GUIA DEL ESTUDIANTE
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA TOPOGRÁFICA Y AGRIMENSURA
CARTOGRAFIA II
SEXTO SEMESTRE
POR: Ing. M.Sc. JUAN LUIS CCAMAPAZA AGUILAR.
Docente del curso EPITA-FCA.
Puno, Agosto del 2011
PUNO – PERU
2011
PRESENTACIÓN:
La asignatura de Cartografía tiene por finalidad que el estudiante de la Escueala
Profesional de Ingeniería Topográfica y Agrimensura en sus diversas ramas
adquiera conocimientos teóricos y prácticos sobre la generación de diversas
mapas en función a la información espectral (imágenes de satélite, fotografías
aéreas), datos del GPS, Tablas estadísticas, y otros que contribuya a la
generación de una información gráfica eficiente, estos datos deben estar
referenciados a un sistema de coordenadas UTM, así como Geográficas para su
ubicación real en el sistema geodésico mundial. A través de la discusión teórica y
ejercicios de práctica, se estudiarán los principios básicos de geodesia y
cartografía necesarios para el manejo adecuado de los datos espaciales, las
estructuras vectorial y matricial, así como las técnicas para la entrada,
manipulación, almacenamiento, análisis y despliegue de datos a fin de lograr que
el estudiante pueda desarrollar las destrezas requeridas para realizar diversos
tipos de análisis utilizando un SIG.
Mediante estas capacidades los estudiantes serán capaces de producir resultados
interpretables que servirán de base para planes de ordenamiento territorial y la
toma de decisiones para el manejo sostenible de los recursos naturales,
consecuentemente a ello, se utilizarán software como Arc. GIS, y sus utilitarios:
ArcCatalog, ArcMap, Arcglobe, Autodesk Raster, Map Glober, y otros software
complementarios a fin de descubrir cómo estos componentes trabajan en conjunto
para proveer una solución completa en la generación de diversos mapas y planos
necesarios en un proyecto de desarrollo.
Por tanto la información cartográfica es una herramienta conocida como medio de
comunicación para la planificación y decisión en la ejecución de obras o proyectos
de desarrollo, en tal sentido, aplicar la cartografía es como un subsidio básico en
todo proyecto de desarrollo social y económico, donde reflejen las condiciones de
orden social, cultural, económica, física natural del medio, etc. Y es posible crear
una base de información georeferenciada para un planeamiento seguro y realista
de desarrollo de una determinada región.
La creación de la base gráfica se hace normalmente mediante una combinación
de:
- Geodesia/Topografía
- Teledetección (incluyendo la Fotogrametría), y
- Cartografía
En consecuencia en el presente curso se desarrollaran principios básicos de cada
uno de ellos que contribuyan en la generación de un mapa realista y confiable y
que sea aplicable y útil en el desarrollo de un proyecto determinado, y de hecho
sirva de base para el establecimiento de un sistema de información geográfica
(SIG).
Propósito.
- Comprender y analizar las bases conceptuales de Cartografía matemática y
geográfica en la generación de mapas y planos.
- Conocer y aplicar software, sensores remotos para la generación de
diversos mapas en el estudio de los recursos naturales en diversos
ecosistemas.
- Aplicar las metodologías de análisis espacial para el ordenamiento del
territorio y la resolución de problemas de manejo de recursos naturales.
Resultados esperados.
Al finalizar el curso los(as) estudiantes:
- Analizarán los componentes, características y operaciones básicas de la
Cartografía, así como sus usos, aplicaciones, tendencias, consideraciones
legales y éticas a fin de diseñar las metodologías apropiadas para realizar
un análisis espacial en particular.
- Generará base gráfica, utilizando software como: Autodesk Raster, Arc GIS,
Map Glober, Google Hearts y otros de utilidad.
- Analizarán las diferencias, similitudes, ventajas y desventajas de las
estructuras de datos vectorial y matricial para decidir cuál de ellas es más
adecuada en un Plan de desarrollo a través de un SIG particular.
- Evaluarán e integrarán datos provenientes de diversas fuentes, tales como
fotografía aérea, imágenes de satélite, datos censales en un programado
para analizar fenómenos distribuidos espacialmente.
- Crearán y manejarán, de forma eficiente, base grafica en el ambiente SIG
que permita analizar datos espaciales y no espaciales.
CONTENIDO:
INTRODUCCIÓN
I. CONCEPTOS BASICOS ............................................................................. 02
1.1. Generalidades ................................................................................................ 03
1.2. Objeto de la Cartografía .................................................................................. 04
1.2. Historia de la Cartografía ................................................................................ 04
1.3. Ciencias afines ............................................................................................... 08
1.4. Importancia de la Cartografía ........................................................................... 09
II. DIVISIÓN DE LA CARTOGRAFÍA .............................................................. 11
2.2. Cartografía Matemática ................................................................................... 12
2.2.1. Forma y dimensión de la tierra .............................................................. 12
2.2.2. Parámetros del elipsoide ...................................................................... 17
2.2.3. El datum geodésico ............................................................................... 19
2.2.4. El Punto geodésico ............................................................................... 20
2.2.5. Clasificación de las proyecciones cartográficas .................................... 26
2.2.6. Sistemas de representación de coordenadas ........................................ 35
2.2.7. Sistema de Coordenadas PSAD 56 ...................................................... 39
2.2.8. Sistema de coordenadas WGS 84 ........................................................ 39
2.2.9. Conversión de coordenadas ................................................................. 40
2.2. Cartografía Geográfica ................................................................................... 43
2.2.1. Los mapas y su uso actual ..................................................................... 43
2.2.2. Clasificación de mapas ......................................................................... 44
2.2.3. Representación de Tipos de mapas ...................................................... 49
2.2.4. Cualidades ............................................................................................ 51
2.2.5. Manejo de escalas ................................................................................ 52
2.2.6. Representación de Mapas ..................................................................... 55
2.2.7. Generalidades de la información cartográfica ....................................... 56
2.2.8. Mapa Índice .......................................................................................... 56
2.2.9. Cartas Nacionales Esc. 1:100000 ......................................................... 59
2.2.9. Hojas Catastrales Esc. 1:25000 ............................................................ 63
III. REPRESENTACIÓN DEL RELIEVE ........................................................... 64
3.1. Superficie ........................................................................................................ 65
3.1.1. Superficie Terrestre ............................................................................... 65
3.1.2. Superficie Sumergido ............................................................................ 66
3.1.3. Superficie Subterráneo ......................................................................... 67
3.2. Relieve de elementos lineales ........................................................................ 69
3.2.1. Líneas estructurales .............................................................................. 70
3.2.2. Las normales ......................................................................................... 71
3.2.3. Acotaciones .......................................................................................... 71
3.2.4. Curvas de nivel ..................................................................................... 72
3.2.5. Dibujo de zonas rocosas y otros detalles .............................................. 74
3.3. El relieve de elementos superficiales .............................................................. 74
3.3.1. Sombreado ........................................................................................... 74
3.3.2. Tinta hipsométrica ................................................................................. 75
3.4. Modelo digital del terreno (MDT) ..................................................................... 76
3.4.1. Generalidades ....................................................................................... 76
3.4.2. Características del MDT ......................................................................... 26
3.4.3. Estructura de datos ............................................................................... 26
3.4.4. Elección de la estructura de datos ........................................................ 26
3.4.5. Captura de datos .................................................................................. 26
3.4.6. Elementos importantes para un MDT .................................................... 26
3.4.7. Precisión del MDT ................................................................................. 26
3.4.8. Fuentes de error del MDT ..................................................................... 26
3.4.9. Aplicaciones del MDT ........................................................................... 26
IV. SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS) ................................ 03
4.1. Definiciones .................................................................................................... 39
4.2. Tipos de GPS ................................................................................................. 42
4.3. Bondades, uso y manejo de los GPS .............................................................. 43
4.4. Componentes del GPS ................................................................................... 44
4.5. Fuentes de Error en los GPS .......................................................................... 45
4.6. Aplicaciones del GPS ..................................................................................... 46
4.7. Usos para el GPS ........................................................................................... 47
4.4. La nueva tecnología GPS y reloj ..................................................................... 49
V. FOTOGRAMETRIA Y PERCEPCIÓN REMOTA ........................................ 03
5.1. Fotogrametría ................................................................................................. 84
5.1.1. Definiciones .......................................................................................... 84
5.1.2. Fundamentos de la Fotogrametría ........................................................ 88
5.1.3. Etapas de la fotogrametría .................................................................... 88
5.1.4. Recuento Histórico ................................................................................ 89
5.1.5. Aplicación de la Fotogrametría .............................................................. 90
5.1.6. Ventajas y delimitaciones de la Fotogrametría ...................................... 90
5.1.7. División de la Fotogrametría ................................................................. 92
5.1.8. Productos Fotogramétrico ..................................................................... 93
5.1.9. Fases de la Producción Cartográfica por fotogrametría ........................ 95
5.2. Percepción Remota ........................................................................................ 97
5.2.1. Definiciones .......................................................................................... 97
5.2.2. Sistemas informáticos de simulación ..................................................... 98
5.2.3. Teledetección ........................................................................................ 99
5.2.4. Principios físicos de la teledetección ................................................... 100
5.2.5. Radiaciones electromagnéticas ........................................................... 100
5.2.6. Mecanismos de percepción ................................................................. 103
5.2.7. Tipos de Censores .............................................................................. 103
5.2.8. División de la Teledetección ................................................................ 103
5.3. Aplicación y uso de Google Earts ................................................................. 103
5.2.1. Generación de Mapas ......................................................................... 104
VI. CARTOGRAFÍA DIGITAL Y SIG ................................................................. 03
6.1. Generalidades ................................................................................................ 22
6.2. Definición y clasificación del software ............................................................. 45
6.3. Información geográfica y cartografía digital ..................................................... 23
6.4. Elaboración del mapa Índice ........................................................................... 23
6.5. Formato raster y vectorial ............................................................................... 17
6.6. Procedimiento de la digitalización ................................................................... 26
6.4.1. Planificación y organización de grupos de trabajo ................................. 26
6.4.2. Recopilación del material cartográfico ................................................... 26
6.4.3. Escaneado de las hojas catastrales ...................................................... 26
6.4.4. Establecimiento de la leyenda ............................................................... 29
6.4.5. Procedimiento de la digitalización software Auto Desk Raster .............. 29
6.4.5. Procedimiento de la digitalización software Arc. GIS ............................. 29
6.7. Operaciones básicas de Arc. GIS ................................................................... 26
6.8. Principales funciones del módulo Arc GIS ...................................................... 45
6.6.1. Módulo Arc Catalogo ............................................................................ 46
6.6.2. Módulo Arc Map .................................................................................... 46
6.6.3. Módulo Arc Globe ................................................................................. 46
6.6.4. Funciones y utilidad de la herramienta Arc Toolbox .............................. 46
6.9. Importación y exportación de archivos CAD a Arc GIS y viceversa ................. 18
6.10. Conversión de Sistema de Coordenadas UTM, Geográfica y viceversa ....... 18
6.11. Publicación y Generación de mapas en Arc. GIS .......................................... 19
VII. CARTOGRAFIA APLICADO A PROYECTOS DE DESARROLLO ............ 03
7.1. Generalidades ................................................................................................ 19
7.2. Cartografía un medio de comunicación ........................................................... 19
7.3. Formulación de planes de desarrollo .............................................................. 19
7.4. Orientación de trabajos de desarrollo ............................................................. 19
7.5. Manejo ambiental ........................................................................................... 19
7.6. Monitoreo de variables .................................................................................... 19
7.7. Gerenciamiento de Recursos Naturales .......................................................... 19
7.8. Formulación de proyectos de emergencia ...................................................... 19
7.9. Cartografía automatizada ............................................................................... 19
7.10. Aplicación de la cartografía en proyectos de infraestructura ......................... 19
VIII. CARTOGRAFIADO DE ZONAS DE INTERÉS ........................................... 04
8.1. Generalidades ................................................................................................ 19
8.2. Cartografiado de Suelos ................................................................................. 19
8.2.1. Definición del objetivo de la Cartografía ................................................ 26
8.2.2. Recopilación de antecedentes .............................................................. 26
8.2.3. Obtención de material de teledetección y cartografía base ................... 26
8.2.4. Determinación de la estructura de la leyenda ........................................ 26
8.2.5. Confección de pre-mapas ..................................................................... 26
8.2.6. Establecimiento del modelo suelo-paisaje ............................................. 26
8.2.7. Análisis especiales (mineralogía, microscopia, etc) ............................... 26
8.2.8. Prospección de áreas a cartografiar (levantamiento de datos) .............. 26
8.2.9. Análisis convencional físico-químico ..................................................... 26
8.2.10. Creación de base de datos, y caracterización hidrológica ................... 26
8.2.11. Síntesis Cartográfica ........................................................................... 26
8.2.12. Productos finales de la cartografía y discusión de resultados ............. 26
8.3. Cartografiado de suelos contaminados ........................................................... 19
8.4. Otros métodos de Cartografiado ..................................................................... 19
IX. CARTOGRAFIA EN EL CAMPO DE SIG ................................................... 05
9.1. Mundo real, simbolización y creación de modelos .......................................... 19
9.2. Generalización y actualización cartográfica .................................................... 19
9.3. Estructura esquemática del SIG. .................................................................... 19
9.4. Vinculación de datos, análisis espacial, redes y modelos ............................... 19
X. BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................... 43
XI. ANEXO .................................................................................................................. 44
HOJAS CATASTRALES
DIGITALIZADAS ESC. 1:25000
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
1
INTRODUCCIÓN
Los mapas son posiblemente una de las bases de datos más utilizadas en nuestros
días. El turista que recorre un nuevo país o localidad, el edafólogo que realiza un
estudio de suelos, el político que desea conocer la distribución de la población mayor a
18 años; todos requieren de mapas en diferentes escalas y grados de complejidad. En
un mapa es posible asociar una localidad con múltiples fenómenos naturales y
humanos. EL mapear el objeto de estudio (Ej. distribución de tipos de vegetación o
suelos, isoyetas, etc) es esencial para entender tanto su distribución espacial como las
interrelaciones entre dicha variable y su ambiente. Es difícil imaginar a un especialista
en recursos naturales del siglo XXI sin un conocimiento apropiado de la cartografía
digital y sus áreas de aplicación.
Aun cuando los mapas son esenciales para representar la realidad y sus relaciones
espaciotemporales, no debemos olvidar que son solamente una aproximación de la
realidad y como tales no están exentos de distorsiones o errores geométricos (Aranoff,
1989; Burrough,1986). La palabra error se utiliza en el contexto estadístico y por lo tanto
un mapa exacto es aquel que representa fielmente la realidad. La distorsión geométrica
en los mapas es el resultado de representar una superficie curvilínea como la Tierra en
una lámina de papel plana.
La cartografía general y temática es una de las fuentes más importantes de datos
para los Sistemas de Información Geográfica; por esta razón a través del presente
curso, se pretende desarrollar conceptos teóricos y prácticos a fin de generar mapas y
planos del espacio geográfico herramienta que servirá de base para la planificación,
organización y administración de espacios geográficos.
Por tanto una cartografía detallada de un espacio, definitivamente permite al hombre
tener una visión panorámica de la jurisdicción de interés, con los cuales se puede
sugerir al proyectista o al planificador, la alternativa óptima para la toma de decisiones
en la ejecución de los diversos proyectos de desarrollo en base a la información o
características que presenta ese espacio geográfico, en beneficio de la sociedad,
teniendo en mente la conservación y el equilibrio del medio ambiente (Desarrollo
sostenible).
Por. Ing. Juan L. Ccamapaza A.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
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CAPITULO I
CONCEPTOS BÁSICOS
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
3
1.1. Generalidades
La evolución de los mapas ha logrado convertir la localización geográfica en un
auténtico placer para la vista, ya no basta con representaciones más o menos
esquemáticas de regiones, fincas, o calles. La fotografía de alta resolución vía
satélite convierte al usuario en una especie de ave que sobrevuela campos y
ciudades, y gracias a la Red está al alcance de todos. Aparte del atractivo estético de
esta cartografía, su utilización práctica es muy diversa, desde localizaciones
comerciales hasta usos agrícolas y catastrales.
Mientras que recientemente Google ha sacado a la luz una versión preliminar de su
herramienta de mapas (un nuevo 'buscador comercial geográfico' que ofrece la
posibilidad de 'navegar' por todo EEUU con el ratón, gracias a un acuerdo con
Navteq), la vuelta de tuerca de esta
herramienta es, precisamente,
aplicaciones como Keyhole.com:
cientos de miles de fotografías aéreas
de gran resolución para 'volar' sobre la
superficie terrestre.
El resultado es espectacular: se trata
de usar una tecnología que la propia
empresa llama EarthStreaming (la
herramienta descarga los mapas a
medida que se 'viaja' por la superficie
terrestre) gracias a la cual se logra un
gran dinamismo y una sensación 3D
muy lograda. Tal y como asguran en
Keyhole, son "la única empresa en el mundo que realiza modelos en tres
dimensiones de todo el planeta Tierra vía Internet".
Las aplicaciones son muchísimas, desde la localización de oportunidades de
negocios hasta la promoción turística o la sustitución definitiva de los 'atlas' tal y
como los hemos conocido hasta ahora.
Pero una de las más importantes utilidades descubiertas gracias a estos nuevos
mapas tiene que ver con una actividad económica vital: la agricultura. El Gobierno
Nacional, Regional, y local, debe de tomar en cuenta la buena nota de ello, y
precisamente el gobierno Regional, en los últimos años recién ha tomado conciencia
y ha iniciado con elaborar dichos mapas a través del proyecto de Desarrollo de
Capacidades para el ordenamiento Territorial de la Región Puno, resultado de ello
servirá como base para la planificación, organización, y administración de espacios
geográficos de la Región Puno, lo que significa que en adelante cualquier tipo de
proyecto de desarrollo se realizara con la consulta de la base grafica de la
información establecida, de tal forma que se ejecutaran proyecto con mayor certeza
para un desarrollo óptimo.
Ciudad de Puno, vista de imagen satelital
2004. (Foto: IMAGEN SATELITAL MPP)
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
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1.2. Objeto de la Cartografía
Es evidente que, en definitiva, la concepción y elaboración del mapa es el núcleo y
fin de toda discusión cartográfica.
No obstante, resulta interesante destacar las siguientes definiciones del objeto de la
cartografía:
La cartografía tiene por objeto la concepción, preparación, redacción y realización de
los mapas; incluye todas las operaciones necesarias, desde el levantamiento sobre
el terreno o la recogida de información escrita, hasta la impresión definitiva y la
difusión del documento cartográfico (Joly, F. 1.976)
Cartografía incluye cualquier actividad en la que la representación y utilización de
mapas tenga un interés básico (Arthur H. Robinson et al 1.987). Es decir, cualquier
actividad cuyo fin sea la representación de mapas, por ejemplo, la toma de datos
geográficos mediante fotografías aéreas e imágenes de satélite.
1.3. Historia de la Cartografía
La historia de la cartografía se deriva de la propia historia de los mapas. El desarrollo
de la ciencia y los cambios tecnológicos que se han ido sucediendo a lo largo de los
tiempos, han ido marcando la evolución de los distintos contenidos teóricos y
procesos técnicos que intervienen en la elaboración de mapas.
El nacimiento de la cartografía como ciencia aplicada tiene lugar desde el principio
de los tiempos. Surge de la necesidad del hombre de realizar en un formato
abarcable por la visión humana la representación de un área más o menos extensa
de la superficie terrestre.
Resulta difícil, sino imposible, datar de forma exacta la fecha de elaboración del
primer mapa realizado en la historia de la
humanidad. El origen de la realización de
mapas, por tanto, el origen de la cartografía,
se encuentra íntimamente ligado con el
origen de la propia humanidad.
La era prehistórica.
Los pueblos primitivos tenían la necesidad de
realizar continuamente grandes migraciones
en busca de alimento. Era necesario, en
estas condiciones, conocer las direcciones y
distancias de los distintos recorridos; la
situación de fuentes de agua, lugares de
caza, refugios, etc.
Figura 01. Tablilla de arcilla de 1.500 a.c., representando a escala elementos
de la ciudad sopotámica de Nippur.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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De la necesidad de comunicarse unos a otros dichos recorridos, surge la realización
de los primeros mapas. Mapas que de una forma simple y burda probablemente eran
realizados sobre arena o grabados sobre roca u otros materiales.
Uno de los mapas más antiguos que se conservan en la actualidad procede de la
antigua civilización de Mesopotamia, unos 1.500 años antes de Cristo, y se trata de
una tabla de arcilla sobre la cual se encuentran representadas los distintos agentes
geográficos de la antigua ciudad de Nippur: montañas, masas de agua y otros
accidentes.
Destacar de esta tablilla, que su representación se encuentra realizada
perfectamente a escala.
La forma de representar los distintos conceptos, y los materiales utilizados a la hora
de la realización de los mapas a lo largo de la historia, es diferente según la
civilización. Sin embargo, resulta común a todas ellas, y adquirida de forma
independiente, la habilidad de realizar mapas.
No sólo eso, el hombre, en sus distintas civilizaciones, ha sido consciente de las
relaciones topológicas existentes entre los distintos elementos representados en los
mapas. Además, el concepto de distancia se contemplaba en términos de tiempo
(días recorridos, días de viaje fluvial, días de navegación, etc.).
Mundo clásico.
Con la aparición del concepto de “distancia”, junto con la evolución impresionante de
las ciencias (astronomía, geografía, matemáticas, física, etc.), el pensamiento y las
artes en la Grecia Antigua, se establecieron las bases para la representación
científica de la superficie terrestre.
El primer cálculo del radio de La Tierra: En el siglo III a.C., fue cuando Eratóstenes,
director de la escuela de Alejandría, emprendía la tarea de medir el radio de La
Tierra llegando a un valor muy aproximado a la realidad. Midió la distancia según un
arco de meridiano entre Siena (la actual Asuán, situada cerca del trópico de Cáncer)
Figura 02. Modelos de mapa-mundi desarrollados en los XIII al XV basados en los conocimientos de Ptolomeo.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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y Alejandría, calculando su diferencia de latitudes por la altura del sol al mediodía en
el solsticio de verano en Alejandía, pues en Siena los rayos eran cenitales en aquel
momento. En efecto parece que de sus cálculos se deduce un valor del arco de
grado de meridiano de 110 Km, bien próximo al verdadero (111 Km).
La Edad Media.
En esta época, en Occidente, con el vuelco hacia la cristianidad, se pierde todo el
carácter científico conseguido. Se exhalta
el sentido teocrático y decorativo del
mapa.
El típico mapa de esta época es el
denominado de “T” en “O”, basado en el
“Orbis Terrarum” romano. Situando Asia
en la mitad superior Norte (de ahí el
concepto de orientación), Africa en el
cuadrante inferior derecho y Europa el
izquierdo (figura izquierda). En el mapa del
siglo XIV de la figura derecha se aprecia
como aparece Tierra Santa con Jerusalén
como punto central:
El mundo árabe, por otro lado, heredó los
conocimientos griegos y continuó con el
desarrollo de ciencias como la astronomía,
la matemática y la geometría.
Partiendo de los escritos de Ptolomeo
estudiaron los sistemas de proyección y
desarrollaron mapas para orientarse y
viajar a la Meca, e incluso, para la enseñanza en escuelas.
El Renacimiento.
Cuando aún la iglesia se dedicaba a editar sus mapas “T” en “O”, durante los siglos
XIV, XV y XVI, los marinos, comerciantes y navegantes de la época dibujaban cartas
náuticas donde se indicaban rumbos, distancias, puertos y otros datos geográficos
que utilizaban para sus viajes. Son las llamadas cartas portulanas.
De los siglos XV al XVII se producen en Europa una serie de acontecimientos
históricos que marcaron, sin duda alguna, el verdadero renacimiento de la
cartografía:
Destacar obras como:
- “Mapa Mundis” del año 1.500 de Juan de la Cosa (ver figura siguiente). Elaboró
un mapa dónde se reflejaban todas las tierras conocidas hasta entonces,
incluidas las descubiertas por los portugueses.
Figura 03. Mapa-mundis del siglo XV basados en el Orbis Terrarum romano.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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- Gerardus Mercator editó en el año 1.569 su “Mapamundi del Atlas Minor” (ver
figura siguiente) donde utilizó el sistema de proyección cilíndrico que lleva su
nombre y que posteriormente, en el siglo XX, dio lugar a la proyección UTM
(Universal Transversa Mercator) actualmente utilizada a nivel global.
Durante el siglo XVII Holanda se convirtió en el centro de producción de mapas a
nivel europeo. La unión de la más avanzada tecnología de reproducción existente de
la época y los conocimientos adecuados sobre cartografía basados en la proyección
de Mercator, permitieron la elaboración de un sinfín de mapas, con una precisión y
variedad de funciones hasta entonces nunca conocida.
Siglos XVIII, XIX y mitad del XX.
En esta época se acentúa la demanda y realización de mapas con información cada
vez más concreta y precisa. De esta forma los cartógrafos, ayudados por muy
diversas técnicas dejan de lado la elaboración artística para abordar una elaboración
más científica y funcional.
Figura 04. Mapa-mundi de Juan de la Cosa (1500) que incluye todas las conquistas realizadas hasta la época.
Figura 05. Mapa-mundi de Mercator editado en el 1.569 realizado según su famoso sistema de proyección.
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La actualidad
Desde mediados del siglo XX, más concretamente, a partir de la II Guerra Mundial,
surge la necesidad de poseer una cartografía global, a nivel mundial basada en los
mismos principios de representación, ya que cada nación poseía su propia
cartografía, adoptando cada una un sistema de proyección distinto, además de
utilizar distintas escalas, simbología y variables de expresión gráfica.
Es a partir de entonces cuando se adopta de forma internacional el sistema UTM
(Universal Transverse Mercator) para la representación de mapas, tomando el
meridiano de Greenwich como referencia.
Es a partir de entonces en Canadá, cuando se comienza el desarrollo teórico de los
actuales SIG en los años 60 para la gestión de recursos naturales (lo inventan los
forestales canadienses para saber cuánta madera pueden cortar). Posteriormente
alcanzan un gran impulso cuando EEUU inicia la realización del famoso atlas
mundial (cartografía de toda La Tierra con nivel de detalle de 1 km.) que se realizó en
los años ochenta, apoyado, principalmente, por el desarrollo de la electrónica.
1.4. Ciencias afines. El levantamiento del terreno, el dibujo y composición de mapas y cartas es una tarea
que el Ing. cartógrafo por sí sólo no podría realizar. Por ello recurre frecuentemente a
la. Topografía, Geodesia, Fotogrametría „y Geografía. La Cartografía vive y se
desarrolla gracias al concurso de varias ciencias que le ofrecen “materia prima”, o
datos sin los cuales no sería posible, ni el trazado de la proyección ni el dibujo de
mapas.
a) La Geodesia.- Es la Tecno-ciencia que permite determinar la forma y
dimensiones de la Tierra, a fin de confeccionar la Carta Nacional de un país. Con
tal propósito previamente determina las coordenadas geográficas de un cierto
número de puntos del territorio, denominados “señales o puntos geodésicos”,
mediante métodos de triangulación, trilateración, poligonación y nivelación, sobre
las cuales se establecen cadenas de triangulación geodésica. de 1er. y 2do.
orden.
b) La Topografía.- Es la tecno-ciencia complementaria de la Geodesia y la
Cartografía. Ella permite: “medir distancias horizontales y verticales entre puntos,
relativamente cercanos; permite medir ángulos entre líneas terrestres y
establecer puntos por medio de distancias y ángulos previamente determinados”
(Torres y Villate: 1). La Topografía se diferencia en la escala del trabajo.
Mientras la Topografía trabaja sobre arcas relativamente pequeñas, la Geodesia
lo hace sobre superficies grandes. La Topografía efectúa mediciones del terreno
no teniendo en cuenta la verdadera forma de la Tierra, un elipsoide, sino
considerando la superficie terrestre como un plano, en tanto que la Geodesia
efectúa mediciones partiendo de la hipótesis de que la Tierra es un elipsoide.
Sobre la base de los trabajos geodésicos, se lleva a cabo las mediciones
altimétricas o planimétricas, suplementarias de 3ro. y 4to. Orden
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c) La Astronomía de Posición.- Cuando no es posible determinar las
coordenadas geográficas, por métodos geodésicos debido a las limitaciones del
terreno, como ocurre en la selva peruana, se recurre a la Astronomía de
Posi¬ción que efectúa observaciones de latitud, longitud y azimut de puntos de
ler. 2do. y 3er. orden mediante instrumentos, como teodolitos, astrolabio de
péndulo, cronómetros y receptores de onda corta, auxiliado con catálogos de
estrellas y almanaques náuticos.
d) La Fotogrametría.- Es la más novísima de las tecnociencias, que permite
“obtener medidas dignas de confianza, mediante fotografías”. Gracias ella, el
levantamiento cartográfico nacional, que hasta 1958, se hacía mediante el
método de la plancheta, a partir de esa fecha se hace sobre la base de
fotografías aéreas verticales con traslape lateral y frontal.
Según el instituto Geográfico Militar: “La Fotogrametría efectúa los estudios y
planeamientos de los proyectos aerofotográficos; prepara y realiza
aerotriangulación espacial así como su compensación y ajuste; controla la
deformación de las fotografías; efectúa la restitución estereofotogramétrica y le
incorpora los datos proporcionados por la clasificación de campo, prepara el
mosaico positivo correspondiente a una hoja de publicación; ejecuta la
aerotriangulación radial y efectúa el montaje de diferentes tipos de mosaico.
e) La Geografía.- La contribución de la “ciencia de las relaciones espaciales” es
menos significativa en la Cartografía Topográfica pero es valiosa en la
Cartografía Geográfica Tal es su importancia que Raisz dice: “para ser
cartógrafo se necesita un 50% de geógrafo, 30% de artista , 10% de matemático
y un 10% de todo lo demás” (Raisz : 7)
Los resultados de las investigaciones en las diferentes ramas de la ciencia
geográfica y otras ciencias de la Tierra, como la Geografía Física, la Biogeografía, la
Geografía Humana, la Geografía Económica, la Geografía Política, Geografía Urbana
y Rural, la Geomorfología, la Oceanografía, la Hidrología, la Climatología, la
Ecología, la Geología, respectivamente, proporcionan la “materia prima” en la obra
cartográfica.
1.5. Importancia de la Cartografía.
El valor de la Cartografía en la actualidad trasciende el carácter estrictamente político
que tuvo en sus orígenes. Aunque nuestro trabajo ha sido escrito para demostrar su
importancia en la investigación y en la enseñanza - aprendizaje de la ciencia
geográfica debemos reiterar que su valor es mucho mayor exagerando tal vez,
podemos afirmar que no se puede planificar el desarrollo económico social sin
promover y estimular el desarrollo cartográfico. Sin mapas precisos y detallados, no
se puede planificar ni la integración de los pueblos ni el aprovechamiento racional de
sus recursos naturales y humanos.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
10
Al igual que las fotografías aéreas son imprescindibles en la programación del
desarrollo económico, principalmente de los sectores agrarios, mineroenergético,
transportes y comunicaciones, industria y turismo, así como en la defensa y
seguridad nacional.
Actualmente el desarrollo de la Cartografía como ciencia va íntimamente asociado al
desarrollo de las nuevas tecnologías en las diferentes fases de producción; así como
a la explotación de información geográfica captada mediante el uso de la
teledetección y la gestión informática de bases de datos digitales.
El objeto de la cartografía como ciencia para la obtención y elaboración de mapas,
ha sufrido en la segunda mitad del siglo XX una drástica transformación conceptual.
Si bien, el producto final de todo trabajo cartográfico es un “mapa”; la captación de
datos geográficos mediante la teledetección, la elaboración y almacenamiento de
dichos datos en formato digital y la gestión y análisis de toda esa información
mediante la utilización de los SIG, ha elevado a infinito los tipos de mapas posibles.
Hoy en día la cartografía como ciencia no se centra en la obtención de una “hoja de
papel impreso” representando una porción de La Tierra (mapa), el verdadero objetivo
de la cartografía actual es la coordinación de ciencias y tecnologías para la obtención
de un mapa en cualquier formato (papel, digital, etc). Dicho mapa surge como
respuesta (datos, información) gráfica o de otro tipo, de infinidad de cuestiones y
planteamientos originados por la interacción humana sobre el territorio. Dicha
respuesta gráfica, es en definitiva, podemos decir, la elaboración de un “mapa a la
carta”.
Con la ayuda de la cartografía, los SIG permiten responder cuestiones como por
ejemplo:
Determinar la superficie de cultivo de un determinado área declarada por el
Ministerio de Agricultura año 2011 al Gobierno Central del Perú.
En un vehículo equipado con ordenador de a bordo, solicitar el itinerario más
corto entre el nº 148 de la calle Alcalá y el nº 25 de Agustín de Foxá, en
Madrid.
Obtener un plano de la ciudad de Puno donde queden reflejadas las zonas
ocupadas con edificaciones de viviendas de más de 2 plantas, con más de 30
años de antigüedad, de material de construcción rustica.
Hasta nuestros días, y en las últimas décadas, la cartografía ha experimentado una
profunda transformación, debida principalmente a un gran avance de las ciencias y
las tecnologías implicadas. Esto ha permitido que la obtención de información
geográfica y su representación se realicen cada vez de forma más rápida, más
actualizable, más realistas etc.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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11
CAPITULO II
DIVISIÓN DE LA CARTOGRAFÍA.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
12
2.1. Definición de la Cartografía.
El término cartografía tiene muchas y diversas acepciones, a continuación se
expresan algunas de las más cercanas a nuestro tiempo:
Es la ciencia que estudia los diferentes métodos o sistemas que permiten representar
en un plano una parte o la totalidad de la superficie terrestre (Domínguez García-
Tejero 1.966).
Es la rama de la ciencia que estudia la realización y el estudio de los mapas;
entendiendo por mapa la representación gráfica de relaciones y formas espaciales
(Arthur H. Robinson et al. 1.987).
Conjunto de estudios y de operaciones científicas, artísticas y técnicas que, a partir
de los resultados de observaciones directas o de la explotación de una
documentación, intervienen en la elaboración, análisis y utilización de cartas, planos,
mapas, modelos en relieve y otros medios de expresión, que representan la Tierra,
parte de ella o cualquier parte del Universo (Asociación Cartográfica Internacional
1.966).
