Apuntes de Topografía, Geodesia, Cartografía, Urbanismo, GPS, artículos LiDAR.

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Se puede definir LiDAR (Light Detection And Ranging) como una tecnología que permite medir la distancia entre un sensor y un objeto mediante el empleo de ondas electromagnéticas. Este sensor será considerado activo ya que será el propio láser quien emita las ondas.

Hace ya más de 3 décadas, los aparatos topográficos comenzaron a utilizar ondas electromagnéticas para medir la distancia, donde a partir de un rayo laser y un prisma que reflejaba el rayo, se hallaba la distancia en función de la velocidad de la luz y el número de longitudes de ondas. Así se fundamenta al LiDAR.

El escáner de láser, emite impulsos de alta frecuencia y recoge las reflexiones que se producen en los elementos, permitiendo mediante estas observaciones el cálculo posterior de las coordenadas tridimensionales. Además de medir la distancia que existe entre el escáner emisor y el punto del terreno donde se ha reflejado, se deberá medir la posición y orientación del punto de vista, de manera que se pueda determinar las coordenadas tridimensionales únicas de cada punto de la superficie.


Por eso, todo sistema ALS, irá dotado con un sistema de posicionamiento global (GPS) y un sistema de navegación inercial (IMU) (De esto se hablará más adelante).

Los datos obtenidos serán directamente las coordenadas tridimensionales de los puntos reflejados por el terreno, permitiendo al operador trabajar directamente a partir de los ellos y formar modelos digitales del terreno o de superficie.

Desde aproximadamente el siglo VI a. C. se comenzó a especular acerca de la esfericidad del planeta Tierra, encontrando que Thales de Mileto fue el primero que dibujó una esfera geográfica. Hasta entonces, se consideraba plana, pero la navegación sobre todo en pueblos como los fenicios y griegos, acompañada de una gran cantidad de filósofos y matemáticos hizo que se realizarán las primeras menciones acerca de que la superficie terrestre en realidad fuera una esfera.

Está creencia fue plasmada sobre la realidad cuando Juan Sebastian el Cano y Fernando Magallanes, consiguieron dar la vuelta a la Tierra navegando.

Sin embargo, la Tierra no es una esfera perfecta, aunque para una representación óptima de ésta, se utilice una esfera (elipsoide en concreto), pues se trata de una superficie regular, pudiendo ser descrita mediante fórmulas matemáticas (importante a la hora de proyectar la superficie en un mapa).

La realidad es que la Tierra no responde a ninguna fórmula matemática, pues es una superficie irregular. El planeta Tierra es en realidad más parecido a un esferoide.


La forma real o teórica de la Tierra será el geoide. El geoide es la superficie de nivel de altitud cero, que coincide con la superficie media de los océanos en equilibrio prolongada por debajo de los continentes.

Hablando de una manera más coloquial, la Tierra tiene forma de patata irregular, debido a las fuerzas de la gravedad y los diferentes accidentes geográficos.

Video forma aproximada de la forma real de la Tierra. El geoide.

El último modelo de forma de la Tierra ha sido obtenido por el satélite GOCE de la Agencia espacial Europea, el cual ha sorprendido debido a la irregularidad que presenta el geoide y las importantes diferencias de gravedad en diversos puntos del planeta.

Existirá una serie de conceptos fundamentales encuadrados en las disciplinas tanto de la Topografía como de la Geodesia o Cartografía, pues es muy difícil diferenciar cuando termina una y empieza otra, debido al solapamiento que existe entre todas ellas.


MAPA: Se trata de una representación gráfica del aspecto y forma de la Tierra, un país, una región o una ciudad. Se define como un conjunto de dibujos, signos y palabras escritas, que se considera un esquema de la realidad que existe sobre el propio terreno.



PLANO: Se trata de un tipo de mapa que trata de la representación de una superficie donde no se considerará la esfericidad terrestre como un condicionante, por lo que trata de superficies con una extensión limitada. Debido a esto, se puede decir que un plano representará una parte de la superficie lo suficientemente pequeña como para que pueda considerarse libre de error al prescindir de la esfericidad de la Tierra.


CROQUIS: Será una representación de la realidad (en este caso hablamos de una porción de terreno) realizada mediante la observación directa, a mano alzada y que no obedece a ningún acuerdo establecido, no debiendo guardar, una proporción próxima a la exactitud con la realidad que representa.


ACIMUT: Será uno de los conceptos claves de la Topografía y con el que nadie está familiarizado en su vida cotidiana. Se trata del ángulo horizontal que forman una determinada dirección marcada por dos puntos (Punto de estación y punto visado) y otra dirección tomada como referencia. Esta dirección de referencia será el norte.


PROYECCIÓN: Será la correspondencia biunívoca entre puntos representados en el plano y su homólogos en la superficie terrestre, y que ha de conservar la forma hasta un cierto punto, pudiendo conservarse las distancias, los ángulos o las superficies.Por esto último, pueden diferenciarse varios tipos de proyecciones.


ESCALA: Relación de semejanza constante que existe entre cualquier magnitud medida en un mapa y su homólogo en el terreno, cualquiera que sea la dirección que se tome en un mismo mapa.

La Geodesia será la ciencia que se ocupe de describir la forma y la superficie de la superficie terrestre.
En este caso la extensión de terreno a representar no tendrá ninguna limitación como sí existía cuando hablábamos de Topografía.

Para que pueda ser posible representar una superficie de una extensión tan amplia, prácticamente global, será imprescindible la consideración de factores como la determinación del campo gravitatorio externo de la tierra y la superficie del fondo oceánico. Estas mediciones determinarán lo que conocemos por Geoide.


Debido a la irregularidad de esta superficie, la Geodesia se apoyará en las matemáticas para hallar una superficie regular que se adapte lo más posible al geoide, y que pueda conseguir esa relación biunívoca entre superficie real y mapa. Para ello, hará uso de una serie de referencias, que llamará puntos geodésicos, los cuales serán la parte más importante para una buena transformación de la superficie curva de la Tierra a la superficie plana del mapa.


La Geodesia no es una ciencia aislada, sino que se encuentra encuadrada dentro de un gran conjunto de ciencias cartográficas, como ya comentamos con la Topografía. Sin embargo, podemos decir que será la madre de todas, pues las sucesivas encuadradas en este conjunto se apoyarán sobre ella.