HISTORIA Y CONCEPTO DE TOPOGRAFÍA

Transcripción

1 Introducción De un modo abreviado, la topografía nace de la necesidad de medir la tierra para dejar constancia de la forma y superficie de la zona que se ha medido. Los mapas más antiguos datan del 2300 a.c., atribuidos a los babilonios. Los mapas se tallaban en tablas de arcilla y ellos consistían en mediciones de terrenos realizadas con el propósito de recaudar impuestos. Uno de los mapas más atrayentes de esta época es la carta geográfica realizada sobre una armazón de fibras vegetales, por los moradores de las islas Marshall, en el océano Pacífico, dispuestas de modo que revelan la visión de las islas. La cartografía se desplegó también en las civilizaciones maya e inca. Los incas, en el siglo XII d.c., dibujaban cartas de las tierras conquistadas. Ciertamente, el primer mapa que representaba todo el mundo conocido fue efectuado en el siglo VI a.c. por el filósofo griego Anaximandro. Tenía forma de círculo y enseñaba el mundo conocido agrupado en torno a las aguas del mar Egeo. Uno de los mapas más célebres de la antigüedad fue dibujado por el geógrafo griego Eratóstenes por el año 200 a.c. En él mostraba el mundo conocido desde Gran Bretaña, al oeste, hasta la desembocadura del río Ganges, al este, y hasta Libia por el sur. Este mapa fue el primero en el que se trazan líneas paralelas transversales para señalar los puntos con la misma latitud. Por el año 150 d.c., el griego Ptolomeo escribió su obra Geographia, la cual contenía mapas del mundo conocido. Precisamente en estos mapas fueron los primeros en los que se utilizó científicamente el conocimiento de la geografía y de la matemática y se aplicó a la cartografía y a la geodesia. Nacía así la proyección cónica. Después de la caída del Imperio romano la cartografía europea estuvo a punto de desaparecer; esencialmente sólo subsistían aquellos dibujados por los frailes, cuya inquietud principal era religiosa y no la precisión en la confección de esos mapas. A pesar de esta etapa oscura en la cartografía europea, los marinos árabes efectuaron y manejaron mapas muy exactos en este tiempo. El máximo representante de esta cartografía es al-idrisi quien, en 1154, realizó un mapamundi. Los marinos del Mediterráneo, y sobre todo los mallorquines, a mediados del S. XIII empezaron a confeccionar cartas marítimas, sin meridianos ni paralelos pero con unos trazos que mostraban la dirección entre los fondeaderos principales. Estos mapas se denominaban portulanos. Se imprimieron en Europa, En el siglo XV, los mapas de Ptolomeo que, durante varios siglos, tuvieron una gran influencia en los cartógrafos europeos. 1

2 Portulano del Estrecho de Gibraltar. Ámsterdam. Johannes Van Keulen Se considera que el mapa de 1507 realizado por Martin Waldseemüller, geógrafo alemán, fue el primero en designar con el nombre de América a las tierras transatlánticas recién descubiertas. En 1570, Abraham Ortelius, cartógrafo flamenco, publicó el primer atlas moderno, Orbis Terrarum, de 70 mapas. En el siglo XVI, muchos cartógrafos elaboraron mapas que iban incorporando la progresiva información que aportaban los navegantes y los exploradores. Gerardus Mercator sigue considerándose como uno de los mayores cartógrafos de la época de los descubrimientos; la proyección que concibió, que lleva su nombre, se sigue utilizando actualmente. Las siglas UTM se refieren a Universal Transversa de Mercator. Cuando decayó el espíritu explorador, hacia finales del siglo XVIII, y comenzó a desarrollarse las ideas nacionalistas, muchos países europeos comenzaron estudios topográficos precisos a nivel nacional. El mapa topográfico completo de Francia se publicó en 1793, con una forma más o menos cuadrada de 11 m de lado aproximadamente. El Reino Unido, España, Austria, Suiza y otros países siguieron su ejemplo. En Estados Unidos se fundó, en 1879, el Geological Survey (estudio geológico) con el fin de realizar mapas topográficos de gran escala en todo el país 1. 1 García, M. Historia de la Cartografía 2

3 A lo largo del siglo XX, la cartografía ha sufrido una serie de importantes innovaciones técnicas. La fotogrametría área se desarrolló durante la Primera Guerra Mundial pero fue en la Segunda cuando se generalización en la confección de mapas. Estados Unidos lanzó en 1966 el satélite Pageos y posteriormente en la década de 1970 puso en orbita los tres primeros satélites Landsat. Esta nueva tecnología revoluciona la cartografía de tal manera que podemos acceder a esta información casi instantáneamente con costes reducidos y calidad y precisión nunca antes alcanzada. Se obtienen imágenes tridimensionales a partir de dos imágenes tomadas desde dos puntos de vista diferentes, pero, aun más, se obtienen imágenes tridimensionales, en relieve a partir de una sola imagen plana, a partir de algoritmos matemáticos mas o menos complicados. A pesar de los grandes avances técnicos y de los conocimientos cartográficos, quedan por realizar estudios y levantamientos topográficos y fotogramétricos de grandes áreas de la superficie terrestre que no se han estudiado en detalle 2. Dos imágenes satelitales Concepto de mapa, plano y croquis Siendo palabras de uso frecuente, no es difícil confundirlas, y es por ello que presentamos las definiciones de ellas. Mapa: (Del lat. mappa, toalla, plano de una finca rústica) 1. Representación geográfica de la Tierra o parte de ella en una superficie plana. 2. Representación geográfica de una parte de la superficie terrestre, en la que se da información relativa a una ciencia determinada. Mapa lingüístico, topográfico, demográfico. Plano: Representación esquemática, en dos dimensiones y a determinada escala, de un terreno, una población, una máquina, una construcción, etc. Croquis: Diseño ligero de un terreno, paisaje o posición militar, que se hace a ojo y sin valerse de instrumentos geométricos 2 García, M. Op.Cit. 3

