Cartografia y GPS

DIPLOMA EPU SERVICIOS DE PREVENCIN, EXTINCIN DE INCENDIOS Y SALVAMENTO. MDULO II: FUNDAMENTOS TERICOS Y TCNICOS.

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TEMA 7. CARTOGRAFA Y ORIENTACIN

1. CARTOGRAGRA Y ORIENTACIN. Inmaculada March Leuba

1. INTRODUCCIN Y UN POCO DE HISTORIA

La cartografa es la ciencia que se ocupa de la representacin de la Tierra a travs de mapas. Para ello, la cartografa se apoya en otras ciencias afines:

Geodesia: estudia la forma de la tierra y sus dimensiones.

Topografa: es la ciencia que representa sobre un mapa todos los detalles y formas del terreno.

Toponimia: estudia el origen y significado de los nombres propios de lugar.

Para la elaboracin de un mapa son necesarios una serie de datos con el fin de obtener una correcta precisin en la representacin del terreno:

Un elipsoide determinado y un datum (clculo matemtico de la forma de la Tierra).

Un sistema de proyeccin.

Un sistema de coordenadas.

Unas tcnicas topogrficas de representacin.

En este tema se abordar el conocimiento de estos conceptos con el fin de proceder a una correcta lectura de los mapas topogrficos, as como comprender el manejo de los Sistemas de Informacin Geogrfica y el GPS.

La necesidad de la representacin cartogrfica de la Tierra y del conocimiento de la forma y las dimensiones de nuestro planeta arranca desde tiempos histricos, puesto que para el desplazamiento a travs de la navegacin eran necesarias tcnicas de medicin geodsicas. Aunque los antiguos griegos, entre ellos el filsofo y matemtico Pitgoras (540 a.C.) y los seguidores de Aristteles (384-322 a.C.), crean que la Tierra era esfrica y haban especulado acerca de su circunferencia, fue Eratstenes, bibliotecario de Alejandra quien, en el siglo III a.C., realiz una medida directa de la misma, basndose en un correcto principio de astronoma. Observ que en Assuan (Egipto), localidad prxima al trpico de Cncer (23 23 N) y en el solsticio de verano (21 de junio), los rayos de sol a medioda iluminaban directamente el fondo de un profundo pozo vertical. Esto significaba que el sol estaba en su cenit y sus rayos eran perpendiculares a la superficie terrestre en aquella longitud. Sin embargo, en Alejandra, en la misma fecha y hora, los rayos de sol incidan con un ngulo de 7 12 (1/50 de arco de circunferencia) con respecto a la vertical.

Conociendo la distancia entre Alejandra y Assuan, aproximadamente 5.000 estadios, obtuvo que la circunferencia de la Tierra meda 250.000 estadios al conocer que la distancia equivala a 1/50 de arco de la circunferencia de la Tierra. Como un estadio equivale a 185 m, el clculo de Eratstenes de la circunferencia de la Tierra equivale a 46.250 km. Obviamente, su clculo no era exacto, puesto que el real es de aproximadamente 40.000 km, pero demostr la esfericidad de la Tierra as como la posibilidad de conocer sus dimensiones.


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Ptolomeo, en el siglo II, elabor el primer Atlas (27 mapas) con cierto rigor cientfico, estableciendo los sistemas de coordenadas basados en paralelos y meridianos. Como meridiano 0, adopt el meridiano de la isla de Hierro.

A partir de la Edad Moderna, los conocimientos sobre el geoide y su representacin cartogrfica avanzan rpidamente, en el siglo XVII se descubre el achatamiento de la tierra en los polos, corroborndose que la Tierra no era una esfera perfecta, sino un elipsoide; este descubrimiento lo realiz Richer en 1671 en un viaje a la Guayana francesa, donde observ que el pndulo que empleaban como reloj se desplazaba a menor velocidad en zonas ecuatoriales que en Pars; ello es debido a que la gravedad es menor por su mayor distancia al ncleo terrestre. Es en esta poca cuando se empieza a emplear el meridiano de Greenwich como meridiano 0 de referencia, aunque no es hasta 1894 cuando se establece de forma generalizada.

Es ms tarde, cuando evolucionan las tcnicas de medicin, cuando se comprueba que la tierra no es un elipsoide uniforme, sino un geoide irregular por la diferente accin de la gravedad sobre los distintos materiales geolgicos (la gravedad ejerce mayor fuerza en el agua que en la roca, por ejemplo). Por ello, en la cartografa debe emplearse un elipsoide de referencia y un datum concretos para realizar las mediciones de distancias de forma correcta.

