UC01872

Operar Sistema de Navegação por Satélite (GNSS) na prospeção de recursos minerais

Mapas, curvas de nível, coordenadas, SIG, GNSS e segurança de campo

Curso profissional · 50h · Técnico/a de Prospeção e Pesquisa de Recursos Minerais

Plano

  1. Prospeção e posicionamento
  2. Escalas
  3. Curvas de nível e relevo
  4. Área
  5. Sistemas de coordenadas
  6. Tipos de mapas
  7. SIG · Sistemas de Informação Geográfica
  8. GNSS: fundamentos
  9. Operar o recetor GNSS
  10. Exportar dados e programas informáticos
  11. Bússola e orientação
  12. Segurança no trabalho de campo

Bloco 1 · Prospeção e posicionamento

Duas escalas de prospeção

  • Prospeção estratégica: escala regional, dados já existentes, deteção remota, seleção de áreas. Trabalho de gabinete.
  • Prospeção tática: escala local, geoquímica de detalhe, geofísica, trincheiras e sondagens. É aqui que o GNSS se torna indispensável.
  • Contextos: áreas de prospeção e pesquisa, minas, pedreiras.
  • Direitos atribuídos por contrato; entidade reguladora em Portugal: DGEG.

Sem posicionamento rigoroso, o trabalho de campo de hoje não se cruza com o de amanhã.

O ciclo do posicionamento

  1. Planear no gabinete: escolher o mapa, marcar pontos em coordenadas.
  2. Navegar no terreno até cada ponto com o GNSS.
  3. Registar posição, hora e metadados.
  4. Exportar para o SIG do projeto.

Localização = onde é isto (as coordenadas). Posicionamento = o processo e o instrumento que a produziu.

Bloco 2 · Escalas

O que é a escala

  • Escala numérica (1:25 000): 1 cm no mapa = 250 m no terreno.
  • Escala gráfica: régua desenhada no mapa, sobrevive a fotocópias e reduções.
  • Quanto mais próximo de 1:1, maior a escala e mais pormenor.
Escala 1 cm = Uso
1:25 000 250 m campo detalhado (M888)
1:50 000 500 m planeamento, carta geológica
1:200 000 2 km síntese regional

Calcular com a escala

Exemplo: numa carta 1:25 000, dois pontos distam 8,4 cm no papel.

Distância real = 8,4 × 250 = 2 100 m = 2,1 km.

Área converte-se ao quadrado: 1 cm² no mapa 1:25 000 = 250 × 250 = 62 500 m² (6,25 ha).

Uma mancha de 2 cm² no mapa: área real = 2 × 62 500 = 125 000 m² = 12,5 ha.

Bloco 3 · Curvas de nível e relevo

Curvas de nível

  • Linhas que unem pontos com a mesma altitude.
  • Equidistância natural na 1:25 000: 10 m; mestras a cada 50 m.
  • Curvas próximas: declive acentuado. Curvas afastadas: declive suave.
  • Círculos fechados com valores a subir para dentro: cume.
  • "V" a apontar para montante ao longo de um curso de água: vale.

Calcular o declive

Declive (%) = (desnível / distância horizontal) × 100

Exemplo: A (350 m) e B (500 m), 6 cm no mapa 1:25 000.

  1. Desnível = 500 − 350 = 150 m.
  2. Distância horizontal = 6 × 250 = 1 500 m.
  3. Declive = (150 / 1 500) × 100 = 10%.

Um declive de 10% já condiciona o acesso de máquinas de sondagem.

Bloco 4 · Área

Área por quadrícula

Sobrepor uma quadrícula (1 cm de lado) ao mapa e contar quadrados.

Exemplo: 5 quadrados inteiros + 4 meios, em carta 1:25 000.

  1. Quadrados equivalentes = 5 + (4 × 0,5) = 7.
  2. Cada quadrado = 6,25 ha.
  3. Área real = 7 × 6,25 = 43,75 ha.

Rápido no campo; para um valor definitivo, digitaliza-se o polígono no SIG.

Área por coordenadas

Talhão retangular: canto SW (E=550 230, N=4 245 100); canto NE 300 m a leste e 200 m a norte.

  1. Largura = 300 m; comprimento = 200 m.
  2. Área = 300 × 200 = 60 000 m².
  3. Em hectares: 60 000 / 10 000 = 6 ha.

Não precisa da escala do mapa: usa-se diretamente a diferença de coordenadas.