Es el arte, ciencia y técnica de ejecución de mapas, junto con su estudio como
documento científico (Instituto Panamericano de Geografía e Historia 1.986).
Por consiguiente según Werner Borman establece dos grandes campos en la
Cacografía: El Topográfico y el Geográfico (Borman: 40).
Cartografía Matemática o Topográfica.
Cartografía Geográfica.
2.2. Cartografía Matemática o Topográfica.
2.2.1. Forma y dimensión de la Tierra
Según los Estudios astronómicos la tierra es el tercer planeta a partir del sol según el
sistema planetario solar, se ubica a una distancia promedio de del sol a la tierra en
149‟500,000 Km. Aproximadamente, está situado entre venus y Marte.
Forma.- La tierra tiene una forma ligeramente a un elipsoide de revolución o esfera
aplanada por los polos por lo que se le define como GEOIDE, es decir es un sólido
que solo se parece a la tierra, algunos estudiosos han expresado que el geoide se
parece a una pelota del golf. Lo cual no es exactamente cierto, por lo que,
realizando las mediciones gravimétricas, que el radio del centro de la tierra a la
meseta del Tibet a América central es ligeramente menor a los radios de otras
altitudes, así como el semieje polar Norte es también ligeramente mayor que el
semieje sur.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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El hombre ha llegado al descubrimiento del geoide, luego de una larga y difícil tarea
de investigación y estudio que didácticamente podríamos representar como un
proceso de 4 hitos o aproximaciones a la realidad.
Primen aproximación: Corresponde a la actitud científica filosófica de los
primeros estudiosos de la Tierra. Según los sabios del antiguo Oriente, la Tierra
era de forma plana. Esta conclusión no era caprichosa, para ese entonces, porque
era resultado de la observación local ó topográfica del relieve de la región o zona.
Con ciertas modificaciones los astrónomos caldeo-asirios, y los filósofos jónicos,
de la antigua Grecia, representaron a la Tierra corno un disco plano rodeado por
agua. Esta aproximación también se basó en la observación de la realidad, las
mismas que fueron consignadas en los escritos de Herodoro y Estrabón,
aproximadamente en el siglo V A.D.C. Anaxímando y Hecateo de Mileto (ca. siglo
V A.D.C.), considerados como los primeros cartógrafos de la humanidad, hicieron
sendos mapas donde el ecúmene o tierra habitada, de entonces, aparece rodeada
de agua, en la forma de un disco.
Segunda aproximación: La observación de la realidad, actitud típicamente
cientifica, en los antiguos griegos, entró en conflicto con las reflexíones filosóficas.
Según la escuela de los pitagóricos, cuya cabeza era el gran matemático
Pitagoras de Samos, la Tierra no podía ser un disco plano, porque siendo la
esfera la forma perfecta y preferida de los dioses, y siendo estos los creadores de
la Tierra, ésta necesariamente tenía que ser esférica.
Aristóteles, un sido más tarde (384-322), fundamentó 6 razones de que la Tierra
era esférica. En base a estas hipótesis geógrafos y cartógrafos posteriores como
Eratostenes de Cirene, Crates, Posidonio y Ptolomeo hicieron las primeras
mediciones de la Tierra y la representaron cartográficamente. Lamentablemente,
estas conquistas científicas, se perdieron en los siglos posteriores al apogeo de
Roma y durante casi toda la Edad Media, se volvió a la concepción primigenia del
disco plano rodeado de agua.
AtlanticoOceano
referenciadeMeridiano
EcuatorialLínea
PacificoOceano
Antartico
mardelmedioNivel
TerrestreSuperficie
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Con el descubrimiento de la nueva ruta hacia las Indias por Vasco de Gama, el
descubrimiento de América por Cristóbal Colón y los grandes descubrimientos
posteriores, el hombre pudo comprobar que la genial teoría deductiva de los
griegos, de que la Tierra era esférica, era correcta.
Tercera aproximación: Luego del viaje de circunnavegación de Hernando de
Magallanes entre 1517 y 1522, ningún estudioso dudó de la esferidad de la Tierra.
Sólo después de siglo y medio, aproximadamente en 1680, Isaac Newton, el
genial matemático físico y filósofo inglés, cuestionó la hipótesis de la esfericidad
de la Tierra.
Según sus deducciones fisico-matemáticas, si la Tierra gira sobre su eje, a una
determinada velocidad (28 Km/seg. en el ecuador y a 0 Km,/seg. en los polos), la
Tierra debería ser un esferoide; es decir achatada en los polos por la inexistencia del
movimiento de rotación y ensanchada en el ecuador por efecto del movimiento de
rotación, que genera una fuerza centrífuga mayor.
Newton tenía razón, pero su hipótesis fue rechazada por científicos franceses,
quienes sostenían contrariamente a Newton que la Tierra, sufría por efecto de la
rotación, un alargamiento a lo largo del eje terrestre y un aplastamiento en la zona
ecuatorial. Para resolver esta agria polémica entre ingleses y franceses; entre los
que sostenían que la Tierra tenía la forma de una mandarina y los que sostenían que
era un limón, la Academia Francesa de Ciencias: organizó y envió 2 expediciones, a
medir un arco de meridiano, cerca del ecuador y la otra cerca del polo norte. La
expedición enviada a la Laponia, cerca del polo norte estuvo dirigida por Maupertius,
y la enviada al Perú, en 1743, estuvo dirigida por Pierre Bougger y Charles de la
Condamíne.
Los resultados de las dos mediciones, dio la razón a Newton y se comprobó que un
grado de meridiano en el polo era aproximadamente mayor en 1 Km. al grado de
meridiano, cerca del ecuador. Posteriormente se hicieron otras mediciones, que
ratificaron la hipótesis de que la tierra tiene la forma de un esferoide ó elipsoide de
revolución.
Cuarta aproximación: Las „investigaciones geofísicas realizadas después de la
Segunda Guerra Mundial, pero sobretodo las efectuadas durante el Año Geofísico
Internacional en 1953. y las realizadas mediante satélites, ha permitido establecer
que la forma real de la Tierra no es el elipsoide, sino el geoide como ya se dijo al
principio de este capítulo.
Dimensión de la Tierra
Las primeras mediciones se hicieron en la antigua Grecia. El primero de ellos fue
Eratóstenes de Cirene (276-196 A.D.C.) notable matemático, geógrafo y cartógrafo
al que le debemos el primer mapa del acúmene, encajando en canevás de
meridianos y paralelos.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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Eratóstenes de Cirene, midió el arco de meridiano entre Assuan (Sierra), y
Alejandría. El problema de medición, consistía en determinar o medir el ángulo de
inclinación de los rayos solares en Alejandría, teniendo en cuenta las siguientes
hipótesis:
a. La Tierra es esférica y por ende su circunferencia mide 360º.
b. Alejandría y Assuán (Siena) están ubicados en el mismo meridiano, cosa que
era falso.
c. El fondo de los pozos de Asuan, sólo son iluminados, el 20 de Junio de cada
año porque están en el trópico de cáncer, donde llegan perpendiculares los
rayos solares cada 20-22 de Junio.
d. Los ángulos alternos internos, generados por una secante a 2 rectas paralelas,
son iguales.
e. La distancia entre Alejandría y Assuan, según versión de los mercaderes, era
de 5,000 estadios, de 153-135 m. cada uno.
Efectuada la medición del Angulo de inclinación de los rayos solares en Alejandría,
ciudad que se encuentra a 100 más al norte de Assuan, se obtuvo un valor angular
de 7º 12‟.
Por definición, si el ángulo de Alejandría mide 7º 12‟, el ángulo formado por la
vertical de Assuán y Alejandría, también mide 7º12‟ por ser ángulos alternos
internos. Por tanto si dividimos 360 entre 7º 12‟ resulta que esa medida angular es
la 1/50 ava parte de la circunferencia terrestre. Finalmente si multiplicamos 5,000
estadios por 50 el resultado es de 250,000 estadios que fue el valor que le asignó a
la circunferencia de la Tierra.
La medición obtenida por Eratóstenes fue extraordinariamente aproximada a la real,
que es de 40,009 Km ó 40,076 Km. Ello se comprende mejor si multiplicamos
250,000 estadios por 158 ó 185 m. que es el valor de la antigua medida griega; el
resultado es 39,500 Km. ó 46.250 Km. la primera de las cuales se aproxirna a la
medida actual.
Una segunda medición fue efectuada un siglo después por Posidonio (130-50
A.DC.) pero los resultados fueron peores que los obtenidos por Erastóstenes,
porque sólo obtuvo 180,000 estadios, para la circunferencia terrestre.
Una tercera medición fue hecha por Jean Ferrel, en 1528, joven médico aficionado
a la astronomía1 ayudado por tablas astronómicas que contenía la altura o la latitud
de muchos lugares o puntos de Europa.
Un buen día, Ferre! salió de París, con la intención de medir la altura o latitud de
Amiens y pudo observar que era un grado menor que la de Paris por lo que dedujo
que su distancia era de 1º o sea 110 Km. aproximadamente.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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Un siglo después, el astrónomo y matemático holandés Snellius (1580 -1626), sentó
las bases de la triangulación geodésica, con lo cual la medición de arcos de
meridianos y de paralelos en lo sucesivo, fue notablemente más exacta. Desde
entonces se han efectuado innumerables mediciones en diferentes lugares del
mundo dando lugar a la creación de varios elipsoides en el siglo XIX, hasta que en
1909, se convino en adoptar el elipsoide Internacional o de Hayford.
Resumen:
Dimensiones.- Realizando las mediciones del geoide se ha definido en el
siguiente.
El radio promedio del semieje mayor en la linea ecuatorial es de 6378 Km
Y el semieje menor o radio polar es de 6357 Km
Distribución Superficial.- La superficie total del globo terráqueo en un a forma
aproximada es de 510‟000,000.000 Km2, de los cuales el 2610361 Kmx
corresponde a los mares, y un solo 2610141 Kmx corresponde a la superficie
terrestre.
Su densidad media con relación al de agua es de 5.52 a la relación del agua, y la
intensidad es de 980 Cm/seg2 en términos medios.
La superficie de mares y tierras están rodeadas de una capa gaseosa, cuales la
atmósfera, en la que se define en varios regiones de los cuales son. (Troposfera,
atmósfera, mesosfera, termosfera), la parte no gaseosa de la tierra se compara a
través de un punto liquido la hidrosfera y la litosfera.
PN
PS
EcuadorOesteLongitud
GrenwichdeMeridiannorteLatitud
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2.2.2. Parámetros del elipsoide
Para levantamientos cartográficos de países, los geodestas no utilizan los
parámetros del Geoide, sino el Elipsoide, que es un sólido generado por una
elipse en revolución alrededor de su eje.
En Geodesia no se habla del radio mayor o menor de la elipse, sino del semieje
mayor o semieje menor, tal como se puede observar en la Fig. Siguiente.
El semieje mayor o ecuatorial, es mayor en 22 Km. Aproximadamente al
semieje menor.
Una medida importante del elipsoide, se refiere al factor de achatamiento o
índice de achatamiento, que viene a ser la relación que existe entre e! semieje
mayor y el semieje menor, expresado por la siguiente fórmula:
Los Geodestas, además del factor achatamiento, utilizan el inverso del
achatamiento, que es una medida más real, casi equivalente a 300 unidades, la
que se obtiene mediante la siguiente fórmula:
Durante el siglo pasado, los levantamientos cartográficos se basaron en los
parámetros de los elipsoides de Everst, Bessel, y Clarke, pero- como no había
coincidencia entre unos y otros, lo
que dificultaba la confección de un
mapa internacional del mundo,
propuesto por Alfred Penck, se
convocó a una convención
internacional de geodestas, que se
reunió en 1909, y en la que se
convino en adoptar el elipsoide que
presentó la delegación de EUNA,
con ligeras modificaciones y que
recibió el nombre de elipsoide
internacional o de Hayford.
a
baf
ba
a
f
If
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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Veamos en el siguiente cuadro, los parámetros del elipsoide de Hayford y de
sus antecesores, a manera de comparación.
Nombre Semieje
Mayor (a)
Semieje
menor (b)
Factor de
Achatamiento
Inverso de
Achatamiento
Bassel
Everest
Clarke
1866
1880
Hayford
6‟377,397.2
6‟377,276.3
6‟378206.4
6‟378249.1
6‟378388.0
6‟356079.0
6‟356075.4
6‟356583.8
6‟356514.9
6‟356912.0
0.003343
0.003424
0.003390
0.003408
0.003367
289.2
300.8
295.0
293.5
289.2
El Elipsoide de Everest fue el más antiguo que se utilizó en el levantamiento de
la India y la Indochina.
El elipsoide de Bessel, se- utilizó en el levantamiento de las Filipinas y Japón.
El Elipsoide de CIarke, de 1866 se utilizó en el levantamiento de EUNA
Centroamérica, mientras que el de 1,880 se utilizó en África y Asia Menor.
El Elipsoide de Hayford, fue adoptado por la mayoría de los países de Europa,
la U.R.S.S. América del Sur y otros.
Finalmente en la actualidad en cartografía y en mediciones geodésicas se
utilizan los siguientes parámetros elipsoidales.
En función de las dimensiones de los semiejes, se determina el achatamiento
elipsoidal o polar (f), de la misma forma las constantes o parámetros de cada
elipse, lo que interviene para el desarrollo de las formulas geodésicas
empleadas en determinadas cálculos.
El número de parámetros de una elipse es variable, siendo los principales de
acuerdo a su frecuencia de empleo.
1.- Semieje mayo (a)
2.- Semieje menor (b)
3.- Achatamiento
4.- Cuadrado de 1ª excentricidad
5.- Cuadrado de 2ª excentricidad
a
baf
2
222
a
bae
2
222'
b
bae
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19
PARAMETROS CLARK 1866 INTERNACIONAL WGS 84
a
b
f
2e
2'e
6378206.4
6356583.8
0.003390075
0.006768657
0.006814784
6378388.00 m.
6356911.9 m.
0.003367003
0.006722670
0.006768170
6378137.0
6356752.3
0.003352811
0.006694381
0.006739497
2.2.3. El Datum Geodésico
Es una estación astronómica, en la cual se efectúan mediciones gravimétricas
de gran precisión así como los de su latitud, longitud, azimut y altitud, con el
propósito de servir de origen ó de base en el establecimiento de las
coordenadas geográficas de una región continental, y/o para corregir las
establecidas antes de 1956.
El datum geodésico está
ubicado generalmente en
Zonas llanas donde las
ondulaciones del geoide son
mínimas; es decir donde la
superficie del elipsoide
coincide con la superficie de!
geoide y por tanto la deflexión
de la vertical es
prácticamente nula.
El datum geodésico provisional para todos los países de América del Sur,
está ubicado en la Canoa, en Venezuela, y fue determinado en 1956. Dentro
de dos siglos se utilizará el datum geodésico de La Chua, que está en Brasil.
Geoide.
Se define como al “Geoide” la superficie teórica de la tierra que une todos los
puntos que tienen igual gravedad. La forma así creada supone la continuación
por debajo de la superficie de los
continentes, de la superficie de los
océanos y mares suponiendo la
ausencia de mareas, con la
superficie de los océanos en calma
y sin ninguna perturbación exterior.
Como perturbaciones exteriores se
encuentra la atracción de la luna,
(mareas) y las interacciones de todo
el sistema solar.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
20
Lejos de lo que se podría imaginar, esta superficie no es uniforme, sino que
presenta una serie de irregularidades, causadas por la distinta composición
mineral del interior de la tierra y de sus distintas densidades, lo que implica que
para cada punto de la superficie terrestre exista una distancia distinta desde el
centro de la tierra al punto del geoide.
Elipsoide
Como sabemos la tierra no es redonda, y su figura se asemeja a una naranja o
una “esfera achatada por los polos”, y no existe figura geométrica alguna que la
represente, debido fundamentalmente a las irregularidades existentes.
Estas Irregularidades de la tierra son detectables y no extrapolables a todos los
puntos, simétricos, de la tierra, ya que no existe un único modelo matemático
que represente toda la superficie terrestre, para lo que cada continente, nación,
etc. y de hecho emplean un modelo matemático distinto, de forma que se
adapte mejor a la forma de la tierra en la zona a cartografiar.
2.2.4. El Punto geodésico
Consiste en determinar exacta y matemáticamente la latitud ( ) la longitud () y la
altitud, de cualquier punto sobre la superficie terrestre. Es lo que geodestas y
geógrafos denominan las coordenadas geográficas, se han perfeccionado otras para
determinar con mayor exactitud aún, las coordenadas geográficas de un punto
cualquiera de la superficie terrestre. Al transporte de la hora para determinar la
longitud se le ha sustituido por la telegrafía sin hilos (radio) y el paso acodado. Al
teodolito y taquímetro se Le ha reforzado con el geodímetro y el telurómetro. La
electrónica pues, contribuye a precisar más todavía la determinación de las
coordenadas geográficas: Latitud, longitud y altitud.
La latitud geográfica.
Es el ángulo que forma la vertical del lugar con el plano del Ecuador, Se mide de 0º
a 90º a partir del Ecuador y se considera positiva sí el punto se encuentra en el
Hemisferio Norte o negativa en caso contrario‟ (Charola: 90-91).
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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21
También se dice que la latitud geográfica es la distancia que hay de un punto
cualquiera al ecuador, porque dicha distancia no es sino su correspondiente al
ángulo formado por la vertical del lugar con el plano del Ecuador.
Donde: 1º = 60‟ 1‟ = 60”
La longitud o largo de un grado de latitud
(arco de meridiano) comprendido entre
dos paralelos es exactamente igual para
todos ellos, porque la Tierra no es una
esfera perfecta, sino más bien un
elipsoide achatada en los polos y
ensanchada en el ecuador. La longitud
de un grado de latitud es de 110.51 Km.
Cerca del ecuador y d 111.70 Km. En
los polos (Raisz: 65).
La latitud de un lugar se determina observando la altura del Polo sobre el horizonte
en virtud del teorema que relaciona la latitud del lugar con la altura del Polo Celeste
(Charola: 91). Esta operación se efectúa con el sextante o el astrolabio de péndulo.
La longitud geográfica
Es el ángulo diedro que forma el
meridiano del lugar con el meridiano
Base, de Greenwich. Se mide de 0º
a 180º. Se conoce 2 tipos de
longitud. Oriental y occidental, según
como se halle al Este u Oeste del
Meridiano de Greenwich.
De ¡a misma forma, se dice, que la
longitud geográfica de un punto, es
la distancia que hay de dicho punto
al Meridiano Base, porque tal
distancia es su correspondiente al
ángulo diedro que hemos
mencionado.
Si la longitud o largo de un grado de latitud (arco de meridiano) no varía
considerablemente, como acabamos de ver, en cambio la longitud de un grado de
Longitud (arco de paralelo) varia considerablemente, con el coseno de latitud, a tal
punto que a los 60º de latitud, la longitud de un grado de longitud es la mitad de lo
que mide en el ecuador, en el polo a los 90º la longitud de un grado de longitud es 00
m.
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22
La variación de la longitud con el coseno de latitud es el principio
fundamental en la teoría de proyecciones como veremos después.
La determinación de la longitud
de un punto cualquiera se basa
en el siguiente teorema: “La
diferencia de longitud entre dos
puntos de la tierra, es igual a la
diferencia de los ángulos
horarios de un astro visto desde
dichos lugares en el mismo
instante” (Charola: 93).
Por tanto si, en una hora
sideral, la Tierra describe un
ángulo de 15º, para hallar la
diferencia de longitud, entre dos
puntos, se multiplica por 15, la
diferencia entre las horas
siderales.
Basado en esta consideración es que transportando la hora del meridiano base a
cualquier punto se puede determinar la longitud de ese lugar. Primero se halla la
diferencia de la hora y luego se multiplica por 15. Luego se suma o se resta, según el
caso, la ecuación de tiempo: que es la diferencia entre la hora solar observada y la
hora media (hora sideral) que corresponde a determinado huso horario Así por
ejemplo la hora que nosotros usamos es la hora media que corresponde al huso
horario del meridiano 75º Long. W.
Para hallar la hora solar verdadera se mide la distancia cenital de un astro, o mejor
dicho su altura sobre el horizonte por medio de un teodolito auxiliado de tablas que
contienen la declinación y ascensión recta de las estrellas a una ahora fija para
el meridiano de origen del uso horario (De Martonne: 68).
En el caso concreto de la ciudad de Lina habrá que sumar la ecuación de tiempo,
porque ésta se encuentra al W del Meridiano 75º, que da la hora para todo el
territorio peruano, mientras que en el Cusco habrá de restar la ecuación de tiempo,
porque éste se halla al E. del meridiano 75º.
Corno ya dijimos anteriormente, el método del transporte de la hora, ha sido
superado por la telegrafía sin hilos. Sin embargo, este método no obvia tener que
hallar la hora solar verdadera.
La altitud
La altitud de un punto o lugar, es la distancia vertical, con respecto del nivel
medio del mar, expresada en metros y fracciones. Altitud no es igual a altura.
Altura es la distancia vertical entre un punto y el nivel de referencia, que puede
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23
5,000
0
Plano de referencia
Nivel del Mar
Metros
2.000
Cumbre del Tibet
ser el piso de una calle o plaza, tal como se puede apreciar en la siguiente
Figura.
La altitud o diferencia de nivel de un punto con respecto del nivel medio del mar se
determina mediante métodos de precisión (nivelación de precisión) y expeditivos
(nivelación barométrica, taquirriétrica).
En la nivelación de
precisión se utiliza
niveles de precisión Y -Y.
Dumpy y miras. También
se utilizan teodolitos.
En la nivelación
barométrica se utiliza
barómetros, altímetros; y
en la nivelación
taquimétrica se utiliza los
taquímetros.
Además de estos
métodos existe la nivelación geométrica y trigonométrica.
El azimut y el rumbo
En geodesia y topografía, se utiliza además de las coordenadas geográficas, el
azimut y el rumbo y otras medidas.
El azimut de un punto es la dirección o medida angular tomada con respecto a
un meridiano escogido. “Generalmente se toma el extremo norte de éste
(meridiano) y el ángulo se mide en el sentido del movimiento de las manecillas
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
24
del reloj”. (Torres y Víllate: 35). Al igual que el rumbo puede ser verdadero
(geográfico), magnético o arbitrario; en cambio ¡a medida angular del rumbo
varía de 00 a 90° mientras que el azimut varía de 00 a 3600. En la siguiente
figura, cuál es el azimut de los puntos: A, B, C, D.
El acimut geodésico
Acimut geodésico es el ángulo determinado por la tangente a la línea
geodésica en el punto de observación y el meridiano elipsoidal que pasa por el
mismo, medido en el plano perpendicular a la normal del elipsoide del
observador en el sentido de las manecillas del reloj a partir del norte.
También se puede escribir como azimut geodésico o azhimut geodésico.
Astronomía
En astronomía, azimut es el ángulo o longitud de arco medido sobre el
horizonte celeste que forman el punto cardinal sur (Norte) y la proyección
vertical del astro sobre el
horizonte del observador
situado en alguna latitud Norte
(Sur). Se mide en grados desde
el punto cardinal en sentido de
las agujas del reloj: Norte-Este-
Sur-Oeste.
Por proyección vertical,
entendemos el corte con el
horizonte que tiene el círculo
máximo que pasa por el cenit y
el astro.
Es una de las dos coordenadas
N
A
E
BS
C
O
D
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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25
horizontales, siendo la otra la altura. La altura y el acimut son coordenadas que
dependen de la posición del observador. Es decir que en un mismo momento,
un astro es visto bajo diferentes coordenadas horizontales por diferentes
observadores situados en puntos diferentes de la Tierra. Esto significa que
dichas coordenadas son locales.
Náutica
Acimut circular.En náutica, el azimut se mide desde el punto cardinal norte en
sentido horario de 0° a 360° y se llama Acimut verdadero (Azv) o real. El acimut
podrá ser magnético, si se mide respecto al norte magnético (Azm) o acimut
compás (Azc) en inglés compass, si se mide desde el punto norte de la brújula.
En el caso de las cartas de navegación aéreas, en las que se usa el acimut
magnético, se le denomina rumbo.
Desde el Norte
Norte 0° o 360° Sur 180°
Nornoreste 22.5° Sursuroeste 202,5°
Noreste 45° Suroeste 225°
Estenoreste 67.5° Oestesureste 247,5°
Este 90° Oeste 270°
Estesureste 112,5° Oestenoroeste 292,5°
Sureste 135° Noroeste 315°
Sursureste 157,5° Nornoroeste 337,5°
Conversiones
Para convertir un rumbo a un Acimut es necesario primero conocer la
declinación magnética. De esta forma si la declinación magnética es al Este,
entonces el Acimut va a ser el rumbo más la declinación magnética (Az =
Rm+Dm), en cambio, si la declinación magnética es al Oeste entonces el
Acimut es igual al rumbo menos la declinación magnética (Az = Rm-Dm). Para
facilitar las ecuaciones y que se utilice una sola, se usa la ecuación donde el
Acimut es el rumbo más la declinación magnética teniendo en cuenta la
convención de signos donde Este es positivo y Oeste es negativo. Ejemplo:
necesito encontrar el acimut en un punto donde el rumbo es de 60° y la
declinación magnética es de 5° Oeste (-5°). Utilizando la fórmula: Az = Rm+Dm
= 60° + (-5°) = 55°
Demoras en náutica
En un buque en navegación se llama así al ángulo medido "desde el norte", en
sentido horario, hasta un objeto (faro, astro, embarcación, etc.) Dado que existe
una diferencia entre el norte geográfico y el magnético hay una desviación a la
hora de llevar a una carta naútica las mediciones de las demoras. Puede ser
demora verdadera (Dv) o demora de aguja (Da). La demora verdadera es la
demora de aguja corregida con la corrección total (Ct). Es la que realmente se
marca en la carta naútica. La corrección total (Ct) es la suma de la declinación
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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magnética (dm), diferencia entre los nortes geográfico y magnético, y el desvío
de aguja, desvío producido por las masas metálicas y aparatos de un barco.
(Dv=Da+Ct) Si el ángulo se mide desde la proa de la embarcación se denomina
"marcación". Si la marcación se obtiene por el babor de la embarcación es
negativa y si es por el estribor es positiva. Las marcaciones se pueden
convertir en demoras utilizando la fórmula: demora=marcación+rumbo
Instrumentos
La toma de ángulos horizontales en el vocabulario marinero se suele
denominar "marcación". En los buques, las "marcaciones visuales" se toman
desde unas plataformas con suspensión cardánica que tienen un aro rotatorio
(alidada) llamadas taxímetros. En buques equipados con girocompás, los
taxímetros suelen poseer un "repetidor" del girocompás, lo que permite tomar
directamente el "acimut compás", al que debe sumársele el error conocido, si lo
hubiese.
También puede tomarse una "marcación radar" a los ecos identificados. Si el
radar está en presentación "relativa", es decir que su "línea de fe" está
indicando la proa, a esa "demora" se le suma el rumbo. Si el radar está en
presentación "verdadera", la línea de fe indica el Norte y se toma directamente
el acimut.
Cartografía
En la cartografía, el acimut se mide también desde el punto cardinal norte.
Es el ángulo de una dirección contado en el sentido de las agujas del reloj a
partir del norte geográfico. El acimut de un punto hacia el este es de 90 grados
y hacia el oeste de 270 grados sexagesimales. El término acimut sólo se usa
cuando se trata del norte geográfico. Cuando se empieza a contar a partir del
norte magnético, se suele denominar rumbo o acimut magnético. En la
geodesia o la topografía geodésica, el acimut sirve para determinar la
orientación de un sistema de triangulación.
Es frecuente que en la cartografía y, especialmente, la topografía los acimuts
se expresen en grados centesimales en lugar de utilizar los grados
sexagesimales.
2.2.5. Clasificación de las proyecciones cartográficas.
LAS PROYECCIONES Y SUS PROPIEDADES
Todo sistema plano conformado por Meridianos y paralelos, sobre los cuales
se puede dibujar un mapa, se llama proyección.
El problema de las proyecciones, radica en que ninguno de las tantas
proyecciones creadas, desde la antiguedad hasta nuestros días, cumple con
3 de las condiciones que sólo se observa en el globo terráqueo.
1. Conservar la forma
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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27
2. Conservar el área
3. Conservar la distancia.
Casi todas las proyecciones están basadas en una de las 3 condiciones
señaladas. Pocas son las que tratan de armonizar dos o tres propiedades sin
conseguirlo.
En base a las 3 condiciones señaladas, las proyecciones pueden ser:
Conformes, Equivalentes, Equidistantes y convencionales.
CLASIFICACION DE PROYECCIONES
Según su origen las proyecciones se clasifican en: Cilíndricas, Cónicas,
Acimutales, y Convencionales.
Proyecciones cilíndricas.
Derivan de desarrollo de la red de paralelos y meridianos de una esfera,
tangente a una superficie cilíndrica.
Los paralelos así como los meridianos son líneas rectas y perpendiculares entre
sí.
En esta clase pueden mencionarse las proyecciones equirectangulares, la
proyección de Gall, la equivalente de Berhmann y la de Mercator.
OCEANO ANTARTICO
Fig. Nº 26 Mapa mundi en proyección Winkel
América del Sur
Africa
Asia
América del Norte
OC
EA
NO
PA
CIF
ICO
OC
EA
NO
ATLA
NTIC
O
Australia
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28
Proyección Mercator. Es la más importante de todas las proyecciones
cilíndricas, porque tiene la propiedad de conservar el ángulo de gran utilidad
para marinos y aviadores. Por esta razón se dice que es una proyección
conforme o isogónica.
En esta proyección los paralelos y los meridianos son líneas rectas y
perpendiculares entre si y equidistantes, cuando en la realidad son convergentes
en los Polos. Baffin. etc. Concretamente Groelandia aparenta ser más grande
que América del Sur.
En su lugar recomendamos proyecciones equivalentes como la Homalosena de
Goode, Rand McNally.
Existe un grupo de proyecciones que no podemos llamar estrictamente,
cilíndricas; pero derivan de desarrollos cilíndricos primitivos. Tal es el caso de las
proyecciones Mollweide, Sinusoidal, Rand, McNally, etc.
Estas proyecciones tienen un común denominador con las cilíndricas consistente
en que los paralelos son rectas horizontales. Veamos algunas de ellas.
Proyección Mollweide. Fue ideado por Carlos Mollweide en 1805 y
popularizado por J. Babinet hacia mediados del siglo pasado. El meridiano
central y el ecuador son líneas rectas así como todos los paralelos. Los otros
meridianos son líneas elipses. “El Ecuador tiene doble longitud que el meridiano
central y está dividida en partes iguales”, es equivalente. Tiene gran aplicación
en la representación de fenómenos de Geografía Física: distribución de
asociaciones y formaciones vegetales provincias faunisticas, distribución de los
Teorigrama de las Proyecciones Cilindricas, cónicas y azimutales
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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29
elementos climáticos como: temperatura, presión atmosférica, precipitaciones,
vientos, etc., etc.
Aunque esta proyección presenta serias deformaciones en la periferia, debe ser
preferido en la didáctica de la Geografía a la proyección Mercatar.
Proyección Homalosena de Goode. Como en la proyección Homalográfica
interrumpida de Goode, los paralelos son líneas rectas y horizontales mientras
que los meridianos centrales son líneas sinusoides.
Proyección Eckert. El notable cartógrafo alemán. Max Eckert, logró crear seis
proyecciones equivalentes como resultado del desarrollo de un semitoro cuyo
ecuador, tiene una longitud doble el de la línea polar.
Efectivamente. En estas proyecciones, los polos están representados por una
línea que es la mitad de la línea ecuatorial.
En la primera proyección, llamada trapecial equiárea, no sólo los paralelos son
líneas rectas sino también los meridianos. En la segunda proyección conocida
como elíptica equiárea, los meridianos son elipses.
En la tercera proyección, llamada sinusoidal, los arcos de meridianos son
sinusoides. La cuarta conocida como acimutaloide, es diferente a las anteriores
porque el polo ya no es una línea recta sino un punto donde convergen los
meridianos sinusoides. Los paralelos siguen siendo líneas rectas horizontales.
Las seis proyecciones equivalentes de Eckert, tienen gran aplicación en la
didáctica de la Geografía, especialmente para ofrecer la distribución de la
producción económica.
30º0º30º60º90º120º150º 60º 90º 120º 150º 180º
180º150º120º90º60º30º0º30º60º90º120º150º
90º
60º
45º
30º
15º
0º
75º
15º
30º
45º
60º 60º
45º
30º
15º
0º
15º
30º
45º
60º
75º
90º
Mapa mundi en Proyección MERCATOR
AMERICA ASIA
AFRICA
AMERICA
AUSTRALIA
DEL NORTE
DEL SUR
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30
Proyecciones Cónicas.- Teóricamente proceden de la proyección de una
esfera sobre una superficie cónica. Se caracteriza porque todos sus meridianos
son líneas rectas, radiales, que convergen hacia los polos. Los paralelos en
cambio son líneas circulares concéntricas que se cortan con las anteriores
formando ángulo recto. El polo está representado por un arco.
Las proyecciones cónicas aunque tienen algunos inconvenientes presentan
ventajas como la relativa exactitud para superficies pequeñas, próximas a los
paralelos bases.
Entre las proyecciones cónicas, merece citarse la cónica simple, la de Albers y
Lambert con dos paralelos bases, la policónica, etc.
Proyección cónica
simple.- Procede del
desarrollo de una
esfera sobre un
cono tangente. La
superficie plana
resultante en esta
proyección toma la
forma de un
abanico.
A
A
Proyección cónica simple
0º 0º
X Y
180º
160º
140º
120º
100º
80º
60º
40º
20º
0º
20º
40º
60º
80º100º120º140º
160º
00º
10º
20º
30º
40º
50º
60º
70º
80º
Mapa Mundi en Proyección Mollweide
0º30º90º120º150º180º 60º 120º 150º 0º
0º
30º
60 60º
30º
30º
60º60º
30º
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31
La proyección de. Albers es adecuada para su superficie de amplia longitud
como los Estados Unidos de Norteamérica o la Unión Soviética.
