Topografía, Geodesia, Cartografía, GPS, LiDAR, historia, nociones, curiosidades, actualidad...

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El huso horario

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El huso horario está íntimamente ligado con el movimiento de la Tierra alrededor del Sol. Aparentemente, el Sol gira en torno a la Tierra, completando una vuelta cada 24 horas, de manera que cada una de las horas recorre 15º. Por tanto, entre dos meridianos separados 15º habrá una hora de diferencia.

La Tierra quedará dividida en 24 áreas, de 15º cada una que constituirán el huso horario.


Huso horario mundial


Llegados aquí, cabe diferenciar entre dos tipos de horas establecidas: hora local y hora oficial.

Le elipse indicatriz de Tissot. Teoría de deformaciones

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Mediante esta elipse, Tissot, trata de cuantificar matemáticamente todas las deformaciones que se producen a la hora de plasmar nuestra superficie esférica en un plano mediante una de las múltiples proyecciones cartográficas existentes.

Tissot  representó  un  punto  sobre  el  elipsoide mediante  un  círculo  finito  con radio ‘unidad’.



Nuevos apuntes disponibles

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Nuevos y mejores apuntes de topografía, geodesia, cartografía y demás ciencias que engloba nuestra profesión. Quien hubiera podido tener estos apuntes mientras aun estudiaba. Se trata de los temarios de las oposiones al ministerio. Dividido en varios tomos por temario. Un espectáculo.Disfruten de ellos.


  • Tomo A1. Geodesia y Geofísica
  • Tomo A2. Fotogrametría y Teledetección
  • Tomo A3. Topografía y Cartografía
  • Tomo B. Sistemas y tecnologías de la información
  • Tomo C. Organización administrativa
  • Tomo D. Conocimientos avanzados de ciencias de la Tierra
  • Tomo E. Conocimientos avanzados de Cartografía y Geografía

Todo esto disponible para su descarga en:


Muchas gracias





Los Portulanos y Jaume Ferrer de Blanes

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Cuando hablamos de Portulanos, debemos trasladarnos al Siglo XIII hasta Génova, Venecia y Mallorca para encontrar su invención, ya que aquí se centraban los mejores navegantes de la época, pero no cabe duda que los portulanos tomaron una especial importancia con los viajes a América en el siglo XV.

Se trata de mapas que hicieron posible el uso de la brújula en la navegación, así como la necesidad de una cartografía naval algo más seria, de manera que pudiera localizarse los navíos entre puertos.

Tratan de representar las rutas marinas, los detalles litorales y el relieve costero, plasmando los rumbos o las direcciones de la rosa de los vientos a seguir.

Portulano Mediterraneo

Aunque su valor geográfico es limitado, tiene un interés artístico muy alto, pudiendo diferenciar en su estudio los mapas realizados por la distintas escuelas (Venecia, Génova y Mallorca).


Jaume Ferrer de Blanes, se convirtió en uno de los mayores cartógrafos de la época, destacando en la elaboración de los mapas de nuevo mundo, así como el mapa mundo que trataba las divisiones correspondientes entre España y Portugal con respecto al Tratado de Tordesillas.

Emigró a sus trece años a Nápoles, trabajando para el Rey Fernando I, volviendo a Cataluña a sus 35 años a Blanes, de donde toma su nombre.

Jaume Ferrer de Blanes


Destaca por el Mapamundi realizado para dividir el nuevo mundo entre España y Portugal, debido a Tratado de Tordesillas establecido por el Papa, y como era obvio en la época, es uno de los portulanos más importantes.

Portulano Tratado de Tordesillas



Cómo Google Maps llega a los rincones de la Tierra

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Todos ya conocemos el Google Maps, y seguro que también hemos buscados nuestra casa en su visor 3D realizado a partir de fotografías. Es claro que el trabajo que tiene Google es increíble y cada vez nos sorprende más, llegando a los lugares más remotos, brindándonos la oportunidad de ver lugares donde nunca estaremos o simplemente aquellos lugares que nos presenta algún tipo de interés.

Pero, ¿cómo lo hace?. También nos presenta vídeos presentando las técnicas de recogida de esa información. No se lo pierdan.




