UNIVERSIDAD DEL AZUAY

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DEL AZUAY Instituto de Estudios de Régimen Seccional del Ecuador I.E.R.S.E. Ing. Omar Delgado I. - odelgado@uazuay.edu.ec Ing. Nathaly Cedillo A. nathalycedillo@hotmail.com Ing. Diego Pacheco dpacheco@uazuay.edu.ec 2014

2 Contenido Introducción : Definición de Cartografía Formas de Representación de la Superficie Terrestre: según propósito y escala. Escala Sistema de coordenadas Sistemas de Coordenadas Geográficas SCG. Parámetros que determinan un SCG Esfera, Esferoide, Geoide, Datum.

3 Introducción Nadie sabrá nunca cuándo o dónde o para qué fin se le ocurrió por primera vez a alguien la idea de dibujar un croquis para comunicar el sentido del lugar, la idea de aquí en relación con allá. Medir la Tierra esférica se considera como el primer hito en la cartografía científica. Lo logro un erudito, científico y bibliotecario griego llamado Eratósteles, que vivió en el siglo III a.c

4 DEFINICIONES La cartografía (del griego chartis = mapa y graphein = escrito) es la ciencia que se encarga del estudio y de la elaboración de los mapas geográficos, territoriales y de diferentes dimensiones lineales y demás. Por extensión, también se denomina cartografía a un conjunto de documentos territoriales referidos a un ámbito concreto de estudio. Las Coordenadas son grupos de números que describen una posición (a lo largo de una línea, en una superficie o en el espacio). Escala: término que se utiliza en cartografía para designar la relación matemática que existe entre las dimensiones reales y las del dibujo que representa la realidad.

5 Cartografía Reunir Ciencia Analizar datos y medidas de la superficie terrestre Arte Representarlas gráficamente a una escala reducida con suma claridad Todos los detalles y elementos sean claramente visibles y de estricta precisión en la carta Representaciones de la Superficie Terrestre Mapas Cartas Planos

6 Clasificación de las formas de representación de la superficie terrestre Por el uso o propósito En función de la escala Mapas generales Mapas temáticos Pequeña Pocos detalles en la representación (500k, 750k) Construidos para ubicación y localización en el territorio (Topográficos y Geográficos) Confeccionados para representar un tema en especial, acompañado de elementos básicos de orientación Mediana Usado en Cartas (25k 250k) Describe un territorio a través de una serie de conceptos resumidos como cadenas montañosas, red fluvial, etc. Reproducen todos los detalles de un territorio reducido Gran escala Muchos detalles en la representación (10k, 5k, 1k) Mapas Generales Mapamundis y planisferios Mapas geográficos Cartas topográficas Planos de ciudades Mapas Especiales o Temáticos Mapas turísticos, viales,... Cartas geológicas, climáticas... Planos catastrales, de servicios.

7 Sistema de Coordenadas En geometría, un sistema de coordenadas es un sistema que utiliza uno o más números (coordenadas) para determinar unívocamente la posición de un punto o de otro objeto geométrico. Fuente: Wikipedia

8 El principio fundamental de la Cartografía consiste en el establecimiento de un sistema de coordenadas al que puede referirse cualquier punto de la superficie terrestre. Líneas de referencia terrestre sobre las que se basan los sistemas de coordenadas. Los SCG incluyen 1. Unidad de medida angular, medidas desde el centro de la tierra que define una red de paralelos y meridianos. 2. El Meridiano principal (prime meridian) 3. Datum (representación de la forma de la tierra) a) Elipsoide que defina el achatamiento terrestre; b) Geoide que defina la forma aproximada de la tierra c) Medidas que relaciones geoide y elipsoide en un lugar concreto de la superficie terrestre A través de la Latitud y Longitud se puede localizar la posición exacta sobre la superficie de la tierra