El nombre de la proyección deriva del nombre de su creador H. C Albers
Proyección Cónica de Lambert, con dos paralelos base, Si la proyección de.
Albers, es equivalente, como acabamos de ver, la de Lambers es conforme,
razón por la cual tiene gran aplicación en cartas aeronáuticas.
Fue ideado por J. H. Lambert hacia 1770. Se sutilizará para su superficie de gran
magnitud, como es el caso del territorio Peruano. Chileno etc. Dicho sea de paso
los primeros mapas corográficos del Perú al millonésimo, fueron hechos en esta
proyección, preparados y editados por el I. G. M. Los paralelos bases escogidos
fueron: el de 5º y 20º Lat. Sur.
La exageración de las áreas es mucho más pequeña que las observadas en la
proyección de Albers: pero tanto uno como otro son adecuados, según la forma
del territorio. Son bastante, exactos para áreas pequeñas.
Proyección Polifónica.- Fue ideado por Fernando Hassler, hacia 1820, para
superar los defectos de la proyección de Bonne, y las poliédricas, muy en boga
en Europa.
El resultado final es el de un canevá no acoplable en la periferia, tal como se
puede apreciar en las ilustraciones.
La proyección policónica en realidad es una variante de las proyecciones
poliédricas. No es equivalente ni uniforme, pero en las proximidades del
meridiano central puede decirse que reúne estas dos propiedades y aún más, la
de ser equidistantes, por que la alteración de las distancias con respecto al
meridiano central es menor del 1 % dentro de los 900 kilómetros.
A pesar de su considerable distorsión en la periferia (6%) los norteamericanos la
utilizaron con bastante frecuencia tanto como la de Albers.
Proyección Bonne.- Fue el primer sistema de proyección utilizado en la
Cartografía Oficial, para levantamientos del terreno.
Fue ideado por Rigoberto Bonne (Ca. 1780). El primer mapa de Francia, a la
escala de 1:80,000 fue hecho en esta proyección, razón por la cual se le llamé
pon mucho tiempo, la proyección de la Carta de Francia.
Se caracteriza porque el meridiano central es, rectilínea cortado en ángulo recto
por los paralelos que son líneas curvas y concéntricas.
Es equivalente y solo es adecuado para levantamientos de áreas pequeñas
como Holanda, Bélgica, Etc.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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32
Teorigrama de la Proyección policónica
Proyección Poliédrica. El canevás está constituido por paralelos rectilíneos y
horizontales, mientras que los meridianos son también líneas rectas
convergentes.
La proyección obtenida es el acoplamiento forzosamente imperfecto sobre un
plano, de las caras de un poliedro circunscrito a la esfera represente cada cara,
teóricamente una proyección cónica”.
Proyecciones Acimutales.- Resultan de la proyección de una esfera sobre un
plano tangente teniendo como punto de vista a un punto situado en el centro de
la esfera, en la superficie de la esfera o en el infinito. Así por ejemplo la
proyección Gnómica tiene su punto de perspectiva en el centro de la esfera, la
Ortográfica fuera de la esfera y la estereográfica en la superficie de la esfera.
Entre las características generales de las proyecciones acimutales podemos
señalar.
Los círculos máximos son líneas rectas y su acimut es verdadero.
Todos los puntos equidistantes del punto de vista en la esfera lo son
también en el desarrollo de la proyección.
Las superficies situadas a igual distancia del centro de la proyección
presenta la misma deformación, la cual es creciente hacia la periferia.
La diferencia entre las proyecciones acimutales radica en la longitud de
los radios de los horizontales.
En las proyecciones acimutales, si el plano tangente es perpendicular al
ecuador, se dice que es ecuatorial. Si es perpendicular al eje terrestre
se dice que es Polar y cuando el plano tangente toca cualquier punto de
la esfera, excepto los dos anteriores se dice que es oblicua u horizontal.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
33
Entre las proyecciones acimutales, nos ocuparemos de a Gnómica, la
ortográfica, la estereográfica y la equivalente de Lambert.
Proyección Gnómica. En esta proyección los meridianos están expresados por
líneas rectas, razón por la cual una línea recta trazada en esta proyección entre
dos puntos es la distancia más corta, porque representa un arco de meridiano.
La proyección gnómica puede ser: ecuatorial, oblicua y polar.
Proyección Ortográfica.- Son proyecciones perspectivas al infinito, vale decir,
el punto de vista o punto de perspectiva se encuentra fuera de la esfera. La
superficie del globo terrestre se proyecta, mediante rayos paralelos sobre el
plano tangente al mismo. Se dan tres casos: proyección ortográfica sobre un
plano meridiano, sobre el ecuador y oblicua la última es la más utilizada por su
gran semejanza con el globo terráqueo.
Proyección Estereográfica.
En la proyección estereográfica meridiana que es la más usada para la
representación de los hemisferios, el ecuador y el meridiano central son líneas
rectas de verdadera magnitud, mientras que los demás meridianos y paralelos
son arcos circulares distribuidos en forma creciente a partir del meridiano central
del ecuador
OTRAS PROYECCIONES.
La Proyección Universal Transversal Mercator (U.T.M.).- Es una proyección
poli cilíndrica conforme. Resulta de proyectar el elipsoide de Clarke, sobre varios
cilindros secantes a los meridianos centrales. Teóricamente se obtiene haciendo
girar el eje del cilindro, secantemente sobre el meridiano 177º long. W y así
sucesivamente sobre los 60 meridianos centrales (6) restantes. En ésta
proyección el mundo esta dividido en 60 zonas o fajas de 6º de amplitud, cada
una, razón por la cual se llama Universal; como el cilindro es transversal al eje
Mapa mundi en Proyección Eckert (segunda)
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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34
Zonas o fajas de 6º de amplitud en la Proyección UTM
1 2 3 4 5 6 7 8
de los polos se llama transversal; y el nombre de Mercator es en Homenaje del
gran cartógrafo holandes Mercator, a pesar de que esta proyección fue creada
por el geodésta norteamericano Adams, con una variante de la proyección de
Gauss Krugger, las zonas de la proyección UTM se empiezan a contar desde el
meridiano 180º o línea internacional de la fecha, en dirección Este. La zona Nº
01 está comprendida entre el meridiano límites 180º y 174º Long. W. su
meridiano central es el 177º Long. W L a zona Nº 02 esta comprendida entre los
meridianos 174º y 168º Long. W y su meridiano central es el 171º Long. W.
El Perú está ubicado en las zonas 17, 18, 19 cuyos meridianos centrales son
81º, 75º 69º, para construir el canevas de la proyección UTM de un país
determinado, existe una tabla de conversión de coordenadas geográficas a
coordenadas planas, la misma que ha sido calculado para toda la Tierra.
Para el trazado de las coordenadas planas en la proyección UTM debe tener
cuenta los siguientes datos consignados para zona 17.
1. La zona 17, o cualquier otra, puede ser dividida en 2 partes iguales
cada una de 3º.
500,000 500,000
333,333 333,333
3º 3º
76º81º84º
666,666 m.
166,666 166,666
Traslape Traslape
ZONA ZONAZONA17 18 19
Merid
iano
Centr
al
500,0
00
Datos de la zona o faja 17 y zonas adyacentes
La proyección policéntrica
Es la utilizada en las primeras ediciones del Mapa Topográfico Nacional (MTN)
a escala 1:50.000. Considera el territorio nacional dividido en trapecios
curvilíneos de 20‟ de longitud y 10‟ de latitud, que totalizan las 1.130 hojas
(incluidas las correspondientes a Baleares y Canarias).
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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35
Para la proyección se supone trazado en el centro de cada trapecio curvilíneo el
plano tangente al elipsoide. De esta manera queda sustituida la superficie del
elipsoide por una superficie poliédrica circunscrita. Se toman tantos centros de
proyección como hojas, por lo que se denomina “policéntrico”
Los errores que se producen en esa superficie poliédrica son despreciables a
escala 1:50.000.
Uso de proyecciones.
La utilización de las proyecciones, es de acuerdo a la zona de ubicación en el
globo terráqueo, no se puede utilizar el sistema de proyección cilíndrica en los
polos, para ello esta definido lo que es proyección cónica así como se indica en
el anterior capitulo.
2.2.6. Sistema de representación de coordenadas.
Básicamente la localización geográfica de un punto se puede realizar
detallando uno de estos dos parámetros:
- Coordenadas geográficas en formato Longitud-Latitud.
- Coordenadas (x,y) UTM. Universal Transversa Mercator.
Cada uno de estas dos formas de localizar un punto sobre la superficie
terrestre debe de cumplir los siguientes requisitos:
- Que el punto sea único
- Que quede perfectamente identificado el sistema de proyección
empleado al localizar el punto.
- Que permita referenciar la coordenada “z” del punto
a) Coordenadas UTM
Es un sistema de proyección de la topografía del Geoide (sólido de revolución
ideal generado por la proyección del nivel medio del mar) sobre el elipsoide. La
tierra se proyecta sobre un cilindro transversal secante al geoide, tomando
bandas de proyección cada seis grados formando 60 Zonas de Proyección. En
donde las coordenadas y mediciones de distancias se representan en forma
plana,
Proyecciones planas
Cuando la superficie a representar es pequeña y por lo tanto la esfericidad
terrestre no va a influir en la representación cartográfica, por ejemplo en
pequeños levantamientos topográficos, se recurre a su representación de forma
plana, de forma que todos los puntos representados están vistos desde su
perpendicular:
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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36
A la representación cartográfica obtenida, ya sea en soporte papel o en soporte
magnético, se le denomina “plano”. Esta representación de la superficie,
generalmente en el sistema de planos acotados, está dentro del campo de la
Topografía, la Agrimensura, etc.
Proyecciones geodésicas
Las proyecciones geodésicas son proyecciones en las que la esfericidad
terrestre tiene repercusión importante sobre la representación de posiciones
geográficas, sus superficies, sus ángulos y sus distancias.
El sistema UTM es un sistema de proyección geodésica ideado en 1569 por
Gerhard Kremer, denominado Mercator al latinizar su apellido. Es un sistema
en el cual se construye geométricamente el mapa de manera que los
meridianos y paralelos se transformen en una red regular, rectangular, de
manera que se conserven los ángulos originales.
60
50
40
30
150
1015
40
50
60
Ecuador
75 60 45 30 15 0 15 30 45 60 75
PROYECCION MERCATOROeste (W) Este (E)
Norte
Sur
La red creada hace que tanto meridianos como paralelos formen una cuadricula
oblicua, “grid” o rejilla, de manera que una recta oblicua situada entre dos
paralelos forma un ángulo constante con los meridianos.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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37
Como ejemplo de esta proyección se muestra el desarrollo de todo el globo
terráqueo en la proyección mercator:
Ventajas del Sistema UTM
El sistema de Proyección UTM tiene las siguientes ventajas frente a otros
sistemas de proyección:
- Conserva los ángulos
- No distorsiona las superficies en grandes magnitudes, (por debajo de los
80ª de Latitud).
- Es un sistema que designa un punto o zona de manera concreta y fácil de
localizar.
- Es un sistema empleado en todo el mundo, empleo universal,
fundamentalmente por su uso militar.
El sistema UTM es un sistema comúnmente utilizado entre los 0º y los 84º de
latitud norte y los 80º de latitud sur, por lo que es un sistema estandarizado de
empleo en España. No se emplea a partir de los 80º de latitud ya que produce
una distorsión mas acusada cuanto mayor es la distancia al ecuador, como
ocurre en los polos, por ello se emplea, tanto en el hemisferio Norte como en el
hemisferio Sur por estas latitudes. Para la cartografía de zonas existentes en
los polos se emplea normalmente el sistema de coordenadas UPS (Universal
Polar Stereographic)
Coordenadas Geodésicas y Coordenadas Geocéntricas
El origen de medición de las coordenadas geográficas puede coincidir, o no,
con el centro de gravedad de la tierra, creándose dos coordenadas geográficas
distintas:
- Coordenadas Geodésicas; aquellas que están referidas al elipsoide.
- Coordenadas Geocéntricas; aquellas que están definidas con respecto al
centro de gravedad de la tierra, (x,y,z) ó (.,.,h)
Las geodésicas calculan la latitud trazando la normal al elipsoide de referencia
y las Geocéntricas uniendo el punto objeto con el centro de la tierra:
E l i p s o i d e
Geodésicas - Geocentricas
Union
cen
tro d
e la T
ierra
Geo
dési
cas
Nor
mal
al e
lipso
ide
Geo
cent
ricas
P
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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38
b) Coordenadas geográficas
Las coordenadas Geográficas son una forma de designar un punto sobre la
superficie terrestre con el siguiente formato:
17º14’26’’ W Longitud oeste
70º52’21’’ N Latitud sur
Esta designación supone la creación de
un sistema de referencia de tres
dimensiones:
Se define el eje de la tierra como la
recta ideal de giro del globo terráqueo
en su giro del movimiento de rotación.
Es la recta que une los dos polos
geográficos. Polo Norte y Polo Sur.
c) MERIDIANOS
Se definen los meridianos como
las líneas de intersección con la
superficie terrestre, de los
infinitos planos que contienen el
eje de la tierra.
El sistema toma como origen
para designar la situación de una
posición geográfica un
determinado meridiano,
denominado meridiano 0º, cuyo
nombre toma el de una ciudad inglesa por el que pasa; “GREENWICH”.
La existencia de este meridiano divide al globo terráqueo en dos zonas; las
situadas al Oeste (W) del meridiano 0º, hasta el antemeridiano y las situadas al
Este (E) del meridiano 0º hasta el antemeridiano
d) PARALELOS
Se definen los paralelos como
las líneas de intersección de los
infinitos planos perpendiculares
al eje terrestre con la superficie
de la tierra.
Punto "P"
Definido por (r,d,f)
Eje Y
Eje Z
P
r
0
O
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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39
Se definen sobre el globo terráqueo los paralelos, creándose el paralelo
principal aquel que se encuentra a la máxima distancia del centro de la tierra. A
este paralelo de mayor radio se le denomina “ECUADOR”, que divide el globo
en dos casquetes o hemisferios; el hemisferio norte y el hemisferio sur.
Paralelos geométricamente a él, se trazan el resto de los paralelos, de menor
radio, tanto en dirección al polo Norte como al Polo sur
Este paralelo principal, o
ECUADOR, se toma como origen
en el sistema de eferencia creado,
de modo que se designa la
situación de un punto haciendo
referencia a su situación respecto
de estos dos casquetes:
Una vez que tenemos establecida
una red de meridianos y paralelos,
la situación geográfica de un punto
viene definida por su longitud y su
latitud, con referencia a la red
creada:
2.2.6.1. Sistema de coordenadas PSAD 56
Son las iniciales en ingles (Provitional South American Data of 1956). Que
significa. Datum horizontal utilizado por los países sudamericanos sobre un
punto astronómico y una base medidos en La Canoa, playa venezolana,
referidos al esferoide de Hayford, y que es el Datum oficial del Perú, que tiene
como datum vertical el nivel medio del mar determinado por una serie de
medidas mareográficas
2.2.6.2. Sistema de coordenadas WGS 84
Con el empleo de nuevas técnicas de posicionamiento, en especial la
constelación GPS, (Sistema de Posicionamiento Global, creado por el
Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD)) se hace necesario
disponer de un sistema para posicionar una situación geográfica con referencia
a un Datum Universal con cobertura en toda la superficie terrestre, evitándose
así la “territorialidad” del resto de los Datum existentes.
Para ello fue creado en sistema WGS, (world geodetic system, Sistema
Geodésico Mundial), con el primer sistema denominado WGS-74, revisado y
modificado, estando actualmente vigente y en uso el sistema WGS-8.4 Las
coordenadas que se obtienen de la constelación de satélites pueden ser
cartesianas en el espacio respecto al centro de masas de la Tierra (X, Y, Z) o
geodésicas (.,.,h).
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
40
2.2.6.3. Conversión de coordenadas
Conversión de coordenadas Geográfica a UTM
En el ejemplo se puede observas, que lo resultados de coordenadas de los
vértices de la poligonal son en coordenadas geográficas, lo cual necesita
convertir los datos en coordenadas cartesianas o UTM, para lo cual se sigue el
siguiente pasó según la revisión bibliográfica de geodesia.
a) Datos necesarios para el cálculo.
Debemos tener en cuanta de los datos o parámetros elipsoidales de conversión,
estos datos son:
- Coordenadas Geodésicas de inicio
Latitud )(
Longitud )(
Zona o usos, en este caso zona 19 sur del Perú
- Elipsoide Internacional
Semieje mayor (a)
Semieje menor (b)
Achatamiento (f)
- Meridiano Central (MC)
- Factor de Escala
Ko = 0.9996
C = 6399936.609
b) Cálculo del Incremento de la longitud
MC c) Calculo de A
SenCosA
d) Calculo de (t)
A
At
1
1ln
2
1
e) Calculo de (n)
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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41
Cos
TgTgn 1
f) Calculo de (v)
2/122
0
)'1( xCose
CxKv
g) Calculo )(
222
2
'Cost
e
h) Calculo de ),,(
27
35,
3
5,
4
3' 322
xxxe
i) Calculo de A1,A2
2
121 ,"1
12 xCosAA
SenxSenA
j) Calculo de J2, J4, J6
3
5,
4
3,
2
2
246
224
12
CosAJJ
AJJ
AJ
k) Calculo de coordenadas parciales (X, Y)
)()1(,3
1 642 JJJCKnvYtvX o
l) Coordenadas UTM
YNorteXEste 000000'10,500000
Con las formulas dadas, se puede realizar los cálculo en la hoja electrónica Excel, a
fin optimizar los resultados o en todo caso utilizar programas pequemos como se
muestra en las siguientes imágenes.
La conversión de coordenadas geográficas a UTM o viceversa se puede realizar por
diversos métodos, así como por la utilización de software y hoja de cálculos xl de
Microsoft office, en el presente curso utilizaremos el software Cálculos Geodésicos
realizado por el Instituto Geográfico Nacional (IGN).
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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42
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
43
2.3. Cartografía Geográfica.
La Cartografía Geográfica, llamada también Cartografía Temática o Privada, estudia
las técnicas materiales y datos que se utilizan en el dibujo y composición de mapas
geográficos que como veremos después son diferentes a las cartas topográficas.
La división de la Cartografía en Topográfica y Geográfica ha sido establecida en
base a la magnitud de la escala. En tanto que la Cartografía Topográfica emplea
escalas mayores a 1:200,000 la Cartografía Geográfica utiliza escalas menores,
tazón por la cual no puede haber Cartografía Geográfica sin la Topográfica.
Actualmente en el mundo existen grandes empresas privadas, que han hecho de la
Cartografía Geográfica un poderoso instrumento de divulgación científica. En el Perú,
en cambio, este tipo de empresas aún no han encontrado el mercado suficiente que
garantice su desarrollo. Se sigue produciendo mapas sin la precisión y acabado que
requiere el público amante de la cultura.
2.3.1. Los Mapas y su uso actual
LOS MAPAS
Son los instrumentos o herramientas más valiosas en la investigación y enseñanza
de la ciencia geográfica. A la vez que permiten expresar los nuevos descubrimientos
científicos (valor didáctico), sirven para iniciar un trabajo de investigación geográfica
(valor científico).
Por esta razón. Eckert que el mapa es “la piedra filosofal de la Geografía”, “los ojos
de la Geografía”. Definido por su esencia. Los mapas son representaciones, más o
menos, convencionales de una parte o de toda la superficie terrestre generalmente
hechos a escala y sobre una superficie plana. Se dice que son representaciones
convencionales, porque para representar los variados elementos que existen sobre la
superficie terrestre se valen de símbolos o convenciones topográficas, aceptados
internacionalmente.
Un mapa es la representación gráfica a una escala reducida de una porción de la
superficie terrestre que muestra sólo algunos rasgos o atributos de la realidad. En
este sentido el mapa es un sustituto de la porción de la superficie terrestre que
deseamos estudiar. El mapa también puede definirse como un instrumento analógico
diseñado para el registro, cálculo, exposición, análisis y, en general, la comprensión
de los hechos geográficos y de sus relaciones espaciales. Su función es representar
visualmente una imagen. Tres de las características más importantes de los mapas
son su control geodésico y su precisión horizontal y vertical, los cuales responden a
los estándares utilizados en cada país.
Desde un punto de vista geométrico los mapas pueden concebirse como una
representación bidimensional de la superficie terrestre que nos muestra atributos
tales como distancias, direcciones, tamaños y formas. Los mapas son elaborados
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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44
normalmente para mostrar la distribución espacial de uno o más fenómenos
geográficos. Por ejemplo, un mapa puede mostrarnos la distribución de calles y
avenidas en un área urbana, el número de lapas rojas (Ara macao) por hectárea en
el Pacífico Central o la densidad de población por distrito de la provincia de Heredia.
En el mapa hacemos uso de signos convencionales para representar detalles de la
superficie terrestre que dada la escala del mapa no es posible dibujar utilizando sus
formas y proporciones reales (Ej. tamaño y forma de escuelas y puentes en un mapa
1:50.000). Los mapas son elaborados en muy diferentes estilos y escalas y cada uno
de ellos cumple una función específica. Sin embargo para facilitar su uso todos
deben poseer ciertos elementos comunes (cuadro 1). La omisión de cualquiera de
estos elementos reduce su utilidad.
Tomando en cuenta la clasificación de las representaciones terrestres planas se
establece que éstas se dividen en dos grupos: mapas y cartas.
¿Qué es un mapa?
Un mapa es una representación gráfica de la superficie de la tierra, que nos muestra
una visión similar a lo que observáramos en el aire, desde un avión. Existen algunos
mapas muy precisos otros esquemáticos, los hay grandes y pequeños, pero eso
depende de lo que representen y la finalidad con la que han sido elaborados.
Todo mapa tiene una gran cantidad de información geográfica, pero para
comprender lo que nos dice esa información se debe aprender a leer los mapas.
El mapa es una representación geográfica de la superficie terrestre o de cualquier
cuerpo celeste, visto desde arriba, a la que se agregan leyendas de nombres para
identificar sus detalles más importantes.
¿Cuáles son los elementos de un mapa?
Elementos geográficos: montañas, llanuras, valles, ríos, mar, perfil costanero.
Elementos cartográficos: paralelos, meridianos, valores de latitud y longitud, escala,
símbolos convencionales, orientación, diagrama de altitudes.
El mapa es un documento cartográfico claro y exacto que posee algunas
características básicas para facilitar la lectura e interpretación de los mismos, como
también para ser utilizados de la mejor manera en la enseñanza de la Geografía.
2.3.2. Clasificación de Mapas
Existen varios criterios de clasificación de los mapas. Uno de ellos es el tamaño de la
escala; otro es la finalidad; y por último el tipo de información.
La clasificación más conocida, de acuerdo al tamaño de la escala es la siguiente:
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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45
Nº Medida de Escala Representación
01
02
03
04
05
Muy Grande
Grande
Mediana
Pequeña
Muy pequeña
Mayores a 1/5000
Entre 1/5000 y 1/25000
Entre 1/25001 y 1/100000
Entre 1/100001 y 1/200000
Menores a 1/200000
Otra clasificación difundida, que toma en cuenta la escala es la, de Eckert, según el
cual los mapas se clasifican en tres grupos:
- Mapas Concretos
- Mapas Transicionales
- Mapas Abstractos.
a) Mapas Concretos.- Son mapas a escalas mayores de uno sobre doscientos mil
(1:200,000). Se llaman concretos porque representan la realidad con tanta
minuciosidad y realismo que da la impresión de estar volando sobre el terreno.
Las relaciones espaciales morfológicas, biológicas, ecológicas. hidrológicas, y
planimétricas aparecen con tanta objetividad, que sin necesidad de conocer el
terreno, se pueden plantear un conjunto de hipótesis de estudio e investigación
geográfica. Por esta razón, profesionales de la ingeniería y otros científicos tas
utilizan con frecuencia en la investigación de gabinete.
Ejemplo de estos mapas, en el Perú, son las cartas topográficas a la plancheta y
las aerofotogramétricas, elaboradas y publicadas por el Instituto Geográfico
Militar y el actual Instituto Geográfico Nacional, a las escalas de 1:200.000
1:100.000 1:50,000 y 1:25,000.
Los mapas concretos constituyen la fuente principal e ineludible para la
elaboración de mapas transicionales y abstractos.
b) Mapas Transicionales.- Su nombre alude al carácter intermedio entre los mapas
concretos y los abstractos. Están hechos a escalas, entre 1: 200.000 y 1:
500,000, lo que les permite una representación casi detallada de la realidad
geográfica. Sin embargo, están lejos de ser considerados como completos.
Como ejemplo, de los mapas, en el Perú, tenemos los mapas departamentales,
físico-políticos1 impresos por el I.G.N. a la escala de 1:500.000, utilizando
curvas de nivel con equidistancia de 500 M. y la técnica del degradé, para
representar la morfología del terreno.
c) Mapas Abstractos.- Están hechos a escala menores a 1:500,000, y por ello sus
representaciones son muy generales o abstractas, de donde le viene la
denominación. Según Eckert, se subdividen en: mapas corográficos y mapas de
aplicación.
Los mapas abstractos se clasifican en: Mapas corografitos, y mapas de
aplicación, lo que en la actualidad en el campo de SIG se le conoce como mapas
temáticos, a continuación vamos a describir cada uno de ellos.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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46
Mapas corográficos.- Mapas generales son aquellos que presentan una
información regional (choros región) muy generalizada sobre aspectos físicos,
humanos, políticos y otros (vías de comunicación, ruinas arqueológicos etc.), de
un país o una repartición política. En el Perú, el I.G.N. ha confeccionado y
publicada mapas corográficos del Perú ala escala de 1:1„000,000 y 1: 2‟000,000
con información altimétrica y planimétrica, es decir con información sobre el
relieve, hidrografía, centros poblados, vías de comunicación, ruinas arqueoló-
gicas, faros, puertos aeropuertos. demarcación política etc.).
Mapas de Aplicación.- ó mapas temáticos, son aquellos que representan un
determinado aspecto ó tema de a realidad geográfica, como producto de
proyectos de investigación especializada, efectuada por oficinas o instituciones
cartográficas del Estado ó Privadas. En el Perú las principales instituciones
cartográficas que producen mapas temáticos son: la ONERN, el SENAMHI, el
INGEMMET, el IGP, el INE, el INP, el BCR, el Banco Minero del Perú, la
Dirección de Hidrografía y Navegación de la Marina, la Oficina General de
Catastro Rural, etc.
Seleccion
de objetos
temáticos
Mundo real
Mapas
- modeling
- analysis
Operaciónes
de SIG
scenarios
Procesamiento
cartográfico
.- Generalización
- Simbolización
Vegetación
Hidrología
Suelos
Modelo digital
del Paisaje
Toma de decisiones
Tablas
EstadísticasGPS Imágenes de SatéliteFotos aéreas
Punto
Area
Línea Volúmen
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Los principales mapas temáticos publicados en el país son los siguientes:
Mapas viales.- (de caminos, carreteras, ferrocarriles) elaborado por el
Ministerio de Transportes y comunicaciones y su antecesora el Ministerio de
Fomento y Obras Públicas, a escalas diversas.
Mapas demográficos.- (distribución espacial de la población) elaborado por el
Instituto Nacional de Estadística y sus antecesoras el ONEC y la Dirección
Nacional de Estadística y Censos, a la escala de 1:2‟000,000
Mapas Ecológicos.- (formaciones ecológicas) elaborado por la Oficina
Nacional de Evaluación de Recursos naturales (ONERN) y primigeniamente
por Joseph Tosi, a la escala de 1:1 „000.000.
Mapas geológicos.- (formaciones geológicas) elaborado por el Instituto de
Geología y Minería y Metalurgia (INGEMMET). y sus antecesora e! INC
EOMIN a la escala de 1: 1„000,000.
Mapas Metalogenéticos.- (sobre yacimientos metálicos y no metálicos y su
relación con las formaciones geológicas) elaborado por la Sociedad Nacional
de Minería y Petróleo, a la escala de 1:1„000,000
Macas Hidro-geológicos.- (sobre aguas subterráneas y las formaciones
geológicas elaboradas por el INGEMMET y sus antecesoras el Servicio
Hidrológico y el Instituto Nacional de Investigaciones y Fomento Mineros. a
escalas diversas sobre diferentes cuencas.
Mapas Climáticos.- (tipos climáticos), elaborado, pero todavía inédito, por el
SENAMHI, a la escala de 1:1 000.000.
Mapas Tectónicos.- (sobre procesos de geodinámica interna) entre los cuales
se han publicado por el INGEOMIN y el Instituto Geofísico del Perú los
siguientes: Mapa de Movimientos Tectónicos recientes a la escala de l:
2„000,000 por el INGEOMIN en 1978: el Mapa de epicentros del Perú, a la
escala de 1:2‟000.000 publicado por el instituto Geofísico del Perú (IGP);
Mapa de Riesgo sísmico del Perú a la escala de l: 2„000,000 publicado por el
IGP; Mapa Gravímétrico del Perú a la escala de l: 2„000,000: Mapa de Zona-
ción Sísmica del Perú a la misma escala: Mapa geomagnético del Perú a la
escala de 1 : 1„000,000. etc.
Mapas Edáficos. (sobre regiones o grandes grupos de suelos) elaborado por
la Misión del Plan Regional para el desarrollo del Sur del Perú (PRDSP); por
la Misión OEA que elaboro el Informe sobre la Integración económica y socia!
de! Perú Central; Por Carlos Zamora Jimeno; y sobre todo por la ONERN, de
diferentes cuencas o valles de la costa, sierra y selva a diferentes escalas.
Mapas Cronológicos. (sobre fuentes Termo-medicinales) elaborado por la
Corporación Nacional de Turismo, a la escala de 1: 2„000,000.
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Mapas Turísticos. (sobre Parques. Reservas y Santuarios Nacionales,
yacimientos arqueológicos, hoteles, paradores turísticos, fuentes termo-medi-
cinales), elaborado‟por la Dirección de Turismo del MITI, el Touring y Auto-
móvil Club del Perú. Actualmente se cuenta con catálogos turísticos del Cuz-
co. Cajamarca, Tacna, Urna, Puno, Arequipa, Callejón de Huaylas. y hojas de
ruta de: Urna-Trujillo, Lirna-Chala, Trujillo-Aguas Verdes; Chala-Tacna. Lima-
Callejón de Huaylas, Cuzco-Puno, Urna-Huancayo-Ayacucho. Etc.
Mapas o Cartas Náuticas. (sobre navegación y su relación con la batimetría
litoral), elaborados por la Dirección de Hidrografía y Navegación de la Marina,
a escalas variables de 1:10,000 y 1:50,000. Se le conocen también con el
nombre de portulanos y a la fecha se han publicado 37 hojas de : Zorritos,
Talara, Bayovar, Pacasmayo, Chimbo te, Chancay, Callao, Pisco. San Juan,
Matarani, Puerto Puno etc.
Mapas Meteorológicos. (sobre isoyetas, isotermas. isóbaras) elaborados por
el Servicio Nacional de- Meteorología e Hidrología (SEN AMHI) a escalas
variables.
Mapas Económicos. (sobre distribución espacial de la actividad agro-
pecuaria, pesca. minería, industria, comercio y sobre el comportamiento de
las variables económicas por regiones o departamentos). “El mapa de la po-
breza” elaborado por el Banco Central de Reserva del Perú a la escala de
l:1„000,000esun ejemplo de ello.
Mapas Sociales. (sobre cobertura de los servicios de salud, vivienda.
educación, seguridad social, justicia).
Mapas Políticos. (sobre demarcación territorial, fronteras, zonas de conflicto,
distribución del electorado, zonas de influencia de partidos políticos, etc.).
Mapas emológicos. (sobre grupos idiomáticos, comunidades campesinas,
selvícolas, etnias, folklore, religión, música, danza, etc.)
Mapas Militares. (responden a las necesidades tácticas y de estrategia
militar), elaborado por el Servicio del Ejercito y el Instituto Geográfico Militar,
antecesoras del I.G.N.
Mapas Forestales. (sobre bosques) elaborado por la Universidad Nacional
Agraria de La Molina, a la escala de 1:1 „000.000.
Mapas Morfológicos. (sobre las unidades fisiográficas o geomorfológica). No
existe un mapa morfológico del Perú a una escala adecuada, pero la ONERN.
está preparando uno a la escala de 1:1„000,000:
Mapa Agrostológico. (sobre distribución de pastos naturales). Tampoco existe
un mapa agrostológico del Perú a escala adecuada.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
49
Además de las clasificaciones vistas existen otras que por razones obvias
no vamos a exponer en este trabajo, como la de Erwin Raisz, Werner
Borman, Willkinson y Monkhouse etc.
Además de los mapas convencionales que acabamos de ver existen otros
documentos cartográficos, elaborados por métodos expeditivos que no reu-
nen las cualidades y características propias de los mapas, pero que prestan
valiosa ayuda en la investigación de recursos naturales como son los
mosaicos. los fotomapas, los ortofotomapas y los pictomapas.
Los mosaicos, son un conjunto de fotografías debidamente empalmadas que
ofrecen una visión de conjunto mayor al de una sola fotografía. Pueden ser
controlados, semicontrolados y no controlados. Los mosaicos controlados
están hechos a base de fotografías rectificadas “ensambladas de tal manera
que sus puntos principales y otros puntos seleccionados (en las fotografías)
quedan localizados en sus verdaderas posiciones horizontales” (Barbosa:
38).
“Los mosaicos semicontrolados, también tienen puntos de control, pero no
suficientes, tal que garantizen la exactitud de la escala en todo el mosaico.
También se hacen de fotografía rectificadas.” (Ñaupas 1979; 47)
“Los mosaicos no-controlados es la simple unión de fotografías no rec-
tificadas y sin sujección a algún punto de control. La escala en estos
mosaicos no es uniforme en todo el plano.” (Ñaupas Loc. citi.)
Los foto mapas, son en realidad mosaicos controlados o semicontrolados a
los cuales se le agrega el canevás, rótulos, la orla. La leyenda y otra
información marginal. El Instituto Geográfico Militar así como I.G.N. elabora
o ha elaborado la Fotocarta Nacional a la escala de 1:100.000
Los ortofotomapas. Son fotomapas producidos por rectificación diferencial
de varias fotografías aéreas a fin de eliminar las deformaciones de la
proyección central y convertirla en una proyección ortogonal. Están provistos
de información altimétrica.
