TEMA 8 : CONCEPTOS BÁSICOS Y PRINCIPIOS TEÓRICOS DE LA CARTOGRAFÍA.
OBJETIVOS DEL TEMA:
Conocer determinados conceptos de cartografía como:
- Divisiones de la cartografía.
- Los sistemas de coordenadas.
- La escala en cartografía.
Introducir al alumno en el conocimiento de la Geodesia.
Conocer el ejemplo de la Red Geodésica Española.
1.- DEFINICIONES DE ALGUNOS TÉRMINOS CARTOGRÁFICOS.
A continuación se expresan las definiciones de algunos términos cartográficos, que, aunque ya hayan sido utilizados en lecciones anteriores, conviene tener en cuenta:
Mapa: representación gráfica, sobre una superficie plana, de una parte o el total de la superficie terrestre. Tienen como principal función el mejorar el conocimiento geográfico de la persona que los usa, y servir como medio de comunicación. Poseen gran diversidad de tamaños y tipos según su escala, tema a tratar, etc.
Cartas: son mapas especialmente diseñados para cubrir las necesidades de los navegantes tanto náuticos como aéreos.
Sobre ellas se determinan posiciones, se trazan trayectorias, se señalan rumbos, etc.
Planos: son mapas realizados a una escala relativamente grande. Es decir, los objetos se representan con mucho detalle y el plano representa una pequeña parte de la superficie terrestre (diferencia ésta fundamental con respecto al mapa o carta).
Muestran edificaciones, carreteras, líneas fronterizas, límites
administrativos, etc. Para su determinación se utilizan, generalmente, métodos topográficos, no cartográficos.
Escala: relación de semejanza que se establece entre las dimensiones reales de un objeto y su imagen sobre el mapa.
Proyección cartográfica: es el método usado para realizar una representación de una parte o el total de la superficie terrestre obtenida por transformación de una superficie básicamente esférica (como puede ser La Tierra) en una superficie plana (como puede ser un mapa) más fácil y cómoda de manejar.
Coordenadas geográficas: son los valores de latitud y longitud que permiten determinar la posición de un punto sobre una superficie básicamente esférica, como puede ser La Tierra.
Coordenadas cartesianas: valores de abscisas y ordenadas, X e Y respectivamente que permiten determinar la posición de un punto sobre una superficie plana.
2.- GEODESIA Y ELIPSOIDE DE REFERENCIA.
La Geodesia es la ciencia que tiene por objeto el estudio de la forma, dimensiones y campo gravitatorio de La Tierra.
Las desviaciones de la forma de La Tierra respecto de una esfera son relativamente pequeñas, sin embargo, para la elaboración de mapas resultan muy importantes, afectando directamente a la precisión con la cual los datos geográficos se transfieren a los mapas.
Por ejemplo:
Si redujéramos La Tierra haciendo coincidir su diámetro ecuatorial con el diámetro de una esfera de 1 m., el achatamiento polar, es decir, la diferencia entre el radio de la esfera y el radio del polo,
no llegaría a 3,5 mm de longitud. Respecto a la superficie terrestre que observamos en nuestras vidas cotidianas, la montaña más alta no se podría apreciar a simple vista en dicha esfera.
Para el desarrollo de la geodesia se determinan sobre la superficie terrestre y de forma muy precisa ciertos puntos denominados vértices geodésicos (en la imagen siguiente se puede observar uno de los hitos de hormigón que se utilizan para identificar los vértices geodésicos en España por el Instituto Geográfico Nacional). Tomando como referencia dichos vértices, se apoyan los trabajos topográficos.
Figura 8.01. Hito de hormigón utilizado por el Instituto Geográfico Nacional para identificación de los vértices geodésicos.
Para situar estos puntos, se han referido a una superficie denominada geoide, siendo este una superficie irregular que considera la variación de la gravedad debidas a la distribución irregular de la masa terrestre, es el geoide perpendicular en cada uno de sus puntos a la dirección de la gravedad. Sería aproximadamente la forma que resultaría de considerar el nivel medio de los mares actuales y el nivel del agua en una serie de canales que surcaran la superficie terrestre.
