Esta postagem é fruto de dúvidas de um companheiro do blog, o Ezequiel Faria. Acredito que tal como ele, outras pessoas também acessam o blog a fim de encontrar boas respostas. Agradeço ao Ezequiel pela pesquisa que fez e compartilho com vocês as informações que ele levantou sobre o tema, concentrando nessa postagem os principais documentos disponíveis sobre as mudanças de DATUM.

Parâmetros de Transformação SIRGAS2000 e SAD 69 e WGS84

Em virtude da diferença entre os dois sistemas SAD69 e SIRGAS2000 tanto em origem como na forma da superfície de referência, torna-se necessária a compatibilização das coordenadas com o Datum desejado. A não consideração dessa transformação tem implicações substanciais nos resultados obtidos, implicando erros que podem atingir dezenas de metros, tanto em planimetria quanto na altimetria. Para compatibilização torna-se necessário um procedimento matemático que relacione os dois sistemas. (FERNANDES, Vivian de O.; NOGUEIRA, Ruth E.. 2010)

Os parâmetros de transformação oficiais entre os referenciais SAD 69 e SIRGAS2000 e SAD 69 e WGS84 estão disponíveis em: ftp://geoftp.ibge.gov.br/metodos_e_outros_documentos_de_referencia/normas/nota_tecnica_termino_periodo_transicao_sirgas2000.pdf

Contudo, há também os parâmetros de transformação entre os referenciais Córrego Alegre e SAD 69 disponíveis em: ftp://geoftp.ibge.gov.br/metodos_e_outros_documentos_de_referencia/normas/bservico1602.pdf

Resoluções

• Resolução do Presidente do IBGE Nº 1/2015 – Define a data de término do período de transição definido na RPR 01/2005 e dá outras providências sobre a transformação entre os referenciais geodésicos adotados no Brasil
• Nota Técnica – Término do Período de Transição para Adoção no Brasil do Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas (SIRGAS), em sua Realização de 2000,4 (SIRGAS2000)
• Instruções Técnicas para Controle Geodésico de Estações Maregráficas – CGEM e sua Vinculação Vertical ao Sistema Geodésico Brasileiro – SGB
• Norma de Serviço número 001/2008 de 01/09/2008 – Padronização de Marcos Geodésicos – agosto 2008
• Orientações para Instalação de Estações de Monitoramento Contínuo GNSS Compatíveis com a RBMC
• Recomendações para Levantamentos Relativos Estáticos – GPS
• Resolução do Presidente do IBGE Nº 4/2012 – Retifica a RPR nº001/2005, referente à caracterização do Sistema Geodésico Brasileiro
• Resolução do Presidente do IBGE Nº 1/2005 – Altera a caracterização do Sistema Geodésico Brasileiro
• Resolução PR nº 5 (31/03/1993) – Especificações e Normas Gerais para Levantamentos GPS (versão preliminar)
• Resolução PR nº 22 (21/07/1983) – Especificações e Normas Gerais para Levantamentos Geodésicos
• Resolução PR nº 23 (21/02/1989) – Parâmetros para Transformação de Sistemas Geodésicos

A problemática do SAD-69 e SAD-69/96

Um breve histórico

Em 1920, o elipsóide de Clarke, com o Observatório do Morro Santo Antônio, foi o primeiro elipsóide adotado oficialmente no Brasil. Antes disso, a Carta Geral do Império e a Carta Geral do Brasil, já tinham como modelo matemático os elipsóides de Bessel e Clarke, com origem no Observatório do Morro do Castelo (MENEZES & FERNANDES, 2008). Sabe-se que os últimos referenciais geodésicos no Brasil foram: Córrego Alegre, Astro Datum Chuá, SAD69, e atualmente por legislação, encontra-se em transição para o SIRGAS2000. Cronologicamente, o Córrego Alegre foi o primeiro SGR horizontal a ser utilizado no Brasil, até o início da década de 70. Por um curto período que antecedeu o SAD69, foi adotado o Chuá Astro Datum, e a partir de 1977 o SAD69 passou a ser utilizado oficialmente nos trabalhos de Geodésia e Cartografia do país. Uma parte significativa do acervo cartográfico relativo ao mapeamento topográfico do país encontra-se ainda hoje em Córrego Alegre, mas o mapeamento em escala grande destinado ao Cadastro Urbano encontra-se em sua maioria em SAD69.

