CARTOGRAFÍA Unidad 4: Sistemas de referencia Magna - Sirgas

Transcripción

1 Introducción En este módulo el estudiante conocerá los principios de la Geodesia, bases para la definición del actual sistema de referencia utilizado en la elaboración de la cartografía en la UAECD y en Colombia. Objetivo Identificar los diferentes conceptos enmarcados en la georeferenciación espacial y el marco de acción a nivel nacional empleados para la elaboración de la cartografía. 1

2 Generalidades Esta posición se considera absoluta, cuando está referida a un punto conocido (datum), o relativa cuando se refiere a un sistema de referencia local o arbitrario, definido para un fin particular y generalmente en función del detalle (escala) que se desee. Se evidencia por tanto, la necesidad que ha existido desde siempre, de contar con marcos de referencia que permitan al hombre localizar (determinar) de manera única cualquier punto sobre el globo terráqueo, haciendo uso de instrumentos desde épocas antiguas a partir de la conexión entre Astronomía, Matemáticas y Geometría. Existe un sistema de referencia global, general e histórico, originado a partir de la forma de la Tierra y definición de líneas imaginarias organizadas horizontal y verticalmente, en donde es posible establecer las distancias de un punto con respecto a ellas (latitud y longitud), la tercera coordenada, conocida como altitud, históricamente se ha determinado localmente a partir de un nivel de referencia tomado desde la superficie del mar (elipsoide) en sentido positivo. Primera coordenada: Segunda coordenada: Tercera coordenada: Latitud Longitud Altitud 2

3 Fundamentos de Geodesia CARTOGRAFÍA La Geodesia es la ciencia cuyo objeto es la medición y descripción matemática del tamaño y forma de la Tierra, teniendo en cuenta sus campos gravitatorios y la localización precisa de los puntos sobre su superficie. Hace miles de años, nuestros antepasados consideraban que la Tierra era como un disco plano rodeado por un río o un océano, tiempo después Aristóteles a través de observar los eclipses lunares evidenció que la sombra de nuestro planeta era circular, y por tanto se llegó a pensar que la forma que tenía era una esfera perfecta. Para los siglos XVII y XVIII científicos entre los que se contaba Isaac Newton, llegaron a concluir que la Tierra debía ser achatada en los polos debido a las fuerzas rotacionales y propusieron que la forma que más se asemejaba al planeta era un elipsoide. Geoide Las formas de la Tierra son importantes de considerar para el proceso de elaboración y transferencia de datos terrestres a representaciones sobre superficies planas, así que algunos factores a tener en cuenta en cuanto a su forma son: La forma de esferoide irregular que considera las anomalías de la gravedad se denomina geoide. Para la elaboración de mapas, las observaciones realizadas sobre el geoide deberían transferirse a una superficie de referencia geométrica regular, denominada elipsoide, que incorpora el achatamiento y se aproxima mucho al geoide. Las relaciones geográficas tridimensionales del elipsoide deberán transformarse al plano bidimensional del mapa, por medio de diversos procedimientos denominados proyecciones cartográficas. 3

4 El geoide es una superficie donde la dirección de la fuerza de gravedad es perpendicular en todos los puntos, resultante de la atracción terrestre y la fuerza centrífuga originada por la rotación terrestre. La gravedad terrestre varía con el tiempo, la altura, la latitud y longitud y por la desconocida irregular distribución de masas en el interior de la Tierra. La distancia que separa un punto de la superficie terrestre al geoide determina su altitud por encima del nivel del mar. Elipsoide Durante los últimos 200 años se ha hecho un gran esfuerzo para encontrar el elipsoide que más se aproxima a la superficie del planeta, con el propósito que las Agencias cartográficas generaran mapas de gran precisión. Algunos de estos elipsoides de referencia son: Clarke 1866, basado en mediciones realizadas en Europa, India, Perú, Rusia y Sudáfrica, usado en Norteamérica. Hayford 1909, adoptado como internacional en 1924, de uso común en América del Sur. Wgs 72 y wgs 84, basados en datos orbitales de satélites. El último es usado por los sistemas de posicionamiento global (gps). Datum Se define como el punto donde el elipsoide y el geoide son coincidentes (tangentes), cada datum estaría formado por: Un elipsoide de referencia El punto donde el elipsoide y la Tierra son tangentes. Existen datum geocéntricos: donde se utiliza el centro de la Tierra como punto de origen, el datum wgs 1984, es el último desarrollado y ampliamente usado para las medidas de posición en el mundo entero, y datum locales: en este caso el origen del sistema de coordenadas no coincide con el centro de la Tierra, sino que se encuentra desplazado y por tanto, alinea la posición del elipsoide a partir de la posición de un punto concreto de la Tierra. 4

5 Representación de la Tierra según el campo gravitacional (geiode). 5

6 Sistema de referencia en Colombia CARTOGRAFÍA Antes de la definición del actual sistema de referencia nacional, la cartografía en Colombia y el geoposicionamiento en general, estaban referidos al datum geodésico horizontal, adoptado en 1941, localizado y materializado en el Observatorio Astronómico de Bogotá, el cual tenía como elipsoide asociado el internacional de Sin embargo, debido a las desventajas de las técnicas geodésicas clásicas sobre las cuales se desarrolló esta red en relación con las tecnologías modernas, la red presenta ciertas incompatibilidades con los actuales GNSS (Global Navigation Satellite System), lo cual obliga a la generación de la base cartográfica nacional y de los datos fundamentales de georreferenciación sobre un nuevo sistema de referencia (magna-sirgas), además de su correspondiente y cada vez mayor, adopción y utilización por parte de generadores y consumidores de datos espaciales en Colombia. El IGAC es la entidad encargada de determinar, mantener y actualizar las redes geodésicas del país, como marco de referencia para la representación espacial de la geografía oficial. Adoptar y aplicar las innovaciones tecnológicas y científicas desarrolladas en el ámbito mundial, con el fin de cumplir con su misión y apoyar el conocimiento geográfico de Colombia. Contribuir al avance de las infraestructuras de datos espaciales proporcionando el tema "control geodésico". El marco internacional de referencia terrestre (International Terrestrial Reference Frame - ITRF), fue adoptado en las asambleas generales de la International Association of Geodesy (IAG) y de la International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG), Viena 1991 y Boulder El Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas (SIRGAS), como densificación del ITRF, ha sido desarrollado y estandarizado con la participación de los institutos geográficos de los países de América del Sur, el Instituto Panamericano de Geografía e Historia (IPGH), la Agencia 6

7 Nacional de Inteligencia Geoespacial de los Estados Unidos (National Geospatial-Intelligence Agency, NGA) y el IAG. La adopción de sirgas fue recomendada en la séptima conferencia cartográfica para las américas de la Organización de las Naciones Unidas (ONU, Nueva York, 2001) y promovida como sistema de referencia oficial por los directores de los institutos geográficos de América del Sur, España y Portugal (DIGSA, Brasilia, 1998). El Marco Geocéntrico Nacional de Referencia (MAGNA) corresponde a la densificación de sirgas en Colombia (IGAC, Bogotá, 2000), por lo cual se ha denominado magna-sirgas. Mediante magna-sirgas se establecen coordenadas compatibles e interoperables con las técnicas actuales de georeferenciación, en especial con los Sistemas Globales de Navegación por Satélite (SGNS). El datum Bogotá, soportado en la Antigua Red Geodésica Nacional (ARENA), no ofrece la precisión requerida en la actualidad por los usuarios de los signos. Consideraciones que conducen a la emisión de la resolución 068 de