El geoide está constituido por el lugar geométrico de los puntos que se encuentran en equilibrio bajo la acción de las siguientes fuerza:
Fuerzas de atracción gravitatoria del resto de los puntos de la superficie terrestre.
Fuerzas de atracción gravitatoria del resto de los astros del Sistema Solar.
Fuerza centrífuga debida al movimiento de rotación de La Tierra.
El geoide tiene, por tanto, forma irregular, lo que dificultaría la determinación de la proyección de los vértices geodésicos, es decir, de la verticalidad, o del centro de gravedad. Por ello se acepta como superficie de referencia el elipsoide de revolución ligeramente achatado por los polos que más se ajuste al geoide, es el denominado elipsoide de referencia.
Figura 8.02. Esquema de una elipse de ejes “a” y “b” y un elipsoide.
Los parámetros necesarios para definir un elipsoide son tres:
Radio polar b
Radio ecuatorial a
Aplastamiento α = (a - b) / a
El geoide es, por tanto, una superficie física y única, mientras que el elipsoide de referencia es una superficie arbitraria respecto de la cual se determinan la posición de los vértices geodésicos y la forma del geoide.
Se refleja, de forma esquemática, en la siguiente figura, la diferencia de formas del geoide y el elipsoide:
Figura 8.03. Representación esquemática de la diferencia entre Geoide y Elipsoide.
Hasta 1.924 cada nación utilizaba un elipsoide de referencia, escogiendo aquel que mejor se adaptaba a la superficie de cada país.
Así pues, en España se refirió al elipsoide de Struve, en Europa Central se utilizó el de Bessel, en Gran Bretaña y Francia el de Clarke, pero con distintas dimensiones.
En 1.924 en asamblea celebrada en Madrid, la Unión Geofísica Internacional acordó recomendar la utilización como referencia el elipsoide de Hayford (que en 1.910 estableció para la representación de los Estados Unidos) para los sucesivos trabajos de geodesia, denominado Elipsoide Internacional.
Posteriormente en 1.964 la Unión Astronómica Internacional, utilizando métodos de observación espacial por satélite, recomendando unas pequeñas modificaciones de dicho elipsoide, que en 1.967 fue modificado por Veis y es el que actualmente se utiliza.
Uno de los elipsoides comúnmente más utilizados es el elipsoide de Hayford, sus datos geométricos son:
Semieje mayor “a” (m.) 6.378.388,000
Semieje menor “b” (m.) 6.356.911,946
Aplanamiento “α” 297,00000
Excentricidad “e” 0,081992
Una vez conocidos datos u observaciones de puntos sobre la superficie terrestre, hay que trasladarlas o referirlos al elipsoide escogido. Esta operación es lo que se conoce con el nombre de reducción, y es el elipsoide la base que se utilizará en la proyección cartográfica para la elaboración de mapas.
El Datum es el punto fundamental sobre la superficie de referencia para la determinación de coordenadas geodésicas. En este punto las verticales al geoide y al elipsoide coinciden, así como las coordenadas astronómicas y geodésicas. Es el punto que sirve de referencia para la determinación del recto de los vértices.
En España se utiliza el Datum Europeo o Datum Postman, conocido también por el nombre European Datum 1.950 o ED-50, localizado en dicha ciudad alemana.
En el proceso cartográfico, para poder transformar las coordenadas geográficas tridimensionales determinadas sobre el elipsoide a una superficie plana bidimensional, se utilizan las proyecciones cartográficas.
3.- REDES GEODÉSICAS Y TOPOGRÁFICAS.
Las redes topográficas están constituidas por vértices posicionados entre sí relativamente en el contexto espacial por medio de aparatos topográficos y métodos apropiados. Configuran los sistemas de referenciación para trabajos usuales de ingeniería y para captar información geográfica. Estas redes están encuadradas en la red geodésica regional o nacional.