(…) No Brasil, os referenciais planimétrico e altimétrico para a cartografia brasileira são aqueles definidos para o sistema geodésico brasileiro – SGB, estabelecido pela Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e estatística – IBGE, com suas especificações e normas.

Segundo DALAZOANA (2001), o estabelecimento do primeiro SGB ocorreu na década de 40 e foi sofrendo evoluções compatíveis com o desenvolvimento tecnológico. Até 1991, as materializações do SGB foram obtidas pelos procedimentos clássicos de triangulação e poligonação. A partir desta data, o IBGE adotou o Sistema de Posicionamento Global – GPS em seus trabalhos geodésicos. Em 1996 o IBGE finalizou o projeto de reajustamento da rede geodésica brasileira, integrando no reajustamento de toda a rede continental.

(…) A rede planimétrica continental do SAD69 foi ajustada pela primeira vez na década de 60. Neste ajustamento, cadeias de triangulação de vários países tiveram seus dados homogeneizados, adotando-se o mesmo tratamento.

(…) Basicamente, as distorções existentes na rede clássica ocorreram devido a três principais causas (IBGE, 1997): fraca geometria das redes clássicas, ausência de um modelo geoidal preciso para a redução das observações geodésicas ao elipsóide e métodos de ajustamento aplicados.

Na década de 70 iniciou-se no Brasil o uso dos sistemas de posicionamento por satélites através do sistema TRANSIT. Foram realizadas observações Doppler em estações da rede geodésica de alta precisão com a finalidade de estimar parâmetros de transformação entre o SAD69 e o NSWC9Z2 (sistema associado às efemérides precisas do sistema TRANSIT) CASTAÑEDA (1986). Posteriormente foram estabelecidas estações na região amazônica onde não era possível a prática dos procedimentos clássicos. De uma forma bem abrangente, a realização do SGB, até o início da década de 90, foi obtida pelos procedimentos clássicos de triangulação e poligonação, tendo como observações básicas: direções horizontais, ângulos verticais, distâncias, coordenadas e azimutes astronômicos
OLIVEIRA (1998b), além de pontos estabelecidos com o sistema TRANSIT. Finalmente, em 1991 o IBGE adotou o GPS em seus trabalhos geodésicos (COSTA, 1999).

(…) Considerando os fatos abordados, aliados aos avanços tecnológicos, constatou-se a necessidade de um reajustamento da rede, desta vez de forma global, abrangendo todas as observações disponíveis até então. Como o SAD69 era o referencial oficialmente adotado no Brasil, neste reajustamento foram mantidos os mesmos parâmetros definidores e injunções iniciais do primeiro ajustamento. Sendo assim, deve-se manter a mesma denominação para o sistema de referência SAD69 na sua nova materialização após o reajustamento (IBGE, 2007).

(…) De acordo com OLIVEIRA (1998) oficialmente, as realizações do SAD69 não sofreram nenhuma diferenciação em termos de nomenclatura, permanecendo a nomenclatura SAD69. Mas na prática esta realização é conhecida por SAD69/96, relacionado ao ano de 1996 que foi terminado o ajustamento.

A exigência de um reajustamento da componente planimétrica da Rede Geodésica Brasileira – RGB já era evidenciada em 1985, fundamentada basicamente, pelas seguintes razões de acordo com OLIVEIRA (1998b):

a) deformações impostas à rede pela técnica de ajustamento utilizada, processamento em blocos e pela modelagem inerente ao conjunto de reduções aplicadas às observações integrantes da Rede Geodésica Brasileira – RGB;

b) recuperação dos trechos da RGB por motivos de destruição, inserindo tanto novos vértices quanto observações, proporcionando, desta forma, alterações na estrutura até então existente;

c) possibilidade de refinar a materialização do SGB, pela disponibilidade e
introdução de controle externo à rede, principalmente através do emprego de satélites
artificiais com fins de posicionamento.

Segundo COSTA (1996) citado por OLIVEIRA (1998b) em função do exposto, foi criado pelo IBGE, no ano de 1985, o projeto denominado de Projeto de Reajustamento da Rede Geodésica Planimétrica Brasileira – REPLAN, cujo término aconteceu no segundo semestre do ano de 1996. A quase totalidade das informações sobre a mais recente realização do SAD69 no Brasil.

