I N S T I T U T O D E C I E N C I A S N A T U R A L E S
Conceptos GEOGRÁFICOS
y CARTOGRÁFICOS
Profesor
Agustín RUDAS
Doctor en Ciencias - Biología
http://sites.google.com/site/arudasl/
Contenido
1.
Modelo de la forma de la Tierra
2.
Datum
geodésico
3.
Sistema de coordenadas geográficas
4.
Sistema de coordenadas proyectadas
5.
Mapas y proyecciones
6.
Escalas y Mapas
¿Por qué es
importante
Conceptos
GEOGRÁFICOS
Modelo de la forma de la Tierra
Todos los países se
muestran en el tamaño
verdadero en relación con
los demás, y se pueden ver
que tan separados están
unos sitios de otros
El mapa más exacto del mundo es un globo, porque se puede ver la Tierra como es en realidad
entonces... ¿qué
forma tiene la
Es irregular y demasiado complicado
como para servir de superficie de
cómputo de referencia
Corresponde casi a una
elipsoide
de
revolución (esfera achatada por los
polos)
GEOIDE Y ELIPSOIDES DE REFERENCIA
Geoide (forma de la Tierra)
Tienen el mismo tamaño (volumen) que el geoide, y están
definido por el radio
ecuatorial
y el radio
polar
a > b
Esferoide
: con forma de esfera pero no es
completamente redondo.
ELIPSOIDE
:
es un esferoide generado por una elipse
que revoluciona sobre uno de sus ejes
Geoide y Elipsoides de referencia
Geoide (forma de la Tierra)
Superficie física definida mediante el potencial gravitatorio. Nivel medio del mar prolongado bajo los continentes, excluyendo los fenómenos orogénicos
green line= the geoid surface; it roughly curves to follow the topography
dashed red line= represents the surface of the spheroid.
h= is the height above the spheroid, or ellipsoid (HAE). In this case the height is a negative value. N= geoid undulation, is the distance between the spheroid and geoid surface.
¿Cuál es el punto de la Tierra más alejado de su centro?
Respecto al nivel del mar, el punto más alto de la tierra es el Monte Everest, Nepal (8.848 m.s.n.m.)
Pero si consideramos el centro de la tierra como origen de la medición, el punto más alejado es el Nevado
Chimborazo, Ecuador (6.267 m.s.n.m.)
¿alguna idea al
respecto?
Se debe a la forma ELIPSOIDAL de la tierra (a>b). Esta diferencia compensa por mucho la mayor altitud del Everest.
Incluso las playas ecuatoriales están más lejos del centro de la tierra que la cima del Everest.
(Tomado de www.gabrielortiz.com)
Diferencia entre el geoide y el elipsoide
La separación varía globalmente entre
Datum
geodésico
Sistema geométrico de referencia empleado
para expresar la posición geodésica de un punto
sobre el terreno.
Se define en función de un
elipsoide
y un
punto
en
el que el elipsoide y la Tierra (geoide) son tangentes.
Allí se establece el origen y la orientación de las
líneas de la latitud y de la longitud.
Datum
geocéntrico.
Utiliza el centro de la masa de la
tierra como centro del elipsoide
WGS84 (Sistema Geodésico del Mundo de 1984) Utilizado por el sistema
GPSy dado su carácter global es aplicable en todas las partes del planeta.
Datum
local.
Alínea su elipsoide para ajustarse a la
superficie de la tierra en un área particular.
El centro del elipsoide NO está en el centro de la Tierra
Las coordenadas del punto del origen se fijan y el resto de los puntos se
calculan a partir de él
Origen del datum. Un punto en la superficie del elipsoide se empareja a una posición
particular respecto a la superficie de la Tierra
(geoide)
Un
datum
local solo es adecuado en el área para la cual fue diseñado
Cambio de posición por diferencias en el DATUM
Siempre que cambie el datum, el sistema de coordenadas geográficas se modificará y los valores de coordenadas cambiarán.