La red geodésica es una macroestructura formada por una malla de triángulos. De dichos triángulos se conocen todos elementos
espaciales y sus vértices son los que denominábamos vértices geodésicos.
El establecimiento de esta red es uno de los objetivos fundamentales de la Geodesia, ya que dentro de esa malla es donde se encuadran los trabajos de topografía (ingeniería, construcción, planificación territorial, etc).
Para apoyar la red geodésica, más o menos en el centro del país, se determina una base, es decir, una longitud entre dos puntos medida con la mayor precisión, que va a servir de apoyo y de partida a toda la red geodésica.
Para evitar la acumulación de errores, se establecen redes de distinto orden y precisión. Así, en España existen tres órdenes de redes geodésicas:
Primer orden. Formada por triángulos de 30-80 km. de lado, llegando en casos excepcionales a a 270 km en el caso del lado Mulhacén (Sierra Nevada) – Filhaussen (Argelia).
Segundo orden. Apoyada en la anterior y con lados de 10-30 km.
Tercer orden. Apoyada en la de segundo y lados de 5-10 km.
Los triángulos de primero y segundo orden se determinan sobre el elipsoide, considerando la esfericidad terrestre, sin embargo los de tercer orden se determinan como planos.
4.- LA RED GEODÉSICA ESPAÑOLA.
En el siglo XVIII tuvieron lugar los primeros intentos para iniciar el estudio de la red geodésica española, sin embargo, no fue hasta 1.853 con la “Ley de Medición del Territorio” cuando se iniciaron los trabajos para la realización del Mapa General de España, a cargo del Ministerio de la Guerra, y después del Ministerio de Fomento.
En 1.857 se midió la base de Madridejos, lado fundamental de la triangulación de todo el país.
Los trabajos avanzaban con lentitud hasta que en 1.870 se crea el Instituto Geográfico, dirigido por el General Don Carlos Ibañez de Ibero.
El Instituto Geográfico tenía como misión la realización del Mapa Topográfico Nacional a escala 1/50.000, que se comenzó a publicar en el 1.875.
Simultáneamente, el Depósito de la Guerra, creado en 1.810, seguía desarrollando sus trabajos cartográficos, pasando en 1.939 al actual Servicio Geográfico del Ejército.
Las redes de segundo y tercer orden se terminaron en el 1.930, determinándose, junto con sus vértices, la posición de las veletas de las iglesias de los pueblos.
Actualmente, la Red Geodésica Nacional se encuentra integrada por 650 vértices de primer orden (RPO) y unos 12.000 vértices de orden inferior (ROI, son los de segundo y tercer orden), recubriendo, ambas, todo el territorio nacional, enlazando con las redes de Francia, Portugal, Marruecos y ambos archipiélagos.
En la RPO existen 56 estaciones astronómicas, 18 estaciones Doppler y 16 estaciones GPS.
Con el proyecto de red IBERIA95 se estableció una red de vértices geodésicos con coordenadas referidas al sistema WGS84, que es el sistema empleado por los modernos receptores GPS
El proyecto REGENTE (Red GEodésica Nacional por Técnicas Espaciales) cubrió todo el territorio español con una densa red geodésica tridimensional de alta precisión. En cada Hoja del MTN 1/50.000 existirá, como mínimo, una estación REGENTE coincidente con un vértice de la Red Geodésica Convencional (ROI) o con un clavo de una línea de nivelación de alta precisión (NAP).
El conjunto de unas 1.200 estaciones abarca todo el territorio nacional, incluidos los archipiélagos balear y canario. La observación, iniciada en 1994 en la zona peninsular y en las Islas Canarias, se efectúa con receptores GPS.
Este proyecto permite:
La adopción del nuevo Sistema de Referencia Terrestre Europeo (ETRS 1989) para todos los trabajos geodésicos.