Los Pictomapas. Son ortofotornapas a coÍores. Pictomapa es la abreviatura
de „photographic conversion by tonal masking procedure”
2.3.3. Representación de Tipos de Mapas
Tipos de Mapas.- Dentro de la representación de mapas, existen tres tipos de
mapas principales, como producto final de la cartografía son.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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50
Mapas Topográficos.- Consiste en
representar gráficamente las
características y fisiográficas que presenta
un espacio de terreno en papel o formato
digital, en este caso los mapas
topográficos representa la relieve, o
declives del terreno por simbologías
(líneas), llamados curvas de nivel, estas
líneas representan el nivel del terreno de
una misma altitud, formando líneas
irregulares en diferentes orientaciones
continuas, de esta manera por ejemplo las
colinas o cerros son representados por
polígonos de líneas cerradas.
En resumen los mapas topográficos
representan la forma del relieve, montañas, los valles, las llanuras, y también obras
humanas (las carreteras, los embalses, las localidades). Todo ello representado a
una escala adecuada y georeferenciados a un sistema de proyección de
coordenadas.
Mapas Temáticos.- Específicamente se refiere a la representación gráfica de un
tema de interés, sobre todo aspectos de
distribución de Recursos Naturales, la
vegetación, los recursos minerales,
forestales, hidrológicos, y otros temas de
interés, indicando las potencialidades, y el
material predominante, estas
representaciones se realizan de acuerdo a la
necesidad u objetivo de un proyecto.
La representación de estos elementos se
realizan por simbologías adecuadas, bajo el
uso de colores o regiones atachados, en un
rango establecido, de esta manera el usuario
podrá identificar la zona por estas
características.
Mapas Estadísticos.- Es el mapa que representa gráficamente la existencia de la
población en un espacio geográfico en diversas magnitudes, representadas por
simbologías adecuadas para su interpretación, ejemplo.
Un conjunto de población mayor se representará por la simbología de un círculo
mayor, mientras una población pequeña por un círculo menor, y las localidades
consideradas como ciudad por polígonos cerrados, al igual que las vías de
comunicación por polilíneas continuas o entrecortadas dependiendo de las
características y magnitud de la vía, indicando las longitudes del tramo.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
51
En consecuencia relativamente se
representa esta información en papel o en
formato digital, para su aplicación en
diferentes proyectos.
En resumen todo aspecto que figura o
aparece en la superficie terrestre es
representado gráficamente en papel o
formato digital a lo que se le llama
cartografía; en las últimas décadas existen
nuevas técnicas que facilitan la elaboración
más exacta de estos mapas es a través de
las fotografías aéreas verticales, o por
imágenes de satélite, los mismos que son
tratados o procesados en computadora por
software especializados, que finalmente se obtiene un mapa, a esta información se le
llama CARTOGRAFIA MODERNA que finalmente conforma parte del Sistemas de
Información Geográfica (SIG o GIS)
2.3.4. Cualidades
Todo mapa debe reunir las siguientes cualidades: exactitud, claridad, adecuación al
propósito y belleza.
a) Exactitud.- Es la exigencia de mayor importancia en un mapa. No se debe.
aceptar mapa con inexactitudes, distorsiones o mutilaciones. Esta cualidad exige
reflejar fielmente las diferentes relaciones espaciales como distancias, altitudes,
superficies etc. así como la exacta rotulación.
Para lograr esta valiosa cualidad se requiere que el mapa esté hecho a escala,
utilice la proyección más conveniente y haya efectuado la clasificación de campo
más exigente a fin de no distorsionar el nombre de los lugares.
b) Claridad.- o inteligibilidad es otra cualidad importante, que exige que el mapa
sea leído e interpretado sin mayor dificultad. Para lograr esta cualidad, es
menester utilizar adecuadamente los símbolos cartográficos. de tal suerte que
guarde relación con la escala del mapa, en cuanto a su tamaño y número. Así
por ejemplo, en el mapa del Perú Físico y Político a la escala de 1: 2`000,000 no
se puede exigir que el relieve este representado por curvas de nivel, con
equidistancia de 500 m. y además consigne todos los símbolos de la planimetría,
porque imposibilitaría su lectura.
Esta cualidad exige también del cartógrafo o del dibujante cartográfico, el
dominio de la técnica de rotulación.
c) Adecuación al propósito.- Esta cualidad exige que el mapa se ajuste a los fines
de su elaboración. Así, por ejemplo, los mapas geológicos, se eximirán de
consignar símbolos referentes a la morfología, flora y otros datos innecesarios
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
52
de la planimetría que dificultaría su lectura, e interpretación. En cambio, es
pertinente que consigne símbolos sobre fallas, fracturas, buzamientos,
volcanismo, formaciones estratigráficas, depósitos metálicos, etc.
Otro ejemplo, cuando se trata de mapas concretos, o cartas aerofotométricas a
gran escala, sería inadecuado sobrecargarla con información especializada
sobre Geología, Ecología. Hidrología, Climatología o Edafología.
Aparte del criterio de especialización, esta cualidad exige, que el mapa sea
hecho en la proyección más adecuada. Así, por ejemplo, debe utilizarse la
proyección Mollweide para la representación de temperaturas, presión atmos-
férica, precipitaciones, corrientes marinas, ríos y otros elementos físicos, cuya
superficie o área no interesa conocer. En cambio la representación de hechos
humanos, económicos y. políticos como división política de los Estados, po-
blación, transpones terrestres, producción económica, etc. exige la utilización de
proyecciones equivalentes o equiáreas, que conserven el área, como la de
Winkel. Eckert, Homolosena de Goode, etc. Para navegación marítima o área es
adecuada la proyección mercator.
d) Belleza.- Consiste en lograr una armoniosa distribución y presentación de los
símbolos, rótulos, colores, orIa, recuadro, leyenda, e información marginal del
mapa. Caracteriza al mapa bello los trazos perfectos, aparte de una excelente y
rica combinación de colores. La belleza del mapa debe servir para estimular la
consulta del mismo y no para encubrir lagunas o inexactitudes como ocurría con
mapas antiguos.
2.3.5. Manejo de escalas
Escalas.
Para la representación de la información de la superficie terrestre en papel,
los cartógrafos han resuelto el problema de representar una medida en
terreno en papel, utilizando conversiones matemáticas, a los que le llamaron
escalas, en consecuencia los diferentes mapas son representados en papel
utilizando diferentes escalas a los que se detalla continuación.
En consecuencia la escala es la relación de tamaño que existe entre los
objetos del terreno y su representación en el mapa. También se defina como
una razón aritmética que -expresa una relación entre el mapa y el terreno.
Veamos el siguiente ejemplo:
1:100,000. ésta escala expresa una relación entre dos cosas: el
mapa y el terreno.
Donde 1 ésta referido al mapa
100,000 ésta referido al terreno.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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53
El significado de ésta escala es que 1 cm. en el mapa representa 100,000 cm.
del terreno. En otros términos 1cm. del mapa representa a 1Km. Del terreno.
Otro ejemplo:
Significa que 1 cm. en el mapa representa 50 Km. del terreno. También
significa que el terreno ha sido reducido 5 millones de veces para ser
representada en el mapa.
Clases de escalas
De acuerdo a las formas de expresión se clasifican en: numéricas, gráficas y
literales.
a) Escala numérica.- Son aquellas que expresan la relación entre el mapa y el
terreno, mediante una razón aritmética, o una fracción, tal como lo hemos
apresado en los anteriores.
Ejemplo: 1:5,000
Significa que 1 cm. en el mapa representa 50 m. del terreno. También
significa que el terreno ha sido reducido 5 mil veces para ser Representada
en el mapa. El ejemplo corresponde a mapas catastrales, hechos, como en
este caso, a escala muy grande.
Ejemplo:
Significa que 1 cm. Representa 280 km. Este ejemplo corresponde a mapa
mandí hechos generalmente a escala muy pequeña.
b) Escala Gráfica.- Es una barra simple o doble, dividida en partes iguales con
valores expresados en kilómetros, millas u otras medidas
1 0 1 2 3 4 5 6 7 Km.
Este tipo de escala expresa la relación de tamaño en forma visual y directa,
en cambio la relación de reducción es expresada indirectamente, ya que para
saberlo hay que convertirla a la escala numérica.
La escala gráfica es adecuada para mapas que van a ser reproducidos en
Atlas, textos, etc., ya que las ampliaciones o reducciones fotomecánicas, con-
servan la escala real, lo que no sucede con la escala numérica.
En las escalas gráficas se puede distinguir varias clases, como la dividida y
abierta y la cerrada; de tiempo y movimiento La de doble unidad lineal; y las
cortas. (Monkhouse y Willkirison: 41).
000,000'5
1
000,000'28
1
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
54
Las escalas variables, es otro tipo de escala gráfica. Consiste en un juego de
escalas según los principales paralelos del mapa. Se emplean en mapas
hechos a proyecciones conformes no equiáreas como la de Mercator, en la
que existe una progresiva anamorfosis desde el ecuador hacia los polos. En
esta proyección, sólo el ecuador es de magnitud verdadera; las otras líneas
del canevas, sistema de paralelos y meridianos, no son verdaderos, porque
no son equivalentes a los canevás del globo terráqueo.
En consecuencia, todo mapamundi, hecho en proyección Mercator u otra
donde la distorsión sea grande a partir del ecuador, es conveniente y
necesario ofrecer escalas variables de acuerdo a los principales paralelos del
mapa.
Problemas de conversión.
La conversión de escalas, es la aplicación de la relación de papel, y el
terreno, por ejemplo.
En el terreno mide 10 m. sin embargo en el papel en cm. Mide 2, a que
escala estará representado.
Aplicando la relación papel – terreno tenemos:
Sí
Papel Terreno
1 X
2 cm. 10 m.
Respuesta: X =500
35302520150 100 Km.
0 30' 1h 2h
Escala de teiempo y su movimiento
Escala Gráfica y su talon
Km.60504030200 1010 10
0
Km.0 100 15 20 25 30 35
Horas
10 20 30 MillasEscala de doble unidad líneal
ESCALAS GRAFICAS
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
55
Otras escalas
Además de las escalas que acabamos de ver se conoce un tipo de escala
que es una variante de las anteriores, denominado Escalas Verticales y
Horizontales, muy utilizado en maquetas topográficas, Diagramas
perspectivas. Perfiles transversales etc.
La exageración de la escala vertical no puede ser uniforme para cualquier
relieve. Las llanuras y zonas planas necesitan mayor exageración que las
zonas montañosas. Sin embargo puede tomarse como pauta la siguiente
fórmula:
mVE 3..
Dónde: 3 es un factor constante y m expresa la cantidad de Kilómetros por
centímetro. Así, por ejemplo, cuando se trata de hacer un perfil transversal,
basado en la hoja de huancayo, de la carta Nacional a la escala de
1/200000, la escala horizontal y vertical será:
E. H. = 1/200000
E. V. = 1/50000
2.3.6. Representación de Mapas
Mapa vial, político y mundi.
Entendiendo que el mapa es la representación modélica de un área geográfica, es
decir, de una porción de la superficie de la Tierra, elaborada con propiedades
métricas, dibujadas o impresas en una superficie plana y que refleja información
espacial. Los mapas parecen espejos de la superficie terrestre, pero realmente son
su representación simplificada, pues no incluyen toda la información existente, sino
aquella que el especialista en cartografía ha decidido seleccionar.
Mapa vial.- Representa un mapa graficada todas las vías de comunicación, ya sea
carreteras asfaltadas, carreteras afirmadas, trochas carrosables, etc. En donde
indique las distancias correspondientes de pueblo a pueblo o ciudad en ciudad.
Mapa político.- Es la representación gráfica de la demarcación territorial
políticamente de los limites distritales, provinciales, y departamentales, además de
ello representa la ubicación de los capitales de los mismos.
Mapamundi.- Representa en forma general el mapa del globo terráqueo con la
demarcación territorial de la ubicación de los países del mundo, por ello se le
conoce con el nombre de mapamundi.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
56
En conclusión con las metodologías anteriormente indicados, finalmente se obtiene
como producto final la representación gráfica en papel o formato digital llamado
MAPA, lo que debe ser entendible y leíble por otras personas a través de sus
simbologías que representa cada detalles, de esta manera cualquier profesional del
área de ingeniería pueda manejar, utilizar dicha información para la planificación,
organización y gestión de desarrollo de un espacio geográfico de interés, por todo
ello se llega a la siguiente conclusión.
Un mapa es una representación gráfica simplificada, georeferenciada en un sistema
de coordenadas, de objetos o fenómenos del mundo real, en una proyección
ortogonal
Una mapa representa solamente una selección del mundo real en forma de un
modelo
2.3.7. Generalidades de información Cartográfica
Con todo lo indicado anteriormente, se han elaborado las diferentes informaciones
al servicio de las instituciones a fin de utilizar como una información temática, o
para la planificación de proyectos de desarrollo.
Definitivamente una información cartográfica detallada, permite al proyectista o al
Ingeniero planificador tomar la decisión más adecuada y acertada para la ejecución
de un proyecto de desarrollo.
Los militares, lo utilizaban como una guía para dirigirse a la zona del contendor, en
base a ello aplicar diferentes estrategias para lograr el objetivo deseado.
Dentro de la información cartográfica tenemos los siguientes.
2.3.8. Mapa Índice.
Es la representación gráfica de la distribución de las cuadriculas de las castas
nacionales, ya sea a escala 1:100000, o 1:25000
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
57
MAPA INDICE DEL PERÚ ESC. 1/100000
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
58
MAPA INDICE DEL DEPARTAMENTO DE PUNO ESC. 1/25000
CRUCERO
LIMBANI
SAN JUAN
DEL ORO
ALTO INAMBARI
PHARA
PATAMBUCO
SANDIA
YANAHUAYA
QUIACACUYO CUYO SINA
ANANEA
PUTINA QUILCAPUNCO
PEDRO
VILCAPAZA
COJATAINCHUPALLA
HUATASANI
VILQUE CHICO
ROSASPATA
HUANCANE
TARACO
MOHO
HUAYRAPATA
CONIMA
TILALI
POTONI
SAN ANTON
SAN JOSEMUÑANI
ASILLO
AZANGAROTIRAPATA
J. D.CHOQUEHUANCA
SANTIAGO
DE PUPUJA
SAN JUANDE
SALINAS
ARAPACHUPA
SAMANACHAYA
CAMINACA
NUÑOA
ANTAUTA
ORURILLO
AYAVIRI
UMACHIRI
MACARI
CUPI
LLALLI
OCUVIRI VILA VILA
PALCA
PUCARA
LAMPA
NICASIO
CALAPUJA
CABANILLA
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III
IV
III
MAPA INDICE DEL DEPARTAMENTO DE PUNO
POR: ING. JUAN L. CCAMAPAZA A.
PROYECTO: DIGITALIZACIÓN DE LA CARTA NACIONAL
ESC. 1:25000
Diciembre del 2008
GERENCIA REGIONAL DE RECURSOS
NATURALES Y GESTION DEL MEDIO AMBIENTE
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
59
2.3.9. Cartas Nacionales Esc. 1:100000.
Entre los mapas de escala mediana se analizará con detenimiento las Cartas
Topográficas, por cuanto dentro de la enseñanza de Geografía éstas son las que
más se deben utilizar. Son representaciones cartográficas detalladas de un sector del
terreno que permiten observar, identificar, interpretar y relacionar características
físicas y también humanas.
Las cartas topográficas representan la morfología superficial en base a curvas de
nivel. Además contienen una gran cantidad de información como son:
Vialidad,
Hidrografía,
Vegetación,
Asentamientos humanos urbanos y rurales.
También puede mostrarnos áreas naturales protegidas, fuentes de contaminación y
deterioro ambiental, entre otros. (EA).
En nuestro país, el Instituto Geográfico Militar es el organismo encargado de elaborar
y editar las Cartas Topográficas; las escalas más habituales de estas cartas son:
1:25.000;
1:50.000;
1:100.000;
1:200.000 y
1:250.000.
Los planos de ciudades
Son otro tipo de documentos cartográficos utilizables. Entre los mapas de escala
grande están los mapas urbanos o planos de ciudades. Cuando necesitamos señalar
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
60
o ubicar un lugar, por ejemplo una institución pública, un colegio, una iglesia,
utilizamos los planos de ciudades.
La carta nacional o topográfica, representa la información genérica de la superficie
terrestre de una determinada zona, en nuestro país se han generado en dos escalas
principales; escala 1/100000, Esc. 1:25000. Información que es utilizada para la
planificación y organización de trabajos preliminares. En la actualidad esta
información viene siendo actualizada en formato digital.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
61
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
62
IMAGEN SATELITAL LANSAD TM
ZONA DISTRITAL DE: JULY POMATA Y YUNGUYO:
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
63
2.3.10. Hojas de Catastrales Esc 1:25000.
Hojas de Restitución Fotogramétrica.- Se denomina así a la restitución de la
información cartográfica (Carta Nacional Esc. 1/100000), utilizando fotografías
aéreas para la complementación de las informaciones fisiográficas de la superficie
terrestre, la representación de esta información es a una Esc. 1/25000. Información
que es utilizada para el control y actualización de catastro rural a nivel nacional, sin
embargo esta información en la actualidad viene siendo actualizada en formato
digital por el Instituto Nacional (ING), de manera que en lo posterior la venta de Hojas
Catastrales será en formato digital o en archivo digital.
Por la información que contiene también se llama hojas topográficas.
CACAPUNCO
COLINE APACHETA
C º T a l i l u
Pataqueña CuchoCondorsota
COMUNIDAD CAMPESINA
QUELLISANI
Pallallaque
DISTTRITO DE
VILAVILA
C º C o l a s i r a
Larquistaya
Mina Raquel
Cº A n d a s o p o
Q d
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i n e
C º Tajra
C º Huarucani
20025 - 20027
Cº V
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collo 20018
20021
E.P.S. UMACHIRI 20366
20037
-
20040
Cº Tamitana
20007
-
20010
Río
Pataqueña
Cº Cacututuyo
20028
-
20031
4900
4800
4700
21160
21158 -
21159
Qda. Huarucani
20011
4900
4800
4700
4600
4200
4200
24007 - 24013
Cº Aruntalla
4000
Toara
C.A.P.
GIGANTE
20365
DISTRITO OCUVIRI
Qda. Lurini
20004
20005
Lurini
24014 - 018
20004
24120
24006
20005
Cº Picahacane
Cº Charalalla
Qa. L
lachucana
Laguna ParcollaPallallaqui
C º S a l l i c a m a
Cº Canahuiri
Chilachila
C º Y a n a h u a r a
Chanatia
Chinoca
C º Q
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Quillisani
C º A n c c o t a p a ñ a
Aruntalla
Pagcha
CAP
GIGANTE
LAGUNA ANANTA
Area: 40.4505 Has.
Perimeter: 2781.84 m.l.
Centroid: X: 299786.40 m.
Y: 8312288.47 m.
Pio Vazques
Eustaquio Mamani
Guillermina Andia
Sebastian Pachacutec
Benita Pachacutec
HuaynachoArea: 20.8172 Has.
Perimetro:2146.81 m.l.
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Area=10.4701 Has.
Perimetro:1366.19 m.l.
Lorenza Justiniana (A)Andia Lupaca
Area: 49.1361 Has.
Perimetro: 3099.71 m.l.
Are
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96
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Area: 54.4188 Has.
Perimetro: 3277.81 m.l.
Lorenza Justiniana (B)Andia Lupaca
Predio: AnchacutañaPropiedad: Emiliano Pinto Aciqui
Area:87.4076 Has.
Perimeter: 3811.29 m.l.
Centroide:X: 299611.01 m.
Y: 8313007.04 m.
Predio: xxxxxxPropiedad: Alejandra Choque
Predio: xxxxxxPropiedad: Basilia Choque
Predio: ChacapalcaPropiedad: Alodia Choque Yareta
Predio: ?????Propiedad: Hipolita Flores
Predio: ???
Predio: ???
Predio: ???
Predio: ???
Predio: Puro PataPropiedad: Eduarda Choque
Centroide:X: 30.1802 Has.
Y: 8311940.41 m.l.
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Centroid:X: 301770.75 m.
Y: 8312871.02 m.
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Predio: KelloccaccaPropiedad: Aurelio Andia Lupaca
Area:272.0151 Has.
Perimeter: 7284.83 m.
Centroid: X: 303817.38 m.
Y: 8312329.29 m.
xxxxxxxx
Predio: AjananiPropiedad: Valentin
Predio: AjananiPropiedad: Juana
Area:82.9492 Has.
Perimeter:4467.72 m.l.
Centroid: X: 301478.63 m.
Y: 8311587.85 m.
Predio: MormontayocPropiedad: Victor Huayta Huaynacho
Area: 289.4365 Has.
Perimetro: 8476.29 m.l.
Propiedad: Erasmo Soncco
Q. LLAPUMA
Q. HUARUCANI
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200.85
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113.00
159.19
333.45
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Area:46.8491 Has.Perimeter:2999.63 m.l.
Centroid: X: 300662.79 m.
Y: 8312832.31 m.
24
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201.33
92.9881.15
119.3475.45
50.25
34.50
57.47
27.85
27.46
88.23
74.11
30.63
76.56
51.58
31.05
60
.35
43.28
Area:39.4788 Has.
Perimeter:3075.53 m.l.
Centroid:X: 300914.34 m.
Y: 8312371.26 m.
RÍO
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ALC
A
4600
4500
4700
4800
4500
N-8'300
E-299
PUNO
3820
A 1000 METROS, ZONA 19 DEL ESFEROIDE INTERNACIONAL
LAS LINEAS NUMERADAS INDICAN LA CUADRICULA TRANSVERSAL DE MERCATOR
DATO HORIZONTAL: DATO PROVICIONAL PARA AMERICA DEL SUR
PROYECCIÓN UNIVERSAL TRANSVERSAL MERCATORDATUM VERTICAL : NIVEL MEDIO DEL MAR
EQUIDISTANCIA DE CURVAS DE NIVEL 25 METROS
Nevado
Canal de Irrigación, estanqueRiachuelo, arroyo, Quebrada seca una parte del añoRio ImportantePantano, zona inundableLagunaQuebrada de fondo plano y arenosoRío Seco una parte del año o Terreno Cultivado, bosques, pastos NaturalesMinasPoza, Fuente, JaguayDepresiónAcantilado, Barranco, EscarpadoCementerios Campos de AterrizajeCaserio Capital de DistritoCapital de ProvinciasCapital del Departamento
Casas, Escuelas, Iglesia CercosPosadera o OroyaTunel Puente
Cota comprobada fotogramétricaGeodésico, bench Mark
Fundo o Parcela DistritosProvinciaDepartamento
Trocha angosta, una sola víaTrocha Normal, una sola vía, estación
Caminos de HerraduraAfirmado una vía Pavimento Una víaAfirmado, dos o más vías Pavimentos, Dos o más vías
Perimetro de la conseción
Perimetro Zona de trabajo
PERIMETRO DEL PREDIO
COLINDANTE ó LINDERO
Vivienda rural
Vertices del Predio23
Curvas de Nivel Equidistantes a 25 m.
Predios por Comprar
Predios comprados
3820.00
3820.00
Parcelas libres
E-300 E-301 E-302 E-303 E-304 E-305 E-306 E-307 E-308 E-309 E-310 E-311 E-312
N-8'301
N-8'302
N-8'303
N-8'304
N-8'305
N-8'306
N-8'307
N-8'308
N-8'309
N-8'310
N-8'311
N-8'312
N-8'313
E-312E-311E-310E-309E-308E-307E-306E-305E-304E-303E-302E-301E-300E-299
N-8'312
N-8'311
N-8'310
N-8'309
N-8'308
N-8'307
N-8'306
N-8'305
N-8'304
N-8'303
N-8'302
N-8'301
N-8'300
N-8'313
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
64
CAPITULO III
REPRESENTACIÓN DEL RELIEVE.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
65
3.1. Superficie.
Se denomina corteza terrestre o superficie terrestre a la capa más superficial de la
estructura de la Tierra; su espesor varía de 12 km, en el fondo oceánico, hasta 60 km
en las zonas montañosas de los continentes; los elementos más abundantes de esta
capa son el silicio, el oxígeno, el aluminio y el magnesio.
Las cortezas de la Tierra, nuestra luna, Mercurio, Venus y Marte han sido generadas
por procesos ígneos, y estas cortezas son más ricas en elementos incompatibles que
sus mantos subyacentes. También las lunas de otros planetas poseen cortezas
formadas por procesos similares: por ejemplo, Ío, una luna de Júpiter, también posee
una corteza formada por procesos ígneos.
Uno de los fines primordiales de la cartografía es la representación Objetiva, exacta y
precisa, de las formas materiales y de los objetos reales que se encuentran en la
superficie de la tierra, o, dicho de otra manera, de las características concretas del
espacio geográfico.
Esta representación de la superficie terrestre constituye desde hace largo tiempo la
misión de especialistas, geodestas y topógrafos, herederos de los astrónomos y de
los “Ingenieros Geógrafos” de los siglos XVII Y XVII.
Superficie Terrestre
Superficie Sumergida
Superficie Subterráneo
Superficie Terrestre.
Superficie terrestre puede designar a:
- La totalidad de la superficie de la Tierra.
- Alguna de sus partes:
La parte superficial de la litosfera, que puede ser:
Toda la denominada corteza terrestre.
Su parte más superficial o formación geológica superficial, cuya parte
más importante es:
El suelo.
Habitualmente se utiliza para referirse a esta "superficie sólida" la
expresión tierras emergidas (continentes e islas), como sinónimo de
relieve terrestre.
La parte superficial de las masas de agua que forman la hidrosfera (mares
y océanos, aguas continentales -ríos, lagos, glaciares-, etc.).
No es usual referirse con el nombre superfice terrestre a la superficie de la
atmósfera en contacto con la litosfera o hidrosfera (en cuanto a su extremo
opuesto, no hay un límite o superficie en contacto con el espacio exterior,
sino un gradual enrarecimiento de la materia que compone la atmósfera en
sus capas exteriores).
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
66
Tampoco es usual referirse con ese nombre a los seres vivos que forman
la biosfera, y que tienen las distintas partes de la superficie terrestre como
sus biotopos.
Superficie Sumergida o batimétrica.
La batimetría es la ciencia que mide las profundidades marinas para determinar la
topografía del fondo del mar, actualmente las mediciones son realizadas por GPS
diferencial para una posición exacta, y con
sondadores hidrográficos mono o multihaz
para determinar la profundidad exacta, todo
ello se va procesando en un ordenador de
abordo para confeccionar la carta batimétrica.
Mapa batimétrico mundial
La batimetría representa la morfología o
relieve del fondo marino, es el equivalente
submarino de la altimetría. Consiste en
determinar la profundidad midiendo el tiempo
que le toma a una onda acústica, enviada
desde el barco, viajar a través del agua hacia el fondo marino y luego volver al barco.
Instrumentos acústicos que se utilizan para mapear los fondos marinos
Numerosos instrumentos acústicos se utilizan para mapear la superficie los fondos marinos
y la geología subyacente.
* GPS Diferencial proporciona una navegación para el buque y el equipo.
* Una ecosonda mide la profundidad del agua directamente debajo del barco.
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* batimetría de franja, que incluye multihaz y sonares de interferometría, mejora la eficiencia
al mismo tiempo que mide la profundidad del agua y la intensidad del sonido reflejado por el
fondo marino en una franja a ambos lados de la embarcación.
* Sistemas de Reflexión sísmica exploran las capas de sedimento bajo el fondo marino
mediante la medición de la intensidad del sonido reflejado por el fondo marino y las capas
subyacentes.
* Sidescan-sonar produce el equivalente marino de una fotografía aérea mediante la
medición de la intensidad del sonido reflejado por el fondo marino en una franja a ambos
lados de un vehículo remolcado.
* Después de la cartografía acústica de superficie del fondo marino y la geología
subyacente, las muestras de sedimento, las fotografías de fondo y/o video deberán ser
tomadas en el fondo marino con el fin validar la acústica.
Este de arriba es un impresionante mapa batimétrico y altimétrico de la NOAA de la
costa de Los Angeles.
Superficie Subterráneo o Topografía Subterránea.
Estudia el conjunto de procedimientos para determinar la posición de un punto sobre
la superficie terrestre, por medio de medidas según los tres elementos del espacio:
dos distancias y una elevación o una distancia, una elevación y una dirección. Para
distancias y elevaciones se emplean unidades de longitud (en sistema métrico
decimal), y para direcciones se emplean unidades de arco (grados sexagesimales).
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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3.2. El relieve de elementos lineales
En toda clase de actividades humanas, el relieve del terreno juega un papel de
gran importancia. La información sobre el relieve se requiere para muchos
propósitos: toda clase de trabajos de construcción, como carreteras, muelles,
trabajos de regadíos, operaciones militares, navegación aérea, fines científicos,
turísticos, y muchas otras aplicaciones.
Concierne al especialista ofrecer esta información del relieve, tridimensional en
la naturaleza, como una representación bidimensional en el mapa. Esta reducción
del número de dimensiones representa el problema de más difícil solución en
Cartografía.
Una visión retrospectiva de cómo se ha representado esta tercera dimensión de la
superficie terrestre en el pasado, demuestra que esta tarea no estaba exenta de
dificultades. De hecho, todavía se representaba de forma imbólica en los siglos
XVI y XVII donde simplemente se informaba sobre la situación de una montaña
sin hacer referencia alguna a diferencias relativas en altitud.
Durante los siglos XVIII y XIX comienzan fuertes campañas, realizadas por distintos
países europeos, con el objeto de obtener series cartográficas a escalas
relativamente grandes. Este esfuerzo lleva a plantearse la necesidad de aportar una
información más fiable del relieve. Se comienza un intento de cuantificar su
información con las normales de pendiente empleadas en estos siglos.
Este desarrollo histórico es el reflejo, por un lado del avance de las necesidades de
la sociedad y, por otro lado, del avance de las técnicas de levantamientos, con la
introducción de las fotografías aéreas y de la Fotogrametría y, también, del avance
de las técnicas que utiliza la Cartografía, como la reproducción cartográfica.
Hoy en día, el cartógrafo ha alcanzado un nivel de representación cualitativa y
cuantitativa del relieve muy
completo, en el que las curvas de
nivel, los puntos acotados, el
dibujo de roquedo, la
representación del microBrelieve,
y la aplicación de sombreados se
pueden combinar a la perfección,
no dejando demasiados huecos
para nuevas innovaciones en el
futuro.
Este futuro es dominado por las
nuevas tecnologías y herramientas de representación del relieve, como son los
modelos digitales del terreno y los mapas derivados de ellos.
Modelo digital del terreno
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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Visión histórica
Las primeras representaciones del relieve se caracterizan por ser meramente
simbólicas, como montículos de topos. No se pretende representar las montañas
con su forma real ni cualquier indicación de las diferencias de alturas. El
cartógrafo
observa el paisaje desde un lugar en la superficie del terreno y representa
sólo el aspecto de las cordilleras y su extensión.
3.2.1. Líneas Estructurales.
Las líneas estructurales son las líneas descriptoras del relieve, como pueden
ser los bordes de las plataformas, los bordes de
las cuencas, los cambios de pendiente…, es decir,
son el “esqueleto” del terreno, los elementos que
definen cómo se distribuye el relieve de una
zona determinada.
Se pueden diferenciar dos tipos de líneas
estructurales en función del elemento geográfico
que representan:
Representación del relieve con símbolos orientados (Cartografía de Mesopotamia sobre 2200 AC)
Representación del relieve utilizando símbolos de diferentes tamaños y sombreado (S. XVI)
Mapa de representación del relieve en el S. XVII Representación de relieve en la actualidad
Sistemas de Hidrografía
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- Positivas o divisorias, que definen formas convexas.
- Negativas o vaguadas, que definen formas cóncavas.
3.2.2. Las Normales.
Las Normales, son representaciones de la proyección de la sombra, zonas de
pendiente, y acantilados. Durante el siglo XIX se desarrolla este sistema de
representación del relieve,
consistente en utilizar líneas
negras en la dirección de la
máxima pendiente. Existen dos
tipos de normales con objetivos
claramente diferentes:
- Las normales de
sombra.
- Las normales de
pendiente.
3.2.3. Puntos acotados
Los puntos acotados son puntos con posición y altitud numérica indicada, sobre o
bajo un nivel de referencia determinado. No tienen por qué existir sobre el terreno,
aunque existan excepciones como los vértices de triangulación, las señales de
nivelación de alta precisión, etc.
Estos puntos dan información
ortogonal y precisa de las diferentes
altitudes de los puntos, pero, sin
embargo, no es frecuente su sola
utilización para la representación
de las formas del relieve. Por un
lado, la abundancia de puntos
necesarios sería tal que no
permitiría la representación de
otros detalles planimétricos y, por
otro, no proporcionan una visión
del relieve de la zona, aunque lo
definan desde un punto de vista
geométrico.
La precisión de la cota de un
punto estará condicionada por la
forma en que fue determinada su altitud. Así se podrán tener precisiones del
milímetro (nivelaciones de precisión), del centímetro (puntos de triangulación y de
apoyo) o del decímetro y del metro (puntos de cota).
Representación del relieve por normales
Definición del relieve mediante el solo uso de puntos acotados
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Sin embargo, la precisión altimétrica con la que se represente el punto acotado en
el mapa, dependerá de otro factor importante la Escala.
3.2.4. Curvas de Nivel
La curva de nivel, también llamada isohipsa, es una curva imaginaria que une los
puntos de la superficie terrestre que tienen la misma altitud, sobre o bajo, un
determinado nivel de referencia. Estas curvas, son los elementos gráficos más
importantes en la representación cuantitativa del relieve, y son además la base
para la realización de otros sistemas.
La curva de nivel batimétrica es la línea imaginaria que une puntos del fondo de una
superficie cubierta de agua (mar, lago, río) que tienen la misma distancia vertical
a la superficie de las aguas.
Las ventajas de la utilización de las curvas son su capacidad de representar
cuantitativamente el terreno (precisión métrica), además de proporcionar una
relativa imagen cualitativa del mismo, aunque sólo es identificable por aquellos
que están acostumbrados a este tipo de representación.