Bogotá (Datum WGS84) 74:04:51,3 W
04:35:56,6 N
Bogotá (Datum Observatorio)
74:05:03,6 W 04:36:06,9 N
Δ Longitud: 380 m (W)
Δ Latitud: 318 m (N)
distancia= 495,5 m
Entonces… ¿para que sirve
el datum?
Datum Local (Bogotá Observatorio)
Elipsoide (esferoide): International 1924 Meridiano inicial: Greenwich
Latitud de origen: 04:35:56,6 N Meridiano central: 74:04:51,3 W
Observatorio Astronómico Nacional de Colombia
Primer observatorio
19
Sistema de Coordenadas Geográficas
La terminología usada para describir ubicaciones geográficas se
deriva del hecho de que la tierra es un esferoide
meridianos
paralelos
Ecuador
Meridiano inicial (Greenwich)
Latitud
Es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Ecuador, medida sobre el meridiano que pasa por dicho punto
! Se expresa en grados sexagesimales
! Se mide de 0º a 90º (Norte y Sur)
! Al Ecuador le corresponde la latitud 0º
! Los polos tienen latitud 90º N y 90º S
Longitud
Es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Meridiano de Greenwich, medida sobre el paralelo que pasa por dicho punto
! Se expresa en grados sexagesimales
! Se mide de 0º a 180º (Este y Oeste)
! Al meridiano de Greenwich le corresponde la
! longitud 0º
! Los polos Norte y Sur no tienen longitud
Efecto hacia los polos
La distancia entre las
líneas de la longitud
se hace más y más cerca
desde el ecuador hacia los polos
Efecto hacia los polos
Líneas de Latitud igualmente espaciadas
Líneas de Longitud
Efecto hacia los polos
Latitudes y Longitudes no pueden ser utilizadas fácilmente para estimar
distancias
entre localidades, pues la
longitud
varía dependiendo en
de qué latitud se mide. Un grado de la longitud es (aprox.) 111km en el
ecuador, pero
cero
en los polos.
N
S
E
W
(+)
(–)
(+)
(–)
Grados SEXAGESIMALES
Unidades grados (°) minutos (’) segundos (”)
Latitud 0 a 90° Norte (N), Sur (S) Longitud 0 a 180° Este (E), Oeste (W)
Grados DECIMALES
grados y décimas de grado
0 a 90, positivos (N), negativos (S)
0 a 180, positivos (E), negativos (W)
H= hemisferio ! = +1 para hemisferios Norte y Este
! ! = –1 para hemisferios Sur y Oeste
gra= grados (sexag.)
min= minutos (sexag.)
seg= segundos (sexag.)
Cada grado tiene 60 minutos y cada minuto tiene 60 segundos
Convertir SEXAGESIMALES a DECIMALES
Sexagesimal
Longitud: 74˚ 04’ 51,3” W
Latitud: 04˚ 35’ 56,6” N
Ejemplo coordenadas Bogotá
Decimal
Longitud: –74,080917
Latitud: 4,599047
Grados Decimales =H× [grad+ (min/60) + (seg/3600)]
¿Cómo se convierten Decimales a Sexagesimales?
Es posible calcular la medida en metros de cada arco_segundo de latitud (o de longitud a nivel ecuatorial), teniendo en cuenta:
el radio promedio de la tierra
un grado = 60 minutos, un minuto = 60 segundos
Medidas de arcos en metros
Por lo tanto
arco_min = 60 × 30,87 = 1.852,21 m (aprox. 1.850 m)
arco_grad= 60 × 60 x 30,87 = 111.132,88 m (aprox. 111 Km) arco_seg! = [(2 ×π × r) ÷ (360 ×60 × 60)]
! ! = 30,87 m (aprox. 31 m)
! ! r= 6.367,4 m
Un sistema coordenado proyectado se basa siempre en un sistema coordenado geográfico
que pueda utilizar un esferoide Las localidades son identificadas por coordenadas (x, y) en una rejilla, con el
origen su centro
Las unidades son constantes y
equidistante a través de la gama completa de las líneas horizontales y verticales
Es importante entender cómo las ubicaciones respecto a una esfera tri-dimensional se traducen a un mapa bi-dimensional, y las limitaciones de estos últimos
Se define en una superficie plana de dos dimensiones. Tiene la ventaja que las longitudes, los ángulos y las áreas, son CONSTANTES a través de las dos dimensiones (a diferencia del sistema de coordenadas geográfico)
Sistema de Coordenadas Proyectadas
origen
Mapas y Proyecciones
Aunque se han diseñado muchas proyecciones, apenas algunas están actualmente en uso extendido.