Além das observações GPS referentes à rede clássica também participaram do reajustamento, formando uma estrutura de 4759 estações contra 1285 ajustadas quando da definição do SAD69. O reajustamento concluído em 1996 combinou duas estruturas estabelecidas independentemente por diferentes técnicas. Naquela época as estações GPS do Brasil somavam 187, sendo que a ligação entre elas foi feita por 49 estações da rede clássica rastreadas por satélites. A rede GPS (por ser uma estrutura com precisão superior) tem por função controlar a rede clássica. Algumas observações Doppler também foram incluídas no ajustamento com este objetivo IBGE (1997).

FERNANDES, Vivian de O.; NOGUEIRA, Ruth E. 2010. CONSEQÜÊNCIAS DA MUDANÇA DE DATUM NA REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA DIRECIONADA PARA AMBIENTE SIG. Portal de Cartografia. Londrina, v.3, n.1

As materializações do SAD-69

O SAD 69 possui 3 materializações conforme texto acima, são elas:

• Datum Sul Americano 1969 (SAD 69).
• Datum Sul Americano 1969, realização de 1996 (SAD 69 1996).
• Datum Sul Americano 1969, apenas pontos determinados por técnicas
  Doppler ou GPS (SAD 69 Técnica Doppler ou GPS)

(As coordenadas das estações Doppler do SGB foram estabelecidas aplicando-se o método de posicionamento por ponto, ou seja, elas foram obtidas de forma completamente independente das redes clássicas e GPS (Fonte: MundoGeo)

A relação entre SAD 69 Técnica Doppler ou GPS e SIRGAS2000 ocorre através dos
parâmetros de transformação. Não existe necessidade de modelagem de distorções neste caso já que elas são homogêneas e diminutas. (Fonte: IBGE)

Durante a análise do SAD69, em suas duas realizações (a original e a de 1996), ficou claro que existem dois comportamentos distintos entre os pontos que compõem a rede clássica e os pontos que compõem a rede determinada por técnicas espaciais, Doppler e GPS. Decidiu-se deste modo tratar os pontos espaciais como uma rede própria. O usuário deve identificar a que rede os seus mapas e bancos de dados pertencem, e como eles foram determinados, já que o padrão de distorção destas 3 redes (SAD69 Rede Clássica, SAD69/96 Rede Clássica e SAD69 Técnica Doppler ou GPS) possuem um padrão de distorção bastante diferentes. O emprego inadequado levará a resultados errôneos. (Fonte: IBGE)

Migração dos referenciais Córrego Alegre, SAD 69 e WGS 84 para SIRGAS2000

Diferentes métodos podem ser aplicados na transformação de coordenadas entre dois referenciais geodésicos: através do uso de parâmetros de transformação entre os centros/eixos coordenados dos sistemas de referência tridimensionais envolvidos na transformação; ou através do uso de grades que modelam espacialmente as diferenças entre as coordenadas planimétricas, referidas aos dois sistemas, em regiões cobertas por estes referenciais. As grades de transformação dos sistemas geodésicos de natureza clássica para o SIRGAS2000 possibilitam a modelagem das distorções das materializações destes referenciais, obtendo-se um resultado final com melhor exatidão.

Na transformação entre os sistemas SAD 69 e SIRGAS2000, em regiões do país não contempladas pelas grades de transformação ou para transformar coordenadas obtidas originalmente a partir de estações da rede planimétrica brasileira determinadas por GPS ou DOPPLER, deve-se utilizar os parâmetros de transformação oficiais determinados pelo IBGE e publicados no ANEXO da Resolução RPR 01/2005. (Fonte: Nota técnica IBGE)

Sobre o ProdGrid

O ProGriD é uma aplicação desktop que roda no ambiente Microsoft Windows, desenvolvido de modo a permitir a transformação de coordenadas entre os sistemas de referência oficiais em uso no Brasil: Córrego Alegre, SAD 69 e SIRGAS2000. O ProGriD foi desenvolvido visando permitir a migração de bancos de dados e mapas de Córrego Alegre e SAD 69 para SIRGAS2000, em um esforço de prover a comunidade de usuários de dados geoespaciais de uma ferramenta que facilite na transição para o SIRGAS2000.

ftp://geoftp.ibge.gov.br/informacoes_sobre_posicionamento_geodesico/sirgas/aplicativos/transformacao_coordenadas/leia_me_primeiro.pdf

ftp://geoftp.ibge.gov.br/informacoes_sobre_posicionamento_geodesico/sirgas/aplicativos/transformacao_coordenadas/progrid_guia_do_usuario.pdf