Obtención de precisos parámetros de transformación ED50- ETRS89 que permitan la adopción de este último sistema para la cartografía nacional.
Cálculo de un geoide centimétrico para transformación de altitudes elipsoidales (GPS) en altitudes sobre el nivel medio del mar.
Navegación GPS de alta precisión sobre la actual cartografía.
3.- SISTEMAS DE COORDENADAS.
Existe una gran complejidad para definir la posición de un punto que está sobre la superficie terrestre, sin embargo, se necesita realizar una aproximación a este problema.
Así, inicialmente, se consideraba la superficie como un plano, en el cual es posible medir y representar correctamente los fenómenos mediante el sistema de coordenadas rectangulares planas o cartesianas.
Sin embargo, ya desde bastante antiguo, desde la Grecia Clásica, se realizó una aproximación un poco más compleja sobre la superficie de la tierra, se consideró esta superficie como la de una esfera perfecta;
las coordenadas (longitud y latitud) que se miden sobre esta esfera responden a una geometría esférica, y se denominan coordenadas geográficas.
Con el desarrollo de la geodesia se ha comprobado que la superficie de la tierra es un “geoide” lleno de irregularidades, y se realiza una aproximación a un elipsoide (elipsoide de referencia), las coordenadas de longitud y latitud medidas sobre dicho elipsoide se llaman coordenadas geodésicas.
En los procesos cartográficos y topográficos, es decir, cuando se trata de representar una realidad existente sobre un plano o replantear una obra sobre la realidad es necesario realizar un cambio constante de coordenadas geodésicas a planas o viceversa, ya que no es posible para un topógrafo replantear una obra a base de coordenadas geodésicas, ni es posible utilizar coordenadas planas para referenciar en la realidad elementos de un tamaño determinado. Este problema de transformación de coordenadas geodésicas a coordenadas planas es el que resuelven los Sistemas de Proyección.
Se explica a continuación el funcionamiento de los dos sistemas más sencillos de coordenadas, las coordenadas geográficas y la coordenadas rectangulares planas.
Sistema de coordenadas geográficas.
Es el sistema más antiguo de coordenadas. Se utiliza para conocer la posición de un punto en la superficie terrestre. Cada punto es localizado en la intersección de un meridiano con un paralelo.
Antes de continuar, veamos dos conceptos importantes:
Los meridianos: son líneas imaginarias que constituyen círculos máximos de la esfera cuyos planos contienen el eje de rotación o eje de los polos, corresponde a las líneas que unen los dos polos alrededor de La Tierra.
El meridiano de Greenwich es el origen de meridianos, denominado así ya que pasa por el antiguo observatorio británico de la ciudad de Greenwich, escogido convencionalmente como el origen (0°) de las longitudes sobre la superficie terrestre y como base para el orden de los husos horarios.
Al este de Greenwich los meridianos son medidos por valores crecientes hasta + 180°. Al oeste, sus medidas son decrecientes hasta el límite mínimo de - 180°.
Los paralelos: líneas imaginarias constituidas por círculos de la esfera cuyo plano es perpendicular al eje de los polos. El ecuador es el paralelo que divide a La Tierra en dos hemisferios (Norte y Sur), considerado como el paralelo de origen (0°).
Partiendo del Ecuador en dirección a los polos tenemos varios planos paralelos al ecuador, cuyo tamaño va disminuyendo, hasta tornarse un punto en los polos Norte(+90°) y Sur(-90°).
Figura 8.04. Izquierda: esquema de La Tierra, superponiendo meridianos y paralelos Derecha: Esquema de las coordenadas geográficas (longitud y latitud)
Según la figura anterior, un punto cualquiera queda delimitado por la distancia angular a la que se encuentra tanto del ecuador como del meridiano de Greenwich, como La Tierra es un cuerpo “esférico”, dicha distancia se determina definiendo dos ángulos denominados:
Longitud, define la distancia angular entre un punto cualquiera de la superficie terrestre y el meridiano de origen.
