Sistemas de coordenadas e projeções no QGIS: explicado para humanos

Putz, se tem um assunto que faz aluno desistir de geoprocessamento na primeira semana, é sistema de coordenadas. Aluno abre o QGIS, joga uma camada lá, aparece em lugar errado, ou não aparece, ou cálculo de área dá um número absurdo, e a sensação é “não sirvo pra isso”. Tô aqui pra te dizer: você serve, a coisa é confusa mesmo, e quando você entende, vira fácil.

Latitude, longitude, datum, projeção, UTM, EPSG, SIRGAS, WGS84. Tudo isso parece língua de outro planeta no começo. Neste post eu vou destrinchar cada um desses termos sem jargão acadêmico, com analogia visual, e mostrar como configura tudo certo no QGIS pra você nunca mais perder uma tarde por causa de CRS errado. Vamos do básico (a Terra é redonda, o mapa é plano) até os erros clássicos que custam laudo de licenciamento e dissertação inteira de mestrado.

Por que isso confunde tanta gente (e é tão importante)

Porque a Terra não é plana, mas mapa é. Pronto, esse é o problema central. Toda a complexidade de sistemas de coordenadas vem dessa frase. A Terra é uma bola levemente achatada (geoide irregular), o papel ou a tela do computador é plano. Cabe ao cartógrafo achatar essa bola pro plano, e isso é matematicamente impossível sem distorcer alguma coisa: forma, área, distância, ou ângulo.

Resultado prático: existem dezenas de jeitos diferentes de fazer essa transformação, cada um melhor pra uma finalidade. Você precisa saber qual jeito tá usando, e principalmente, garantir que todas as suas camadas estão usando o mesmo jeito antes de fazer qualquer cálculo.

Por que importa: Erro de CRS é a primeira causa de retrabalho em projeto de geoprocessamento. Domina isso e você economiza dezenas de horas por ano.

A Terra é redonda, o mapa é plano

Imagina uma laranja. Pega uma faca e descasca a laranja em pedaços, agora tenta colar todos os pedaços de casca num plano sem rasgar nem esticar. Não dá. Você vai precisar esticar (distorce área), ou rasgar (distorce continuidade), ou cortar tira (distorce forma).

A cartografia inventou várias estratégias pra resolver esse trade-off, e cada estratégia preserva uma coisa e sacrifica outra. Você nunca vai ter mapa que preserve tudo. Por isso existem tantas projeções diferentes.

Latitude e longitude

Esse é o sistema “natural” de coordenadas. Imagina linhas paralelas em volta da Terra (paralelos), e linhas que vão de polo a polo (meridianos).

Latitude: ângulo em relação ao equador. Vai de 0° no equador a 90° nos polos. Hemisfério norte é positivo, hemisfério sul é negativo. Brasil quase todo no hemisfério sul, então latitude negativa. São Paulo está em torno de -23,5° de latitude.

Longitude: ângulo em relação ao meridiano de Greenwich. Vai de 0° em Greenwich a 180° pra leste e -180° pra oeste. Brasil todo a oeste de Greenwich, então longitude negativa. São Paulo em torno de -46,6° de longitude.

Latitude e longitude são as coordenadas geográficas. São ângulos, não distâncias. E aqui mora o primeiro problema: ângulo não dá pra somar pra calcular área ou distância direto. Um grau de longitude no equador equivale a uns 111 km, mas perto do polo é quase zero. Se você calcular área em graus quadrados, vai dar resultado absurdo.

Por que importa: Coordenada geográfica (lat/long) é boa pra localizar ponto no globo, péssima pra calcular medida. Pra medir, projeta antes.

Datum geodésico

Datum é o modelo de Terra que você adotou pra fazer suas coordenadas. A Terra real é uma batata cósmica (geoide), mas pra cálculo a gente aproxima por um elipsoide, uma bola levemente achatada nos polos. Cada datum define um elipsoide diferente e a posição dele em relação à Terra real.

No Brasil, três datums importam:

SAD69 (South American Datum 1969). Era o oficial brasileiro até 2015. Muita base cartográfica antiga (Cartas do IBGE em escala 1:50.000, projetos antigos do governo) tá em SAD69. Quem mexe com dado histórico encontra muito.

SIRGAS 2000. É o oficial brasileiro desde 2015 (pela Resolução 1/2015 da Presidência do IBGE). Sigla de Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas. Praticamente igual ao WGS84 na precisão de aplicação cotidiana.

WGS84. Datum global usado pelo GPS internacional, Google Maps, Sentinel-2, ALOS PALSAR. Compatível com SIRGAS 2000 pra fins práticos (diferença abaixo de 1m em maior parte do Brasil).

Por que importa: Misturar SAD69 com SIRGAS sem aplicar transformação de datum gera erro de até 60 metros. Em projeto de licenciamento ambiental, isso pode mover um polígono de fora pra dentro de uma APP.