Una proyección cartográfica es un proceso que convierte
características entre un
esferoide
a una superficie
plana
¿Qué problemas implica esto?
Esta distorsión puede implicar:
✦ ángulos
✦ áreas
✦ direcciones
✦ distancias
✦ formas
Todas estas características no se pueden mantener no deformadas en una sola proyección
La distorsión de una característica será reducida al mínimo, mientras que otras características se distorsionaran mucho
La proyección más adecuada depende del uso particular que se dará a la información
Tipos de proyecciones
Plana o Azimutal. Sobre un plano tangente al globo en un punto. Mayor distorsión cuanto mayor sea la distancia al punto tangencial de la esfera y del plano.
Proyección Cilíndrica (Mercator). Sobre un cilindro. Es una de las más utilizadas (en forma modificada) aún debido a las grandes distorsiones que ofrece en las zonas de latitud elevada (hacia los polos).
Proyección Cónica. Sobre un cono, tomando como punto focal uno de los polos. La distorsión afecta a las zonas polares, pero ofrece mayor precisión en el hemisferio que corresponde al polo que se haya tomado como foco.
POLARES o NORMALES: cuyo centro es uno de los polos
ECUATORIALES o TRANSVERSAS: cuyo centro es la intersección entre la línea del Ecuador y un meridiano
OBLICUAS: cuyo centro es cualquier otro punto.
Normal Transversa Oblicua
Có
n
ica
Cilín
d
rica
(M
er
ca
to
r)
Plan
a
(a
z
im
u
ta
l)
Normal Transversa Oblicua
Transversa de Mercator
¿Por qué es importante esta?
Mercator
Proyección Transversa de Mercator
!
Adaptación de la Mercator:
cilíndrica
rotada 90˚respecto al ecuador (
la
superficie proyectada se alinea con un
meridiano en lugar que con el Ecuador
)
!
Conforme:
conserva los ángulos, pero no
las áreas
!
Poca distorsión de la escala
en una
estrecha región cercana a donde la
superficie proyectada es tangente (o
secante) al elipsoide
A 5˚de la tangente la escala es ≈0,4% mayor y a 10˚es apenas 1,53% mas grande
La poca distorsión junto con la propiedad
conforme la hace ideal para áreas con un rango longitudinal estrecho. p. ej. Chile
Proyección Transversa de Mercator
¿Cual es la diferencia entre las coordenadas geográficas
y las coordenadas planas?
COLOMBIA
Datum Bogotá Observatorio
OTROS ORÍGENES DE REFERENCIA
Este!
68:04:51.30W (-68.08091667) 04:35:56.57N ( 04.59904722)
Este Central"
71:04:51.30W (-71.08091667) 04:35:56.57N ( 04.59904722)
Oeste!
77:04:51.30W (-77.08091667) 04:35:56.57N ( 04.59904722)
Proyección: Gauss-Krüger (Transversa Mercator)
Elipsoide (esferoide): International 1924 Meridiano inicial: Greenwich
Latitud de origen: 04:35:56,6 N
Meridiano central: 74:04:51,3 W (Bogotá)
1.000.000
1.000.000
Unidades: metros Factor de Escala: 1 Falso Este: 1.000.000 Falso Norte: 1.000.000
Origen para mapas a PEQUEÑA
escala (poco detalle)
Origen para mapas a
GRAN escala (mucho detalle)
ORIGENES
Este < 69° 33' W
Este Central 69° 33' a 72° 33' W
Bogotá 72° 33' a 75° 33' W
Oeste > 75° 33' W
Franjas de cartografía
IGAC (
≥
1:500.000)
Proyección: cilíndrica con el meridiano central situado en una región en particular
Líneas de contacto: cualquier meridiano único para la proyección de la tangente; para la proyección secante, dos líneas paralelas equidistantes del meridiano central.