Latitud, define la distancia angular entre un punto cualquiera de la superficie terrestre y el paralelo de origen.
Figura 8.05. Izquierda: Indicación de la coordenada geográfica LONGITUD.
Derecha: Indicación de la coordenada geográfica LATITUD.
Por ejemplo:
Madrid está situada al norte del Ecuador y al oeste de Greenwich con latitud positiva y longitud negativa.
Por ejemplo, las coordenadas de la Puerta del Sol son:
N 40° 25' 04” , latitud norte W 3° 42' 08”, longitud oeste
La latitud y la longitud son ángulos y sus medidas son tradicionalmente representadas en grados, minutos y segundos sexagesimales.
Sistema de coordenadas rectangulares planas.
El sistema de coordenadas cartesianas, también conocido por sistema de coordenadas cartesianas, se basa en la selección de dos ejes perpendiculares, usualmente los ejes horizontal y vertical, cuya intersección es denominada origen y establecida como base para la localización de cualquier punto del plano.
En este sistema de coordenadas, un punto es representado por dos números: uno correspondiente a la proyección sobre el eje x (horizontal), asociado a la longitud y otro correspondiente a la proyección sobre el eje y (vertical), asociado a la latitud.
Figura 8.06. Representación de los ejes horizontal “X” y vertical “Y” y de un punto en el sistema de coordenadas rectangulares planas.
Estas coordenadas son relacionadas matemáticamente a las coordenadas geográficas, de manera que unas puedan ser convertidas a las otras. Sin embargo su geometría es mucho más sencilla y rápida, lo que originó que Francia durante la I Guerra Mundial adoptara este sistema para la planificación de estrategias de combate en lugar de las coordenadas geográficas.
4.- LA ESCALA EN CARTOGRAFÍA.
Los mapas son más pequeños que las áreas que representan, de manera que para poder ser utilizados deben indicar una razón entre magnitudes comparables, esta razón se la denomina escala del mapa.
En un mapa, según las transformaciones descritas al pasar de un elipsoide a un plano se produce una deformación distinta en cada punto, lo que obliga a que la escala sea variable de un lugar a otro del mapa.
La escala indicada en el mapa, denominada escala numérica, sólo será válida para ciertos puntos o a lo largo de determinadas líneas (automecoicas), en los demás lugares, la escala será mayor o menor que la escala numérica.
Las distancias que se miden directamente en el terreno pasan por una doble transformación, la primera al referirlos al elipsoide y luego al pasarlos a una superficie plana. Y al contrario, al realizar un determinado proyecto, las medidas tomadas en plano no son las que se plasmarán en el terreno al hacer el replanteo.
Podemos definir dos tipos de influencia en la medida de las distancias:
Influencia de la reducción: las medidas tomadas en campo Se trasladan al elipsoide, lo que se conoce con el nombre de reducción.
Influencia de la proyección: se corresponde a la deformación que tiene lugar al pasar las medidas del elipsoide a una superficie plana utilizando cualquiera de los sistemas de proyección. Por ejemplo, en el caso de la proyección UTM, a medida que un lugar se separa del meridiano de tangencia al cilindro, las deformaciones son mayores. En este caso concreto, para paliar este efecto hasta cifras que pueden resultar despreciables a determinadas escalas, La Tierra se ha dividido en 60 husos de 6º en longitud y 8º de latitud.
En cualquier mapa definido en proyección UTM, la medida de distancias está influida por un determinado factor de escala (k), que varía de la situación del punto dentro del mapa.
Por ejemplo:
Distancia geométrica 5.000,000 m.
Distancia reducida (plano horizontal) 4.992,152 m.
Distancia sobre el Elipsoide 4.991,248 m.
Distancia en proyección UTM (en el plano) 4.989,777 m.
Estas diferencias, en función del tipo de proyecto, trabajo, mapa o plano, y sobre todo, en función de la escala de trabajo, a veces son inadmisibles, con lo cual es necesario realizar ciertas correcciones antes de llevar la medida en un mapa o plano al terreno.