Bloco 5 · Sistemas de coordenadas

Geográficas, UTM e datum

  • Geográficas: latitude/longitude, em graus (decimais ou DMS).
  • UTM: Este/Norte em metros, por fusos. Portugal continental: fuso 29, bandas 29S (sul de 40°N) e 29T (norte de 40°N).
  • Sistema oficial em Portugal: PT-TM06/ETRS89 (datum ETRS89, projeção PT-TM06). O GNSS trabalha em WGS84/ETRS89, diferença desprezável para um recetor de navegação.

Regra de ouro: o datum do recetor tem de ser igual ao do mapa.

PT-TM06 e UTM: números diferentes

Sistema Coordenadas EPSG
WGS84 geográficas lat/long (GPX, apps) 4326
ETRS89 / PT-TM06 M, P em metros, podem ser negativos 3763
ETRS89 / UTM 29N E, N (N perto de 4 milhões) 25829
WGS84 / UTM 29N E, N em metros 32629

Dados antigos (coordenadas militares, Datum Lisboa): transformar no SIG, nunca copiar números.

Altitude elipsoidal vs ortométrica

  • GNSS: altitude elipsoidal (acima do elipsoide de referência).
  • Carta: altitude ortométrica (acima do nível médio do mar).
  • h = H + N: a ondulação do geoide (N) em Portugal é positiva e da ordem das dezenas de metros (modelo GeodPT08, DGT).

Nunca compares as duas sem correção; muitos recetores já a aplicam automaticamente.

Bloco 6 · Tipos de mapas

Satélite, terreno, OSM, OpenTopoMap

Tipo Mostra Quando usar
Satélite aspeto real reconhecer acessos, afloramentos
Terreno relevo, curvas navegação, declive
OpenStreetMap vias, POI planear acessos
OpenTopoMap vias + relevo alternativa gratuita ao topográfico

Carta militar 1:25 000 (CIGeoE, M888); Carta Geológica de Portugal (LNEG), 1:50 000/200 000/500 000.

Simbologia e legenda

  • Legenda: a chave de qualquer mapa; consultar sempre, nunca assumir por semelhança.
  • Linhas azuis: água. Linhas castanhas: curvas de nível. Verde: vegetação.
  • Cartas geológicas: legenda própria de litologias e estruturas.

Ler um mapa começa sempre pela legenda.

Bloco 7 · SIG · Sistemas de Informação Geográfica

O que é um SIG

  • Guarda, organiza, analisa e cruza informação georreferenciada.
  • Camadas: pontos, limites, geologia, vias, cada uma independente.
  • Vetorial: pontos, linhas, polígonos, com atributos.
  • Raster: grelha de células (imagem de satélite, modelo digital de terreno).

Selecionar e consultar

  • Selecionar informação georreferenciada: filtrar só o que interessa a uma tarefa.
  • Exemplo: pontos de solo da campanha de 2026 → consulta por "tipo de amostra = solo" e "campanha = 2026".
  • Só funciona se os metadados de cada ponto estiverem bem preenchidos.

O SIG é o destino de todos os dados que se recolhem no terreno.

Bloco 8 · GNSS: fundamentos

Constelações e trilateração

  • GPS (EUA), GLONASS (Rússia), Galileo (UE), BeiDou (China): todas globais e gratuitas.
  • Recetor multi-constelação: mais satélites disponíveis, melhor em terreno difícil.
  • Trilateração: distância = tempo de percurso × velocidade da luz; usa distâncias, não ângulos.
  • Mínimo 4 satélites para posição 3D: 3 coordenadas + erro do relógio do recetor.
  • 1 µs de erro no relógio ≈ 300 m de erro de distância.

Os três segmentos e as órbitas

  • Espacial: satélites com relógios atómicos. Controlo: estações do operador. Utilizador: recetores, que só recebem.
  • GPS ~20 200 km (24 nominais, ~30 em órbita); GLONASS ~19 100 km; Galileo ~23 200 km; BeiDou MEO ~21 500 km + órbitas altas.
  • Almanaque (órbitas aproximadas) e efemérides (órbita precisa, poucas horas): arranque a frio demora mais.