Obtención de las curvas
La obtención de las curvas puede realizarse mediante métodos de topografía clásica
y mediante la restitución fotogramétrica. En el primer caso, se consiguen a
través de interpolación lineal de las curvas a partir de una gran cantidad de
puntos con altitud conocida. Y el segundo caso so obtiene por restitución
fotogramétrica.
Intervalo entre curvas de nivel
La distancia vertical que separa a dos curvas de nivel sucesiva se llama intervalo.
En un mismo mapa este intervalo suele ser constante y en este caso se le
llama “equidistancia” de las curvas de nivel.
Curvas maestras
La curva maestra es una curva normal representada con un grosor mayor que las
demás con el fin de dar mayor legibilidad al conjunto de curvas representadas.
Las curvas maestras se repiten en cantidades múltiplos de la equidistancia.
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Curvas Intermedias
Son curvas que representan la
superficie en menor proporción en
cuanto al grosor de la línea, en
estas curvas no se acota los
valores de (z), acompaña a la
curva maestra, su representación
o dibujo puedes ser líneas más
delgada que el otro.
Curvas de depresión
En ciertos terrenos los cambios de pendiente se producen de manera brusca y
puede suceder que la representación de las curvas no sea suficiente para
determinarlo. Por eso, cuando se produce una
depresión (simas, pozos, cráteres…), se
identifica por el distinto signo del dibujo que,
generalmente, se hace añadiendo pequeños
trazos perpendiculares a la línea de la curva
dirigidos en la dirección del punto más bajo.
El trazo de la curva de depresión es de línea
continua generalmente, aunque a veces se dibuja
también a trazos.
Color
En Suiza se aplica un complejo sistema de curvas de nivel, que resulta muy eficaz:
- Marrón para las curvas que discurren en vegetación y suelo.
- Negras para curvas de nivel sobre zonas rocosas.
- Azul para curvas situadas sobre zonas permanentemente cubiertas
de hielo y nieve, y también para las isobatas.
El grosor
El grosor de las curvas de nivel es un factor importante en la representación gráfica.
El grosor de las curvas de nivel debe determinarse por los tres tipos de
líneas distintas que deben diferenciarse. Los siguientes valores deben tomarse
como aproximaciones de valores estándar:
- Curvas maestras: 0.2 mm y línea continua.
- Curvas normales: 0.1 mm y línea continua.
- Curvas intercaladas: 0.05 mm y línea continua; ó 0.1 mm y línea
discontinua o de puntos.
Se recomiendan las siguientes especificaciones para un mapa topográfico
1:50.000 en mm:
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3.2.5. Dibujo de zonas rocosas y otros detalles
Al contrario que en el caso de las
curvas intercaladas, puede ocurrir
que la equidistancia de curvas sea
demasiado pequeña para la
representación de ciertas zonas:
escarpados, pendientes pronunciadas
e irregulares… Además, otras formas
del relieve, como las viseras no tienen
una representación expresiva ni
legible mediante el dibujo de curvas.
3.3. El relieve de elementos Superficiales
3.3.1. Sombreado
El sombreado es un sistema de representación del relieve que, si bien no
aporta una imagen métricamente precisa del mismo, es muy útil en la ayuda de
la comprensión de las formas del terreno.
Ofrece una imagen tridimensional que no es comparable a las obtenidas por
otros sistemas. Por ello, es utilizado en muchos mapas de distintas escalas,
combinado con otras formas de representación del relieve, facilitando así la
transmisión de la información topográfica al lector del mapa.
Sombreado de pendiente
Se basa en considerar una iluminación
cenital sobre el terreno, de forma que
las superficies horizontales reciban un
máximo de luz, y las verticales estén en
sombra.
Las pendientes iguales recibirán la
misma cantidad de luz, tanto menor
cuanto más inclinadas estén. Por lo tanto,
la cantidad de luz recibida será
independiente de la orientación de la
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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ladera, como continuación que son del método de las normales de pendiente.
Sombreado oblicuo
Este tipo de sombreado se basa en las sombras que arrojan las formas del
terreno cuando éste es iluminado por una fuente
de luz oblicua. Las formas del relieve se
diferencian así fácilmente, ya que el lector está
acostumbrado a percibir diariamente volúmenes
representados de esta manera en dibujos,
fotografías, etc.
Su aplicación provoca una visión del terreno
inmediata y se convierte en el sistema más
comprensivo de la representación del relieve.
3.3.2. Tintas hipsométricas
Las curvas de nivel y los puntos acotados proporcionan una información
cuantitativa sobre las alturas del terreno.
Por ejemplo, el espaciamiento de las curvas de nivel nos informa sobre el grado
de pendiente del terreno.
Sin embargo, las curvas de nivel pueden no ofrecer una buena impresión
visual a las personas no expertas en lecturas de mapas, por lo que se puede
utilizar el sombreado en escalas medias.
No obstante, como ya se dijo en el apartado anterior, se puede optar por la
representación de una manera simbólica de cómo se vería el relieve en la
zona cartográfica.
Las tintas hipsométricas buscan esa representación simbólica mediante la
aplicación de distintos colores a zonas de diferentes alturas. El relieve total de
un área se subdivide en una serie de zonas en función de su altura, se elige una
gama de color, y cada zona se colorea con el color correspondiente. Se utiliza
mucho a escalas pequeñas, así como en la mayoría de los atlas, que
normalmente utilizan este método de las capas tintadas para informar sobre el
relieve en sus mapas geográficos.
Diferente criterio en la selección de zonas.
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3.4. Modelo Digital del Terreno (MDT)
3.4.1. Generalidades
Visión histórica.
Los modelos digitales del terreno nacieron en la década de los 50 como
solución a una creciente necesidad de tratamiento digital de problemas
tecnológicos relacionados con el conocimiento de la estructura del terreno.
Se planteaba el problema de generar una serie de algoritmos que automatizara
trabajos niería (como cálculo de pendientes, perfiles, áreas o volúmenes) que
recisaban de datos del terreno, adquiridos principalmente por restitución
fotogramétrica, cuya cantidad de información era masiva y crítica, dada la escasa
capacidad de almacenamiento de los ordenadores de la época.
Existen, en la actualidad, una gran variedad de programas informáticos que
permiten un tratamiento digital de la cartografía, basándose en filosofías y
planteamientos algorítmicos diferentes, dando solución al mismo problema: la
representación numérica del relieve.
Conceptos generales.
En general, un modelo es una representación simplificada de la realidad en la
que aparecen algunas de sus propiedades, teniendo como objetivo primordial su
estudio de manera simple y comprensible. Es decir, el objeto original es
representado por otro objeto de menor complejidad con el que se podrán conocer
o predecir propiedades del primero.
Dado que el modelo representa la realidad con una cantidad menor de
información (manera simplificada), existe un error inherente al proceso de
modelización que puede ser reducido pero no eliminado.
La reducción del error puede hacerse por dos caminos complementarios:
- Mejorando la precisión y selección, sin aumentar para ello la complejidad del
modelo: Implica una experiencia o conocimiento de la estructura del terreno.
- Aumentando la cantidad, aumentando con ello la complejidad del modelo.
La eliminación del error implicaría la identificación del modelo con el objeto
real; en este sentido, debe buscarse un equilibrio (función de la escala o
precisión final requerida) entre la complejidad del modelo y el error aceptable
en los resultados.
Por otro lado, debe existir una relación biunívoca entre el modelo y la realidad, que
permita extrapolar actuaciones y resultados producidos en el modelo sobre la
realidad, como por ejemplo, el cálculo de una estructura viaria sobre un
modelo digital del terreno.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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Definiciones
Un modelo digital constituye una representación numérica de la distribución
espacial de una variable cuantitativa y continua:
Z=f(x,y)
Un modelo digital del terreno es, por tanto, una representación numérica de las
características topográficas de éste, expresadas mediante las coordenadas XYZ de
los puntos que la definen.
En la práctica, la función no es continua, sino que se resuelve a intervalos
discretos, por lo que el modelo digital está compuesto por un conjunto finito y
explícito de elementos. Esta generalización implica una pérdida de información que
incrementa el error del modelo, y en consecuencia, se propaga a los modelos
derivados.
Los principales elementos con los que cuenta un MDT son:
Adquisición de datos y almacenamiento: Consiste en hacer un muestreo ـ
del terreno de manera que con el menor número de datos, queden bien
reflejadas las características del mismo.
Procesado de datos: En el cual se genera la estructura del mismo y se ـ
procede a su refinamiento.
Interpretación del MDT: En la cual se analiza la información que ofrece el ـ
MDT.
.Visualización del MDT: Es el análisis gráfico de la información del MDT ـ
Aplicación del MDT: Son las funciones específicas para manipular el MDT en ـ
cada disciplina.
3.4.2. Características de los modelos digitales
La estructura y codificación del modelo digital debe permitir el conocimiento de la
estructura geométrica del terreno original que representa, además de las
relaciones espaciales entre los datos.
Los mapas topográficos sirven como base
cartográfica de otros mapas derivados o
temáticos. Siguiendo esta analogía, se podrían
construir modelos digitales derivados partiendo
de modelos digitales del terreno y datos
numéricos adicionales de procesos físicos.
Ventajas
La ventaja principal es la posibilidad de hacer
operaciones sobre una representación numérica
y fiable del terreno, pudiendo extrapolar los
resultados de éstas sobre el terreno original.
Ejemplo de simulación: Erupciones de lava de un volcán
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Además, permiten estimar eventos acaecidos o no sobre el terreno, gracias a
la incorporación de datos adicionales.
Desventajas
Las desventajas de los modelos digitales del terreno se basan, principalmente, en
la complejidad de su manejo y elaboración, que requiere un aprendizaje previo
para su explotación de manera correcta, así como de equipos informáticos
capaces de manejar la gran cantidad de información.
Estas dos desventajas tienen implícita otra desventaja más, que es la inversión
económica.
3.4.3. Estructuras de datos
La unidad básica de información en un modelo digital es el punto, definido con la
terna de coordenadas XYZ.
La distribución de estos puntos sigue dos modelos principales atendiendo a la
estructuración de los datos:
Modelos de triángulos irregulares (TIN): Estos modelos se basan en la ـ
formación de una red de triángulos irregulares (TIN) a partir de los datos
originales obtenidos del terreno.
Modelos de rejillas regulares (DEM): Estos modelos se basan en la ـ
formación de una rejilla, formada por la repetición de formas geométricas
(rectángulos, cuadrados, triángulos o hexágonos) de las cuáles se
conoce la cota de sus nodos.
Modelos de triángulos irregulares (TIN)
Este modelo se basa en la generación de una red formada por triángulos
irregulares cuyos vértices son los puntos originales obtenidos para la definición
del terreno.
Por tanto, la solución para generar el modelo digital es encontrar un algoritmo
que establezca las relaciones de vecindad entre los diferentes puntos para
formar dichos triángulos.
En este caso, la geometría está constituida por triángulos irregulares, con vértices
de coordenadas conocidas, que deben definir todos los cambios significativos en la
estructura del terreno para su correcta definición. Por ello, la veracidad del
modelo digital dependerá directamente de la selección de datos (puntos y
líneas) que se realice en el terreno.
La captura de datos de estos modelos suele ser por métodos topográficos,
siendo dichos modelos los más adecuados para determinados trabajos de
ingeniería, dada la precisión y veracidad que se puede conseguir en la definición
del relieve.
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79
Las aplicaciones más adecuadas de los TIN están en el diseño de obras lineales
(carreteras, ferrocarriles, canales, etc.), casos en los que es factible conseguir una
buena definición de la traza a un coste económico competitivo con otros
procedimientos.
Históricamente, el origen de este tipo de modelos, estuvo a principios del siglo
XX, en el interés del climatólogo Thiessen por relacionar datos procedentes de
varias estaciones meteorológicas distribuidas no uniformemente. Definió regiones
n el plano basadas en conjuntos de puntos (estaciones meteorológicas) de tal
forma que “las regiones estaban encerradas por la línea entre la estación en
consideración y las estaciones de alrededor”.
Basándonos en este enunciado, el término polígono de Thiessen ha sido utilizado
en geografía para denotar polígonos definidos por un criterio de proximidad con
respecto a un conjunto de puntos. Estos polígonos siempre son convexos.
Estos polígonos de Thiessen son de gran utilidad en trabajos en los cuáles es
necesario conocer el área de influencia de un determinado punto. Por ejemplo,
en trabajos de planeamiento urbanístico, es posible utilizar estos polígonos para
analizar cómo influyen en la estructura urbana determinados puntos, como pueden
ser los centros comerciales.
La red formada por todos los polígonos
de Thiessen definidos por un
conjunto de puntos es llamada
diagrama de Thiessen o diagrama de
Voronoi. Pero hay otra interpretación
del diagrama de Thiessen y es una
triangulación basada en un criterio de
proximidad. Delaunay fue el primero
en darse cuenta de esta doble relación;
de esta forma, el término triangulación
de Delaunay es usado para la doble
interpretación de los diagramas
próximos.
Las características más importantes de la triangulación de Delaunay son las siguientes:
Se generará la misma triangulación independientemente del punto de ـ
comienzo del cálculo.
.Los triángulos obtenidos serán lo más equiláteros posibles ـ
Dentro de la circunferencia descrita por tres puntos vecinos no se ـ
encuentra ningún otro punto.
La unión de las mediatrices de los triángulos vecinos genera los polígonos de ـ
Thiessen.
Para conservar las líneas de ruptura, éstas deberán formar parte de lados ـ
de triángulos.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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La forma más trivial de construir un TIN es usar todos los vértices y nodos
de las curvas de nivel, así como los puntos singulares como vértices de
triángulos.
Este modelo masivo no es el más adecuado por la enorme cantidad de
elementos que sería necesario construir y manejar para una zona de cierta
extensión y por la redundancia debida a que muchos puntos procedentes de una
digitalización rutinaria no aportan una información significativa.
Por ello, se debe hacer una selección previa de los puntos que deberán
formar parte del modelo digital mediante una adecuada generalización
cartográfica, o utilizar un algoritmo de triangulación que permita una eliminación
de puntos no significativos en el proceso de generación de triángulos.
Modelos de rejillas regulares (DEM)
Los modelos basados en estructuras regulares se construyen superponiendo
una retícula sobre el terreno y extrayendo la altitud media de cada celda.
Normalmente, la retícula es una red regular de malla cuadrada, siendo la localización
espacial de cada dato determinada de forma implícita por su situación en la
matriz. La matriz vendrá simplemente definida por un origen y un valor de
intervalo entre filas y columnas.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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Al estar los datos estructurados en una malla, la relación topológica entre ellos
está en la propia definición de ésta, implicando una falta de flexibilidad en el
modelo. Presenta la ventaja de ser una estructura muy simple, pero, en
general, la relación coste precisión no es buena, excepto en terrenos uniformes.
La matriz regular es muy utilizada para construir modelos digitales debido a su
cómodo manejo informático y a su
simplicidad estructural.
Debido a la necesidad de fidelidad en la
representación del terreno, en ciertos
terrenos, se podrá variar el intervalo de la
rejilla, aunque no todos los programas lo
admiten.
En zonas de mayor relieve se necesitará una
alta densidad de puntos para obtener una
buena precisión resultando, en este caso,
un método poco económico.
No obstante, es muy difícil obtener una correcta definición del relieve mediante
estructuras geométricas regulares. El complemento indispensable para obtener
un adecuado ajuste es capturar los puntos notables del relieve, así como la
adición de aquellas líneas singulares que representan cambios en la pendiente
del terreno.
Ejemplo de rejilla regular cuadrada
Ejemplo de rejilla regular triangular.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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3.4.4. Elección de la estructura de datos
La adopción de una estructura de datos concreta supone decidir el método de
construcción del modelo e, indirectamente, sobre qué tipo de información va a ser
representada y cuál descartada.
Esta selección de información no tendrá grandes influencias sobre terrenos
llanos, pero sí sobre terrenos con significativos cambios de pendiente, puesto
que, estas últimas estructuras del terreno, no podrán ser representadas con
precisión por un modelo basado en estructura regular.
Además, la elección de la estructura de datos vendrá determinada por el software
o algoritmos disponibles, puesto que no todos permiten manejar estructuras
irregulares por su dificultad de generación y procesamiento.
La elección de la estructura de datos condicionará el futuro manejo de la
información.
Entre las dos alternativas, dominan ampliamente las estructuras regulares,
probablemente por su simplicidad conceptual y su cómodo tratamiento informático.
3.4.5. Captura de datos
La captura de la información hipsométrica constituye el paso inicial en el
proceso de construcción del modelo digital, e incluye la fase de transformación de
la realidad geográfica a la estructura digital de datos.
Se trata de una fase de gran trascendencia porque la calidad de los datos es
el principal factor limitante para los tratamientos que se realicen posteriormente.
Tras obtener los datos, éstos deben ser estructurados para formar el modelo
digital de alguna de las formas presentadas anteriormente.
La calidad de las fuentes y las técnicas de recogida de datos del terreno, son
críticas para obtener un MDT de buena calidad. Por ello, y siempre que sea
posible, se adjuntará información adicional acerca de las
estructuras que describen la morfología del terreno (estructuras como
vaguadas, divisorias, cambios de pendiente, etc.).
Se pueden diferenciar dos métodos de adquisición de datos:
.Métodos directos: Se realizan medidas directas sobre el terreno ـ
Métodos indirectos: Se realizan medidas a partir de documentos previamente ـ
elaborados.
Métodos directos
Entre los métodos directos, el más extendido es mediante estaciones
topográficas, que permiten obtener datos de zonas relativamente pequeñas pero
con gran precisión.
Otro método directo de obtención de datos es mediante altímetros transportados
por aviones que permiten el registro directo de los datos de altitud en formato
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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digital. Este método es utilizado en el análisis de la topografía de la superficie
marina y seguimiento de los hielos polares.
Otro sistema es mediante GPS (global positioning system), que utiliza un conjunto
de satélites de referencia y, mediante métodos de triangulación, permiten obtener
coordenadas de un lugar concreto de la superficie terrestre.
Es un método muy preciso en ciertas condiciones, pero tiene como
limitaciones la necesidad de acceder al lugar de medida y tener ciertos
apantallamientos debidos a la vegetación de la zona o a edificios que le
impiden tener un mínimo de satélites para medir. Estos problemas han
convertido al método GPS en un recurso de apoyo, pero no en un sistema
básico de captura de datos para construir el modelo digital.
Métodos indirectos
Los métodos indirectos son los más utilizados para la adquisición de datos de
formación del modelo digital. Sobre todo, para trabajos de gran extensión, el
método más utilizado es la restitución fotogramétrica. Además, si
se quiere
generar un modelo digital a partir de cartografía existente, en formato no digital,
el método más extendido es la digitalización.
La restitución fotogramétrica es la forma más rápida de obtener datos
altimétricos del terreno, ofreciendo una buena precisión a costes razonables.
Además, la fotogrametría actual, permite el almacenamiento digital de los datos
obtenidos con un restituidor, pudiendo ser utilizados directamente para la
generación del modelo digital.
Por otro lado, con la llegada de la Fotogrametría digital es posible obtener
modelos digitales automáticamente a partir de fotografías orientadas y, a partir
de estos modelos, obtener ortofotografías rectificadas. Además se pueden
utilizar imágenes registradas con sensores montados en satélites.
El otro sistema indirecto de gran expansión entre los usuarios es la
digitalización que permite el registro en formato digital de cartografía existente. La
digitalización puede ser automática, realizada mediante un escáner, o manual,
utilizando un tablero digitalizador.
La digitalización automática genera una imagen de valores de reflectancia. El
tamaño de la celda o píxel debe establecerse asegurando que sea capaz de
recoger todas las estructuras presentes en el mapa y que la dimensión de los
ficheros permita el tratamiento con los medios informáticos disponibles. El
proceso de registro puede ser realizado en blanco y negro o color.
Posteriormente, es necesario un software de vectorización de la imagen
obtenida para generar la estructura vectorial, siendo éste el paso más crítico de
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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la digitalización automática debido a los errores que produce en el reconocimiento,
que obliga al usuario a realizar una edición del fichero obtenido.
Además, se deberán asignar en este proceso de edición las cotas correspondientes
de las entidades altimétricas registradas.
Debido a esta fase costosa de edición, la digitalización automática no es utilizada
muy frecuentemente, estando más extendida entre los usuarios la digitalización
manual.
La digitalización manual se realiza con un tablero digitalizador sobre el que se
coloca el mapa. En dicho tablero, se registran las entidades por medio del
seguimiento manual con un cursor.
La procedencia de los datos de digitalización puede ser muy variada, debiendo
evitar siempre aquellos que no estén registrados en un soporte estable o en
mal estado. Además, es necesario poseer ciertos puntos de coordenadas
conocidas, que harán las veces de puntos de control para referenciar los datos
digitalizados.
3.4.6. Elementos importantes para un modelo digital
Los elementos necesarios para la construcción de un modelo digital son
aquellos que son definitorios para la definición altimétrica de una zona. Así, se
podrá incorporar curvas de nivel, puntos acotados y datos auxiliares de
diversos tipos.
En general, las entidades pueden ser:
- Curvas de nivel.
- Puntos acotados singulares: cumbres de picos, collados, fondos de
depresiones, etc.
- Líneas de ruptura (breaklines), que definen la posición de elementos
lineales sin valores de altitud explícitos que rompen la continuidad de la
superficie.
- Zonas de altitud constante: polígonos que encierran una superficie de altitud
única, por ejemplo, lagos.
- Líneas que definen los límites externos del MDT o zonas donde no se
desea tener información, por ejemplo, zonas innivadas o anegadas.
3.4.7. Precisión del MDT
Los estándares definidos para la cartografía convencional pueden, en principio,
ser válidos para aplicarlos a los modelos digitales. Para ello, se pueden utilizar
las tablas de Koppe, propuestas a principio de siglo, que se basan en una
relación entre la escala, equidistancia y pendiente de la siguiente forma:
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La determinación de la precisión de un modelo digital se puede realizar por
comparación de una malla de control superpuesta sobre la generada por el
modelo digital y obtenida la primera por métodos de Fotogrametría Analítica o
mediciones de campo. Tal comparación proporcionará la base para la
evaluación de los errores en el canevás de puntos.
3.4.8. Fuentes del error MDT
Los errores de los MDT pueden ser separados en dos categorías:
- Los errores posicionales implican una deficiente localización geográfica de
la cota o de la trayectoria de la curva de nivel y afectan, por tanto, a
la situación en el plano XY.
- Los errores de cota que suponen una asignación imprecisa de la altitud
asociada.
Los errores posicionales afectan a los modelos de estructura irregular, que
manejan entidades geométricas.
Los modelos de estructura regular, basados en localizaciones definidas
implícitamente no se ven afectados por errores de posición.
Los errores de cota afectan tanto a unos modelos como a otros. En el primer
caso, suele tratarse de errores en el sentido más básico de la palabra, es decir,
fallos groseros y locales en la asignación de la altitud. En el caso de las
matrices regulares, el origen del error suele estar en las múltiples operaciones
geométricas implicadas en la construcción del modelo digital. En este caso, el
error es de naturaleza estadística y global, pudiendo considerarse un atributo
que define y caracteriza el modelo digital.
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3.4.9. Aplicaciones de los MDT
Debido a los recientes avances tecnológicos, los sistemas de modelado del terreno
han aumentado en complejidad, convirtiéndose en unos sistemas que ofrecen
soluciones muy poderosas en las distintas aplicaciones. Últimamente, se están
creando modelados más específicos basados en la funcionalidad de cada
utilidad.
Existe un gran número de aplicaciones en las cuales son necesarios los MDT.
Estas aplicaciones se pueden agrupar en los cincos dominios siguientes:
– Cartografía.
Cartografía: Los MDT tienen un campo bien definido, es decir, su
objetivo principal es la generación de gran calidad para ediciones
cartográficas, en los que se enfatiza la fidelidad y se evalúa su precisión.
Las funciones que se incluyen en este campo son:
Captura de los datos (topográficos o fotogramétricos).
Valoración de la calidad de los datos.
Edición de los datos.
Producción de ortofotografías y mapas topográficos, entre los que se
pueden citar los mapas de representación del relieve.
– Ingeniería Civil.
Los MDT son utilizados en ingeniería civil para diversas aplicaciones,
tales como el diseño de obras lineales, minas, embalses, etc. Estos
deben de disponer de rutinas, tales como optimización de trayectos,
diagrama de masas y otras muchas más utilidades de diseño.
– Planificación y manejo de recursos Naturales.
Los campos de aplicaciones centrados en este apartado son medio
ambiente, urbanismo, teledetección, ciencias del suelo, agricultura, montes,
meteorología, paisajismo, etc.
También para producir ficheros digitales que contengan datos sobre
cobertura vegetal, hidrología, valor de las tierras, clima, etc., con los que
se podrían planificar los cultivos de las distintas regiones.
– Ciencias de la tierra.
Las aplicaciones en las ciencias de la Tierra, geología, geomorfología,
hidrología y glaciares, son tratadas como un grupo, aunque comparten
muchas funciones con el manejo de recursos naturales, que requieren
funciones específicas para modelar e interpretar las discontinuidades del
terreno, redes hidrológicas, etc.
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– Aplicaciones militares.
Las aplicaciones militares combinan aspectos del resto de dominios de
aplicación. Las agencias militares generan gran cantidad de MDT para
aplicaciones similares a la ingeniería civil, valorando áreas remotas para el
análisis de campos de batalla, involucrando tareas tales como análisis
de intervisibilidad, acceso de vehículos y situación de torres de observación
y de transmisión.
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CAPITULO IV
SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS).
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4.1. Definiciones.
El Sistema de Posicionamiento Global ("Global Positioning System" - GPS) es un
sistema de navegación compuesto de una flotilla de satélites puestos en órbita por el
Departamento de Defensa de los Estados Unidos, y sus estaciones en tierra firme.
Usando GPS, uno puede determinar automáticamente su posición (latitud y longitud)
en la tierra. Funciona continuamente en todas partes del mundo y es disponible a
todos libre de cargos. Con orígenes en aplicaciones militares secretas, GPS se ha
convertido en parte de nuestra vida cotidiana.
¿Qué es el GPS?
El Sistema GPS (Global Positioning System) o Sistema de posicionamiento Global es
un sistema de posicionamiento terrestre, la posición la calculan los receptores GPS
gracias a la información recibida desde satélites en
órbita alrededor de la Tierra. Consiste en una red de
24 satélites, propiedad del Gobierno de los Estados
Unidos de América y gestionada por el Departamento
de Defensa, que proporciona un servicio de
posicionamiento para todo el globo terrestre.
Cada uno de estos 24 satélites, situados en una órbita
geoestacionaria a unos 20.000 Km. De la Tierra y
equipados con relojes atómicos transmiten
ininterrumpidamente la hora exacta y su posición en
el espacio.
Esto es, a grandes rasgos, el sistema GPS. A partir de esto, los receptores GPS
reciben esos datos que, una vez procesados, nos muestran.
Historia
El GPS surgió debido a la necesidad de las fuerzas armadas de tener un sistema de
navegación preciso y que funcionara en aplicaciones diversas. El desarrollo de la
tecnología de GPS descansa en progresos en ciencias físicas, en la electrónica, en
ciencias de materiales y en muchas otras, pero fue el desarrollo de dispositivos
extremadamente precisos para medir el tiempo - relojes atómicos, junto con progreso
en la tecnología espacial, que en realidad hicieron posible el GPS. Relojes precisos
son esenciales porque el GPS depende en el cronometraje del tiempo que toma a
señales de los satélites llegar a los receptores en la tierra para determinar la
posición, y los tiempos de viaje de estas señales son extremadamente cortos (más
detalles siguen).
Descripción del Sistema de Posicionamiento Global Satelital
El primer satélite GPS fue puesto en órbita el 22 de febrero de 1978 y para diciembre
de dicho año ya se contaba con cuatro satélites; los cuales permitían realizar
pruebas de posicionamiento en 3D en un área limitada del Planeta. La constelación
GPS está formada 24 unidades operacionales (sin incluir satélites de respaldo) con
órbitas circulares de 12 horas con una inclinación de 55 grados y ubicados a una
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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distancia de 26.560Km de la Tierra que se desplazan a una velocidad de
aproximadamente 4km/s; sin embargo su posición instantánea puede estimarse con
un error de unos cuantos metros con una antelación de 24 a 48 h. Los satélites están
organizados en seis planos orbitales con cuatro satélites por órbita. La constelación
de 24 satélites se completó el 9 de marzo de 1994 y el sistema fue declarado
operacional por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos de América en
1995.
Los satélites están ubicados de tal forma que el usuario puede recibir en promedio la
señal de al menos seis satélites un 100 por ciento del tiempo en cualquier parte de la
Tierra. Cada satélite está equipado con dos relojes atómicos, uno de cesio y otro de
rubidio, los cuales proveen frecuencias de referencia utilizadas para generar señales
muy precisas y sincronizadas. La estabilidad de la frecuencia de dichos relojes es de
una parte en 1014 para el cesio y una parte en1013 para rubidio; si los relojes no se
corrigieran diariamente acumularían un error de 1 a 10 nanosegundos por día. Sin
embargo, esta es parte de las funciones de las estaciones de control terrestre.
Dichas estaciones determinan el error de los relojes y retransmiten ajustes a cada
satélite para que este a su vez lo
retransmita a los receptores en Tierra.
Constelación GPS. Los satélites están
distribuidos en seis órbitas con una
inclinación de 55o con respecto al
ecuador y con cuatro satélites por
orbita. Fuente: Enge y Misra, 1999.
El SPG está conformado por tres
componentes o segmentos: el espacial
(satélites), el de control (estaciones
terrenas) y el usuario (receptores)
(Bennett, 1990). Las 5 estaciones de
tierra están distribuidas a distancias
similares alrededor del ecuador (Isla Ascensión, Diego García, Kwajalainy, Hawaii y
Cloroado Springs) y tienen como fin monitorear el estado de los satélites (altitud,
estado de los relojes atómicos), realizar pequeños ajustes en sus órbitas y calcular
las efemérides (posición) de los satélites. Esta información es transmitida a los
satélites, los cuales a su vez la retransmiten a los receptores en tierra al menos una
vez al día. El tercer componente es el usuario quien recibe las señales enviadas por
los satélites mediante el uso de un receptor equipado con una antena. El usuario del
SPG tendrá acceso a 6 o más satélites en un 96% del tiempo, a 8 satélites en un
32% del tiempo y a 9 satélites un 5% del tiempo. En muy pocas ocasiones se tiene
acceso a más de 9 satélites. Si su receptor tiene capacidad de recibir señales del
SPG y del sistema de la Federación Rusa denominado GLONASS (GLObal
Navigation Satellite Systems) usted tendrá acceso a 9 o más satélites un 99% del
tiempo. El sistema GLONASS tenía 14 satélites en operación en 1997 (Enge y Misra,
1999).
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Los satélites radian dos códigos con diferentes grados de exactitud. El primero,
denominada estándar (C/A, “Coarse-acquisition”) está diseñado para uso civil y el
segundo P (Preciso) diseñado para uso militar. El código civil estaba sujeto hasta el 1
de mayo del 2000 a la Disponibilidad Selectiva (SA, por sus siglas en inglés); esta
era una degradación intencional en la calidad de la señal que radiaba el satélite
ocasionada por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos por razones de
seguridad nacional. Esta degradación en la señal ocasionaba un error de
posicionamiento de hasta 300m.
Segmentos del Sistema de Posicionamiento Global (SPG) Cada uno de los satélites
GPS transmite continuamente una señal utilizando dos frecuencias en la banda L:
1575.42 MHz (L1) y 1227.6 MHz (L2). La
primer frecuencia ha sido designada para
uso irrestricto del sector civil y es
modulada por un código de ruido seudo
aleatorio (PRN, por sus siglas en inglés)
denominado código de
adquisición/grueso o estándar (C/A, por
sus siglas en inglés). Esta señal está
formado por un código único con una
longitud de 1023 bits que se repite cada
milisegundo y 50bits por segundo de
información sobre aspectos de
navegación (Ej. órbita del satélite, reloj, estado del satélite, etc). En forma
concurrente con el modo C/A, cada satélite transmite otras dos señales para usuarios
autorizados del Departamento de Defensa de los Estados Unidos de América (Ej.
sector militar), una en la frecuencia L1 y otra en la
frecuencia L2. El acceso a dichas señales es
controlado mediante la encriptación de los códigos
PRN. Las señales se denominan códigos “P”
cuando no se encuentran encriptadas y código “Y”
cuando están encriptadas (casi siempre). Al modo
de operación C/A (civil) se le conoce como Servicio
de Posicionamiento Estándar (SPS, por sus siglas en inglés) y al modo de operación
restringido Servicio de Posicionamiento Preciso (PPS, por sus siglas en inglés).
4.2. Tipos de GPS
GPS Navegador.- Es cuando un solo aparato recibe la señal de 3 a más satélites,
deter minando de esta manera las coordenadas del punto deseado, estos valores
carecen de precisión puesto que la recepción hecha por dichos equipos son
aproximados propias de los satélites.
GPS Diferencial.- Se dice cuando determinan los valores de coordenadas entre dos
aparatos a partir de un punto denominado estación base, el punto base debe ser un
punto absoluto o conocido establecido anteriormente.
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Aprovechando la propiedad de que dos receptores situados lo suficientemente cerca,
recibirán los mismos errores sistemáticos, el error de posicionamiento puede ser de
la siguiente forma.
- Un receptor GPS se sitúa en una localización estática, cuya precisión se
conoce como absoluta precisión. A este receptor le llama estación base o de
referencia.
- En todo momento, la estación base de referencia calcula su posición a partir
de GPS, por lo que se encuentra en condiciones de evaluar las condiciones
necesarias.
- Las medidas de los demás receptores GPS se modifican con las correcciones
efectuadas por la estación de referencia.
4.3. Bondades, uso y manejo del GPS
Usos para el GPS
El desarrollo de posicionadores de GPS
precisos y a precios razonables (Cuadro
4), y la miniaturización de componentes
electrónicos, han hecho que el GPS se
encuentre disponible a casi todo el
mundo, lo cual ha facilitado que el GPS
esté convirtiéndose en una necesidad en
muchas facetas de la vida cotidiana.