Si hablamos de un proyecto de ingeniería, con una dimensión moderada, puede establecerse un sistema de coordenadas local o particular: coordenadas rectangulares planas partiendo de un sistema de coordenadas UTM, con las siguientes condiciones:
Las bases de replanteo no deben estar muy alejadas entre sí, no más de 500 m.. Las deformaciones de la proyección UTM está alrededor de 4 cm. por cada 100 m
El error angular entre bases contiguas debe estar siempre por debajo de la tolerancia (para que la poligonación sea conforme, es decir, que los ángulos se mantengan al pasarlos del terreno al plano).
Debe utilizarse cada base de replanteo dentro de su zona de alcance, sin sobrepasar los 500 m.
Las escalas más frecuentes utilizadas en cartografía en países que emplean el sistema métrico decimal son:
1: 1.000 1: 50.000
1: 2.000 1: 100.000
1: 5.000 1: 200.000
1: 10.000 1: 500.000 1: 25.000 1: 1.000.000
En Gran Bretaña, Estados Unidos y otros países que utilizan el sistema de medida anglosajón, es frecuente encontrar mapas con las siguientes escalas:
1: 31.680 1 pulgada mapa = 0,50 milla terreno 1: 63.360 1 pulgada mapa = 1 milla terreno
La representación de la escala en los mapas puede tomar diversas formas:
Numérica. Definida por una fracción del tipo 1: 25.000 ó 1/25.000, lo que significa que una unidad de medida sobre el mapa representa 25.000 unidades de medida sobre el terreno.
Verbal. Podemos encontrar la relación numérica antes indicada, pero expresada de forma verbal. Ejemplo los mapas editados por el Ordenance Survey británico, “1 pulgada a millón” ó “6 pulgadas a millón”.
Gráfica. Se trata de una línea situada en la carátula o margen del mapa que se encuentra graduada, indicando el valor que cada una de dichas graduaciones tiene sobre el mapa.
6.- ETAPAS DEL PROCESO CARTOGRÁFICO.
Para terminar este tema, vamos a sintetizar en breves palabras cual es el procedimiento general que tiene lugar para llegar a la
representación cartográfica de cualquier mapa.
Recopilación de medidas y datos geográficos.
Elaboración, depuración y tratamiento de dichos datos geográficos.
Corrección de medidas tomadas mediante su referencia al Geoide.
Traslado de medidas del Geoide al Elipsoide de revolución tomado como referencia.
Aplicación de un sistema de proyección para pasar del sistema de coordenadas geográficas tridimensional del Elipsoide al sistema de coordenadas planas de dos dimensiones.
Análisis y estudio de todos los parámetros y variables que intervienen en el diseño gráfico para la representación gráfica de los datos geográficos en función del mapa a elaborar.
Utilización de las técnicas de diseño, reprografía e imprenta para la edición y publicación del mapa.
Es importante resaltar que el único objeto de la cartografía es la elaboración de un mapa, independientemente del tipo de mapa, las técnicas utilizadas para las distintas fases del proceso, la forma de presentación o visualización del mapa, etc.
Sin embargo, resulta excepcional la complejidad y confluencia de conocimientos y tecnologías necesarias para llegar a representar la superficie terrestre en un mapa. Sabiendo que dicha representación es un modelo, con imprecisión, y acota en gran medida la realidad, pues, resulta imposible aún hoy día reflejar en un espacio reducido la gran cantidad de datos que el mundo a escala real proporciona.
7.- PRINCIPALES DIVISIONES DE LA CARTOGRAFÍA.