DOP, SBAS, DGNSS e RTK

  • Erro ≈ DOP × erro de cada distância: PDOP 1,8 × 2 m ≈ 3,6 m; PDOP 6,5 × 2 m = 13 m.
  • PDOP acima de 6: não registar pontos importantes.
  • SBAS/EGNOS: correções por satélites geoestacionários. DGNSS: estação de referência. RTK: fase da portadora, centimétrico, ReNEP (DGT).
  • Minas subterrâneas: sem sinal GNSS; pedreiras: bancadas causam obstrução e multitrajeto.

Precisão e fontes de erro

Método Precisão
Autónomo alguns metros
SBAS (EGNOS), recetor de navegação cerca de 1 a 3 m
DGNSS, recetor de mapeamento sub-métrica
RTK (ReNEP) centimétrica

Erros: DOP/PDOP, multitrajeto, obstrução por vegetação/relevo, atraso ionosférico/troposférico, erro humano de datum.

A chuva não degrada de forma relevante o GNSS.

Bloco 9 · Operar o recetor GNSS

Configurar, marcar, navegar

  1. Configurar: datum e coordenadas iguais aos do mapa, formato, unidades, hora.
  2. Waypoints: ponto guardado, nome consistente, descrição curta.
  3. Rotas (sequência planeada de pontos) e tracks (registo automático do percurso feito).
  4. Navegar (go-to): distância e rumo até um waypoint selecionado.
  5. Metadados: data, hora, precisão estimada, operador.

Verificar coordenadas

  1. Sistema indicado e ordem de grandeza coerente.
  2. Ponto de controlo no início do dia (vértice geodésico): desvio compatível com a precisão?
  3. Carta: o ponto cai onde devia?
  4. Repetição noutra hora; média de posições ao marcar.
  5. Diferença grande (100 m ou mais): suspeitar primeiro do datum.

Simbologia e personalização

  • Ecrã: barras de satélite, precisão (EPE), ícone de waypoint, track a cores, seta de rumo, bateria.
  • Personalizar: mapa "norte para cima" ou "sentido de marcha para cima"; intervalo do track; alarmes de proximidade.
  • Precisão (EPE) elevada: não marcar um ponto crítico, esperar por melhor geometria.

Bloco 10 · Exportar dados e programas informáticos

GPX, CSV e o fluxo até ao SIG

  • GPX: waypoints, rotas e tracks; preserva nome, hora, altitude. Coordenadas sempre em WGS84 lat/long e hora em UTC.
  • CSV: tabela simples; não diz o sistema, que tem de ser indicado (e escolhido no SIG ao importar).
  • Fluxo: descarregar → verificar datum/coordenadas → importar como camada → cruzar com o projeto → arquivar o original.
  • Manutenção: carregar baterias, bateria de reserva, limpar e proteger o equipamento.

Software de apoio

  • Apps de campo: OsmAnd, Locus Map, Gaia GPS; Avenza Maps para mapas em PDF georreferenciados.
  • SIG de secretária: QGIS, gratuito e de código aberto.
  • Geoportais: LNEG (geologia e recursos minerais), DGT (cartografia de base, ReNEP).

Fluxo completo: app de campo → GPX/CSV → QGIS → cartografia oficial.

Bloco 11 · Bússola e orientação

Os três nortes

  • Geográfico (verdadeiro): o dos meridianos.
  • Magnético: para onde aponta a agulha.
  • Cartográfico (da quadrícula): o da grelha do mapa.
  • Declinação magnética: geográfico/magnético; convergência de meridianos: geográfico/cartográfico.
  • Em Portugal a declinação é pequena, mas varia com o tempo e o local: lê-se na margem da carta.

Rumo e orientação sem GNSS

Exemplo: A (E=550 230, N=4 245 100), B (E=551 890, N=4 246 700).

  1. ΔE = 1 660 m; ΔN = 1 600 m.
  2. Distância = √(1 660² + 1 600²) ≈ 2 306 m.
  3. Rumo de quadrícula46° (nordeste).
  4. N magnético 2° a oeste da quadrícula (valor de exemplo): rumo magnético = 46° + 2° = 48°.

Sem GNSS: contagem de passos calibrada, ou ressecção com duas referências e a bússola.

Bloco 12 · Segurança no trabalho de campo

Antes de sair e no terreno

  • Trabalhar em pares; deixar plano de campo (rota, hora de regresso).
  • Comunicação e 112; água e proteção solar; EPI (botas, capacete, óculos).
  • Autorização dos proprietários.
  • Nunca entrar em poços ou galerias mineiras abandonadas (áreas geridas pela EDM).
  • Atenção a incêndios, animais e terreno instável.