En Europa empleamos el elipsoide de Hayford desde 1909, donde se recoge el achatamiento de la tierra en los polos producido por el equilibrio entre la fuerza centrfuga y las de gravedad y rotacin. En Estados Unidos se emplea el elipsoide de Clarke, de 1866.

El datum empleado en Europa, concebido como la tierra con la forma del nivel del mar en los ocanos extendido de manera imaginaria tierra adentro clculo matemtico de la forma de la tierra en una determinada zona-, es el Datum Europeo, existiendo el de 1950 (ED1950) y el de 1979 (ED 1979). Normalmente la cartografa espaola emplea el datum ED 1950. Este dato es importante para calibrar correctamente nuestro GPS y volcar los datos en una cartografa digital.

En el siglo XX, con el desarrollo de la foto area y los sistemas de restitucin fotogramtrica, y ms recientemente con la imagen satlite, la cartografa ha alcanzado su mxima precisin, pudindose representar la Tierra con todo detalle y sin desvirtuar la forma ni el tamao real.

La forma de la Tierra

El geoide: debido a la fuerza de la gravedad, la Tierra no tiene forma regular.

El elipsoide de revolucin: es la adaptacin geomtrica a la forma de la Tierra.

Elipsoide internacional de Hayford (1924)

La Tierra es elptica. Est ligeramente

achatada en los polos


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El paso entre el mapa topogrfico y la ortoimagen imagen satlite restituida para no deformar la superficie terrestre-, y el manejo de la cartografa a travs de los Sistemas de Informacin Geogrfica y el GPS en cualquier tipo de mbito navegacin, conduccin, ocio en montaa, etc-, ha revolucionado la cartografa, generalizando su utilizacin en muchos aspectos de la vida civil, lo que hace necesario tener unos conocimientos bsicos de interpretacin de la cartografa y sus principios para poder manejar estas nuevas herramientas que nos ofrece la tecnologa.

En el mbito que nos ocupa, el mundo de las emergencias, la lectura y manejo de mapas topogrficos y temticos sobre los distintos riesgos, el uso del GPS y de los Sistemas de Informacin Geogrfica, se convierte en una herramienta imprescindibles para una correcta gestin y resolucin de las distintas emergencias, tanto del mbito de la toma de decisiones desde los Centros de Coordinacin de Emergencias, como en los Puestos de Mando Avanzados, prximos al lugar donde se producen las emergencias.

Las escalas de trabajo ms habituales en emergencias son la escala E 1:50.000 y la E 1:25.000. Estas escalas estn editadas a nivel nacional por el Servicio Geogrfico del Ejrcito (E 1:50.000) y por el Instituto Geogrfico nacional (E 1:25.000). Por ser las ms empleadas, en los ejemplos y muestras de clculos nos referiremos esencialmente a estas dos escalas; no obstante, los ejemplos pueden extrapolarse a otras escalas publicadas en el mbito de cada comunidad autnoma, como la E 1:10.000 o mayores, empleadas a nivel local.

En este tema se aborda el conocimiento bsico de la cartografa desde un punto de vista eminentemente prctico, con el objeto de obtener una base para el empleo del mapa topogrfico y la orientacin con brjula.

2. LOS SISTEMAS DE PROYECCIN CARTOGRFICA

Uno de los mayores problemas con que nos enfrentamos a la hora de confeccionar una cartografa es que debemos representar una esfera en una superficie plana. para ello, es

necesario descomponer esa esfera en porciones transformables en planos como si fuera un objeto desplegable- mediante los sistemas de proyeccin cartogrfica, que consisten bsicamente en realizar una proyeccin de la esfera como si pusiramos una luz en su interior y se reflejara en una pared. Sea cual sea el sistema de proyeccin, cuanto mayor es la superficie proyectada en la pared, mayor ser la deformacin de ese objeto.

No hay un sistema de proyeccin exacto, pero s pueden llegar a respetar las caractersticas

Strahler (1984)


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del territorio de forma muy aproximada.

La cartografa topogrfica busca realizar una proyeccin que sea:

Conforme: que respete los ngulos reales.

Equivalente: que conserve las superficies como las reales.

Equidistante: que conserve las distancias.

Estas caractersticas son respetadas en la proyeccin UTM (Universal Traverse Mercator o Proyeccin Universal Transversal de Mercator), empleada en los mapas topogrficos oficiales espaoles y de la mayor parte de pases. Este sistema de proyeccin proyecta la esfera terrestre en un cilindro perpendicular al eje de la tierra y secante a lo largo de dos meridianos distantes 6 entre s, dando lugar a los denominados husos.