En la cartografía, actualmente, podemos considerar que se divide en dos grandes bloques, operativamente hablando:
Recopilación y elaboración exhaustiva de datos geográficos y preparación de una gama de mapas (en cualquier tipo de formato existente) utilizados como documentos de base y con fines prácticos y operativos. Son, por ejemplo los mapas topográficos a gran escala, cartas hidrográficas, cartas aeronáuticas, etc. Se caracteriza este tipo de cartografía por:
• Recopilación de datos obtenidos a través de trabajos de campo, utilización de técnicas de la Geodesia, Teledetección, Fotografía aérea, etc.
• Necesidad de grandes inversiones en equipo técnico y humano, por lo que generalmente está llevada a cabo por organismos de tipo estatal.
• Se publican un número elevado de ejemplares, pero de una gama pequeña.
Utilización de la información anterior para la elaboración de una amplia gama, mucho mayor que la anterior, y generalmente a menor escala. Son por ejemplo, todo tipo de mapas temáticos, atlas, mapas de carreteras, etc.. Son características propias de este tipo de cartografía:
• Utilización de la cartografía anterior como elemento base.
• Interesada en la comunicación conceptual al usuario.
• Se interesa por representar relaciones espaciales.
• Gran número de materias tratadas.
• Se publican una amplia gama de variedades de mapas, mucho mayor que en el caso anterior.
RESUMEN TEMA 8
Geodesia, ciencia que tiene por objeto el estudio de la forma, dimensiones y campo gravitatorio de La Tierra.
Las desviaciones de la forma de La Tierra respecto de una esfera son muy importantes para la elaboración de mapas.
Para el desarrollo de la geodesia se determinan sobre la superficie terrestre y de forma muy precisa ciertos puntos denominados vértices geodésicos, y que se encuentran situados sobre una superficie denominada geoide (superficie irregular que considera la variación de la gravedad debidas a la distribución irregular de la masa terrestre y al equilibrio de fuerzas resultante de la interacción de todos los astros del Sistema Solar).
El geoide tiene forma irregular lo que dificulta la determinación de la proyección de los vértices geodésicos. Por ello se acepta como superficie de referencia el elipsoide de revolución ligeramente achatado por los polos que más se ajuste al geoide, es el denominado elipsoide de referencia. Se trata de una superficie arbitraria respecto de la cual se determinan la posición de los vértices geodésicos y la forma del geoide.
El elipsoide de Hayford es el utilizado de referencia de forma internacional desde 1.924. Elipsoide Internacional.
Una vez conocidos datos u observaciones de puntos sobre la superficie terrestre, hay que trasladarlas o referirlos al elipsoide escogido. Esta operación es lo que se conoce con el nombre de reducción, y es el elipsoide la base que se utilizará en la proyección cartográfica para la elaboración de mapas.
El Datum es el punto donde coinciden las verticales al geoide y al elipsoide coinciden, así como las coordenadas astronómicas y geodésicas y sirve de referencia para la determinación del recto de los vértices.
Posteriormente, con las proyecciones cartográficas se transforman las coordenadas geográficas tridimensionales determinadas sobre el elipsoide a coordenadas rectangulares de una superficie plana bidimensional.
Las redes topográficas están constituidas por vértices posicionados entre sí relativamente en el contexto espacial por medio de aparatos topográficos y métodos apropiados. Configuran los sistemas de referenciación para trabajos usuales de ingeniería y para captar información geográfica. Estas redes están encuadradas en la red geodésica regional o nacional.
La red geodésica es una macroestructura formada por una malla de triángulos. De dichos triángulos se conocen todos elementos espaciales y sus vértices son los que denominábamos vértices geodésicos.
Basado en la red geodésica española, el Instituto Geográfico realizó la edición del Mapa Topográfico Nacional a escala 1/50.000, que se comenzó a publicar en el 1.875.
Actualmente, la Red Geodésica Nacional se encuentra integrada por 650 vértices de primer orden (RPO) y unos 12.000 vértices de orden inferior (ROI, son los de segundo y tercer orden), recubriendo, ambas, todo el territorio nacional, enlazando con las redes de Francia, Portugal, Marruecos y ambos archipiélagos.