9 Esfera, Elipsoide y Geoide El trazado y tamaño de un SCG esta en función de representar la tierra como una esfera o esferoide La mejor representación de la tierra es un esferoide y se asume esférica para facilitar cálculos matemáticos A escalas < 1: la diferencia entre esfera y esferoide no es detectable las irregularidades en la forma de la tierra y las diferencias de altitud son percibidas como insignificantes. A escalas > 1: para mantener la exactitud es necesario representar el trazado de la tierra como un esferoide y siendo estricto un geoide, caso contrario se tendrá problemas de exactitud en la confección de los mapas. El uso entre esfera o esferoide depende del propósito del mapa y de la exactitud de los datos Los causas de divergencia entre la superficie de la tierra y una esfera perfecta, se debe a dos causas: 1. El achatamiento que ha sufrido la Tierra en sus polos (algo más de 43 km) como consecuencia entre otros motivos su contante giro. 2. La desigual distribución de las masas terrestres, puesto que afecta a la dirección de la gravedad, que es la que determina la horizontalidad y verticalidad de cada lugar, de lo cual dependen buena parte de las observaciones locales. La forma que adquiera la Tierra, considerando los factores anteriores ya no es una esfera sino un esferoide y siendo más estricto un geoide.

10 Geoide Esquema exagerado de la forma que presentan las tres superficies potenciales de la Tierra. La forma del Geoide es irregularmente única y para representar la tierra no es un elipsoide sino un geoide, de cuya forma y medición se encarga la Geodesia. El geoide no es una representación matemática, y se define como la superficie equipotencial del nivel medio del mar, lo que significa que cualquier punto ha de ser perpendicular con la dirección de la gravedad. Representación de las diferencias del geoide con el elipsoide. Ondulaciones del geoide en 1995 de la Península Ibérica. El más reciente de los geoides calculados bajo proyecto GRACE ( ). Las masas de agua se ven afectadas por la atracción planetaria, en especial de la Luna y Sol, provocando cambios constantes de su nivel, el cálculo de media se realiza en un período de mediciones constantes de 18,6 años.

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12 Esferoide (Elipsoide) Para elaborar mapas de precisión se requiere de una superficie de referencia geométrica regular. Por ello, las observaciones sobre el geoide se transfieren a la figura regular matemática operable que más se le parece, que es la del elipsoide (denominado también elipsoide de revolución). Un esferoide esta definido: a: semieje mayor b: semieje menor f: achatamiento El achatamiento es la diferencia entre los dos semiejes expresados en fracción decimal, f, El valor de f es muy pequeño y emplea usualmente 1/f f = semieje mayor a semieje menor b semieje mayor a El esferoide representa la superficie de la tierra con las peculiares irregularidades de cada región o área Figura 5. que presenta las tres superficies potenciales Los parámetros del esferoide o elipsoide del World Geodetic System de 1984 (WGS84) son: WGS 84 INTERNACIONAL a = m. a = m. b = m. b = m 1/f = /f = Otro parámetro que describe el trazado el esferoide es el cuadrado de la excentricidad expresado por: a b e a 2

13 Esferoide (Elipsoide)

14 Esferoide (Elipsoide) En los últimos 200 años varios países e instituciones científicas han obtenido diversas medidas del elipsoide. Principales elipsoides medidos los siglos XIX y XX Elipsoide Semieje 1/fAplanamiento f Mayor a (m) Airy , , Everest , ,8 Bessel , , Clarke , , Struve , ,73 Clarke , ,465 Hayford 1909 ó , Internacional 1924 Krassovsky , ,3 América del Sur , ,25 WGS , ,3 WGS , ,25 WGS , ,26 WGS , , Elipsoides de Clark e Internacional empleados en la cartografía americana y europea Estos elipsoides son denominados locales ya que cada país o grupo de países, adopta su propio elipsoide, por ser el que mejor se ajusta a la forma del geoide en la zona de aplicación. En los últimos 40 años se han medidos los siguientes elipsoides globales: GRS67, GRS75, GRS80 WGS66, WGS72, WGS84 todos estos con origen en el centro de la Tierra.

15 Datum Cada sistema de referencia local dispone de un punto en donde se han hecho coincidir las verticales de las coordenadas astronómicas del geoide y coordenadas geodésicas del elipsoide: a este punto se le denomina: datum. datum, agrupa un conjunto de referentes que sirven para dar coherencia a todas las medidas tomadas sobre un determinado territorio. La cartografía nacional del Ecuador está elaborada con el Datum: Provisional de América del Sur, y el punto de partida está localizado en la Canoa, Venezuela y fue medido en Este datum se lo abrevia como PSAD56 o SAM56 (Provisional South America Datum de 1956) Orientación gravimétrica del Datum.