Enumerar todas las aplicaciones para el GPS sería una labor imposible. Seguido se
dan solo algunos ejemplos de aplicaciones de GPS en el mundo moderno.
El primer satélite de GPS fue lanzado en el 1978.
Comenzando en el 1989, una segunda generación de satélites (Satélites de Bloque
II) fue puesta en servicio. El sistema alcanzó operación plena en el año 1995. En el
presente, la flotilla de satélites de GPS consiste en por lo menos 24 satélites Bloque
II (Cuadro 2). En 1983, luego de que una aeronave Coreana de pasajeros fue
derribada por los soviéticos porque penetró su espacio aéreo debido a errores de
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navegación, el presidente Ronald Reagan declaró que el sistema GPS sería
disponible para usos civiles luego de que se completara.
Debido a que el sistema GPS fue
desarrollado principalmente para
aplicaciones militares, errores de
cronometraje (disponibilidad selectiva,
"selective availability" - SA) fueron
aplicados a las señales de GPS, lo
cual limitaba la precisión de
posicionadores no militares. Durante
la guerra del Golfo Persa en 1991, el
sistema GPS se había hecho tan
indispensable, que no había
suficientes posicionaderes
(receptores) militares para las tropas,
por lo cual el Departamento de Defensa tuvo que usar posicionadores civiles y
eliminar temporalmente la SA. La SA global fué eliminada permanentemente en el
año 2000, pero el servicio militar Estadounidense aún puede introducir errores en las
señales en extensiones geográficas limitadas.
¿Cómo Funciona el GPS?
GPS depende en que cada satélite en la constelación transmita su posición exacta y
una señal de tiempo extremadamente precisa a los recibidores en la tierra. Dada esta
información, los receptores GPS pueden calcular su distancia al satélite, y
combinando esta información de cuatro satélites, el recibidor puede calcular su
posición exacta usando un proceso llamado trilateración.
4.4. Componentes del GPS
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4.5. Fuentes de error en los GPS
A continuación se describen las fuentes de error que en la actualidad afectan de
forma significativa a las medidas realizadas con el GPS:
- Perturbación ionosférica. La ionosfera está formada por una capa de
partículas cargadas eléctricamente que modifican la velocidad de las señales
de radio que la atraviesan.
- Fenómenos meteorológicos. En la troposfera, cuna de los fenómenos
meteorológicos, el vapor de agua afecta a las señales electromagnéticas
disminuyendo su velocidad. Los errores generados son similares en magnitud
a los causados por la ionosfera, pero su corrección es prácticamente
imposible.
- Imprecisión en los relojes. Los relojes atómicos de los satélites presentan
ligeras desviaciones a pesar de su cuidadoso ajuste y control; lo mismo
sucede con los relojes de los receptores.
- Interferencias eléctricas imprevistas. Las interferencias eléctricas pueden
ocasionar correlaciones erróneas de los códigos pseudo-aleatorios o un
redondeo inadecuado en el cálculo de una órbita. Si el error es grande resulta
fácil detectarlo, pero no sucede lo mismo cuando las desviaciones son
pequeñas y causan errores de hasta un metro.
- Error multisenda. Las señales transmitidas desde los satélites pueden sufrir
reflexiones antes de alcanzar el receptor. Los receptores modernos emplean
técnicas avanzadas de proceso de señal y antenas de diseño especial para
minimizar este error, que resulta muy difícil de modelar al ser dependiente del
entorno donde se ubique la antena GPS.
- Interferencia "Disponibilidad Selectiva S/A". Constituye la mayor fuente de
error y es introducida deliberadamente por el estamento militar.
- Topología receptor-satélite. Los receptores deben considerar la geometría
receptor-satélites visibles utilizada en el cálculo de distancias, ya que una
determinada configuración espacial puede aumentar o disminuir la precisión
de las medidas. Los receptores más avanzados utilizan un factor
multiplicativo que modifica el error de medición de la distancia (dilución de la
precisión geométrica)
Las fuentes de error pueden agruparse según que dependan o no de la geometría de
los satélites. El error debido a la Disponibilidad Selectiva y los derivados de la
imprecisión de los relojes son independientes de la geometría de los satélites,
mientras que los retrasos ionosféricos, troposféricos y los errores multisenda
dependen fuertemente de la topología. Los errores procedentes de las distintas
fuentes se acumulan en un valor de incertidumbre que va asociado a cada medida de
posición GPS.
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4.6. Aplicaciones del GPS
Son múltiples los campos de aplicación de los sistemas de posicionamiento tanto
como sistemas de ayuda a la navegación, como en modelización espacio
atmosférico y terrestre o aplicaciones con requerimientos de alta precisión en la
medida del tiempo. A continuación se detallan algunos de los campos civiles donde
se utilizan en la actualidad sistemas GPS:
- Estudio de fenómenos atmosféricos. Cuando la señal GPS atraviesa la
troposfera el vapor de agua, principal causante de los distintos fenómenos
meteorológicos, modifica su velocidad de propagación. El posterior análisis de
la señal GPS es de gran utilidad en la elaboración de modelos de predicción
meteorológica.
- Localización y navegación en regiones inhóspitas. El sistema GPS se
utiliza como ayuda en expediciones de investigación en regiones de difícil
acceso y en escenarios caracterizados por la ausencia de marcas u
obstáculos. Un ejemplo son los sistemas guiados por GPS para profundizar
en el conocimiento de las regiones polares o desérticas.
- Modelos geológicos y topográficos. Los geólogos comenzaron a aplicar el
sistema GPS en los 80 para estudiar el movimiento lento y constante de las
placas tectónicas, para la predicción de terremotos en regiones
geológicamente activas. En topografía, el sistema GPS constituye una
herramienta básica y fundamental para realizar el levantamiento de terrenos y
los inventarios forestales y agrarios.
- Ingeniería civil. En este campo se utiliza la alta precisión del sistema GPS
para monitorizar en tiempo real las deformaciones de grandes estructuras
metálicas o de cemento sometidas a cargas.
- Sistemas de alarma automática. Existen sistemas de alarma conectados a
sensores dotados de un receptor GPS para supervisión del transporte de
mercancías tanto contaminantes de alto riesgo como perecederos (productos
alimentarios frescos y congelados). En este caso la generación de una alarma
permite una rápida asistencia al vehículo.
- Sincronización de señales. La industria eléctrica utiliza el GPS para
sincronizar los relojes de sus estaciones monitoras a fin de localizar posibles
fallos en el servicio eléctrico. La localización del origen del fallo se realiza por
triangulación, conociendo el tiempo de ocurrencia desde tres estaciones con
relojes sincronizados.
- Guiado de disminuidos físicos. Se están desarrollando sistemas GPS para
ayuda en la navegación de invidentes por la ciudad. En esta misma línea, la
industria turística estudia la incorporación del sistema de localización en
guiado de visitas turísticas a fin de optimizar los recorridos entre los distintos
lugares de una ruta.
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- Navegación y control de flotas de vehículos. El sistema GPS se emplea en
planificación de trayectorias y control de flotas de vehículos. La policía, los
servicios de socorro (bomberos, ambulancias), las centrales de taxis, los
servicios de mensajería, empresas de reparto, etc. organizan sus tareas
optimizando los recorridos de las flotas desde una estación central. Algunas
compañías ferroviarias utilizan ya el sistema GPS para localizar sus trenes,
máquinas locomotoras o vagones, supervisando el cumplimiento de las
señalizaciones.
- Sistemas de aviación civil. En 1983 el derribo del vuelo 007 de la compañía
aérea coreana al invadir cielo soviético, por problemas de navegación,
acentúo la necesidad de contar con la ayuda de un sistema preciso de
localización en la navegación aérea. Hoy en día el sistema GPS se emplea en
la aviación civil tanto en vuelos domésticos, transoceánicos, como en la
operación de aterrizaje. La importancia del empleo de los GPS en este campo
ha impulsado, como se verá en la siguiente sección, el desarrollo en Europa,
Estados Unidos y Japón de sistemas orientados a mejorar la precisión de los
GPS.
- Navegación desasistida de vehículos. Se están incorporando sistemas
DGPS como ayuda en barcos para maniobrar de forma precisa en zonas de
intenso tráfico, en vehículos autónomos terrestres que realizan su actividad
en entornos abiertos en tareas repetitivas, de vigilancia en medios hostiles
(fuego, granadas, contaminación de cualquier tipo) y en todos aquellos
móviles que realizan transporte de carga, tanto en agricultura como en
minería o construcción. La alta precisión de las medidas ha permitido
importantes avances en el espacio en órbitas bajas y así tareas de alto riesgo
de inspección, mantenimiento y ensamblaje de satélites artificiales pueden
ahora realizarse mediante robots autónomos.
4.7. Usos para el GPS
El desarrollo de posicionadores de GPS precisos y a precios razonables (Cuadro 4),
y la miniaturización de componentes electrónicos, han hecho que el GPS se
encuentre disponible a casi todo el mundo, lo cual ha facilitado que l GPS esté
convirtiendose en una necesidad en muchas facetas de la vida cotidiana.
Enumerar todas las aplicaciones para el
GPS sería una labor imposible. Seguido
se dan solo algunos ejemplos de
aplicaciones de GPS en el mundo
moderno.
Agricultura - La navegación por
satélite puede ayudar a los agricultores
a aumentar su producción y a mejorar
la eficiencia de sus métodos de cultivo.
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Sistemas de GPS ubicados en los tractores y en otros vehículos agrícolas, junto con
sofisticados sistemas de información geográficos utilizan varios métodos para
recoger datos sobre las condiciones del suelo, humedad, temperatura y muchas
otras variables. Con esta información, el sistema puede controlar muchos aspectos
de la operación agrícola, por ejemplo, la intensidad de siembra por terreno, la
aplicación de fertilizantes e insecticidas, los patrones de riego y mucho más. Estos
sistemas también pueden ayudar a los agricultores a mantenerse al tanto de la
operación de sus fincas, manteniendo registros de rendimiento, historia de aplicación
de productos químicos, analyses del suelo, registros de pérdidas y ganancias por
terreno, y muchos otros.
Aplicaciones modernas de la tecnología GPS también incluyen el posicionamiento y
la operación de equipos de agricultura robóticos en el campo.
Para obtener más información sobre los usos de GPS en agricultura consulte el
vínculo siguiente:
http://deathstar.rutgers.edu/projects/gps/web_page/ web_page.html
Navegación en Tierra y Mar - Además de sus usos directos para determinar
posición usando sistemas de navegación a bordo, GPS se utiliza para mejorar la
precisión de cartas marinas, para guiar sistemas de auto-piloto, para marcar objetos
sumergidos como obstrucciones o su sito favorito de pesca, y para determinar la
posición exacta de naves en alta mar. Agencias de socorro y primeros auxílios
dependen de sistemas de GPS para reducir el tiempo en tránsito a emergencias.
Empresas de fletes y mudadas usan sistemas de GPS para mantenerse al tanto de
la ubicación de sus vehículos, para planificar más eficientemente sus horarios de
recogidas y entregas, y para determinar las tablas de mantenimento para los
vehículos. El GPS también se está usando para mantenerse al tanto de la posición
de vehículos y otras propiedades móbiles, y en sistemas para ayuda directa al
motorista como el OnStar.
Usos Militares - Además de las aplicaciones más comunes tal como la navegación
general, los servicios militares utilizan el GPS en gran variedad de aplicaciones
incluyendo dirigir proyectiles y "bombas inteligentes" a sus blancos, para organizar el
despliegue de tropas, para la coordinación en el campo y muchas otras.
Mapas y Agrimensura - El GPS permite la construcción de mapas y cartas más
precisas, y es usado rutinariamente por agrimensores para planear proyectos y
localizar marcadores cadastrales, límites, estructuras, y rasgos naturales.
Ciencias - Las aplicaciones de GPS en las ciencias son inumerables. El GPS es
especialmente valioso para investigadores de campo, para construir mapas y
localizar sus estacioneds de muestreo, para definir límites de habitáculos, para
análisis espacial de rasgos naturales, para seguir a poblaciones de animales, y
muchas otras. GPS tambien es usado ampliamente en la seismología, física, ciencias
del espacio y en muchas otras ramas de la ciencia.
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Recreación - GPS es usado por operadores de embarcaciones para mantener el
curso y para regresar a sitios favoritos, por ciclistas y naturistas para mantenerse al
tanto de sus posiciones y rutas, y por grupos de viaje para compartir información
sobre viajes y rutas. Un nuevo "deporte" es el "geocaching" lo cual es basicamente
una búqueda de tesoros guiada por GPS. Los jugadores utilizan el GPS para viajar a
coordinadas geográficas específicas y encontrar objetos escondidos por otros
jugadores.
Referencia de Tiempo - GPS se usa frecuentemente como un cronómetro fiable.
Por ejemplo, el GPS puede ser usado para sincronizar múltiples instrumentos
científicos desplegados en el campo, o para cualquier experimento que requiera
sincronización precisa. La tecnología de GPS también se está usando para
sincronizar torres de comunicaciones celulares, redes de telecomunicación y muchas
otras. Cronometraje por GPS se usó en las olimpiadas por primera vez en los juegos
del 2000.
4.8. La nueva tecnología de muñeca: el Casio Pathfinder NAVI (Reloj y
receptor GPS en uno)
Este nuevo receptor miniatura de la compañía Casio le permite determinar la
posición en latitud y longitud (grados, minutos y segundos) ó en coordenadas del
sistema Universal Transversal de Mercator (UTM); así como el día y hora. Posee
además otras cuatro pantallas en la cuales usted puede
visualizar la siguiente información: recorrido, elevación,
destino y puntos de referencia. El reloj-SPG le permite
almacenar hasta un máximo de 200 puntos con su
respectivo nombre y un máximo de 400 puntos de
recorrido. El aparato incluye su propio software para la
gestión de rutas y puntos de recorrido; también incluye un
adaptador AC y un cable de interface serial. El “Pathfinder
NAVI” utiliza una batería recargable de ion de litio que le
provee energía para guardar los datos durante 40 días ó
3.5 horas de recepción en modo continuo (con lecturas a intervalos de 1 minuto), ó el
registro de 140 lecturas individuales; ó 70 minutos de registro continuo con lecturas
cada segundo. Este nuevo modelo tiene un 40% menos de volumen que el anterior y
su peso es también un 50% menor.
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CAPITULO V
FOTOGRAMETRIA Y PERCEPCIÓN REMOTA
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5.1. Fotogrametría.
5.1.1. Definiciones.
La Fotogrametría es la ciencia desarrollada para obtener medidas reales a partir de
fotografías, tanto terrestres como aéreas, para realizar mapas topográficos,
mediciones y otras aplicaciones geográficas. Normalmente se utilizan fotografías
tomadas por una cámara especial situada en un avión o en un satélite. Las
distorsiones de las fotografías se corrigen utilizando un aparato denominado
restituidor fotogramétrico. Este proyector crea una imagen tridimensional al combinar
fotografías superpuestas del mismo terreno tomadas desde ángulos diferentes. Los
límites, las carreteras y otros elementos se trazan a partir de esta imagen para
obtener una base sobre la cual se realizará el mapa.
La fotogrametría es el conjunto de métodos y procedimientos mediante los cuales
podemos deducir de la fotografía de un objeto, la forma y dimensiones del mismo; el
levantamiento fotogramétrico es la aplicación de la fotogrametría a la Topografía. La
fotogrametría no es una ciencia nueva, ya que los principios matemáticos en que se
basa son conocimientos desde hace más de un siglo, sin embargo sus aplicaciones
topográficas son mucho más recientes.
Definición: Fotogrametría es la ciencia de realizar mediciones e interpretaciones
confiables por medio de las fotografías, para de esa manera obtener características
métricas y geométricas (dimensión, forma y posición), del objeto fotografiado.
Fotogrametría es el arte, la ciencia y la tecnología de obtener información confiable
de objetos físicos y su entorno, mediante el proceso de exponer, medir e interpretar
tanto imágenes fotográficas como otras, obtenidas de diversos patrones de energía
electromagnética y otros fenómenos.
Términos Utilizados en Fotogrametría.
Reconocimiento aéreo:
Estudio de la superficie terrestre utilizando imágenes tomadas desde aviones o
satélites. El reconocimiento aéreo se ha hecho valioso en grado sumo para el
levantamiento de mapas, la agricultura, los estudios del medio ambiente y las
operaciones militares. Mediante el uso de imágenes aéreas, los científicos pueden
analizar los efectos de la erosión del suelo, observar el crecimiento de los bosques,
gestionar cosechas o ayudar a la planificación del crecimiento de las ciudades. La
ciencia de establecer medidas precisas y crear mapas detallados a partir de las
imágenes aéreas se denomina fotogrametría.
El reconocimiento aéreo implica el uso de equipos de teledetección; un sensor
remoto es cualquier instrumento que consigue información sobre un objeto o área
situado a distancia. Los sensores más comunes utilizados en el reconocimiento
aéreo son cámaras sofisticadas que consiguen fotografías capaces de revelar
objetos de sólo unos metros de anchura desde altitudes de más de 19 kilómetros.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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Los científicos usan también cámaras digitales para registrar imágenes aéreas en un
disco de computador y videocámaras para grabar imágenes en cintas de vídeo. A
diferencia de las fotografías convencionales, estas imágenes pueden ser vistas de
inmediato. La película de rayos infrarrojos produce imágenes que muestran
variaciones en energía infrarroja reflejada invisible, útiles en concreto para recabar
información sobre la vida de las plantas. El uso de computadoras tiene gran
importancia en el reconocimiento aéreo, pues permite mejorar la calidad de las
imágenes y acrecentar el alcance de la información que proporcionan.
Aunque a mediados del siglo XIX se conseguían fotografías aéreas desde globos
aerostáticos y cometas, el reconocimiento aéreo no alcanzó una amplia utilización
hasta la I Guerra Mundial, cuando las cámaras se montaron en aviones. Las
aplicaciones militares de la fotografía aérea adquirieron mayor importancia durante la
II Guerra Mundial, gracias al desarrollo de los aviones, cámaras y películas. Al final
de la década de 1930 y durante la de 1940, Estados Unidos realizó los primeros
reconocimientos aéreos de grandes áreas, en apoyo de una serie de programas
gubernamentales para la conservación del suelo y la gestión forestal. En la
actualidad, la mayor parte de la superficie terrestre ha sido fotografiada mediante el
reconocimiento aéreo.
Estereoscopio:
Instrumento óptico a través del cual pueden observarse fotografías de objetos, pero
no como representaciones planas, sino con apariencia sólida y profundidad. Es un
instrumento donde se presentan al mismo tiempo dos fotografías del mismo objeto,
una a cada ojo. Las dos fotografías están tomadas desde ángulos ligeramente
diferentes y se observan a través de dos objetivos con lentes separadas e inclinadas
para que coincidan y se fundan las dos imágenes en una tridimensional.
La fotografía estereoscópica aérea permite realizar representaciones en tres
dimensiones que pueden utilizarse en la preparación de mapas de relieve.
Visión Estereoscópica:
Los seres humanos y otros animales son capaces de enfocar los dos ojos sobre un
objeto, lo que permite una visión estereoscópica, fundamental para percibir la
profundidad. El principio de la visión estereoscópica puede describirse como un
proceso visual relacionado con el uso de un estereoscopio, el cual muestra una
imagen desde dos ángulos ligeramente diferentes, que los ojos funden en una
imagen tridimensional única. En las siguientes figuras, I y D representan los ojos y
SS una línea (el horóptero) que pasa por el punto A en el que los ejes ópticos IA y
DA se cortan y que es paralela a otra línea que une los ojos I y D. El punto A se ve
en los puntos correspondientes de los dos ojos, situados al otro lado del eje. Sin
embargo, dos puntos i y d, podrían estar situados en el plano del horóptero (plano
que pasando por el horóptero es perpendicular al eje óptico), o fuera de él, de
manera que los dos ojos percibirían los puntos i y d como un punto único, B (en la
figura 1 el punto B está más cerca del ojo y en la figura 2 está más lejos del ojo que
del horóptero SS). Supongamos ahora, figura 1, un esquema que represente i y A, y
otro que represente d y A; de esta manera el primero se sitúa sobre el ojo izquierdo y
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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el segundo sobre el ojo derecho. En este caso, los dos ejes ópticos convergen de tal
manera que la imagen de A se forma en los correspondientes puntos en los dos ojos.
Los puntos i y d aparecen combinados en uno sólo, situado o más cerca del ojo que
A o más lejos. Esto explica el funcionamiento del estereoscopio y también el efecto
pseudoscópico producido cuando las imágenes están invertidas. Véase también
Óptica.
Barra de ajuste micrométrico (barra de paralaje):
Es como un tornillo micrométrico, que puede medir distancias del orden de una
millonésima de metro.
Cámaras Aerofotográficas:
Las cámaras fotográficas para cartografía aérea son tal vez los instrumentos
fotogramétricos mas importantes, ya que con ellas se toman las fotos de la que
depende esta tecnología. Para entender la fotogrametría, especialmente la base
geométrica de sus ecuaciones, es fundamental tener un conocimiento elemental de
las cámaras y cómo operan.
Las cámaras aéreas tienen que realizar un gran número de exposiciones en rápida
sucesión, mientras se desplazan en un aeroplano a gran velocidad, de modo que se
necesita un ciclo corto, lente rápida, obturador eficiente y magazín de gran capacidad
Tipos de Fotografías Aéreas:
Las aerofotos logradas con cámara unilentes de cuadro se clasifican como verticales
(que son tomadas estando el eje de la cámara vertical hacia abajo, o lo más
verticalmente posible), y oblicuas (tomadas estando el eje intencionalmente inclinado
en cierto ángulo con respecto a la vertical). Las fotografías oblicuas se clasifican
además en altas, si el horizonte aparece en la foto o baja si no aparece.
Las fotos verticales son el modo principal de poseer imágenes para el trabajo
fotogramétrico. Las fotos oblicuas rara vez se utilizan en cartografía o en
aplicaciones métricas, pero son útiles en trabajos de interpretación y reconocimiento.
Aéreofotos Verticales:
Una foto verdaderamente vertical se logra cuando el eje de la cámara está
exactamente a plomo al efectuar la exposición. A pesar de las precauciones tomadas
existen invariablemente pequeñas variaciones, por lo general menores de 1º y rara
vez mayores de 3º. Las fotos casi verticales (o con ladeo) tienen pequeñas
inclinaciones no intencionales. Se han ideado métodos fotogramétricos para manejar
fotografías inclinadas, de manera que la precisión no se sacrifica al elaborar cartas a
partir de éstas.
Escala de una Aerofoto Vertical:
Se interpreta comúnmente la escala como la razón entre una cierta distancia en un
plano o mapa y la distancia real en el terreno, y esa relación es uniforme en todo
punto, porque una representación gráfica de este tipo es una proyección ortogonal.
La escala fotográfica en una aerofoto vertical es la razón de una distancia en la foto a
la distancia correspondiente en tierra.
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104
Coordenadas en Tierra a Partir de una sola Aerofoto Vertical:
Las coordenadas en el terreno de puntos cuya imágenes aparecen en una foto
vertical pueden determinarse con respecto a un sistema de ejes arbitrario localizado
en tierra. Los ejes topográficos X e Y en el terreno, se hallan en los mismos planos
verticales que los correspondientes ejes fotográficos x, y; el origen del sistema es el
punto en el PR directamente debajo de la estación de toma. Las coordenadas
topográficas de los puntos determinados de esta manera se emplean para calcular
las distancias horizontales, ángulos horizontales y áreas.
Desplazamiento por Relieve (Tendido Radial) en una Aerofoto Vertical:
Este desplazamiento es el cambio de posición o aspecto de una imagen a partir de
una ubicación teórica en el PR, debido a la distancia vertical de objeto arriba o abajo
del PR. El desplazamiento en una foto vertical se produce según líneas radiales,
desde el punto principal, y aumenta en magnitud con la distancia de la imagen a este
punto.
Altura de Vuelo para un Foto Vertical:
De las secciones anteriores es evidente que la altura de vuelo sobre el PR es un
parámetro importante en la resolución de ecuaciones fotogramétricas básicas. Para
cálculos aproximados, las alturas de vuelo se pueden tomar de lecturas altimétricas,
si se dispone de éstas.
Paralaje Estereoscópica:
El paralaje se define como el desplazamiento aparente de la posición de un objeto
con respecto a un marco de referencia, debido a un corrimiento en el punto de
observación. Por ejemplo, una persona que mira a través del visor de una cámara
aérea a medida que la aeronave avanza, ve el aspecto cambiante de las imágenes
de los objetos que se mueven a través de su campo visual. Este movimiento
aparente (paralaje) se debe a la ubicación cambiante del observador. Utilizando el
plano focal de la cámara como marco de referencia, existe paralaje para todas las
imágenes que aparecen en fotografías sucesivas, debido al movimiento de avance
de entre una y otra exposición. Cuanto mayor sea la elevación de un punto, es decir,
cuanto más cerca esté de la cámara, de mayor magnitud será el paralaje. En el caso
de una superposición longitudinal de 60%, el paralaje de las imágenes en fotografías
sucesivas debe ser, en promedio, aproximadamente de un 40% del ancho del plano
focal.
Mediciones Estereoscópicas de las Imágenes:
El paralaje de un punto se puede medir visualizando estereoscópicamente, con la
ventaja de una mayor rapidez y exactitud, debido a que se utiliza visión binocular.
Cuando el observador mira por el estereoscopio, dos pequeñas marcas idénticas
gravadas en láminas de vidrio transparente, llamadas medios índices, se colocan
sobre cada fotografía. El observador ve simultáneamente una marca con el ojo
izquierdo y la otra con el ojo derecho; luego se ajusta la posición de las marcas hasta
que parecen confundirse o fusionarse un una sola, percibiéndose a una cierta altura.
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Conforme se varía el espaciamiento de las medias marcas, la altura de la marca
fusionada parecerá fluctuar o "flotar", dándose el nombre de índice flotante.
5.1.2. Fundamentos de la Fotogrametría.
El principio en el que se basa la fotogrametría consiste en proyectar en forma
ortogonal sobre un plano de referencia, la imagen registrada en una fotografía, la
cual ha sido proyectada sobre el negativo mediante la proyección central, que es la
usada por las lentes.
En fotogrametría se asume que la proyección central es perfecta, lo cual implica que:
- No existe desviación de los rayos de luz que atraviesan los lentes de la
cámara.
- La imagen se proyecta sobre una superficie perfectamente plana.
- La relación matemática que relaciona el objeto y su imagen se conoce con el
nombre de principio de colinealidad.
5.1.3. Etapas de la Fotogrametría.
El paso de la proyección central a la proyección ortogonal se puede realizar bien sea
por la fotogrametría gráfica, prácticamente en desuso en nuestros días, o por la
estereofotogrametría, la cual es usada actualmente en la inmensa mayoría de los
trabajos fotogramétricos.
La fotogrametría gráfica, usando los principios de la geometría proyectiva, marcó el
inicio de esta disciplina, ya que para la época era la única forma en que se podían
restituir las fotografías. Esta modalidad se basa en la intersección de líneas que
parten de dos estaciones diferentes, es decir de los puntos en que se tomaron las
fotografías, hacia un punto común.
Actualmente, gracias a la capacidad de cálculo que ofrecen las computadoras, el uso
de esta forma de restitución se ha convertido, para algunos casos especiales, en una
alternativa que puede competir con la estereofotogrametría.
La estereofotogrametría se basa en la visión estereoscópica para recrear en la
mente del observador un modelo estereoscópico a partir de un par de fotografías,
tomadas cada una de ellas desde una posición diferente, para ser observadas en
forma separada por el ojo respectivo. De esta manera, cada ojo transmite al cerebro
una imagen ligeramente diferente del otro, tal como lo hacen al observar los objetos
tridimensionales. El cerebro interpretará entonces esas diferencias como diferencias
en la profundidad, y formará un modelo estereoscópico en la mente del observador.
La estereofotogrametría se ha llevado a cabo por las siguientes técnicas:
La fotogrametría analógica, que surge en la década de los treinta basada en
aparatos de restitución y es la responsable de la realización de la mayoría de la
cartografía mundial. En ella, un par de fotografías es colocado en un aparato
restituidor de tipo óptico o mecánico.
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El operador realiza en forma manual la orientación interior y exterior para crear el
modelo estereoscópico, debidamente escalado y nivelado. El levantamiento de la
información planimétrica y altimétrica del modelo se realiza también en forma
manual, mediante el seguimiento con la marca flotante posada sobre los detalles de
la superficie del modelo. Esta información es ploteada en una cartulina colocada
sobre la mesa trazadora, relacionada con el modelo por medios mecánicos o
eléctricos.
La fotogrametría analítica, que aparece en 1957 como un desarrollo natural de la
interrelación entre los aparatos restituidores analógicos y el surgimiento de la
computación. En ella, la toma de información es analógica y el modelado geométrico
es matemático.
Mediante el uso de un monocomparador o de un estereocomparador integrado en el
restituidor, se miden las coordenadas x, y de los puntos pertinentes de las
fotografías, coordenadas que son procesadas por los programas del computador del
sistema. Este realiza el procesamiento de la orientación interior y exterior en forma
analítica y procesa el levantamiento de la información del modelo que realiza el
operador, para llevarla a su correcta posición ortogonal, y finalmente almacenarla en
una base de datos tipo CAD.
La fotogrametría digital, actualmente en auge, surge como consecuencia del gran
desarrollo de la computación, que permitió realizar todos los procesos
fotogramétricos mediante el uso de computadores. Con la fotogrametría digital
crecen las posibilidades de explotación de las imágenes, a la vez que se simplifican
las tecnologías, permitiendo con ello la generación automática de modelos de
elevación del terreno, ortoimágenes y estereortoimágenes, generación y
visualización de modelos tridimensionales etc. Para llevar a cabo la restitución digital,
las imágenes digitales son ingresadas en el computador, y mediante visualización en
pantalla de las mismas, el operador ingresa los puntos necesarios para realizar el
proceso de orientación en forma matemática. La restitución puede ser un proceso
iterativo con el operador o ser realizada en forma automática por correlación de
imágenes. La salida en la fotogrametría digital puede ser en formato raster o formato
vectorial.
5.1.4. Recuento Histórico.
La fotogrametría es una disciplina resultado de la convergencia de la óptica, la
fotografía, las matemáticas (especialmente la geometría proyectiva), para realizar
levantamientos de carácter cartográfico principalmente. Por ello podemos iniciar sus
raíces en la óptica, la primera de estas ciencias que tuvo un desarrollo práctico y
cuyo aporte es fundamental, tanto en la captura de imágenes, como en su posterior
reconstrucción, y cuyo desarrollo teórico y práctico permitió la popularización, por
parte de los pintores, de la cámara oscura, la cual constituye la base de la cámara
fotográfica. De hecho, en el siglo XVIII había alcanzado tal popularidad, que eran
fabricadas casi en serie, adaptadas a los usos y circunstancias. Así pues, cuando
aparecieron las primeras emulsiones fotográficas, ya contaban con un aparato
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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relativamente perfeccionado donde podían ser colocadas para captar la luz.
Paralelamente, los métodos matemáticos para realizar el alzado de objetos utilizando
perspectivas, también habían sido desarrollados para el momento de la aparición de
la fotografía, por lo que la utilización de la misma para el trazado de planos, fue
inmediatamente puesto en práctica, con resultados satisfactorios. La utilidad
comprobada de la fotografía, para trabajos topográficos, estimuló el desarrollo de
técnicas conducentes a mejorar las aplicaciones de la fotogrametría, la cual
rápidamente se desplazó hacia una nueva plataforma de toma: las aeronaves.
Hitos en el desarrollo de la fotogrametría.
1038: Alhazen publica su tratado sobre óptica, traducido al latín en el año 1270, bajo
el título Opticae Thesaurus Alhazeni libri vii,
1553 Giovanni Battista della Porta describe detalladamente la camara oscura; su
construcción, así como los usos que se le pueden dar.
1704: Sir Isaac Newton publica el libro Opticks, estableciendo los principios de la
óptica moderna.
1855: el fotógrafo Gaspard-Félix Tournachon (Nadar) toma la primera fotografía
aérea del mundo, sobre el poblado de Petit-Bicêtre, desde un globo. El 23 de octubre
de ese mismo año, patenta la idea de utilizar la fotografía aérea para realizar los
levantamientos topográficos y la realización de mapas.
1859: el coronel Aimé Laussedat presenta una recopilación de sus experimentos.
1893: el arquitecto Albrecht Meydenbauer introduce el término “fotogrametría”.
1913: El capitán Cesare Tardivo produce el primer fotoplano basado en fotografías
aéreas tomadas desde un avión sobre Benghazi, Libia.
5.1.5. Aplicación de la Fotogrametría.
La primera utilización de la fotogrametría consistió en la realización de mapas y
planos topográficos. De hecho, los mapas base de la cartografía de cualquier país,
son obtenidos mediante ella. Actualmente, además de la realización de estos mapas
base, se realizan muchos otros tipos de mapas de carácter especial, los cuales
pueden presentar gran variedad de escalas, y se utilizan en el proyecto y diseño de
obras tales como autopistas, carreteras, vías de ferrocarril, puentes, tuberías,
oleoductos, gasoductos, líneas de transmisión, presas hidroeléctricas, estudios
urbanos, etc.
Además de estos mapas, orientados principalmente al desarrollo de obras de
ingeniería civil, podemos mencionar mapas realizados para uso catastral, mapas
geológicos, mapas de suelos, mapas forestales, etc.
Una importante cantidad de la información cartográfica producida mediante el empleo
de la fotogrametría, es utilizada como referencia espacial en bases de datos
digitales. Estos, se integran con otros datos obtenidos por diferentes medios,
generalmente de carácter cualitativo y descriptivo para conformar sistemas de
información geográfica (SIG).
5.1.6. Ventajas y delimitaciones de la Fotogrametría.
La fotogrametría es una disciplina basada en la reconstrucción 3D de la realidad a
partir de imágenes bidimensionales; es por ello que sus ventajas y desventajas están
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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estrechamente ligadas a las formas de registro (generalmente fotografías aéreas), y
a los métodos y equipos de restitución.
Ventajas de la fotogrametría.
- Reducción de costos. Está relacionado con el tamaño del área a restituir. A partir
de las 200 ha. de superficie, el método fotogramétrico se torna competitivo frente
al método topográfico, aumentando esta competitividad a medida que el área se
hace más extensa.