Sistemas de projeção: o conceito

Projeção é a regra matemática que transforma coordenada angular (lat/long) em coordenada cartesiana (X, Y em metros). É o ato de “achatar” a Terra pra um plano.

Toda projeção distorce alguma coisa. As distorções principais são:

• Distorção de área: mapa que aumenta ou diminui o tamanho real de regiões.
• Distorção de forma: mapa que estica ou comprime a forma de continentes.
• Distorção de distância: mapa onde distâncias entre pontos não correspondem à realidade.
• Distorção de ângulo: mapa onde ângulos entre rotas mudam.

Existem projeções equiárea (preservam área), conformes (preservam forma e ângulo localmente), equidistantes (preservam distância em certas direções), e compromissos (distorcem todas, mas pouco em cada).

As 4 famílias de projeção e quando usar

Cilíndrica. Imagina envolver a Terra com um cilindro de papel encostado no equador, projetar a Terra no cilindro, e desenrolar. Distorção mínima no equador, máxima nos polos. Exemplo clássico: Mercator. Variação famosa: UTM (Mercator transverso, cilindro encostado num meridiano). Boa pra países grandes em latitudes médias.

Cônica. Envolve a Terra com um cone encostado em uma latitude média do país, projeta, desenrola. Boa pra país que se estende em longitude (Estados Unidos, Rússia). Exemplos: Lambert Conformal Conic, Albers Equal Area.

Azimutal. Encosta um plano num ponto específico da Terra (geralmente polo), projeta. Boa pra regiões polares ou pra mostrar rotas a partir de um ponto fixo (mapa de rota aérea).

Customizada/local. Pra obras pequenas, é comum criar um TM (Transverse Mercator) com origem no centro da obra. Distorção mínima pra área restrita.

Por que importa: Pra trabalho técnico no Brasil em escala média, UTM é o padrão. Pra mapa de país inteiro, Brasil Polyconic. Pra web, Web Mercator. Pra obra pontual, TM local.

UTM brasileira: zonas 18 a 25

UTM divide o mundo em 60 fusos de 6° de longitude cada. O Brasil pega 8 fusos, da zona 18 (Acre extremo oeste) até a zona 25 (algumas ilhas oceânicas).

Como o Brasil tá quase todo no hemisfério sul, usamos UTM Sul. Os códigos EPSG correspondentes em SIRGAS 2000 são:

Pra escolher sua zona, abre o QGIS, adiciona uma camada de fundo (OpenStreetMap pelo plugin QuickMapServices), localiza sua área, e olha a longitude central. Cada zona tem 6° de largura, a divisão é simples: zona 23 vai de -48° a -42°, por exemplo.

EPSG: o sistema universal

EPSG é um código numérico único pra cada combinação de datum + projeção + parâmetros. Foi criado pela European Petroleum Survey Group e virou padrão mundial. Em vez de descrever “SIRGAS 2000 UTM Zona 23 Sul” toda vez, você fala “EPSG:31983”.

Os EPSGs que todo brasileiro precisa decorar:

• 4674 SIRGAS 2000 geográfico (lat/long oficial Brasil)
• 4326 WGS84 geográfico (lat/long internacional, GPS, Google Maps)
• 4618 SAD69 geográfico (lat/long antigo)
• 31983 SIRGAS 2000 UTM 23S (SP, RJ, MG e maior parte do Sudeste)
• 31984 SIRGAS 2000 UTM 24S (Bahia, Sergipe, Alagoas, parte do NE)
• 5880 SIRGAS 2000 Brasil Polyconic (mapa de Brasil inteiro)
• 3857 Web Mercator (Google Maps, Bing, OSM tiles)

Por que importa: Decora esses sete códigos e 95% dos seus problemas de CRS no Brasil somem.

CRS no QGIS: configurando direito

No QGIS tem três níveis de CRS, e cada um importa:

1. CRS do projeto. É o sistema em que o QGIS exibe o mapa. Define em Projeto, Propriedades, CRS ou clicando no ícone de globinho no canto inferior direito.

2. CRS de cada camada. Cada camada tem o próprio CRS, definido no momento da criação. Vê em Propriedades da Camada, Informações ou na aba Fonte. Camada importada de Shapefile ou GeoTIFF traz o CRS embutido (geralmente).

3. Transformação on-the-fly. Por padrão, o QGIS reprojeta automaticamente cada camada pro CRS do projeto na hora da exibição. Isso é só visual, não muda o arquivo. Pra cálculo, o CRS real da camada continua valendo.

Configuração que eu recomendo no Brasil:
– CRS do projeto: SIRGAS 2000 UTM da sua zona (ex: EPSG:31983 pra SP/MG/RJ).
– Camadas: cada uma no CRS original, deixa o QGIS reprojetar on-the-fly.
– Pra calcular área, distância, declividade: usa camada já em CRS projetado (UTM ou similar).

Reprojetando: vetor e raster

Reprojetar é converter o arquivo pra outro CRS. Diferente da reprojeção on-the-fly, isso muda o arquivo no disco.

