Introducción al Uso de Herramientas y Métodos Geoespaciales
Dr. Ángel Leyva Ovalle
M.C. Rubén Hernández S
Módulo 2: Cartografía y Geodesia
Cartografía
La CARTOGRAFÍA se encarga de realizar y estudiar los mapas en todos sus aspectos.
MAPA
Representación geométrica plana, simplificada y convencional de la superficie terrestre dentro de una relación de similitud que se denomina escala. Un mapa es un modelo gráfico de la superficie terrestre donde se representan localizaciones espaciales, sus atributos y sus relaciones topológicas.
NO CONFUNDIR MAPA Y PLANO
MAPA: Tiene en cuenta la esfericidad terrestre.
CRÓQUIS: No tiene en cuenta la esfericidad terrestre.
Cartografía
MAPA
Uno de los mapas más famosos de la época clásica fue trazado por el geógrafo griego Eratóstenes hacia el año 200 A.C.
Este mapa fue el primero en el que aparecieron líneas paralelas transversales para señalar los puntos con la misma latitud.
Cartografía
En 1522 Fernando de Magallanes y Juan Sebastián Elcano, lograrón circunnavegar el planeta, por tal motivo se hicieron necesarios puntos de referencia para atravesar las grandes extensiones de mares y océanos, a fin de llegar a puertos distantes sin perderse en el trayecto.
¿Qué instrumento se usó?...
Cartografía
Los puntos de referencia que se consideran son los cardinales, que representan las cuatro direcciones principales de la Tierra:
Cartografía
Aparte de éstos, se encuentran el cenit y nadir, extremos superior e inferior, respectivamente, de una línea imaginaria que atraviesa la superficie del planeta en cualquier lugar, pasando siempre por el centro, para indicar la posición de las estrellas en alguna parte del firmamento, principalmente la del Sol.
Cartografía
Clasificación de los mapas por su función
La clasificación más sencilla de los mapas consiste en separar la cartografía topográfica o general (si se trata de escalas pequeñas) y la cartografía temática.
Cartografía
Mapas de referencia general o topográficos: muestran la ubicación de los distintos aspectos de una región.
Cartografía
Mapas de referencia general o topográficos vs Mapas batimétricos
Cartografía
Mapas temáticos: son aquellos diseñados para mostrar características o conceptos particulares, con un propósito particular. En el uso convencional de los mapas, este término excluye los mapas topográficos.
Cartografía
Mapas temáticos: son aquellos diseñados para mostrar características o conceptos particulares, con un propósito particular. En el uso convencional de los mapas, este término excluye los mapas topográficos.
Cartografía
Mapas temáticos: son aquellos diseñados para mostrar características o conceptos particulares, con un propósito particular. En el uso convencional de los mapas, este término excluye los mapas topográficos.
Cartografía
A la hora de representar la Superficie Terrestre aparecen varios problemas:
1. Las dimensiones de la zona a representar son muy extensas SOLUCIÓN ESCALA
2. La Superficie que queremos representar no es plana SOLUCIÓN PROYECCIÓN
Clasificación de los mapas por su escala
Se refieren al tamaño relativo con el cual son representados los objetos y no a la reducción involucrada.
Cartografía
Como interpretar una escala.
1:1,000 El elemento está representado 1000 veces menor que lo que es en realidad.
1:100 El elemento esta representado 100 veces menor.
1:1 El elemento está representado en tamaño real.
Escalas mas empleadas en mapas
1:10,000 1:50,000 1: 250,000
Clasificación de los mapas por su escala
Se refieren al tamaño relativo con el cual son representados los objetos y no a la reducción involucrada.
Cartografía
1. De Escala Pequeña
Se utiliza cuando un mapa muestra un área muy grande del terreno, como por ejemplo el mapa de la República Mexicana. p.e. 1:500,000 o 1:1,000,000
Clasificación de los mapas por su escala
Cartografía
2. De Escala Grande
Se utiliza cuando se representa un área pequeña de terreno, como por ejemplo una superficie de 1 km2. 1:50,000 1:25,000 1:10,000
Clasificación de los mapas por su escala
Se refieren al tamaño relativo con el cual son representados los objetos y no a la reducción involucrada.