En la RPO existen 56 estaciones astronómicas, 18 estaciones Doppler y 16 estaciones GPS.
El Instituto Geográfico Nacional ha desarrollado el proyecto de red IBERIA95 para establecer una red de vértices geodésicos con coordenadas referidas al sistema WGS84, que es el sistema empleado por los modernos receptores GPS.
Posteriormente con el proyecto REGENTE se pretende cubrir todo el territorio español con una densa red geodésica tridimensional de alta precisión permitirá:
La adopción del nuevo Sistema de Referencia Terrestre Europeo (ETRS 1989) para todos los trabajos geodésicos.
Obtención de precisos parámetros de transformación ED50- ETRS89 que permitan la adopción de este último sistema para la cartografía nacional.
Cálculo de un geoide centimétrico para transformación de altitudes elipsoidales (GPS) en altitudes sobre el nivel medio del mar.
Navegación GPS de alta precisión sobre la actual cartografía.
Sistema de coordenadas geográficas.
Es el sistema más antiguo de coordenadas.
Basado en la geometría esférica determina la posición de un punto en la superficie terrestre. Cada punto es localizado en la intersección de un meridiano con un paralelo, identificado mediante los ángulos de longitud y latitud.
Los meridianos: son líneas imaginarias que constituyen círculos máximos de la esfera cuyos planos contienen el eje de rotación o eje de los polos, corresponde a las líneas que unen los dos polos alrededor de La Tierra.
El meridiano de Greenwich es el origen de meridianos, (0°) y valores hasta + 180° al Este. Al Oeste hasta - 180°.
Los paralelos: líneas imaginarias constituidas por círculos de la esfera cuyo plano es perpendicular al eje de los polos. El ecuador es el paralelo que divide a La Tierra en dos hemisferios (Norte y Sur), considerado como el paralelo de origen (0°). Norte(+90°) y Sur(-90°).
Longitud, define la distancia angular entre un punto cualquiera de la superficie terrestre y el meridiano de origen.
Latitud, define la distancia angular entre un punto cualquiera de la superficie terrestre y el paralelo de origen.
Son ángulos y se representan en grados, minutos y segundos sexagesimales.
Sistema de coordenadas rectangulares planas.
Definido por dos ejes perpendiculares, uno vertical y otro horizontal. Su intersección es denominada origen.
En este sistema de coordenadas, un punto es representado por dos números: uno correspondiente a la proyección sobre el eje x (horizontal), asociado a la longitud y otro correspondiente a la proyección sobre el eje y (vertical), asociado a la latitud.
Escala del mapa.
Es la razón de proporcionalidad existente entre una dimensión representada en un mapa y su dimensión en la realidad.
En un mapa existe una deformación producida por los sistemas de proyección que obliga a que la escala sea variable de un lugar a otro del mapa.
Escala numérica, es la escala indicada en el mapa. Válida para ciertos puntos o a lo largo de determinadas líneas (automecoicas), en los demás lugares, la escala será mayor o menor que la escala numérica.
Representación de la escala en los mapas:
Numérica. Definida por una fracción.
Verbal. Frase verbal.
Gráfica. Línea graduada.
PROCESO CARTOGRÁFICO.
Recopilación de medidas y datos geográficos.
Elaboración, depuración y tratamiento de datos geográficos.
Corrección de medidas tomadas mediante su referencia al Geoide.
Traslado de medidas del Geoide al Elipsoide de referencia, reducción.
Aplicación de un sistema de proyección para pasar la superficie del elipsoide a una superficie plana.
Expresión gráfica, diseño gráfico para la representación gráfica del mapa..
Técnicas de diseño, reprografía e imprenta para la edición y publicación del mapa.
DIVISIONES DE LA CARTOGRAFÍA.
Recopilación y elaboración exhaustiva de datos geográficos y preparación de mapas como documentos de base (topográficos, cartas aeronáuticas)
Utilización de la información anterior para la elaboración de mapas temáticos, atlas, mapas de carreteras, etc..