Google sigue evolucionando su Maps y la verdad que presenta unos atractivos demasiado interesantes como para no perder unos minutos de nuestro tiempo divagando por diversos lugares del mundo.


Conceptos fundamentales Topografía, Geodesia, Cartografía V

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Nuevas definiciones fundamentales para Topografía. Esta vez un poquito más enfocado al Elipsoide y al Geoide, que ya vimos que eran.

ALTURA ELIPSOIDAL
Son aquellas alturas referidas a una superfecie de referencia adoptada (Elipsoide). Cuando hablamos de alturas elipsodales nos ubicamos inmediatamente en las alturas proporcionadas por el Sistema de Posicionamiento Geodesico (GPS), pues son las que este instrumento nos presentará, referidas al elipsoide utilizado.

ALTURA ORTOMÉTRICA
Las alturas existentes, son alturas ortométricas, medidas en relación al nivel medio del mar. Ya sabemos que el nivel medio del mar corresponde a una superficie conocida como Geoide, siendo este una superficie equipotencia. Por tanto, esta altura será medida a través que la linea de la plomada.

Ondulacion geoide con altura elipsoidal y ortométrica

ONDULACIÓN DEL GEOIDE
Distancia de la superficie del elipsoide de referencia al geoide, medida a lo largo de la normal al elipsoide. Normalmente esta ondulación se establece mediante un modelo geoidal, de manera que podamos convertir la coordenda GPS (atura elipsoidal) a alturas respecto al Geoide. 

MODELO GEOIDAL
Se trata de un modelo establecido para la transformación entre alturas. El problema es resuelto mediante el uso de modelos geoidales para poder convertir las alturas entre superficies. Actualmente, para el elipsoide WGS84, se utiliza el Modelo Geoidal mundial EGM2008.

modelo geoidal EGM2008

GRADÍCULA
Este término hace referencia a la cuadrícula plana que representa las líneas de Latitud y Longitud de un Elipsoide. Es conocido por todos, aunque el nombre es algo especial y nunca mencionado.

Gradicula que representa meridianos y paralelos
 

 

¿Qué es una Batimetría?

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Un Batimetría es el levantamiento del relieve de Superficies Subacuáticas, ya estemos hablando del fondo del mar, como cursos de aguas, lagos, embalses, etc. es decir, la cartografía de los fondos, como si se tratara de un terreno seco.

Al igual que en los levantamientos convencionales, se hallará las coordenadas (X, Y, Z), de manera que pueda describirse los fondos y todas aquellas anomalías que en ellos puedan existir. Desde siempre han destacado las cartas de navegación, donde se plasmaban las zonas donde era posible navegar y donde era imposible saberse de otra manera.

batimetría fondo mar

Las mediciones batimétricas, tienen sus orígenes en el pueblo egipcio, quien con el uso de piedras atadas a cuerdas, examinaban la profundidad del fondo y han ido evolucionando hasta la fecha, donde haciendo uso del sistema de posicionamiento global (GPS) y técnicas sónicas utilizadas a la vez, se hallan las coordenadas al instante.

Esta batimetría ha ido evolucionando mucho en Topografía.
Hasta la aparición de GPS, la batimetría se dividía, como todos los trabajos, en la obtención de la planimetría por una parte y la altimetría por la otra, lo que podemos denominar, Topografía clásica.
En ésta, primero, se realizaban una serie de trabajo topográficos para poder representar la línea de costa y en la segunda fase, se realizaba el levantamiento submarino.

Una vez determinadas las bases desde la costa, se hallará el levantamiento batimétrico en dos fases:
  - Determinación de la posición de la embarcación.
  - Determinar la cota submarina o Sondar.
Estos datos, se representarán gráficamente sobre un plano, formando el plano submarino referido a la costa.


En la actualidad, existen muchas maneras de representar el fondo de un terreno cubierto por agua, pero la sincronización entre GPS y las sondas, hace que la precisión aumente y que la capacidad sea mucho mayor.

batimetría sonda

 Además de este tipo de obtención, cabe destacar otros métodos:

Batimetría láser lidar
 - Batimetría fotogramétrica. Limitado a aguas muy poco profundas, donde se obteniene un error muy pequeño.

