar a determinaçào das Coordenadas. Devido às diversas constelações de satélites, tais como: GPS (USA), GLONASS: (Russia), BeiDou (China), Galileo (Europe) and IRNSS(India), o sistema permite a adopção efectiva e inteligente pelo receptor no solo que seleciona e optimiza os sinais emitidos pelos satélites para determinar da forma mais precisa a sua posição. 

São utilizados três Estações de Referência, denominadas de CORS (Continuously Operating Reference Station), pertença do Governo de Macau - Direcção dos Serviços de Cartografia e Cadastro, que estão instaladas em Macau (FOMO-2002), Taipa (DSMG-2008) e Coloane (COAL-2006). 

GNSS adquire os dados a alta velocidade e fornece as Coordenadas com elevada precisão em tempo real. As limitações à utilização do Sistema GNSS são as de que necessita de um campo livre de obstruções para o céu, o que em zonas urbanas não permite a sua plena utilização. As precisões obtidas são de 8-10mm (Horizontal) e 10-15mm (Vertical) 

Satélites em Orbita.

Estações de Referência da DSCC CORS (Continuously Operating Reference Station)

Receptores GNSS do LECM GS16 & GS14

• Varrimento laser com Leica ScanStation C10

O Laser Scanner é uma tecnologia de ponta para a rasterização e cobertura fotogramétrica de qualquer objecto. No campo topográfico é utilizado principalmente para o levantamento digital de taludes, áreas terrestres, pontes e fachadas de edifícios etc.

A tecnologia Laser Scan permite novas capacidades no âmbito de monitorização de deformações, verticalidade, etc.

Com a tecnologia de varrimento laser o LECM entrou na área da modelação 3D aplicada à engenharia civil designadamente na monitorização geométrica e na inspecção visual.

Comparação entre o projecto e a construção (pilar do Metro Ligeiro de Macau)

Zona de manuseamento de bagagens do Aeroporto Internacional de Macau