Actividad
Plano Urbano CDMX
INEGI - Carta Urbana
Ciudad de México - Planificación de metro (Escala 1:10,000)
Estación Pino Suárez ←→ Estación Isabel la Católica
Datos de Medición:
Distancia medida en el mapa: 18 mm
Escala del plano urbano: 1:10,000
¿Cuál es la distancia real en metros? : ____________________
Y si la escala del plano fuera 1:30,000 ¿Cuál sería la distancia medida en el mapa? ________________
Actividad
Ubicación: Zona Metropolitana de Guadalajara
Diseño de corredor logístico industrial
Carta Topográfica Guadalajara
INEGI
Datos de medición:
Parque Industrial ←→ Aeropuerto Internacional
Distancia medida en el mapa: 52 mm
Escala 1:50,000
¿Cuál es la distancia real en kilómetros? : ____________________
Límite de percepción visual
Cartografía
SISTEMA DE COORDENADAS
Es un conjunto de valores que permiten definir de manera única e irrepetible la posición de cualquier punto en un espacio.
Todo mapa que se precie de serlo está referido a por lo menos un sistema de coordenadas universal.
Existen varios tipos de sistemas de coordenadas, El más común es el Sistema de Coordenadas Geográficas: paralelos y meridianos, los cuales forman una retícula que envuelve a la Tierra para poder ubicar y localizar cualquier punto en su superficie.
El principal punto de referencia para el establecimiento de las coordenadas geográficas es el eje terrestre, o sea, la línea sobre la que gira el planeta al efectuar su movimiento de rotación cuyos extremos se denominan polos.
Cartografía
SISTEMA DE COORDENADAS
Paralelos: El más importante es el Ecuador, divide al planeta en dos partes iguales llamadas hemisferio norte y hemisferio sur. Los más importantes además del Ecuador son: el círculo polar ártico, el círculo polar antártico, el Trópico de Cáncer y el Trópico de Capricornio.
La latitud mide el ángulo entre cualquier punto y el Ecuador sobre un meridiano. La latitud se mide desde los 0° hasta los 90° partiendo desde el Ecuador, en dirección Norte o Sur.
Cartografía
SISTEMA DE COORDENADAS
Meridianos: Por convención internacional se ha determinado que el meridiano que atraviesa la ciudad de Greenwich en el Reino Unido, tenga el valor de cero grados.
La longitud mide el ángulo entre cualquier punto y el meridiano de origen sobre el paralelo.
La longitud se mide desde los 0° hasta los 180° en dirección Este (hemisferio oriental) u Oeste (hemisferio occidental) tomando como punto de partida el Meridiano de Greenwich.
Cartografía
SISTEMA DE COORDENADAS
Usos horarios
Los meridianos se emplean también para determinar las horas del día, dividiendo la esfera terrestre en 24 franjas denominadas husos horarios, cada una mide 15 de longitud.
¿Cómo funcionan?
Cartografía
SISTEMA DE COORDENADAS
Usos horarios
Módulo 2: Geodesia
La información georreferenciada tiene una localización en el espacio terrestre.
El Problema
Un SIG implementa los elementos necesarios para manejar la información geográfica de forma rigurosa, algo fundamental al estudiar la distribución de población o analizar rutas que cubren grandes extensiones.
La necesidad del Sistema
Si medimos un dato (ej. temperatura), necesitamos un sistema de medición conocido para darle valor. Del mismo modo, si asociamos ese dato a una posición, debemos establecer un sistema para interpretar las coordenadas con exactitud.
La Ciencia de la Forma Terrestre (Geodesia)
¿Por Qué la Curvatura de la Tierra No se Puede Ignorar?
La Geodesia es la ciencia encargada de proveer el marco teórico para localizar puntos sobre la superficie terrestre, respondiendo al objetivo básico de estudiar la forma de la Tierra
La Necesidad en SIG.
El estudio geodésico surge porque la Tierra no es plana, y cuando el territorio a estudiar es extenso (como cuencas o regiones), la curvatura no puede ignorarse
La Ciencia de la Forma Terrestre (Geodesia)
La forma real de la Tierra es irregular y enormemente compleja. Si se desea determinar o etiquetar la situación de cualquier objeto se hace necesario utilizar un modelo de la forma de la Tierra. Como todo modelo, se trata de una simplificación del objeto real que va a ser útil para ser usado como base del establecimiento de un sistema de referencia espacial.