 - Batimetría por procedimientos fotográficos. Consiste en estudiar la variación del espectro visible, con fotografias en diversas condiciones desde aeroplanos. Se limita a aguas poco profundas también.

 - Batimetría mediante Láser. Se trata de un sonar que funciona con láser, permitiendo determinar profundidades entre 2 y 30 metros, con errores de un 1 metro como máximo.

 - Batimetría mediante Teledetección. Con el uso de ésta, se han determinados resultados bastante satisfactorios en mares poco profundos, haciendo uso de satélites como GEOSAT, LANDSAT MMS, SPOT o RADARSAT.




Artículo 1. Batimetría de lagunas
Artículo 2. Batimetría del Mar menor (Murcia)


Proyección UTM

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UTM responde a las siglas de Universal Transversa de Mercator, aunque también es llamada proyección Gauss-Krüger, debido a los cartógrafos que la idearon.
Esta proyección está basada en una proyección desarrollable, desarrollada haciendo uso de un cilindro tangente al elipsoide. Se denomina transversa debido a que la tangencia no es realizada sobre un paralelo, como se solía hacer (Proyección Mercator), si no sobre uno de los meridianos, siendo ese meridiano la única línea automecoica de dicha proyección.

Proyeccion UTM cilindro tangente meridiano

Su "universalidad" se logra empleando distintos cilindros correspondientes a varios meridianos, separados entre sí 6º, de manera que cada huso de 6º emplea uno distinto.
Como ya dijimos, en cada proyección sólo el meridiano origen de cada uso y el Ecuador aparecen como rectas (perpendiculares entre ellas), no siéndolo los demás paralelos y meridianos. Tampoco son arcos de circunferencia.

Este sistema queda limitado a representar latitudes inferiores a 80º, por lo que los polos no se suelen representar.

Proyección UTM representación
En España hay que utilizar 3 husos distintos para representar la Península y Baleares y otros dos para Canarias.

Sistema de coordenadas

Sistema coordenadas UTMAl desarrollar esta proyección, se obtiene un sistema de coordenadas formado por la proyección del Ecuador, que forma el eje X y la proyección del meridiano tomado como tangencia, que constituirá el eje Y, formando un sistema de coordenadas cartesianas.
El número del huso se tomará a partir del del antemeridiano de Greenwich, en sentido Oeste-Este, de manera que en España obtenemos los husos 27, 28, 29, 30 y 31.
Para las ordenadas se toma como eje una recta paralela al meridiano central, 500 km al Oeste, evitando las coordenadas negativas, mientras que para las abscisas se utiliza el propio Ecuador.



La Luna

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De todos los cuerpos celestes, la Luna, debido a su proximidad ha sido el que más ha llamado la atención humana, por tanto, el que antes ha sido estudiado. Ya en el 640 a. C. Thales de Mileto hacía referencia a ésta, relacionándola con los eclipses solares.

Croquis luna Galileo Galilei
Si buscamos acerca de la topografía de la Luna, encontramos que Galileo Galileo, allá por el 1610, utilizó su tubo óptico para realizar el primer mapa de la superficie lunar, con un diámetro de 7 cm. A partir de aquí, fueron muchos quieres se lanzaron a dicha tarea.

Repasando un poquito la historia,se observa que multitud de grandes matemáticos y astrónomos de su época centraron su atención en dicho cuerpo, como fueron Johannes Höwelcke "Helvelius" (1647), Jean Dominique Cassini (1680), Johan Tobias Mayer (1775) y así un sin fin de artistas que intentaron plasmar sobre un papel la superficie topográficas de la Luna.
Mapa lunar antiguo. Helvelius 1647

Este tipo de mapas fue revolucionado con la aparición de la fotografía, y las interpretaciones astronómicas cambiaron, pues se empezó a trabajar con imágenes en lugar de croquis observados con los medidos de cada momento.