Pra vetor: menu Vetor, Ferramentas de Geoprocessamento, Reprojetar Camada, ou via Processing Toolbox buscando “Reprojetar”. Escolhe a camada, define o CRS de destino, salva.

Pra raster: menu Raster, Projeções, Warp (Reprojetar), ou via Processing buscando “Warp”. Aqui tem que escolher também o método de reamostragem (Nearest pra dado categórico, Bilinear pra contínuo tipo MDE).

Por que importa: Antes de calcular área, declividade ou qualquer medida, sempre reprojeta a camada pra CRS projetado (UTM, Polyconic, Lambert). CRS geográfico (lat/long) só serve pra exibir.

Erros clássicos que custam laudo

Os cinco erros que eu vi mais nos últimos 10 anos:

1. Calcular área em graus. Camada em EPSG:4326, calcula área no campo da tabela com $area, sai um número minúsculo em graus quadrados. Cliente acha que tá em metros, multiplica errado, laudo vai com área dividida por mil.

2. Misturar SAD69 com SIRGAS 2000. Camada antiga em SAD69, base nova em SIRGAS, sobrepõe direto sem transformar. Polígonos aparecem deslocados em até 60 metros. APP entra ou sai do polígono.

3. Abrir camada sem CRS declarado. Shapefile sem .prj, GeoTIFF sem metadata. QGIS pergunta o CRS, usuário chuta WGS84, camada cai em Madagascar. Demora pra perceber.

4. Reprojetar pra Web Mercator (3857) e calcular área. Web Mercator distorce tanto em latitude alta que área fica errada. EPSG:3857 só serve pra exibição em mapa web, nunca pra cálculo.

5. Não verificar transformação de datum. Quando reprojeta entre datums diferentes, o QGIS usa parâmetros padrão. Pra trabalho de precisão, verifica se a transformação está em Configurações, Opções, Transformações e usa parâmetros oficiais do IBGE.

Cuidados práticos finais

• Nunca calcule área em CRS geográfico. Sempre projeta antes (UTM, Polyconic, ou TM local).
• Pra obra pequena, considera um TM local com origem no centroide da obra. Distorção fica abaixo de 1 cm em raio de poucos km.
• SIRGAS 2000 é o oficial Brasil. Usa por padrão pra projeto novo. Se receber dado em SAD69, transforma pra SIRGAS 2000 antes de integrar.
• Documenta o CRS no relatório. Sempre cita “Sistema de Referência: SIRGAS 2000, Projeção UTM Zona 23 Sul (EPSG:31983)” no laudo. Profissional faz isso.

Como dar o próximo passo

Sistema de coordenadas é a base de todo o trabalho de QGIS. Se você vai ser sólido em geoprocessamento, esse é o assunto que tem que ficar automático. No Descomplica QGIS, o principal curso da escola, eu cubro CRS, projeções, datum, reprojeção e os erros clássicos com calma, exemplos brasileiros e exercícios mão na massa.

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Perguntas frequentes

Qual a diferença entre WGS84 e SIRGAS 2000?

Na precisão de aplicação cotidiana (laudo, mapa, projeto), praticamente nenhuma. A diferença entre os dois é abaixo de 1 metro em quase todo o Brasil. WGS84 é global (usado pelo GPS internacional, Google Maps, satélites), SIRGAS 2000 é o oficial brasileiro desde 2015. Pra trabalho técnico no Brasil, use SIRGAS 2000; pra integração internacional, WGS84 funciona.

Posso calcular área em coordenadas geográficas (lat/long)?

Não recomendo. Coordenada geográfica é em graus, e grau não é unidade linear. O QGIS até oferece cálculo de área “elipsoidal” pra contornar, mas pra trabalho profissional o caminho é projetar a camada pra UTM (ou Polyconic, ou TM local) e calcular em metros quadrados.

Como saber em qual zona UTM minha área está?

Olha a longitude central da sua área. Cada zona UTM tem 6 graus de largura. Brasil vai da zona 18 (longitude -78° a -72°) até a zona 25 (longitude -36° a -30°). São Paulo capital fica na zona 23S (longitude -46,6°). Goiânia na zona 22S. Salvador na zona 24S.

O QGIS reprojeta automaticamente, então não preciso me preocupar com CRS?

Sim e não. O QGIS reprojeta on-the-fly pra exibir no mapa, mas o cálculo (área, distância, declividade) usa o CRS real da camada. Se a camada está em CRS geográfico, o cálculo sai errado mesmo que visualmente esteja certo. Sempre verifica o CRS da camada antes de fazer cálculo.

Qual EPSG usar pra mapa de Brasil inteiro?

EPSG:5880, que é SIRGAS 2000 / Brazil Polyconic. É a projeção oficial pra cartografia em escala nacional, usada pelo IBGE em mapas do país inteiro. Pra mapa de estado ou município, prefira UTM da zona correspondente.