- Reducción del trabajo de campo. El trabajo de campo es un componente oneroso
de todo trabajo topográfico, cuyo costo aumenta con la accesibilidad y las
condiciones de clima adverso. La reducida cantidad de puntos e control
necesarios en la fotogrametría, reduce la estadía en el campo.
- Velocidad de compilación. El tiempo requerido para realizar un mapa
fotogramétrico es mínimo comparado con el que requiere el levantamiento
topográfico y su posterior trabajo de gabinete.
- Dado el poco tiempo necesario para el levantamiento fotogramétrico con el que se
obtiene una reproducción fiel del terreno, en un periodo determinado, nos facilita
datos muy valiosos en los casos de cambios súbitos, como por ejemplo: durante o
después de catástrofes naturales.
- Flexibilidad. El método fotogramétrico puede ser realizado en un variado rango de
escalas, dependiendo de la escala de las fotografías y del tipo de aparato
compilador utilizado, dependiendo también de la disponibilidad de recursos
económicos y técnicos. Por ello, suministrar mapas o sustitutos con diferentes
tiempos de producción, costos y precisión.
- Registro multitemporal. Es muy útil para verificar mapas fotogramétricos. Las fotos
aéreas proveen un registro preciso del las características del terreno en la fecha
en que fueron tomadas, lo cual permite realizar comparaciones entre fotos de
otras fechas para evaluar cambios en el terreno. Las fotos aéreas también pueden
ser empleadas para otros usos diferentes al del proyecto original, ya que además
de información métrica, las fotografías aéreas proporcionan información de
carácter cuantitativo y cualitativo.
- La Fotogrametría se puede aplicar en regiones donde no pueden utilizarse los
métodos clásicos, como, por ejemplo: en regiones intransitables, tales como:
ciénagas, desiertos, selvas vírgenes, territorios azotados por alguna epidemia u
ocupados por fuerzas enemigas, etc., debido a la característica intrínseca de la
fotogrametría, de que los objetos pueden ser medidos sin necesidad de estar
cerca de ellos.
- La aerofotogrametria aporta además una serie de ventajas, tales como, la
fotografía en si, la cual es un documento que permite efectuar cualquier control en
un momento dado. También se pueden obtener de ella datos jurídicos, geológicos,
históricos y geogénicos de suma importancia.
Desventajas de la fotogrametría.
- Visión de la superficie del terreno cuando existe densa cobertura vegetal. En este
caso es imposible ubicar la marca flotante sobre el terreno, por lo que se debe
presumir una altura promedio de la vegetación con respecto al suelo. Sin
embargo, como la cubierta vegetal tiende a suavizar los accidentes topográficos
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del terreno, siempre existirán errores en la ubicación de las curvas de nivel,
aunque se pueda verificar la cota en los claros que existan en la vegetación.
- Ubicación de curvas de nivel sobre superficies planas. El determinar la trayectoria
de una curva de nivel en un terreno plano tiene un alto grado de dificultad, debido
a la imprecisión en la colocación de la marca flotante. En consecuencia, se
colocan puntos acotados en la restitución o se complementa con trabajo de
campo.
- El lugar debe ser inspeccionado para determinar aquellos elementos que no son
visibles en forma satisfactoria, o que no cuya naturaleza exacta no puede ser
determinada en el estereomodelo.
- Siempre es necesario realizar un control de campo.
- La aplicación de la fotogrametría requiere una inversión considerable de equipo y
de personal especializado, por lo que su costo es elevado.
- Para realizar nuevos levantamientos se requiere la obtención de nuevas
fotografías.
5.1.7. División de la Fotogrametría.
A lo largo de la existencia de esta disciplina, se fueron desarrollando métodos que se
adaptaban en forma óptima a los campos de aplicación en los que se les requería.
Esto trajo a su vez como consecuencia, la creación de equipos específicos capaces
de llevar a cabo la realización de estas técnicas especializadas. Agrupando estas
técnicas y equipos en torno a sus campos de aplicación, se obtienen tres grandes
grupos dentro de la fotogrametría.
Fotogrametría Aérea.
Es aquella que utiliza fotografías tomadas desde una cámara aerotransportada. Este
hecho implica que su eje óptico casi siempre es vertical, y que su posición en el
espacio no está determinada. Generalmente, las cámaras usadas son de formato 23
× 23 cm, ya que son las más apropiadas para los trabajos cartográficos a los cuales
está destinada. Actualmente cobra importancia la fotografía aérea de pequeño
formato, debido a sus ventajas de accesibilidad económica. Otra modalidad que gana
importancia la constituye la fotogrametría espacial, que utiliza imágenes
estereoscópicas tomadas desde satélites de observación de la tierra.
Fotogrametría Terrestre.
Es aquella que utiliza fotografías tomadas sobre un soporte terrestre; debido a esto,
la posición y los elementos de orientación externa de la cámara son conocidos de
antemano.
Si bien fue la primera aplicación práctica de la fotogrametría, actualmente se usa
principalmente en labores de apoyo a la arquitectura, arqueología, ingeniería
estructural y en levantamientos topográficos de terrenos muy escarpados. Algunos
autores ubican a los usos de la fotogrametría en arquitectura y arqueología en la
división de objetos cercanos; sin embargo, cuando los objetos a levantar se vinculan
con su posición sobre el terreno, se realiza una actividad de carácter topográfico; por
ello, pueden ser ubicadas en esta división.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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Fotogrametría de objetos cercanos.
En forma general, agrupa aquellas aplicaciones que no tienen carácter geodésico o
topográfico. Se aplica para resolver problemas singulares, muy específicos. Por ello
se puede decir que son soluciones a la medida del problema a resolver. Esta división
es la que abarca la mayor amplitud de técnicas para la toma de fotografías y su
posterior restitución.
5.1.8. Productos fotogramétricos.
La fotogrametría genera productos finales, gráficos, fotográficos y/o digitales, en
función de la aplicación que tendrán los mismos. Discriminando estos productos
según el proceso y su forma final, se pueden agrupar según los tipos que se
describen brevemente a continuación.
a) Mapa de líneas.
Es el producto por excelencia de la fotogrametría. Actualmente existen dos
modalidades de medios de presentación de los mapas: los tradicionales, los cuales
son ploteados sobre una mesa de dibujo por el aparato restituidor, y los numéricos
los cuales son realizados mediante una interfase que conecta los movimientos del
aparato restituidor para que puedan ser realizados mediante un programa CAD
(Computer Assisted Design). En estos programas, los elementos que conforman la
información que se extrae del modelo, se registran mediante puntos, líneas y
polígonos, en diferentes capas según su contenido temático. Esta información puede
editarse y completarse una vez hecha la restitución, por lo que se obtiene un plano
digital del terreno, que por su naturaleza, se presta especialmente para su utilización
en los Sistemas de Información Geográficos.
b) Puntos de control.
Por medios fotogramétricos se pueden determinar las coordenadas espaciales (X, Y,
Z) de puntos sobre el terreno, para densificar los puntos que ya se conocen, y los
cuales son obtenidos por medios topográficos.
c) Fotomosaico.
Es un ensamblaje de dos o más fotografías que presentan entre ellas un área
común. Se clasifican en:
- Controlados: fotos rectificadas y trianguladas.
- Semicontrolados: fotos rectificadas o trianguladas.
- No controlados: fotos sin rectificar ni triangular.
d) Ortofoto.
Es una fotografía o un conjunto de fotografías cuyas imágenes de los objetos se
encuentran en su verdadera posición planimétrica. Esto se logra mediante un
proceso denominado rectificación diferencial, en el cual se eliminan los efectos de la
inclinación y del desplazamiento por relieve, propios a las fotografías. Por ello, las
ortofotos son equivalentes a los mapas de líneas en lo referente a su precisión
geométrica.
Para la realización de la ortofoto es necesario crear el modelo estereoscópico del
terreno, para de esta forma, proyectar en forma ortogonal, mediante el uso de la
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rectificación diferencial, la fotografía izquierda del modelo sobre película fotográfica,
la cual, una vez revelada, es la ortofoto.
e) Ortofoto estereoscópica.
Está conformada por dos imágenes, donde la imagen izquierda es una ortofoto de la
fotografía izquierda y la imagen derecha es una ortofoto de la fotografía derecha, la
cual contiene la suma de los paralajes en x obtenidos de las variaciones de altura de
los puntos correspondientes del terreno. Esta última ortofoto es denominada
estereomate, la cual puede ser considerada como una proyección paralela oblicua
del terreno, sobre el plano de proyección.
f) Ortofotomapa.
Es una ortofoto hecha a una escala determinada, sobre la cual se añade la
información convencional que posee un mapa.
g) Ortofotomapa topográfico.
Es un ortofotomapa al cual se añaden las curvas de nivel.
h) Productos para la ilustración estereoscópica.
Constituyen una valiosa herramienta en aquellas ilustraciones donde mostrar el
relieve es el fin fundamental. Son frecuentemente utilizadas en geología, donde es
indispensable mostrar las formaciones en tres dimensiones, y ciencias forestales,
donde es importante definir las diferencias de altura en diversas coberturas vegetales
contiguas.
Figura 1.3. Estereograma realizado con la banda 2 (verde) del satélite landsat TM.
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Estereograma. Es un par estereoscópico, correctamente orientado y montado, cada
imagen al lado de la otra, a fin de facilitar la visión estereoscópica mediante el uso
del estereoscopio de espejos, o incluso sin necesidad de ellos, cuando el usuario
tiene bastante experiencia en observar este tipo de producto. Una variación del
estereograma es el estereotriplete, el cual usa tres fotografías sucesivas extendiendo
así el área de observación.
Anaglifo. Su nombre deriva del griego αναγλυϕος (ανα alto y γλυϕο esculpir); es un
par estereoscópico, correctamente orientado y montado, donde las imágenes se
superponen. Para que cada ojo vea su respectiva fotografía, las mismas son
impresas en colores complementarios (rojo y verde, o rojo y azul) y son observadas a
través de filtros de un color complementario al usado en la impresión. Con esto se
consigue que cada ojo observe su respectiva imagen, ya que el filtro delante de cada
ojo deja pasar la luz proveniente de la imagen correspondiente, haciendo negra la
otra.
5.1.9. FASES DE LA PRODUCCIÓN CARTOGRÁFICA
En este punto vamos a ver, de manera muy somera, las distintas fases que se siguen
para la realización de un plano. Estas fases se irán viendo más en detalle a lo largo
del curso, por lo que deberán comprender ahora solamente los conceptos generales.
Para la generación de un plano a partir de un vuelo fotogramétrico, deben seguirse
los siguientes pasos:
Realización del vuelo Fotogramétrico.
Apoyo de campo.
Restitución fotogramétrica.
Corrección de campo.
Edición cartográfica.
Generación de ficheros y dibujos.
En primer lugar hay que diseñar el vuelo fotogramétrico para que cumpla con las
especificaciones necesarias para el trabajo a realizar. Habrá que definir las
direcciones por donde debe volar el avión, la altura a la que debe volar, la cámara
fotográfica que debe utilizar, el tiempo que debe transcurrir entre un disparo y otro, el
tipo de película, en qué condiciones meteorológicas, etc.
Una vez verificado que el vuelo se ha realizado siguiendo las instrucciones dadas, se
pasa a la fase de apoyo de campo que, en líneas generales, va a consistir en dar
coordenadas X, Y, Z a una serie de puntos identificables en la fotografía, utilizando
métodos topográficos, para a partir de ellos poder dar coordenadas (mediante
fotogrametría) al resto de los puntos del fotograma. Como verán más adelante, como
resultado de los trabajos de apoyo en campo se generarán unos croquis de los
puntos tomados en campo, que serán utilizados por el operador de fotogrametría
para identificarlos en la foto.
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A continuación se inicia el proceso fotogramétrico. En primer lugar se realizan una
serie de operaciones encaminadas a conseguir obtener la visión estereoscópica del
terreno reflejado en las fotografías, y posteriormente a dar coordenadas (a través de
los puntos de apoyo) a cada punto de la misma. Esos procesos que verán muy
detenidamente a lo largo del curso se denominan orientación interna, orientación
relativa y orientación absoluta.
Posteriormente se inicia el proceso de restitución propiamente dicha que consistirá
en extraer la información contenida en las fotografías y se irá generando el mapa
topográfico. Como producto final se obtendrá un fichero informático con las
coordenadas y la codificación de todos los elementos extraídos.
El plano generado adolecerá de ciertos errores debido principalmente a dos causas
distintas. En primer lugar al tipo de proyección de la fotografía. Como veremos, la
foto es una proyección cónica del terreno, lo que provoca que en algunos casos
ciertos elementos no sean visibles en la foto al ser ocultados por otros elementos
(por ejemplo una acera oculta tras una manzana de casas, fachadas ocultas por los
aleros, etc), o por las sombras arrojadas por los elementos. En segundo lugar debido
a los errores y/o equivocaciones del operador, que puede introducir tanto en la
métrica como en la fotointerpretación de los elementos. En cualquier caso, para que
se puedan corregir en el plano definitivo estos errores, es necesaria una verificación
en campo del plano generado en la restitución. Para ello se procede a dibujar en un
ploter, a la escala del plano, el fichero obtenido, dotándole de una simbología que
será función del elemento capturado. Con ese ploteado, se va a campo y se corrigen
los errores o malas interpretaciones. El personal de corrección de campo va
anotando en el plano todos los errores que se encuentra anotando en el mismo tanto
las codificaciones correctas, como añadiendo mediante medidas a puntos fijos los
elementos no capturados en la restitución.
Posteriormente, utilizando un programa C.A.D. (en nuestro caso Microstation), se
procede a volcar en el fichero de restitución todas las correcciones introducidas en
campo, con las ayudas que el propio sistema facilita. Este proceso se conoce con el
nombre de edición cartográfica y como resultado final se obtiene un fichero con la
información corregida y depurada.
Por último se procede a realizar las salidas gráficas que haya que entregar al cliente,
añadiendo al fichero final la carátula que éste haya definido (escala numérica y
gráfica, leyenda, datos accesorios, etc.). Igualmente se generan los ficheros con la
información digital. El formato de los ficheros y las codificaciones utilizadas, pueden o
no coincidir con los utilizados por la empresa en la realización del trabajo. En caso de
no coincidencia se deben realizar los procesos necesarios para cambiar el formato o
la codificación a los ficheros obtenidos.
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5.2. Percepción Remota.
5.2.1. Definición.
La percepción remota es una técnica que permite elaborar levantamientos de altos
volúmenes de información de la superficie terrestre que sirve de apoyo a diversas
ciencias de cara a un conocimiento más avanzado del espacio que nos circunda.
Dentro de este esquema, la percepción remota ocupa un lugar de notable aplicación
en las actividades, agrícolas, medioambientales, catastrales, militares, industriales, y
de ordenamiento territorial; lo cual subraya el interés de esta técnica para un amplio
abanico de disciplinas y pone de manifiesto la necesidad de promover este tipo de
tecnología de una forma adecuada que constituya un apoyo muy conveniente para
reducir los costos y el tiempo invertido para la elaboración de un proyecto o estudio.
La naturaleza de la obtención de datos mediante percepción remota esta influenciada
por las interacciones de las diferentes partes constituyentes de un sistema de
percepción remota, tales como:
La fuente de energía, en la cual influyen el ángulo de elevación y la divergencia
solar, la cubierta terrestre, en la que intervienen las características físicas, químicas y
la rugosidad de la superficie en un instante de tiempo, el sensor, el cual influye en la
geometría de la toma y la calidad de los datos, y la atmósfera, especialmente en lo
que se refiere a la dispersión selectiva de la radiación electromagnética.
Todos estos factores ponen de manifiesto la complejidad intrínseca de la observación
remota ya que modifican las firmas espectrales características de los diferentes tipos
de cobertura. Aun así en la actualidad una de las grandes ventajas de las imágenes
satelitales es que, dado su formato, permiten su manipulación en computadoras. Por
lo general este tratamiento digital permite rapidez y exactitud en las salidas finales y
a su vez poseen una estrecha relación con los sistemas de información geográfica
(SIG), que muestran entre sus tendencias actuales la interoperabilidad de
información y estandarización de la misma, ya sea que esta provenga de un formato
análogo, vectorial o raster.
El tratamiento digital permite llevar a cabo gran cantidad de análisis, que antes eran
imposibles de realizar únicamente mediante interpretación visual debido a su
complejidad, tiempo requerido, etc. El procesamiento digital incluye el análisis
estadístico y matemático de las características de la imagen.
Uno de los aspectos más importantes para la discriminación de la información
contenida en las imágenes de barredores multiespectrales es el mejoramiento o
restauración de los valores presentes en la imagen. En el caso particular de las
imágenes formadas a través de observaciones satelitarias en dicho mejoramiento
interviene el proceso de corrección atmosférica total. Este se le aplica a la imagen
original y es un proceso que apunta a corregir degradaciones de tipo puntual
(mediante correcciones radiométricas) y de tipo espacial (mediante la eliminación del
ruido introducido a la información provocado por la presencia de la atmósfera).
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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115
Las Nuevas Tecnologías en los últimos 30 años han aportado grandes avances en
todos los niveles de la sociedad y también en las ciencias medioambientales caso
por ejemplo:
- Internet – Web - Ordenadores
- Satélites espaciales
- Sistemas telemáticos CSCW (teletrabajo cooperativo) o Redes GRID
Las principales tecnologías empleadas en los estudios de Medio Ambiente son:
- SISTEMAS INFORMÁTICOS
- TELEDETECCIÓN
- GPS
- SIG
- OTROS SISTEMAS
5.2.2. Sistemas Informáticos de Simulación
World-2
Sistema de simulación diseñado por el Masachussets Institute of Technology (MIT)
que según un modelo calcula el comportamiento del mundo según las variables de:
población, recursos naturales, alimentos producidos, contaminación y capital
invertido. Los valores de partida fueron los datos reales del año 1900.
World-3
Modelo desarrollado con posterioridad al World-2 perfeccionando el anterior modelo.
Dependiendo de los distintos escenarios simulados en función de las decisiones
políticas respecto a la tasa de consumo de recursos naturales se presentaron
distintas simulaciones.
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5.2.3. TELEDETECCIÓN
La Teledetección o Percepción Remota (Remote Sensing), está definida como "la
adquisición de información sobre un objeto sin tener contacto físico con él“.
“Es el estudio de objetos remotos desde una gran distancia”.
Se basa en extender el área sobre la cual un ser humano puede tener influencia.
Se centra en cómo llegar a zonas inaccesibles y observar objetos normalmente
imperceptibles para el ojo humano.
La teledetección es muy útil en el estudio del medio ambiente
SENSOR PASIVO
Símil: “Cámara fotográfica utilizando la luz del día”
Utilizan la energía del sol o de los elementos de la superficie terrestre.
SENSOR ACTIVO
Símil: “Cámara fotográfica disparando un flash”
Los sensores emiten un tipo de radiación y captan lo que se refleja.
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5.2.4. PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA TELEDETECCIÓN
Para que exista una percepción remota se debe generar algún tipo de interacción
entre el sensor (receptor) y el objeto a ser estudiado, por ejemplo el ojo humano el
cual descifra la información que se le envía desde un objeto en determinadas
condiciones.
- Existen tres formas de adquirir información a través de sensores remotos:
- Reflexión: Es la energía que reflejan los objetos proveniente de la luz solar.
- Emisión: Energía emitida por los propios objetos
- Reflexión-Emisión: El sensor emite y luego capta la reflexión como en el caso
de sensores activos (radar).
En cualquiera de estos casos lo que le llega al sensor es una forma de energía
electromagnética, la cual se mide por dos parámetros frecuencia y longitud de onda.
Cuando la longitud de onda es mayor (La frecuencia es menor) el contenido de
energía de la onda electromagnética es menor, por esto se hace más difícil de
detectar con sensores comunes.
5.2.5. RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
Se acostumbra el representar las ondas electromagnéticas en una serie de bandas
conocidas como el espectro electromagnético.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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Como se podrá observar, el primer requisito para la percepción remota es tener una
fuente de energía. Esta energía está en la forma de radiación electromagnética. La
energía electromagnética viaja a través del espacio como onda a la velocidad de la
luz, es decir, 3x1010 cm/s. La onda consiste en un campo magnético y uno eléctrico,
que son perpendiculares el uno al otro y a la dirección de la propagación de la onda.
La onda se puede describir en los términos de la longitud de onda ((), que es la
distancia de la separación entre las crestas adyacentes de la onda, o de su
frecuencia (f), que es el número de los picos de la onda que pasan por un punto fijo
en una unidad de tiempo. Se relacionan como:
λf = c,
Donde c es la velocidad de la luz. La ecuación descrita muestra que la frecuencia
varía inversamente con la longitud de onda y directamente con la velocidad de la
propagación de la onda.
La longitud de onda se mide en metros (m) o en fracciones de metros tales como
nanómetros (nm, 10x -9 metros), micrómetros ((m, 10x -6 metros) o centímetros (cm,
10x -2 metros). La frecuencia se refiere al número de ciclos de una onda que pasa
por un punto fijo en una unidad de tiempo. La frecuencia se mide normalmente en
hertz (Hz), equivalentes a un ciclo por segundo, y varios múltiplos de hertz.
El espectro electromagnético, se extiende desde las longitudes de onda más cortas
(incluyendo los rayos gamma y los rayos-X) hasta las longitudes de onda más largas
(incluyendo microondas y las ondas de radio). Hay varias regiones del espectro
electromagnético que son útiles para la percepción remota.
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5.2.6. Mecanismos de recepción
Los principales mecanismos de toma de imágenes en teledetección son por satélite,
aunque hay más tipos, como los radares.
Ejemplos de satélites
- METEOSAT
- LANDSAT
- TERRA
- AQUA
5.2.7. Tipos sensores
Barrido multiespectral
Sensores pasivos que captan las radiaciones visibles e infrarrojas.
Sensores de microondas
Pasivos: Radiómetro
Sensores que captan las radiaciones emitidas por la superficie terrestre.
Activo: Radar de apertura sintética (SAR)
Emiten microondas y reciben y valoran las señas de retorno y lo que tardan en
volver.
5.2.8. División de la Teledetección
IMINT (Imagery Intelligence), Inteligencia de Imágenes: consiste en la obtención de
información procedente de imágenes obtenidas, ya sea mediante el reconocimiento
aéreo, tripulado o no, mediante plataformas espaciales o, incluso, mediante simples
cámaras normales de mano.
La Inteligencia de Imágenes se pude definir también como la explotación de la
información obtenida mediante imágenes de cualquier tipo procedentes de cámaras
fotográficas convencionales, sensores infrarrojos, láser -como el LIDAR-, y sensores
electro-ópticos o de radar -como el Radar de Apertura Sintética (SAR)
SIGINT (Signal Intelligence), Inteligencia de Señales: consiste en la interceptación de
todo tipo de señales electromagnéticas. Se divide básicamente en ELINT (Electronic
Intelligence o Inteligencia Electrónica) y COMINT (Communications Intelligence o
Inteligencia de Comunicaciones).
ACINT (Acustic Intelligence o Inteligencia Acústica), que es la proveniente de
sistemas de escucha submarinos.
OSINT (Open Sources Intelligence o Inteligencia de “fuentes abiertas”), que es la
elaborada mediante el uso de recursos disponibles de uso común como Internet,
prensa, etc.
5.3. Aplicación y uso de Google hearts.
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CAPITULO VI
CARTOGRAFIA DIGITAL Y SIG
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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123
Las actividades de cartografía digital tienen como objetivo principal manejar y
publicar las diferentes coberturas topográficas y temáticas del proyecto, y así
asegurar un enlace funcional entre los datos planimétricos y los inventarios. Es decir
que las actividades desarrolladas por el Centro GIS son determinantes, tanto para
ilustrar la distribución de las superficies y las áreas protegidas como para apoyar las
estimaciones de las áreas y sus características para un mejor manejo y
administración de espacios para una productividad segura.
6.1. Información geográfica y cartografía digital.
Se denomina Información Geográfica a aquellos datos espaciales georreferenciados
requeridos como parte de las operaciones científicas, administrativas o legales.
Dichos datos espaciales suelen llevar una información alfanumérica asociada. Se
estima que el 80% de los datos corporativos existentes en todo el mundo poseen
esta componente geográfica.
La georreferenciación es el posicionamiento en el que se define la localización de un
objeto espacial en un sistema de coordenadas y datum determinado. Este proceso
es utilizado frecuentemente en los Sistemas de Información Geográfica (ver el
siguiente apartado 3 sobre Referencias geográficas).
En la cartografía tradicional estamos acostumbrados a ver mapas compuestos por
varios temas a la vez. Un mapa que muestra el uso del suelo lleva por lo general
además las carreteras principales, las poblaciones y sus etiquetas que les
identifiquen. En la cartografía digital se mantiene la información temática (capas o
coberturas) por separado, para combinarla en el momento adecuado con fines de
análisis o con fines de presentación. Pero, lo más importante es que los elementos
del mapa son referenciados sobre la tierra.
Cualquier movimiento del ratón revela su posición actual con sus coordenadas
geográficas (en grados y minutos) o en coordenadas geodésicas, en metros sobre la
eje X y la eje Y. La escala del mapa digital no es fija, el mapa puede ser ampliado
para ver más detalle o reducido, se puede incluso combinar mapas de distintas
escalas, lo que no sería posible con cartografía tradicional.
6.2. Formato Raster y Vectorial.
Los datos espaciales en un SIG pueden ser representados a través de dos formatos
o sistemas espaciales: vectorial y ráster.
Son dos formatos muy diferentes, que se distinguen por su manera de almacenar los
objetos geográficos (la base de datos geográfica), su manera de almacenar los
atributos de estos objetos (la información temática) y en segundo lugar por su
apariencia. En el formato vectorial, la información del mundo real es representada
por los puntos y líneas que definen sus límites o fronteras, estableciendo un sistema
de coordenadas para localizar cada objeto.
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Un punto es representado por un par de coordenadas (X,Y); una línea es un conjunto
de coordenadas que corresponden a sus vértices (X1Y1; X2Y2; X3Y3....) y un área, o
sea un polígono es una línea cerrada, y rellena. En el formato ráster, el espacio está
representado por un conjunto de celdas adyacentes llamadas pixels, que representan
las unidades de información espacial. Estas establecen su localización por un
sistema de referencia en filas y columnas, acompañado por la extensión del mapa y
el tamaño de la celda. Los píxeles en realidad no mantienen una relación mutua
entre si. En la cobertura de tipo ráster, cada celda tiene un valor o código asignado,
correspondiente al tipo de información temática que representa la celda.
6.2.1. Raster – Grid
El sistema de raster es usado con imágenes y usualmente es menos preciso que los
vectores.
- Pixeles
- Una ubicación y valor
- Imágenes satelitales y fotografías aéreas son utilizadas en este formato.
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125
6.2.2. Vector
El sistema de vectores ubica los puntos, líneas y polígonos en unas coordenadas
precisas
- Puntos, Líneas y Polígonos
- “Características” (Casa, rios, etc.)
Atributos
- Tamaño, Tipo, Longitud, etc.
1/10000
COORDENADAS UTM
Juni o del 2007
HAYFORD PSAD 56
Param et ro del E l i psoide Internacional
HAYFORD PSAD 56
N-8252000
E-389000
E-390000
E-391000
E-394000
E-395000
N-8242000N-8243000N-8244000N-8245000N-8246000N-8247000N-8248000N-8249000N-8250000N-8251000
N-8252000 N-8242000N-8243000N-8244000N-8245000N-8246000N-8247000N-8248000N-8249000N-8250000N-8251000
E-389000
E-390000
E-391000
E-394000
E-395000
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126
Esto es diferente en el formato vectorial, en el que cada objeto representa una
unidad homogénea de información, con una topología que define sus relaciones con
los demás objetos de la cobertura temática (en el caso de superficies compuestas
por polígonos adyacentes o de líneas que forman una red). La asignación de
atributos en el formato vectorial se realiza a través de o tabla de atributos asociada a
la cobertura vectorial, en la cual un identificador conecta el objeto con su registro en
dicha tabla.
6.2.3. Topología
La topología es el campo de las matemáticas que estudia las relaciones de los
elementos en el espacio. “La topología de un mapa es el conjunto de relaciones que
describen la posición relativa de sus componentes” (Cebrián, 1994).
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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127
La concepción de estas relaciones varía entre los sistemas raster y vectoriales. En
los sistemas raster (matriciales) las relaciones se producen entre celdas como
análisis, generalmente, de vecindad, conformándose las entidades espaciales a partir
de la proximidad física y de atributos entre los píxeles. Los sistemas vectoriales se
suelen basar en una topología arco-nodo que viene definida por la direccionalidad, la
conectividad y la proximidad entre vectores; de forma tal que a partir de éstos y otros
valores se definen las diferentes entidades espaciales.
La topología tiene una gran importancia en el desarrollo y evolución de los SIG. Es
determinante en sus capacidades de análisis y define en gran manera el desarrollo
de los formatos de la información geográfica.
6.2.4. Ventajas y desventajas de los dos formatos
El modelo de SIG ráster o de retícula se centra en las propiedades del espacio más
que en la precisión de la localización. Divide el espacio en celdas regulares donde
cada una de ellas representa un único valor. Cuantos mayores sean las dimensiones
de las celdas menor es la precisión o detalle en la representación del espacio
geográfico (resolución). En el caso del modelo de SIG vectorial, el interés de las
representaciones se centra en la precisión de localización de los elementos sobre el
espacio y donde los fenómenos a representar son discretos, es decir, de límites
definidos.
Los SIG vectoriales son más populares en el mercado. No obstante, los SIG ráster
son muy utilizados en estudios que requieran la generación de capas continuas,
necesarias en fenómenos no discretos; también en estudios medioambientales
donde no se requiere una excesiva precisión espacial (contaminación atmosférica,
distribución de temperaturas, localización de especies marinas, análisis geológicos,
etc.).
El método de almacenamiento de datos vectoriales permite que se almacenen los
datos en un espacio mínimo. Mucho menos memoria es necesaria para almacenar
solo unas coordenadas y la información sobre su ”relleno“ en comparación con una
cobertura compuesta por píxeles, que repite el código en cada celda. Además, si la
unidad geográfica (la forma de los objetos) es idéntica en mapas de distintos temas,
se almacena toda la información temática en una misma tabla. Naturalmente se
puede visualizar solo un tema a la vez.
Por ejemplo: Los datos espaciales son polígonos que representan parcelas (=unidad
geográfica) de bosque. La tabla contiene información temática, por campos: especie
dominante, su edad, último año de planteamiento, tipo de tratamiento fitosanitario, ....
En el formato ráster, aunque las parcelas tienen la misma extensión, esta misma
información (3 temas) requiere 3 coberturas – cada píxel puede almacenar un solo
código, que representa o el año, o el código de la especie, o......
Así es el formato vectorial él más adecuado a la hora de almacenar y tratar grandes
bases de datos relacionadas con las mismas unidades espaciales (municipios,
parcelas). Otro lado fuerte del formato vectorial es que las estructuras lineales
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realmente son continuas, lo que permite hacer análisis de redes. Además, el formato
vectorial se asemeja más a lo que conocemos de la cartografía tradicional. El mapa
de salida es más nítido, se puede poner a los polígonos un borde negro para resaltar
los colores del relleno, es más fácil colocar etiquetas con los nombres de los
objetos.....
El formato ráster está limitado en la presentación de puntos y líneas, que por
definición no tienen extensión (punto) o anchura (línea). En el formato ráster obtienen
automáticamente una extensión – la que corresponde al tamaño del píxel. Sin
embargo muchos temas que son importantes en ecología varían de forma continua:
Por ejemplo la altitud, la temperatura, la precipitación, la densidad de la vegetación,
el riesgo de incendio forestal o la probabilidad de encontrar la especie X en un sitio
dado. Estos temas encuentran una representación más operativa en el formato
ráster. Además, esta estructura ráster matricial es muy similar a la arquitectura digital
del ordenador y por tanto más rápida en cálculos matemáticos combinando mapas
de distintos temas. Por lo tanto el formato ráster tiene mucho más potencial analítico
en ecología que el formato vectorial. Además es el mismo formato de las imágenes
de satélite y fotos aéreas (digitales), con lo cual pueden ser incorporadas y tratadas
en un SIG fácilmente.
En resumen, el sistema vectorial predomina donde el objetivo es analizar
movimientos a través de una red, operar con una extensa base de datos o plotear
mapas en alta calidad. En cambio, el sistema ráster se orienta más a operaciones
analíticas en SIG y al tratamiento de imágenes de satélite. Cada sistema tiene sus
ventajas y inconvenientes, de hecho se trabaja con ambos formatos aprovechando
las ventajas de los dos.
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129
6.3. Digitalización de la información cartográfica, formato (dwg)
Autodesk Raster.
6.3.1. Digitalización de información geográfica
Además de la georreferenciación de imágenes ráster (ver el siguiente apartado), la
creación de nueva cartografía digital puede realizarse de varias maneras:
Importación de puntos tomados con el GPS. La creación de la capa vectorial se ـ
realiza a través de un fichero de texto con las coordenadas de sus elementos.
Digitalización con el ratón en pantalla sobre una imagen de satélite, fotografía ـ
aérea o cualquier otra cartografía base. De este modo puede digitalizarse el
recorrido de un río, de una carretera, u otros objetos visibles a la escala de
trabajo.
Digitalización con un ratón con punto de mira (puc) sobre un mapa montado en ـ
una tableta de digitalización. La tableta es el dispositivo ideal para la
digitalización de mapas impresos y la creación de coberturas grandes o
complejas.
a) Puntos, arcos y polígonos
Puntos: El punto es el elemento más básico, que por definición no tiene extensión
(árbol, nido, estación meteorológica, ...). Otra función de los puntos es constituir el
localizador de las etiquetas o anotaciones (en muchos programas, también cada
polígono debe llevar un punto en su interior).
Arcos: Un arco consiste en una serie de vértices interconectados por segmentos
rectos. Los vértices de los extremos son los nodos. Dos arcos no pueden cruzarse y
solo pueden unirse mediante los nodos, formando así una red. Para conectar dos
arcos en un punto no previsto inicialmente, hay que romper el arco en el punto de
intersección y crear así un nuevo nodo.