Retículas lineales: el Ecuador y el meridiano central
PROPIEDADES
Forma: Conforme; pequeñas formas se mantienen, formas de las regiones más grandes son cada vez más distorsionada lejos del meridiano central. Área: La distorsión aumenta con la distancia desde el meridiano central. Dirección: Los aspectos locales son exactos en todas partes.
Distancia: Escala precisa a lo largo del meridiano central (para factor de escala = 1). Si FE < 1 hay dos líneas rectas con escala exacta y equidistante a cada lado del meridiano central
LIMITACIONES
Amplitud en el elipsoide debe limitarse a 10-12° a ambos lados del
meridiano central
USOS Y APLICACIONES
Gauss-Krüger divide el mundo en zonas de seis grados de ancho Cada zona con factor de escala de 1,0 y un Falso Este de 500.000 metros
Meridiano central de la zona 1 es de 3° E.
Sistema UTM es similar con zonas de seis grados de ancho El factor de escala es 0,9996
Meridiano central de la zona UTM 1 es 177° W
Falso Este es de 500.000 metros, y las zonas del hemisferio sur también tienen un falso norte de 10.000.000.
Gauss-Krüger (Transversa de Mercator)
¿Que es el Sistema UTM? ¿Cómo se define? ¿Cuál es
su utilización?
Gerardus Mercator, el cartógrafo que lo proyectó
Proponen cambios al mapa más reconocido de la Tierra
Por: Redacción Vivir
Transversa Mercator
Normal Mercator
Programa libre para convertir coordenadas dentro de una amplia variedad de sistemas, proyecciones ydatums
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ESCALAS Y MAPAS
Los
mapas
son representaciones de la realidad
Las
escalas
describen en que proporción representan esa
realidad
un mapa es para un
geógrafo
, como un
microscopio lo es para un
biólogo
!
El mapa permite al geógrafo describir la composición de un área El microscopio permite al
Tipos de Escalas
1: 250.000
Cociente o Fracción representativa
Barra de escala
Con el uso de fotocopiadoras, se prefiere las barras de escala que estarán siempre correctas, sobre la escala como cociente que será engañosa si está copiado a un tamaño diferente
•
el tamaño de los objetos en el mapa es 1/250.000 de su tamaño en la tierra•
equivale a la longitud que representa en la tierra; con frecuencia incluyen marcas para distancias intermedias•
útil para valoraciones rápidas de las distancias en tierra0 0,1 km (REALIDAD) (MAPA)
1 cm
0 2,5 km (REALIDAD) (MAPA)
1 cm
Escala 1:250.000
!1 cm en el mapa representa 250.000 cm en la realidad
! 1 cm " 2.500 m (2,5 km) Ejemplos
Escala 1:10.000
!1 cm en el mapa representa 10.000 cm en la realidad
escala GRANDE
!
Mapas en los cuales los objetos
son relativamente GRANDES
(mayor detalle)
escala PEQUEÑA
Mapas en los cuales los objetos
son relativamente PEQUEÑOS
(menor detalle)
e s c a l a
GRANDE
vs
e s c a l a
P E Q U E Ñ A1/2
manzana
es un
pedazo
grande
cuando se compara con
1/4 manzana
que es un
pedazo mas
pequeño
cociente 1:10.000
los objetos en el mapa son
1/10.000
de su tamaño en la tierra
cociente 1:250.000
los objetos en el mapa son
1/250.000
de su tamaño en la
tierra
Método del cociente de la escala del mapa
1/10.000 es una fracción más grande que 1/250.000, así que 1:10.000 es el mapa de la escala grande.
Porción de un mapa a GRAN ESCALA (1:25.000)
Porción de un mapa a PEQUEÑA ESCALA (1:100.000)
MAYOR DETALLE
los objetos son relativamente grandes
MENOR DETALLE
los objetos son relativamente pequeños