Desorientação: o protocolo

  1. Parar.
  2. Reorientar-te com mapa, bússola e GNSS, cruzando as três fontes.
  3. Se não conseguires confirmar a posição, ficar visível e pedir ajuda.

Nunca sigas a linha de água a jusante: leva a ravinas e cascatas, causa reconhecida de acidentes.

Recapitulando

  • Mapas: escalas, curvas de nível, relevo e área, lidos com a legenda certa.
  • Coordenadas: sistema e datum sempre iguais entre recetor e mapa.
  • SIG: destino de toda a informação georreferenciada, organizada em camadas.
  • GNSS: constelações, precisão, fontes de erro, operação do recetor e exportação GPX/CSV.
  • Bússola como reserva; segurança de campo em todas as saídas.

Próximo: fichas e mini-projeto, posicionar e navegar de raiz.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a diferença estratégica/tática não é académica, muda o instrumento de trabalho (mapa de gabinete vs GNSS no terreno). - erro comum: achar que o GNSS só interessa "no fim". Interessa desde a primeira saída de campo. - exemplo: comparar o planeamento de uma campanha regional com o de uma malha de amostragem local.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: distinguir localização de posicionamento; a qualidade do posicionamento (autónomo vs RTK) condiciona o valor da localização. - pergunta: porque é que registar "como" se obteve um ponto é tão importante como registar o ponto? - exemplo/analogia: duas fotos "iguais" tiradas com câmaras de qualidade muito diferente.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: escala "maior" tem o segundo número MENOR. Ponto de confusão clássico. - erro comum: achar 1:200 000 é "maior" que 1:25 000 por ter o número maior. - exemplo: medir uma distância real no quadro com uma escala dada.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o fator de área é o quadrado do fator linear, não o mesmo fator. - erro comum: multiplicar a área do mapa só pelo fator linear (250), esquecendo o quadrado. - exemplo: fazer o cálculo em conjunto com outra escala (1:50 000) para fixar o método.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a distância ENTRE curvas no papel é que indica o declive, não o número de curvas. - erro comum: confundir a direção do "V" do vale com a de um cume. - exemplo: mostrar duas zonas do mesmo mapa, uma com curvas apertadas, outra afastadas.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: distância horizontal vem sempre da escala, nunca da distância "ao longo do declive". - erro comum: usar a distância medida na régua sem a converter pela escala. - pergunta: que declive teríamos se a distância no mapa fosse só 3 cm para o mesmo desnível?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: meios quadrados contam 0,5, não se arredonda para 0 nem para 1. - erro comum: esquecer de converter os quadrados para hectares reais pela escala. - exemplo: fazer a turma contar quadrados sobre uma mancha desenhada no quadro.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: com coordenadas UTM em metros, a área sai diretamente, sem fator de escala. - erro comum: aplicar o fator de conversão da escala também a este método (é desnecessário aqui). - exemplo: é exatamente isto que um SIG faz automaticamente ao calcular a área de um polígono.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: NUNCA "29T para todo o continente"; depende da latitude do local. - erro comum: datum trocado. Os números parecem plausíveis mas apontam para o sítio errado. - exemplo: converter 38° 43' 01" N para graus decimais (38,7169°), sempre dentro do mesmo sistema.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: datum (ETRS89) e projeção (PT-TM06, UTM) são coisas diferentes; "datum PT-TM06" é um erro de linguagem frequente. - erro comum: juntar numa tabela pontos em UTM e em PT-TM06; a ordem de grandeza denuncia-os. - exemplo: 5 casas decimais em graus ≈ 1 m; 3 casas ≈ 110 m de passo.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: h = H + N. Uma diferença de dezenas de metros entre a altitude elipsoidal do GNSS e a da carta é a ondulação do geoide (modelo GeodPT08 da DGT), não um erro de leitura. - erro comum: assumir "o GNSS está errado" sem verificar que tipo de altitude está a comparar. - pergunta: porque é que o geoide (nível do mar) não é uma superfície matematicamente simples?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cada tipo de mapa responde a uma pergunta diferente, "como chego lá" não é a mesma pergunta que "qual é o declive". - erro comum: usar só um tipo de mapa para tudo. - exemplo: mostrar a mesma área nos quatro tipos de mapa lado a lado.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a mesma cor pode significar coisas diferentes em mapas diferentes; a legenda manda. - erro comum: interpretar um símbolo por hábito de outro mapa. - exemplo: comparar a legenda de uma carta topográfica com a de uma carta geológica.