Polígonos: Un polígono está constituido
por uno o más arcos (polilíneas),
perfectamente cerrados, formando así un
área. Los polígonos adyacentes están
separados por un solo arco (comparten un
arco). Los polígonos pueden tener otros
polígonos en su interior (polígonos isla).
Durante la edición de los arcos suele
perderse la información topológica de los
polígonos, por lo que debe reconstruirse la
topología al finalizar la edición.
En cualquier caso, cada entidad digitalizada debe enlazarse mediante su
identificador con una tabla que almacena la información sobre sus atributos.
b) Modos de digitalización
Existen dos métodos para digitalizar líneas y polígonos: Modo de puntos (Point
mode) y modo de flujo (Stream mode). El Point mode pone vértices solamente como
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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130
respuesta a un click del ratón. El Strean mode, por el contrario, pone vértices de
forma contínua durante el movimiento del ratón manteniendo el botón apretado (ver
Weed tolerance más abajo).
Normalmente se digitaliza en Point mode, dando un click con el ratón para marcar
cada vértice. Los objetos muy curvados requieren más densidad de vértices que los
objetos rectos. Las líneas muy largas se digitalizan mejor en Stream mode, sin tener
que apretar el botón para cada uno de los vértices.
c) Tolerancia
Se distinguen tres tipos de tolerancia que tienen importancia a la hora de controlar la
precisión de la digitalización (en pantalla y en tableta), y de la selección de objetos a
editar:
Distancia de selección (Selection tolerance): Determina a que distancia se puede ـ
seleccionar un objeto con el ratón.
Distancia entre vértices de una línea (Weed tolerance): Determina la densidad ـ
de vértices en una línea, es decir, la distancia entre dos vértices consecutivos.
Sólo afecta durante la digitalización en modo Stream, donde se crea un flujo
contínuo de vértices en un intervalo de tiempo de forma automática mientras se
desplaza el ratón sobre el mapa.
Distancia de fusión de nodos (Snap tolerance): Determina la distancia dentro de ـ
la cual los nodos se fusionan automáticamente con otros nodos. Es importante
para poder unir arcos y cerrar los polígonos. Si la tolerancia es demasiado
pequeña (distancia corta) es muy difícil acercar los nodos lo suficiente para que
se unan, y si la tolerancia es demasiado grande los nodos pueden resultar
fusionados con otros nodos no deseados.
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EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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6.4. Digitalización de la información cartográfica, formato (shp) Arc. GIS.
6.5. Importación y Exportación de archivos CAD a Arc. GIS y viceversa.
6.6. Publicación y Generación de mapas en Arc. GIS
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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CAPITULO VII
CARTOGRAFIA APLICADO A PROYECTOS DE
DESARROLLO
7.1. Generalidades.
Según las definiciones anteriores, La cartografía es el arte que trata de representar
con estética un espacio físico o algún aspecto socio cultural, ciencia por que está en
constante avance de conocimientos, emplea nuevas técnicas; como computadoras,
fotografías aéreas, e imágenes satelitales, los mismos que son georeferenciados y
representados a un sistema de coordenadas, dibujados a una escala conveniente
para su interpretación.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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OBJETIVOS DE LA CARTOGRAFIA
1. Aplicar la cartografía como un subsidio básico para formular Proyectos de
desarrollo social y económico.
2. La cartografía de un tema refleja las condiciones de orden social, cultural,
económico, física natural del medio.
3. La cartografía posibilita crear una base de información georeferenciada para
un planeamiento seguro y realista de desarrollo de una determinada Región.
7.2. Cartografía un medio de comunicación
Se dice un medio de comunicación porque transmite un conjunto de informaciones
representada gráficamente, las características fisiográficas de un espacio geográfico,
como son; la existencia de los recursos Naturales, minerales, forestales, suelos,
hidrología, y otras informaciones de interés, estos Mapas son llamados mapas
Topográficos, Cartas Nacionales, Imágenes satelitales, fotografías aéreas, todo ello
son un medio de comunicación que permite informarlas las características
fisiográficas del terreno y la existencia de los Recursos Naturales de la zona;
indicando su potencialidades,
material predominante, y otros
informaciones de importancia.
Para una información
cartográfica se debe tomar en
cuenta los siguientes aspectos
principales.
CARTOGRAFÍA SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA SIG
Topografía Fotointerpretación Sensores Remotos
SUELO GEOMORFOLOGIA GEOLOGÍA RECURSOS HIDRICOS
Formulación de proyectos de plan de desarrollo.
Orientación de trabajos de investigación.
Manejo ambiental.
Monitoreo de variables.
Gerenciamiento de recursos naturales
Formular proyectos de emergencia para zonas
de riesgo. RECURSOS NATURALES
SOCIALES ECONÓMICOS CULTURALES
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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Un sistema de proyección por coordenadas para representar en un plano o formato digital.
Emplea una escala.
Emplea símbolos.
Comunica la realidad con un mínimo error de distorsión
5.1.1. Selección de información.- Se debe tomar en cuenta todos los aspectos geográficos, es decir el contenido de las características
CARTOGRAFIA UN MEDIO DE COMUNICACIÓN
SELECCIÓN DE INFORMACIÓN
SINTESIS DE INFORMACIÓN
DISEÑO DE INFORMACIÓN
PROYECCIÓN
Topográfico, Sistemático Temático Espacial
LECTURA E INTERPRETACIÓN
Claridad de información contenida.
Habilidad de comunicación del autor.
ESCALA SIMBOLOS
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fisiográficas del terreno en un espacio geográfico, tomando en cuenta las potencialidades, áreas de interés, material predominante, etc. De la misma forma se debe tomar en cuenta el aspecto social, identificando la existencia de la población, densidad, y las actividades de la población, en base a ello se puede seleccionar la información de acuerdo al objetivo del proyecto.
5.1.2. Síntesis de información.- Para obtener mejores resultados como producto final, se debe representar la información con fidelidad, de manera que facilite la lectura e interpretación por el usuario. Para el mapeo o zonificación de áreas de interés, se debe de sintetizar el tema específico, para obtener mejores resultados.
5.1.3. Diseño de información.- Para la representación de la información geográfica, se debe utilizar simbologías adecuadas, en algunos casos establecidos por el IGN, así como las líneas deben de ser proporcionados de acuerdo a cada elemento, en algunos casos como en mapeo y zonificación de áreas, se utilizará los colores por cada elemento.
5.1.4. Manejo de escala y sistema de proyección utilizada.- Es importante señalar el uso adecuado de escalas para la representación de mapas, por que es el factor primordial para medir y lectura de distancias parciales considerando el tamaño del proyecto, cobertura, y fines del proyecto.
Definitivamente el sistema de proyección utilizada es el mercator o UTM por ser un sistema de representación universal, puede ser en sistema PSAD 56 ó WGS 84, sin embargo en otros países se utilizan otros sistemas, dependiendo en la zona geográfica que se encuentran, mas detalle en el capitulo II, III.
5.1.5. Aspectos de diseño para la elaboración de mapas.-
Para la elaboración de Mapas con mayor aproximación dependen de:
La técnica de mapeo de algún tema de interés.
Evitar la complejidad de información.
Establecer niveles o categorías de importancia que se desea representar.
Resaltar detalles de interés.
Empleo de códigos de colores para líneas, símbolos y leyendas.
Empleo adecuado de leyendas según escala. - Debe corresponder a los objetivos específicos de la
cartografía Ejemplo; Para suelos, utilizar clasificación de suelos.
5.1.6. Aspectos de interpretación por el usuario.- La interpretación de la
representación cartográfica en papel o mapa depende de los siguientes aspectos.
Nivel de claridad de la información contenida en el mapa.
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Los mapas deben ser simples que permitan la comprensión del lego como del profesional de especialidad.
Según escala del mapa, evitar algunas distorsiones en la presentación de información.
Consecuentemente la información contenida en un mapa o carta deben ser claros y precisos, entendible a través de sus simbologías, de manera que el profesional planificador, ó proyectista tomará en consideración los aspectos importantes para plantear un proyecto. En la actualidad en muchos países en muchos países la cartografía es aplicada a diferentes proyectos de desarrollo, con un sistema de información avanzada, a través de manejo y uso de software diseñados para el proceso y digitalización de las informaciones espectrales.
7.3. Formulación de Plan de desarrollo.
Definitivamente la información espectral (fotografías aéreas, e imágenes satelitales),
son material de mucha importancia que permite la zonificación y mapeo de zonas de
interés, sin necesidad de visitar al campo, la interpretación de estas informaciones es
por su color, forma tonalidad que presenta una imagen.
Con el análisis de información temática, se puede orientar proyectos de desarrollo en su verdadera magnitud, de esta manera lograr el éxito de de cualquier proyecto de desarrollo.
5.2. Manejo Ambiental y monitoreo de variables.- A través de información de imágenes de satélite, fotografías aéreas u otros métodos utilizados para toma
Mapas
ORIENTACION DE
PROYECTOS DE
DESARROLLO
IMÁGENES DE SATELITE FOTOGRAFIAS AÉREAS
TOMA DE MUESTRAS CAMPO
INGRESO DE DATOS
PROCESAMIENTO DE
INFORMACION
GENERACION DE INFORMACION
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de datos de campo, permite establecer la Base gráfica, y complementando con la base de datos, se convierte en una herramienta que permitirá generar otras informaciones, con la ayuda de software diseñados para este tipo de trabajo, de esta manera se puede realizar el monitoreo de variables existentes en un espacio geográfico, y estar a la vanguardia de equilibrio del medio ambiente y su ecología.
5.3. Cartografía orientado a proyectos de desarrollo.- Primero se debe de definir con claridad el proceso de cartografiado a fin de que permita el análisis de la dinámica espacial de una región o micro región. 5.3.1. Objetivo.- Para lograr el propósito de un proyecto, primero debemos
preguntarnos lo siguiente. ¿Qué información desea levantar? ¿Para que? ¿Por qué? Consecuentemente las respuestas serian aplicados a diferentes proyectos como son:
Proyectos civiles, estudio.
Proyectos de planeamiento, Gerenciamiento.
Cartografía de espacio socio culturales.
Cartografía de recursos naturales.
5.3.2. Elaboración de Mapa base a escala.- Para el mejor proceso del cartografiado, lo primero que se debe tener es el mapa base, que puede estar conformado por las siguientes mapas digitalizadas. Planos topográficos existentes del lugar a escala 1/10000 Planos catastrales escala 1/25000 Cartas Nacionales escala 1/100000 Y otras informaciones de interés que se pueda tomar en consideración para el mapeo.
5.3.3. Acopio de información histórica.- La representación debe ser técnica y científica, utilizando los siguientes materiales.
Fotografías aéreas, imágenes de satélite
Elaboración de pre-mapas temáticos.
5.3.4. Método de levantamiento de datos.- Existen diferentes métodos de levantamiento de datos, puede ser a través de muestreo de datos en campo, o como también por levantamiento topográficos.
Personal técnico de apoyo.
Técnica de levantamiento de información: inventario, encuestas.
Elaboración de planillas de levantamiento de información (Registro de Información).
Material logística: Instrumentos y equipos de campo: Teodolitos, brújulas, GPS, y otros instrumentos elementales.
Servicio de laboratorio especializado.
Técnica de procesamiento de información: leyendas y otros
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
139
5.3.5. Cronograma de actividades.- Es importante señalar sobre el cronograma de actividades a realizar, establecidas por fechas y metas, de esta manera se logrará el existo del cartografiado de una zona de interés.
5.3.6. Actividades de Campo.- Consiste en realizar trabajos específicos por etapas, resaltando el tema, de esta manera el personal encargado de realizar el muestreo o levantamiento de datos deberá ejecutar con el mayor detalle posible la información gráfica de la zona con el objetivo de representar con mayor aproximación las características y detalles de un espacio geográfico.
5.3.7. Procesamiento de datos.- Después de la toma de datos es otra
etapa en gabinete el procesamiento en computadora todo los datos obtenidos en campo, insertando a la información base establecida, obteniendo como resultado el mapeo de zonas de interés por coberturas temáticas, información que será utilizada para el análisis espacial.
5.3.8. Elaboración de mapas temáticos.- Es el resultado del proceso de
cartografiado en campo y gabinete, que finalmente se convierte en mapas temáticos. A continuación se muestra un ejemplo de mapas temáticos aplicados para estudios de catastro urbano.
LEVANTAMIENTO DE MAPAS TEMÁTICOS PARA DIFERENTES
OBJETIVOS.
Base de datos para gestión municipal
Mapa de jurisdicción y catastro urbano, de expansión urbana
Mapa vial (tipo, longitud), dimensionamiento, rutas de servicio, tránsito.
Mapa de distribución de actividades económicas: industria, comercio, agricultura.
Mapa geotécnico para control de edificaciones.
Mapa de servicio de agua y desagüe, alcantarillados, drenaje local, regional
Mapa de servicios: Educación, seguridad urbana, hospitales, emergencia, hotelería.
Mapa de electrificación, alumbrado público.
Mapa de demografía densidad de población
Mapa de información socioeconómica: estratos sociales, niveles de pobreza
Mapa geológico, geomorfológico: pendientes, erosión,
Mapa de riesgos geodinámicos: deslizamiento, inundación, zonas inestables
Mapa de canteras: zonas de explotación, zonas de reservas.
Mapa de suelos: potencial de uso, uso actual del suelo.
Mapa de Instituciones públicas.
Mapa de gestión ambiental: calidad ambiental, áreas vulnerables, áreas protección
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Por: Juan L. Ccamapaza A.
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Tesorería
Mapa de catastro predial (código, área)
Mapa límite de barrios (código, nombre, población) Mapa de categoría de construcciones
Mapa de comercio: ambulatorio
Mapa de distribución de mercados Mapa de expansión urbana a corto, Mediano y Largo plazo Mapa de desarrollo industrial, comercio, servicio. Mapa de gestión ambiental
5.3.9. Análisis e interpretación de resultados.- Consiste en comparar diferentes resultados producto del cartografiado, para ello se utilizarán software con funciones lógicas que permiten analizar un área de interés para un proyecto especifico.
A continuación se muestra un ejemplo especifico de cartografiado de suelos.
5.4. Proceso de Cartografiado de suelos.- PROCESO DE CARTOGRAFIADO DE SUELOS. 1/25.000 O 1/50.000 1. Definición del objetivo de la cartografía.
Obtener Información científica y práctica para formulación de planes y propuestas para el desarrollo rural: agropecuario ordenamiento, manejo ambiental de una región
Identificar los parámetros cartográficos, grado de detalle: - Inventario de clases de suelo, lucha contra erosión 1: 50.000 - Extensión territorial - Tipo de suelos (ácidos volcánicos, riesgos desalinización
2. Recopilación de antecedentes
Acopio de información territorial.
Crear una base de información en formato digital. a) Geología (Iitología, geomorfología...) b) Usos del suelo actual e histórico c) Vegetación actual y potencial d) Clima e) Suelos (mapas, estudios, artículos, etc.)
3. Obtención de material de teledetección y cartografía de base
Material de teledetección: Imágenes de satélite Fotografías aéreas: blanco y negro; falso color; Cartografía de base: Modelo digital del terreno
4. Determinar la estmctura de la leyenda Unidades taxonómicas a utilizar. Reglamento de clasificación de
tierras (OS 0062/75 AG Y modificaciones ONERN Estructura de la leyenda: taxonómica, explicativa.
5. Confección de pre-mapas
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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Elaborado a partir de fotos aéreas: mapas (geológicos, topográficos, usos del suelo).
Uso de imágenes satélites. 6. Establecimiento del modelo suelo-paisaje. Prospección en áreas modelo
Muestreo sistemático de suelos- patrón de distribución de suelos, extensión
Levantamiento de datos: litología, perfil de suelo (Espesor de los horizontes, textura dominante, granulometría, permeabilidad, color consistencia,
Pendiente, erosión, morfología. 7. Establecimiento de la estructura de la leyenda definitiva según etapa prospección 8. Análisis especiales (mineralogía, microscopía, etc.)
Determinar composición de los suelos para: - Determinar génesis de suelos, clasificación, uso o
funcionamiento del suelo. - Determinar características físicas (p.e, pH, min de arcillas).
9. Prospección del área a cartografiar (levantamiento de datos)
Descripción de observaciones, calicatas, sondeos...
Selección de perfiles tipo
Toma de muestras
Caracterización de las unidades cartográficas:
Cobertura vegetal (tipos de vegetación natural, tipos de cultivos 10. Análisis convencional físico-químico
Análisis de las muestras: (p.e. pH, materia orgánica, nitratos, fosforo.,etc
11. Creación de bases de datos
Crear una base de datos de información procesada 12. Caracterización hidrológica
Determinar tipo de drenaje de la cuenca: áreas de inundación, inventario de fuentes de agua
13. Síntesis cartográfica.
Digitalización
Análisis e interpretación de mapas 14. Elaboración productos finales de la cartografía y difusión de resultados Finalmente se obtiene el mapa de suelo digitalizado, con todo los valores de unidades.
5.5. Definición y elección de alternativas en la decisión de proyectos de Ingeniería. La información gráfica y alfanumérica establecida, sirve como base para la toma de decisiones en proyectos de ingeniería, tales como en el caso de.
Alternativa de Rutas en trazo de carreteras
Alternativa de ruta en líneas de transmisión de energía eléctrica.
Zonificación de áreas urbanas.
Otros
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A continuación se muestra un ejemplo de aplicación de la cartografía y el Sistema de información geográfica en la elección de alternativa de ruta más óptima y económica de un estudio de carretera.
ELECCIÓN DE ALTERNATIVA DE RUTA MÁS
ÓPTIMA Y ECONÓMICA
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CAPITULO VIII
CARTOGRAFIADO DE ZONAS DE INTERÉS
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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PROCESO DE CARTOGRAFIADO DE SUELOS. 1/25.000 O 1/50.000
1. Definición del objetivo de la cartografía.
Obtener Información científica y práctica para formulación de planes y propuestas
para el desarrollo rural: agropecuario ordenamiento, manejo ambiental de una región
Identificar los parámetros cartográficos, grado de detalle:
- Inventario de clases de suelo, lucha contra erosión 1:
50.000
- Extensión territorial
- Tipo de suelos (ácidos volcánicos, riesgos desalinización
2. Recopilación de antecedentes
Acopio de información territorial.
Crear una base de información en formato digital.
a) Geología (Iitología, geomorfología...)
b) Usos del suelo actual e histórico
c) Vegetación actual y potencial
d) Clima
e) Suelos (mapas, estudios, artículos, etc.)
3. Obtención de material de teledetección y cartografía de base
Material de teledetección: Imágenes de satélite
Fotografías aéreas: blanco y negro; falso color;
Cartografía de base: Modelo digital del terreno
4. Determinar la estmctura de la leyenda
Unidades taxonómicas a utilizar. Reglamento de clasificación de
tierras (OS 0062/75 AG Y modificaciones ONERN
Estructura de la leyenda: taxonómica, explicativa.
5. Confección de pre-mapas
Elaborado a partir de fotos aéreas: mapas (geológicos, topográficos,
usos del suelo).
Uso de imágenes satélites.
6. Establecimiento del modelo suelo-paisaje. Prospección en áreas modelo
Muestreo sistemático de suelos- patrón de distribución de suelos,
extensión
Levantamiento de datos: litología, perfil de suelo (Espesor de los
horizontes, textura dominante, granulometría, permeabilidad, color
consistencia,
Pendiente, erosión, morfología.
7. Establecimiento de la estructura de la leyenda definitiva según etapa
prospección
8. Análisis especiales (mineralogía, microscopía, etc.)
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Determinar composición de los suelos para:
- Determinar génesis de suelos, clasificación, uso o
funcionamiento del suelo.
- Determinar características físicas (p.e, pH, min de arcillas).
9. Prospección del área a cartografiar (levantamiento de datos)
Descripción de observaciones, calicatas, sondeos...
Selección de perfiles tipo
Toma de muestras
Caracterización de las unidades cartográficas:
Cobertura vegetal (tipos de vegetación natural, tipos de cultivos
10. Análisis convencional físico-químico
Análisis de las muestras: (p.e. pH, materia orgánica, nitratos,
fosforo.,etc
11. Creación de bases de datos
Crear una base de datos de información procesada
12. Caracterización hidrológica
Determinar tipo de drenaje de la cuenca: áreas de inundación,
inventario de fuentes de agua
13. Síntesis cartográfica.
Digitalización
Análisis e interpretación de mapas
14. Elaboración productos finales de la cartografía y difusión de resultados
Finalmente se obtiene el mapa de suelo digitalizado, con todo los valores de
unidades.
5.6. Definición y elección de alternativas en la decisión de proyectos de
Ingeniería.
La información gráfica y alfanumérica establecida, sirve como base para la toma de
decisiones en proyectos de ingeniería, tales como en el caso de.
Alternativa de Rutas en trazo de carreteras
Alternativa de ruta en líneas de transmisión de energía eléctrica.
Zonificación de áreas urbanas.
Otros
A continuación se muestra un ejemplo de aplicación de la cartografía y el Sistema de
información geográfica en la elección de alternativa de ruta más óptima y económica
de un estudio de carretera.
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4. MANEJO DE SOFTWARE PARA EL CARTOGRAFIADO DE ZONAS DE INTERÉS Existen una diversidad de software para el procesamiento y digitalización de la información cartográfica e imágenes de satélite, los mas utilizados para el tratamiento de estas informaciones son: Idrise, macrostatión, Erdas, y otros softawares, finalmente es resumido en la plataforma de Arwiew, bajo el procesamiento de Arc inf. Por otro lado tenemos otros software que trabaja sobre la plataforma de CAD, dentro ellas tenemos el Map. Inf. Auto CAD Map, Autodesk Raster, y otros softwares. A continuación se muestra un ejemplo de la digitalización de información cartográfica.
4.1. Digitalización de la Información Cartográfica.- Es uno de los aspectos mas
importantes que se toma en cuenta en proyecto de investigación, el mismo que permitirá mantener actualizado y preciso las informaciones cartográfica en formato digital; el avance de la tecnología informática permite al hombre realizar trabajos de ingeniería en un corto tiempo posible y preciso.
De acuerdo al análisis y requerimiento de la facilidad del trabajo se utilizará los software Auto desk Raster que pueden captar imágenes, a través de un escáner o tablero digitalizador, luego la imagen es procesado o digitalizado en forma automática, convirtiendo la imagen modo raster a modo vectorial (líneas), rescatando la imagen en sistema CAD o en plataforma similar, lo que posibilita manejar de acuerdo a la finalidad del proyecto, representado a una escala conveniente o medida exacta, inclusive a través de esta información se puede realizar modelaciones y/o simulaciones de la superficie en tridimensional.
4.2. Descripción del Software. Los paquetes que se ofrecen en el mercado en las últimas décadas, son de mayor interés para los ingenieros, ya que facilitan la realización de los trabajos, algunos son lenguajes y otros son programas escritos en lenguajes independientemente de la categoría a que pertenezca el paquete, cada uno tiene su propio vocabulario de órdenes que se usan para tener acceso a sus herramientas.
4.3. Procedimiento de la Digitalización.- Es el primer paso que se da en los
establecimientos de base gráfica, en base a esta información, se agrega ó se inserta otras informaciones digitalizadas sobre las imágenes de satélite u otras informaciones.
En consecuencia la digitalización de esta información es en el siguiente orden en forma general:
Escanear la información cartográfica (Carta Nacional), en formato BMP de Windows, en modo lineal, ó a color si la información presenta diversos colores.
Utilizando el software CAD Overlay ó Autodesk Raster, insertar la imagen, con el comando Robertsoff, centrando la imagen a la escala correspondiente y georeferenciando al sistema de coordenadas que se va ha utilizar en un nuevo proyecto.
Teniendo la imagen centrada y ajustando, se procede con la captura de los detalles topográficos, por zonas o por capas cada detalle (Curvas de nivel, Toponimia, Sistema de drenaje, infraestructura, lagos y lagunas, y otros), a los que se denomina vectorización de la información por líneas y texto.
Juntar los mosaicos establecidos y en forma conjunta realizando la siguiente operación: unir y cortar las líneas traslapadas, convertir las líneas en
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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spelines o curvas (suavizado de curvas), colocando cada información en su capa correspondiente.
Como resultado final obtenemos el producto del plano general digitalizado, a los cuales se otorga un valor real siendo estos las curvas de nivel, con el cual se podrá realizar el modelamiento de superficies.
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
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Esquema del Proceso de la digitalización.
ELABORACIÓN DE MAPA BASE
(DIGITALIZACIÓN)
Información Cartográfica Esc. 1/25000
Información cartográfica Esc. 1/100000
Escaneo en formato digital
en archivo BMP de Windows
Importación de imagen en la plataforma de Auto CAD MAP
Map
Proceso de imagen en Auto Desk Raster
Creación del nuevo proyecto y configuración del sistema
Importar un archivo en un formato externo. Digitalizar información Geográfica. Crear y usar datos de objeto. Desarrollar limpieza de dibujos Importar, escalas, girar imágenes raster. Crear y usar proyectos. Crear y editar consultas. Obtener datos de múltiples dibujos con consultas Editar información consultada y salvarla en sus
respectivos dibujos. Crear y usar sistemas de coordenadas Crear el ambiente de base de datos y generar ligas a
base de datos. Crear mapas temáticos y mapas de atlas. Crear topología de nodos redes y polígonos. Editar topología. Consulta a topología Sobre posición de topología y análisis de fusión. Trazado de rutas y análisis de flujo. Modelación de superficies y simulaciones.
Elaboración de Mapas Temáticos
Obtención de la Carta Nacional digitalizada
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CAPITULO IX
CARTOGRAFIA EN EL CAMPO DEL SIG
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
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7.1. Procesamiento de información cartográfica.- Consiste en tomar los datos del mundo real por diversas fuentes de información como se ve en la figura. Después de toma de datos de campo, se selecciona los objetos por puntos, áreas líneas, y otros, para digitalizar obteniendo los diferentes mapas temáticos, en base a esta información se realiza las Operaciones del SIG, para determinar diferentes escenarios, que finalmente el usuario o el proyectista toma la decisión correcta.
Seleccion de objetos temáticos
Mapas
- modeling
- analysis
Operaciónes de SIG
Escenarios
Procesamiento cartográfico
.- Generalización
- Simbolización
Vegetation
Hidrología
Suelos
Modelo digital del Paisaje
Toma de decisiones
Punto
Area
Línea
Volúmen
OBTENCIÓN DE DATOS
APARTIR DE UN MUNDO
REAL
Fotos aéreas
Tablas Estadísticas
GPS
Imagines de Satélite
Mundo real
EPITA-UNA CARTOGRAFÍA II
Por: Juan L. Ccamapaza A.
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5. BIBLIOGRAFIA
- Fernando Martin Asín: 1990, Geodesia y Cartografia Matemática, ediciones
Paraninfo Madrid España.
- Víctor Hugo Rogero:1995, CArtografia y Geodesia Satelital, Editorial y Productora
Gráfica NUEVO MUNDO.
- Polidura Fernandez, F. J.: 2000, Topografía, Geodesia, Cartografía, aplicada a la
Ingeniería.
- Julio Koroiwa: 2002, Reducción de desastres Naturales.
- Fernandez Copel I. A.: 2003, Cartografía Aplicada, Madrid España.
- Folletos diversos, relacionados a cacografía.
- Información de Internet.
Universidad nacional del altiplano
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
Por:
Ing. Juan Luís CCAMAPAZA AGUILAR
Puno, Febrero del 2008
CARTOGRAFIA II
CURSO DE:
Un mapa es una representación grafica simplificada,
georeferenciada en un sistema de coordenadas, de
objetos o fenómenos del mundo real, en una
proyección ortogonal
Una mapa representa solamente una selección del
mundo real en forma de un modelo
Océano Dunas
Infraestructura
Urbanizaciones
Personas
Abstr
ació
n
Mundo real
Representación
de imagen en
escala
Modelo icónico
Mapa de puntos
Modelo análogo 1 punto = 1 persona
Modelo simbólico
Mapa de densidad
10 personas por
kilometro
cuadrado
Fuente de agua
Dirección de personas
que mueren de cólera
Muy densa
Menos densa
Un idioma consta de dos formas:
Palabras en forma escrita y en forma de hablada, son
símbolos, porque representan la realidad, pero no son
la realidad.
Uso del idioma según las reglas de una gramática.
En un mapa los objetos son representados en forma de
símbolos, pero también según una arte gramático; una
gramática gráfica
X
Y
Orientación
Forma
Tamaño
Valor
Tramado Color
Posición
5 10 20 35 50 50 35 20 10 5
5 10 20 35 50 5 10 20 35 50
punto Línea Área
Castillo
iglesia
puente
Rió
Vía
Limite
Lago
Bosque
Mapa Topográfico Mapa Temático Mapa Estadístico
Mapa Topográfico
escala 1:25,000 Mapa Topográfico
escala 1: 50,000
- Generalización
Cartográfica
- Simbolización
1
2x
4x 8x
1:25,000 1:50,000 1:100,000 1:200,000
Escala 1:10,000
1 cm = 100 metros
Escala 1:25,000
1 cm = 250 metros
Escala 1:50,000
1 cm = 500 metros
Escala 1:100,000
1 cm = 1 kilometro
Escala 1:200,000
1 cm = 2 kilometros
Escala 1:500,000
1 cm = 5 kilometros
0.05 mm Línea negra
0.08-0.1 mm Línea en color
0.15 mm Separación de líneas
0.25 mm Separación de líneas
en color
0.15 mm Diámetro de circulo
0.3 x0.3 mm Cuadro
0.2 mm Separación de áreas
4.0 mm 2 Dimensiones por
áreas en color
Simplificar
Agrandar
Desplazar
Conglomerar
Seleccionar
Clasificar
Enfatizar
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Asia Europa America
sur
America
norte
1:25,000
1:50,000
1:100,000
1:200,000
* Union Soviética antiqüa
Australia incluye Oceania
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
%
Asia Europa America
sur
World
1:25,000
1:50,000
1:100,000
1:200,000
* Union Soviética antiqüa
Australia incluye Oceania
Actualización de mapas Topográficos 1:25,000
mundial promedio cada 20 años
Actualización de mapas Topográficos 1:50,000
mundial promedio cada 45 años
Actualización de mapas Topográficos 1:25,000
y 1:50,000 promedio entre 7 y 15 años
Actualización de mapas Topográficos 1:25,000
y 1:50,000 en Africa y Latino América promedio
se da en más de 50 años
Sistema Agencia Lanzear Ancha Resoluccion
IKONOS 2SpaceImaging
Septiembre1999
11.3 km.1 metro
Quick Bird Earth watch 2000 ? 22 km. 0.82 metro
Orbview 3 Orbimage 2000 ? 8 km. 1 metro
Eros BWest IndianSpace
2000 ? 13.5 km. 1.3 metro
SPOT 5 Spotimage 2000 ? 60 km. 3 metro
Casa Blanca, Washington DC
Aeropuerto de Washington DC
Suburbio de Washington DC
Campo de fútbol, Marseille, Francia
Mapa Topográfico 1:100,000
Golfo de Morresquillo,Colombia, 1960
Imagen de satélite SPOT-1 (XS)
3 de Febrero, 1999
Nuevo mapa Topográfico 1:100,000
Golfo de Morrosquillo, Colombia, Julio, 1999
Actualización de un mapa a escala 1:100,000 con
Imagen de satélite SPOT-1 (XS) 1999
Sistema de Información Geográfica (SIG)
Sub-sistema
Data adquisición
Sub-sistema
Procesamiento
de datos, crear
información
Sub-sistema
Representación
de información
Polígono (x,y)
Punto (x,y)
Línea (x,y)
Línea (x,y,z)
Modelo de Paisaje digital
PT
1289
Modelo Cartográfico digital
- Objetos (Línea, Punto, Area)
- X,Y,Z, Coordenadas
- Atributos
- No escala
Escala 1:25,000
N.ID Tipo X-Coordinados Y-Coordinados AlturaAno dePlantacion
1234 345678.012 987654.678 12.3 m. 1966
1235 345698.329 987632.557 10.3 m 1967
Tipo de árbol en el mundo real
representado como un símbolo
en el mapa a escala grande
X
Y
Escanear (Digitalizar automáticamiente)
Edición Mejorar
Vectorizar
Aplicar Atributos
X
Y
Digitalización manual
Modo raster
Modo vector
Sensor
Mejorar
Aplicar Atributos
Modelo de Paisaje
digital
1:500,000
1:100,000
1:25,000
Modelo digital
del Paisaje
Mundo real
Punto
Area
Línea Volúmen
Selección
topográfica
Equivalente
a escala
1:25,000
Modelo Cartográfico
digital
Salidas
Procesamiento
Cartográfico
- Generalización
- Simbolización
Usuarios
Objeto
topografía
Fotos aéreas Imágenes de Satélite GPS Levantamiento
de campo
Usuarios
Seleccion
de objetos
temáticos
Mundo real
Mapas
- modeling
- analysis
Operaciónes
de SIG
scenarios
Procesamiento
cartográfico
.- Generalización
- Simbolización
Vegetación
Hidrología
Suelos
Modelo digital
del Paisaje
Toma de decisiones
Tablas
Estadísticas GPS Imágenes de Satélite Fotos aéreas
Punto
Area
Línea Volúmen
Topografía
Modelo de Terreno digital
Pendientes
Suelos
Usos de Suelos
Riesgos
Analisis Analisis Analisis Analisis Analisis
Alternativa 1 Alternativa 2
Alternativa 3
Toma de desición
Curvas de nivel digital Modelo de terreno digital Sombreado de terreno con pedientes
Modelo de terreno digital
Imagen Landsat
Vista en perspectiva
Creación de una representación en tiempo real
Presentación en 3D- tiempo real
Sistema de navegación digital con GPS en el carro
Ejemplo del Atlas digital de Suiza
Vista en perspectiva, Atlas digital de Suiza
Departamento Departamento Departamento Departamento Departamento Distrito Distrito Distrito Distrito Distrito
Mapa Temático del Atlas digital de Suiza
Modelo de paisje digital
- Objeto (línea, punto, área,)
- X, Y,Z coordenadas
- Atributos
- No escala
Modelo Cartográfico digital
Escala 1:100,000
Punto (X,Y)
Area (X,Y)
Línea (X,Y)
Línea (X,Y,Z)
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