4 A grandes rasgos la diferencia principal estriba en la cantidad de terreno representado; grande para los mapas y pequeña para los planos. Plano Mapa Croquis Situación, Orientación y medida del terreno. La situación de un punto puede venir definida por varios grupos de parámetros. Los mas usuales son sus coordenadas cartesianas (X para un plano y X, Y y Z para el espacio), pero se puede definir la posición de un punto mediante ángulos y distancias (coordenadas polares) o mediante otros tipos de referencias, por ejemplo de todos los picos del Himalaya, es el que está mas alto La dirección que forman dos puntos ha de hacerse siempre referida a una referencia. Las referencias u origen de ese ángulo, generalmente es un norte: norte magnético, norte geográfico u otro. Cuando hablemos de orientación, debe quedar claro cual es el origen, o cual es el sistema de coordenadas al que nos estamos refiriendo. La medida del terreno se puede hacer desde a ojo hasta con instrumentos de precisión manométrica, pasando por todo el abanico de métodos de medida entre los cuales se encuentran los métodos topográficos, planimétricos y altimétricos, de entre los cuales destacamos el método taquimétrico. 4

5 Instrumentos de medida. Desde los más expeditos hasta los más sofisticados y precisos, todos se utilizan en topografía. Siendo el teodolito el rey de ellos, los más frecuentes son, de sencillos a complicados, la cinta métrica, el taquímetro (teodolito), nivel, estación total, GPS además de otros no menos usuales como la brújula y el planímetro. Taquímetro Nivel GPS Planímetro 5

6 Simplificación geométrica. La mayoría de las veces, en esta asignatura, el resultado de un problema se reduce a la resolución de un triángulo, a veces rectángulo, mediante los teoremas del Seno, del Coseno y de Pitágoras. N B V Dg. Dr. t m A D x AB i z En las figuras de ejemplos, en los tres primeros dibujos, los resultados buscados se hallarán resolviendo un triángulo rectangulo, y en el último, es un triángulo oblícuo. Sistemas de representación cartográfica. Para la representación gráfica de una parte de la corteza terrestre, hay que tener en cuenta distintos factores que delimitarán la calidad y fidelidad de esta representación carto-gráfica. Estos factores son : la extensión de la zona a representar, la escala, la proyección de la zona sobre el plano papel, y los métodos de adquisisción de datos. 6

7 Por muy fiel que sea un mapa, nunca podrá conservar a la vez, las tres condiciones de eqivalencia (correspondencia en superficies), equidistancia (correspondencia en distancias) y conformidad (correspondencia en ángulos). Proyecciones cartográficas 3. Una Proyección Cartográfica es una correspondencia entre los puntos de la superficie terrestre y los puntos de un plano llamado Plano de proyección. Puesto que cualquier punto de la esfera está definido por sus coordenadas geográficas y cualquier punto del plano lo está por sus coordenadas cartesianas, existe una serie de relaciones que asocian ambas coordenadas. Cada una de estas relaciones es un sistema de proyección Cartográfico. Las proyecciones mas usadas son las cilíndricas y cónicas. Las proyecciones cilíndricas se basan en circunscribir un cilindro alrededor de la esfera terrestre. Este cilindro es tangente a la esfera a lo largo de un círculo máximo. Cuando desarrollamos el cilindro cortándolo a lo largo de una de sus generatrices, se transforma en un rectángulo, uno de cuyos lados es la longitud del círculo máximo terrestre En todas las proyecciones de este grupo, los paralelos son líneas rectas, cuya longitud es la misma que la del Ecuador, mientras que los meridianos son también líneas rectas paralelas separados entre sí una longitud que es correcta solamente en el Ecuador. Paralelos y meridianos se cortan entre sí ortogonalmente. 3 García Rodríguez, M.J. Proyecciones cartográficas 7

8 En la Proyección Cilíndrica Simple (centro de proyección en el centro de la Tierra), y el cilindro tangente al Ecuador. La separación entre paralelos y el Ecuador, vendrá definida solamente por la latitud del paralelo. En la Proyección Cilíndrica Ortomórfica, la separación entre paralelos se hace aumentar progresivamente hacia los Polos. El espaciamiento en este caso se hace de forma que en cualquier punto de la proyección, la escala a lo largo del meridiano sea la misma que la escala a lo largo del paralelo. Las proyecciones cónicas se producen al arrollar un cono sobre la superficie de la Tierra y proyectar los puntos sobre él. El eje del cono coincide con el eje de los polos, y el contacto de cono y esfera se produce a lo largo de un paralelo llamado estándar (también puede ser secante obteniendo dos paralelos estándar). En las proyecciones cónicas (siempre que el eje del cono coincida con el eje de los polos) los meridianos aparecen como rectas concurrentes y los paralelos como circunferencias concéntricas. Entre las Proyecciones Cónicas más importantes citaremos la Proyección Bonne, la Cónica Conforme de Lambert y la Proyección Cónica Equivalente de Lambert. La Proyección de Bonne es un caso particular de la de un paralelo estándar consiguiéndose una Proyección equiárea. No es exactamente una proyección cónica -puesto que los meridianos no se representan como rectas concurrentes sino como arcos- pero se aproxima bastante al ser los paralelos círculos concéntricos. 8