16 Datum Mientras el elipsoide aproxima el trazado real de la tierra, un datum define la posición relativa del esferoide al centro de la tierra. Un datum define el origen y orientación de la líneas de latitud y longitud. El datum más recientemente y mas ampliamente empleado es el WGS84, que permite efectuar medidas a nivel mundial. Un punto en la superficie del esferoide es capturado como una posición particular sobre la superficie de la tierra. Este punto es conocido como el punto de origen del datum. Las coordenadas del punto de origen son fijas, y todos los otros puntos son calculados desde este. Cuando se cambia el datum, o mas correctamente, el sistema de coordenadas geográficas, los valores de las coordenadas deben cambiar En los últimos 15 años los satélites han proporcionado nuevas mediciones que definen esferoides más precisos referidos estos siempre al centro de masa de la tierra (geocéntrico). Con el sistema de referencia de la tierra geocéntrico, los datum emplean el centro de masa de la tierra como su origen

17 Sistemas de Referencia Sistema de coordenadas esféricas o geodésicas Sistema de coordenadas planas o cartesianas Longitud E + O - Latitud N + S - Latitud: 2 55' 07,70" S Longitud: 78 59' 59,20" W Abscisa (X) X: ,97 me Y: ,60 ms Ordenada (Y)

18 Sistemas de Coordenadas Esféricas Latitud: El plano horizontal está marcado de forma natural por el Ecuador, denominada línea ecuatorial, se forma líneas de latitud igual o paralelos. Cualquier punto situado al norte de este plano podrá ser medido con grados, denominados de latitud N, o grados con signo positivo, y cualquier punto situado al sur será medido con grados de latitud S o grados con signo negativo, con un rango entre +90 N y -90 S Longitud: El plano vertical es artificial, comúnmente Meridiano de Greenwich, se forma líneas de longitud igual o meridianos. Los grados hacia el este (signo positivo) o hacia el oeste (signo negativo) del meridiano de origen serán medidos como grados de longitud, con un rango entre +180 E y -180 O.

19 Sistemas de Coordenadas Esféricas Práctica 1

20 Sistemas de Coordenadas Planas (Proyectadas) Proyección Cónica Los sistemas de coordenadas Planas o Proyectadas, se obtienen a partir de la proyección cartográfica de la esfera o el esferoide sobre una superficie plana (bidimensional). Proyección Cilíndrica Un esferoide no se puede aplanar a un plano sin que este quede deformado. La proyección cartográfica produce diferentes tipos de distorsión, sea en la forma, el área, la distancia o la dirección de las entidades geográficas. Existen proyecciones cartográficas diseñadas para minimizar la distorsión dependiendo de su ubicación sobre la superficie terrestre. Proyección Planar La proyección cartográfica es la representación matemática de un sistema de paralelos y meridianos sobre la cual se puede dibujar un mapa.

21 El Sistema Universal Transversa de Mercator (U.T.M.) Esta proyección se genera a partir de un cilindro en revolución secante a la esfera terrestre en los 80º de latitud Sur y los 84º de latitud Norte. El eje del cilindro coincide con el eje ecuatorial y consecuentemente es normal a los polos. Coordenadas UTM se expresa en metros Para reducir la distorsión, la proyección Transversa de Mercator, divide al globo terrestre en 60 zonas con extensión de 6º de longitud. La numeración de las zonas del 1 al 60 se ha establecido de izquierda a derecha, e inicia desde los -180º. En sentido vertical se cuenta partiendo de los 80 S, asignando una letra en orden alfabético cada 8 hacia el Norte, partiendo de la C, ya que la A y la B se reservan para los Polos, y suprimiéndose la I y la O, para evitar su confusión con números.

22 Zonas UTM de la República del Ecuador Zona 15 96º al 90º W Zona 16 90º al 84º W Zona 17 84º al 78º W Zona 18 78º al 72º W

23 0 m. E NORTE CUADRANGULAR Introducción m. E NORTE VERDADERO MERIDIANO CENTRAL m. E NORTE CUADRANGULAR m. N Coordenadas Rectangulares 0 m. N m. N Ecuador 0 El sistema de referencia (x, y) se localiza en la intersección de la línea ecuatorial y el meridiano central de cada zona UTM. CUADRICULA 6 0 m. N

24 Recursos Adicionales Webinar Labgis/UERJ - Descomplique datum e projeção cartográfica no ambiente GIS (20/03/2013) Gracias por su atención