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: camadas funcionam como folhas de acetato sobrepostas, ligam-se e desligam-se conforme a pergunta. - erro comum: confundir vetorial (pontos/linhas/polígonos) com raster (grelha de células). - exemplo: mostrar um SIG a ligar/desligar camadas de um projeto real.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a qualidade da consulta depende da qualidade do registo no terreno, capítulo 9. - erro comum: registar waypoints sem atributos e descobrir o problema só meses depois. - pergunta: que atributos guardarias sempre em cada ponto de amostragem?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o 4.º satélite não dá "altitude extra", corrige o erro do relógio do recetor. - erro comum: achar que 3 satélites bastam para uma posição 3D fiável. - exemplo: comparar o número de satélites visíveis a céu aberto e num vale encaixado.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o recetor não transmite; o número de utilizadores é ilimitado e o GNSS não "localiza" ninguém por si. - erro comum: ligar o recetor dentro do carro ou num vale e achar que está avariado porque demora. - exemplo: ligar dois recetores na aula, um recém-ligado e outro acabado de usar, e comparar o tempo até ao primeiro posicionamento.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o erro de posicionamento deve ser pequeno face ao espaçamento do que se marca (malha de 100 m vs sondagens a 10 m). - erro comum: prometer precisão sub-métrica a um recetor de navegação só porque tem EGNOS. - pergunta: porque é que satélites agrupados numa zona do céu dão pior posição do que espalhados?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a chuva não é causa relevante de má leitura; corrigir esse mito assim que surgir. - erro comum: atribuir imprecisão à chuva em vez de investigar DOP, obstrução ou multitrajeto. - pergunta: porque é que RTK não é sempre a escolha certa, mesmo sendo mais preciso?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: os 5 passos seguem sempre esta ordem, mesmo em equipamentos diferentes. - erro comum: marcar um waypoint sem nome nem descrição, impossível de identificar depois. - exemplo: simular a marcação de um waypoint no recetor da sala.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: "verificar coordenadas de locais" é critério de desempenho da UC; tem de ser um hábito diário. - erro comum: "corrigir à mão" um ponto que não bate, em vez de investigar a causa. - exemplo: vértice E=553 412, N=4 243 870 vs recetor E=553 414, N=4 243 868: cerca de 2,8 m, recetor em ordem.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: um EPE alto é um aviso a levar a sério antes de gravar um ponto que vai para o relatório. - erro comum: ignorar o valor de precisão mostrado no ecrã. - exemplo: mostrar os ícones típicos de um recetor ou app real na aula.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: verificar sistema de coordenadas ANTES de importar, não depois de os pontos aparecerem no sítio errado. - erro comum: perder o ficheiro original por o editar diretamente sem guardar cópia. - exemplo: exportar um conjunto de waypoints de exemplo em GPX e abrir num SIG.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o fluxo é sempre o mesmo, muda só o software escolhido. - erro comum: usar uma app de campo isolada, sem nunca levar os dados a um SIG do projeto. - exemplo: navegar rapidamente pelo geoportal do LNEG na aula, se houver rede.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: nunca fixar um valor de declinação de memória, é preciso ler na carta ou num modelo atualizado. - erro comum: confundir norte magnético com norte da quadrícula. - exemplo: mostrar a margem de uma carta militar com a informação de declinação.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o rumo mede-se sempre a partir do norte, no sentido dos ponteiros do relógio; um rumo calculado com coordenadas é de quadrícula e tem de ser convertido antes de ir para a bússola. - truque: desenhar os nortes como na margem da carta para acertar o sinal da correção. - erro comum: esquecer de calibrar a contagem de passos antes de confiar nela. - pergunta: como se faz uma ressecção com apenas mapa e bússola?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a checklist de segurança faz parte do planeamento, não é um extra opcional. - erro comum: sair sozinho "só para verificar uma coisa rápida". - exemplo: percorrer a checklist completa com a turma antes de uma saída simulada.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o protocolo é sempre parar primeiro, nunca continuar a caminhar às cegas. - erro comum: seguir a água a jusante por parecer intuitivo. - exemplo: simular um cenário de desorientação e pedir à turma para aplicar os 3 passos.