UTM ou latitude e longitude: qual é a diferença?

Latitude e longitude em resumo

A latitude é o ângulo ao norte ou ao sul do equador, de menos 90 a mais 90 graus. A longitude é o ângulo a leste ou a oeste do meridiano de Greenwich, de menos 180 a mais 180 graus. Juntas, descrevem qualquer posição na Terra com um par de números, por exemplo 48.85837, 2.29448 para a Torre Eiffel. No Brasil, todas as latitudes ao sul do equador e todas as longitudes a oeste de Greenwich são negativas. Receptores GPS, celulares e mapas da web usam latitude e longitude no sistema de referência WGS84.

A mesma posição pode ser escrita em graus decimais, como acima, ou em graus, minutos e segundos: 48° 51' 30,1" N, 2° 17' 40,1" E. A desvantagem dos graus é que eles não têm comprimento fixo: um grau de latitude mede cerca de 111 quilômetros em qualquer lugar, mas um grau de longitude mede 111 quilômetros no equador, 56 quilômetros a 60 graus norte e zero nos polos.

Como funciona o UTM

O sistema Universal Transverso de Mercator divide a Terra, entre 80 graus sul e 84 graus norte, em 60 fusos de 6 graus de longitude cada, numerados para leste a partir de 180 graus oeste. Cada fuso tem a sua própria projeção cartográfica, então dentro dele as posições são dadas em metros: uma coordenada E (easting), medida a partir de uma linha 500.000 metros a oeste do meridiano central do fuso, e uma coordenada N (northing), medida a partir do equador (mais 10.000.000 metros no hemisfério sul, para que os números continuem positivos). Como o Brasil fica quase todo no hemisfério sul, é esse falso norte de 10.000.000 metros que aparece na maioria das coordenadas UTM brasileiras.

A Torre Eiffel fica em 31U 448251 E 5411952 N: fuso 31, faixa de latitude U, cerca de 51,7 quilômetros a oeste do meridiano central de 3 graus leste e 5.412 quilômetros ao norte do equador. Como a unidade é o metro, a distância entre dois pontos do mesmo fuso sai quase direto da diferença entre as coordenadas E e N. Por isso o UTM é tão usado em levantamentos, mapas de trilha, busca e salvamento e projetos de SIG. O território brasileiro se estende do fuso 18 ao fuso 25; São Paulo, Rio de Janeiro e Brasília, por exemplo, ficam no fuso 23 sul.

1. O número do fuso vem da longitude. O fuso 1 vai de 180 a 174 graus oeste, o fuso 31 de 0 a 6 graus leste e o fuso 23 de 48 a 42 graus oeste.
2. A letra da faixa de latitude (de C a X, sem I e O) indica em qual faixa de 8 graus o ponto está; ela não faz parte da projeção em si.
3. A coordenada E fica entre cerca de 166.000 e 834.000 metros no equador, e a coordenada N é uma distância a partir do equador.

Precisão e distorção no UTM

Toda projeção cartográfica distorce alguma coisa. No UTM, a escala é 0,9996 no meridiano central, exatamente 1 em duas linhas a cerca de 180 quilômetros a leste e a oeste dele, e aumenta em direção às bordas do fuso, até cerca de 1,001 no equador. Uma distância lida direto das coordenadas UTM erra, portanto, no máximo cerca de um metro por quilômetro, e bem menos na maioria dos lugares. Isso basta para a maior parte do trabalho de campo, mas não para a topografia de precisão, que aplica o fator de escala.

A conversão entre latitude, longitude e UTM é matemática exata, não uma aproximação. O GeoDrafter usa as séries de Krüger, que concordam com a biblioteca de referência PROJ dentro de um micrômetro. Os erros só aparecem quando se usa o fuso, o hemisfério ou o sistema de referência errado.

Erros comuns

Coordenadas de dois fusos diferentes não podem ser comparadas diretamente; um ponto perto da borda de um fuso tem coordenadas E muito diferentes no seu próprio fuso e no vizinho. A Noruega e Svalbard têm fusos especiais, e por isso o sudoeste da Noruega usa o fuso 32V, com 9 graus de largura. Uma coordenada N do hemisfério sul lida como se fosse do norte coloca o ponto a 10.000 quilômetros de distância. E o UTM em um sistema de referência antigo, como o ED50 na Europa ou o NAD27 na América do Norte, difere do UTM em WGS84 em até cerca de 200 metros; por isso, confira sempre o sistema de referência ou o código EPSG.

No Brasil, o caso típico é o SAD69. Desde 2015, o SIRGAS 2000 é o único sistema de referência oficial do país, substituindo o SAD69, mas mapas, plantas e arquivos mais antigos ainda trazem coordenadas nesse sistema. Uma coordenada SAD69 tratada como SIRGAS 2000 cai fora do lugar, então verifique o sistema antes de converter.

O MGRS, o sistema de referência de grade militar usado pela OTAN e por muitos serviços de resgate, é o UTM precedido do fuso, da faixa e de um quadrado de 100 quilômetros identificado por duas letras, por exemplo 31U DQ 48250 11951.

Quando usar cada um

Use latitude e longitude para passar uma posição para qualquer pessoa, para pesquisar num app de mapas ou para trabalhar com áreas grandes e vários países. Use o UTM quando você trabalha dentro de uma região e quer metros: medições de campo, projetos de SIG locais, cartas topográficas impressas com quadriculado ou relatórios que pedem coordenadas E e N.

No Brasil, o conversor de coordenadas do GeoDrafter aceita os códigos EPSG mais usados: SIRGAS 2000 em graus (EPSG 4674), SIRGAS 2000 em UTM, como o fuso 23 sul (EPSG 31983), a Projeção Policônica do Brasil em SIRGAS 2000 (EPSG 5880) e também o antigo SAD69 em UTM, como o fuso 23 sul (EPSG 29193), para converter dados legados. Sistemas nacionais de outros países, como o British National Grid no Reino Unido ou o State Plane nos Estados Unidos, seguem a mesma ideia com uma projeção ajustada a um país ou estado.