En este punto se concentraron también un montón de obras nuevas, algunas de varias páginas (J. F. Julius Schmidt en 1878), otras componiendo un atlas (William H. Pickering en 1901), hasta que en 1948, la editorial Philip realizó el primer globo de la Luna.

La siguiente revolución la aportó la astronautica, que aporto soluciones nuevas y muchísima cantidad de información en poco tiempo. Mediante satélites artificiales se consiguió orbitar alrededor de ella, fotografiar la cara oculta, en incluso llegar a posarse sobre la superficie en 1966. Con esto se publicaron nuevos mapas, con una escala 1/100.000, basado en dichas fotografías.

¿Y después?
Después llegamos a la luna, o eso nos contaron tal día 20 de julio de 1969, cuando Neil Armstrong y Edwin Aldrin, aterrizaron con el Apollo XI, realizando la exploración directa por primera vez.
Armstrong en la luna 1969

A partir de aquí, multitud de mapas mejorados, gracias a la información obtenida por los satélites artificiales.

Mapa lunar de la cara oculta
Mapa cara oculta de la Luna

Conceptos fundamentales de Topografía, Geodesia y Cartografía IV

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Seguimos adelante con algunos conceptos básicos de Cartografía. Esta vez, muy aplicado a Modelos dígitales del Terreno.


MDE
Un modelo digital de elevaciones se define como una estructura numérica de datos que representa la distribución espacial de la altitud de la superficie del terreno.
z = F (x,y)

Responde a una fórmula matemática, F es la función que relaciona la variable con su localización geográfica, y donde z es la altitud del punto situado en la coordenadas x e y.

Modelo digital de elevaciones o MDE

MDT
La definición del Modelo digital del Terreno es una representación estadística de la superficie continua del terreno, mediante un número elevado de puntos selectos con cordenadas xyz conocidas, en un sistema de coordenadas arbitrario. Puede observarse el uso del término MDT como sinónimo de MDE. 

Modelo digital de terreno o MDT
Sin embargo, los MDT representarán únicamente el terreno del que hablamos, es decir, intentando eliminar en la medida posible, todas aquellas obras realizadas por el hombre, como puedan ser edicicios o puentes.




MDS
Al igual que ocurre con los MDT, los modelos digitales de Superficie, son sinónimos de los MDE. Sin embargo, en este caso, se diferencian de los MDT en que en estos aparecerán representados en el modelo de elevaciones, todo lo que exista en la superficie en el enclave deseado. Así es que, aparecerán los edificios como parte de nuestro modelo final. La deficición es exactamente igual a la del MDE.
 
Modelo digital de Superficie o MDS

VAGUADA
Parte de un territorio en la que reúnen las aguas de la escorrentía, sin formar necesariamente un rio, torrente ni arroyo. Es el concepto opuesto al de divisoria.


DIVISORIA
Será la línea que puede considerarse en un terreno desde la cual las aguas corrientes marcharán en direcciones opuestas. En regiones montañosas, esta línea coincide con la línea de cumbres (también llamada Cumbrera o cresta).
 


Más conceptos fundamentales en:


 

El concepto de escala

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La Escala será la 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.

Todo mapa, sea cual sea su fin, deberá guardar la relación biunívoca entre ambos, de manera que se pueda medir en uno de ellos y conocer la medida exacta en el otro con una simple relación de semejanza, utilizando el factor escala como denominador.

concepto de escala

La escala es representada en forma de razón, donde el numerador indica la distancia del objeto en el plano, mientras el denominador representará la distancia que tiene ese mismo objeto en el terreno. De manera que una escala 1:10, significará que un centímetro en el plano, representará 10 centímetros en la realidad.
Por tanto, para pasar de la distancia en el plano, a la distancia real, simplemente multiplicaremos por la escala, y para la operación contraria, deberemos dividir por la escala utilizada.


Dentro de el concepto de escala, podemos encontrar la escala expresada de maneras diferentes:

- ESCALA GRÁFICA: Las escalas gráficas son las que aparecen construidas en el borde de casi todos los mapas y planos. Pueden ser sencillas y de transversales. Las primeras son las mas utilizadas, haciéndose uso de las segundas cuando se precisa mayor exactitud.