Geoide: significa “forma de la tierra”
(palabra introducida por Listing en 1873)ç
El geoide es la superficie equipotencial del campo gravitatorio coincidente, de forma aproximada, con el nivel medio de los océanos. Dicha coincidencia no es exacta debido a factores como: corrientes marinas, vientos dominantes y variaciones de salinidad y de la temperatura del agua del mar, etc.
Representación gráfica del geoide (Fuente: Misión GRACE (NASA)).
Elipsoide
Modelo
La figura geométrica más simple que se ajusta a la forma de la Tierra es un elipsoide biaxial, una figura tridimensional generada por rotación de una elipse sobre su eje más corto. Este eje coincide aproximadamente con el eje de rotación de la Tierra.
Elipsoide
Elipsoide
DATUM
Para realizar los cálculos geodésicos, se elige un punto fundamental (DATUM), en el que la normal al geoide coincide con la normal al elipsoide. En este punto las dos superficies son tangentes. En cualquier otro punto, la normal al geoide y al elipsoide forman un ángulo denominado desviación relativa de la vertical.
DATUM
Se denomina SISTEMA DE REFERENCIA a un conjunto de parámetros cuyos valores, una vez definidos, permiten la referenciación precisa de localizaciones en el espacio.
A este conjunto de parámetros también se le suele llamar DATUM GEODÉSICO; el término aislado “datum” se refiere a un punto concreto, localizado sobre la superficie terrestre y que, es determinado mediante observaciones astronómicas, sirve de origen al sistema de coordenadas que se utilice; este punto se denomina “punto fundamental” o “punto astronómico fundamental”.
Los sistemas de referencia geodésicos definen la forma y dimensión de la Tierra, así como el origen y orientación de los sistemas de coordenadas.
DATUM
En resumen, el Datum es un modelo matemático basado en un elipsoide, que permite representar un punto de la mejor forma posible en un mapa con sus valores de coordenadas.
Es el origen para un sistema de coordenadas de referencia.
Existen numerosos datum; los más utilizados por el INEGI son:
PROYECCIÓN CARTOGRÁFICA
La PROYECCIÓN se refiere a la representación de la superficie terrestre sobre una superficie plana; ello por medio de la transformación de coordenadas tridimensionales a coordenadas bidimensionales.
PROYECCIÓN CARTOGRÁFICA
COORDENADAS UTM
PROYECCIÓN CARTOGRÁFICA
COORDENADAS UTM
PROYECCIÓN CARTOGRÁFICA
CCL (Cónica Conforme de Lambert)
Las proyecciones cónicas se producen al envolver un cono sobre la superficie de la Tierra y proyectar los puntos sobre él.
El eje del cono coincide con el eje de los Polos, y el contacto de cono y esfera se produce a lo largo de un paralelo llamado estándar (también puede ser secante obteniendo dos paralelos estándar).
PROYECCIÓN CARTOGRÁFICA
CCL (Cónica Conforme de Lambert)
Los planos en que cortan a la Tierra se conocen como paralelos tipo, base o estándar.
Los paralelos tipo base o estándar para la República Mexicana son los comprendidos entre los 17.5° y 29.5° de latitud norte.
PROYECCIÓN CARTOGRÁFICA
COORDENADAS GEOGRÁFICAS Y UTM
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE
Propósito
Propósito del mapa
La zona
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE
Escala
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE
Relieve
El relieve: tercera dimensión representada por curvas de nivel.
Una curva de nivel es el lugar geométrico de los puntos que se encuentran a la misma altitud.
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE
Relieve
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE
Norte Magnético
El norte en un mapa es fundamental porque proporciona un punto de referencia para la orientación, permitiendo al usuario entender la disposición del espacio geográfico y navegar de forma precisa. Aunque la posición del norte arriba es una convención histórica y cultural de Occidente, establecer un punto de referencia como el norte permite alinear el mapa con el mundo real y es la base para que las herramientas de navegación como las brújulas y los sistemas GPS funcionen correctamente
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE
Localización
G13
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE
Localización
El globo se divide en coordenadas UTM para identificar zonas con letras y números en franjas de 4° de latitud por 6° de longitud.
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE
Localización
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE
Rasgos Hidrográficos
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE
ELEMENTOS DE UN MAPA BASE