- ESCALA NUMÉRICA: se expresan por una fracción o una división indicada, que para mayor sencillez, se elige siempre con numerador igual a la unidad y denominador un número cualquiera, generalmente números enteros y con una numeración adecuada. E = 1:500; E = 1:1000; E = 1:2000; etc.

Conceptos fundamentales Topografía, Geodesia y Cartografía III

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latitud y longitudLONGITUD: Es el ángulo formado por el meridiano que pasa por el punto elegido y un meridiano que se toma como origen. Actualmente, se tiende al empleo generalizado del meridiano de Greenwich como meridiano origen, que pasa por el observatorio situado en el pueblo con el mismo nombre, al este de Londres. Antiguamente, cada nación tenía su meridiano origen (en España, el meridiano de Madrid).

LATITUD: Es el ángulo que forma la vertical del punto con el Ecuador. Se mide mediante al arco de meridiano que pase por el punto comprendide entre éste y la más próxima intersección con el Ecuador. Si el punto se encuentra entre el Ecuador y el Norte, la latitud será Norte; mientras que si se da el caso contrario, la latitud será Sur.

latitud y longitud en la tierra

RUMBO: Se trata del ángulo horizontal medido a partir de un meridiano de referencia, en este caso el norte magnético. El ángulo se mide en el sentido de las agujas del reloj, al igual que los acimutes. Es utilizado por la brújulas y se hace uso de él en navegación marítima, debido a que la precisión de debía ser muy grande.

DECLINACIÓN SOLAR: Es el ángulo formado por la linea que une los centros de la Tierra y el Sol y su proyección sobre el ecuador.
orto y ocaso
ORTO: Lugar por donde aparece un astro en el horizonte.
OCASO: Lugar por donde se oculta un astro en el Horizonte
   Ambas direcciones son invariables para cada lugar, siendo determinadas por la latitud del lugar donde nos situemos. Los puntos donde más estrellas son visibles son los del Ecuador.


Conceptos fundamentales Topografía, Geodesia o Cartografía II

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Curvas de Nivel TopografíaCURVAS DE NIVEL: (también conocidas como isohipsas) es una simplificación de la representación del terreno donde todos los puntos de una misma cota son unidos mediante un curva continua. Se trata de la solución correspondiente al corte del terreno mediante planos equidistantes, resultando una representacion mediante curvas o isohipsas. Todos los puntos correpondientes a una determinada cota, estarán dispuestos en la misma curva, estableciendo el valor de la cota a representar, como un múltiplo de un número establecido, separándose las curvas mediante la equidistancia. Cabe destacar que las curvas sucesivas nunca se cortarán. Fueron utilizadas por primera vez por el holandés N. Cruquius en 1728 para representar los fondos del estuario del río Merwede.

Equidistancia curvas de nivelEQUIDISTANCIA: Distancia entre los plano a que corresponden las curvas de nivel y que se ha indicado que es constante. La equidistancia utilizada suele ser un número múltiplo o divisor de 10, y su elección se realiza en funcion de la escala del mapa, y si es posible, teniendo en cuenta la naturaleza del terreno.


ACIMUT: Es el ángulo horizontal medido en el sentido de las agujas del reloj que forman una semirrecta en dirección a un punto con un meridiano de referencia, donde se considera el Norte en la mayoría de los casos.
Acimut topográficoSí hablamos de Topografía, este acimut podrá variar entre 0º y 400º grados, donde se completará una vuelta completa.


CENIT: Punto superior en una vertical

NADIR: Punto inferior en un vertical


DATUM: Conjunto de parámetros que definen un sistema de coordenadas concreto y un conjunto de puntos, cuyas relaciones geométricas son conocidas por medio de medidas o cálculos. Cada datum estará compuesto por:
- Un elipsoide.
- Un punto fundamental donde el elipsoide y el Geoide son tangentes, del que se conoce la longitud, latitud y acimut del mismo.
En este punto, coinciden las coordenadas astronómicas y geodésicas, así como la vertical del lugar y la normal al elipsoide.

Datum

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Conceptos fundamentales Topografía, Geodesia o Cartografía

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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.