La proyeccin Universal Transversal de Mercator divide el globo terrestre en 60 husos de 6 de longitud, que a su vez se dividen en bandas de 8 de latitud (los bordes de los husos se corresponden con meridianos secantes al cilindro de proyeccin- y paralelos al norte y sur), dando como resultado zonas designadas por el nmero del huso y la letra de la banda. Por ejemplo, la Comunidad Valenciana se encuentra entre los husos 30 y 31 y en las bandas S y T. A su vez, las bandas se subdividen en cuadrados de 100 Km de lado. Retomaremos este tema ms adelante, cuando tratemos los sistemas de coordenadas.

Para facilitar el solape de la cartografa, en los husos se representa siempre grado adicional al Este y al Oeste, que se superpone al huso contiguo.

Proyeccin Universal Transversalde Mercator

60 husos de 6 long.

Paralelo 84 N

Paralelo 80 S

La proyeccin conserva formas, distancias y reas


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La proyeccin UTM deforma extremadamente la superficie terrestre en los polos, por lo que su uso queda limitado hasta los paralelos 84 Norte y 80 Sur. Entre estas zonas y los polos (latitud 90), el sistema de proyeccin empleado es la proyeccin estereogrfica polar (UPS).

3. LOCALIZACIN: CLCULO DE COORDENADAS

Los sistemas de coordenadas son la manera de expresar la ubicacin de un punto de la superficie terrestre. Para ello, utilizan dos magnitudes: la distancia de ese punto hasta un eje horizontal o de abcisas (x) y la distancia hasta otro eje vertical o de ordenadas (y).

El sistema ms prctico para el uso en el terreno es el UTM, puesto que se expresa en metros y puede calcularse con facilidad utilizando la regla, un escalmetro o un coordinatmetro (escalmetro doble para medir coordenadas de una determinada escala); adems, este sistema nos proporciona datos sobre las distancias recorridas o a recorrer. No obstante, y aunque no sea el sistema prctico para los medios terrestres, debemos conocer el sistema de coordenadas geogrficas puesto que, al ser el empleado para la navegacin, es el que utilizan los medios areos.

Hay que tener en cuenta que cuando proporcionamos coordenadas de un punto, realmente lo que estamos proporcionando son los datos de un rea, que ser ms grande o ms pequea en funcin del grado de precisin de la escala con la que trabajamos.

3.1 COORDENADAS GEOGRFICAS

Este sistema de coordenadas, el ms antiguo (establecido por los griegos), abarca toda la superficie terrestre. Se trata de una malla de lneas destinada a georreferenciar puntos de la superficie del globo, partiendo de los dos puntos en que intersecciona el eje de rotacin de la Tierra con la superficie de la misma, esto es, los dos polos, norte y sur. Esta malla divide el globo terrestre en 360 meridianos que no son paralelos entre s porque se estrechan hacia el norte y hacia el sur, 90 paralelos al norte del ecuador y 90 paralelos al sur del ecuador. Al medir distancias sobre el globo terrestre, en realidad lo que se miden son ngulos proyectados desde el centro de la Tierra; por eso se expresa en el sistema sexagesimal, es decir, en grados, minutos y segundos.


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Caractersticas de las coordenadas geogrficas:

Meridianos: lneas en direccin norte-sur, son arcos de 180 cuya mxima separacin se encuentra en el ecuador, convergiendo hacia los polos.

Paralelos: son crculos obtenidos por la interseccin del globo terrqueo con planos paralelos al ecuador. Son paralelos entre s, su direccin es este-oeste y cortan a los meridianos en ngulo recto excepto en los polos.

Las coordenadas geogrficas expresan la distancia al norte o sur del ecuador (paralelo 0) y la distancia al este o al oeste del meridiano de Greenwich (meridiano 0).

Por lo tanto, su expresin ser:

39 23 35 N 1 8 57 W

La primera coordenada indica la latitud y la segunda la longitud.

Los mapas topogrficos reflejan tanto las coordenadas geogrficas como las UTM. A la hora de medir las coordenadas geogrficas hay que tener la precaucin de no tomar como referencia la parrilla UTM, puesto que sta no es paralela a la red de meridianos y paralelos. Los bordes del mapa estn alineados con meridianos (bordes laterales) y paralelos (bordes superior e inferior). Por tanto, las coordenadas geogrficas hay que medirlas paralelas al borde del mapa, preferiblemente con la ayuda de una escuadra o un cartabn o, al menos, teniendo este dato en cuenta.

3.1.1. Clculo de coordenadas geogrficas en el mapa E 1:50.000

El mapa topogrfico 1:50.000 del Servicio Cartogrfico del Ejrcito no est diseado para un clculo rpido de las coordenadas geogrficas, puesto que est elaborado para el desplazamiento por tierra. Sin embargo, debemos conocer el sistema para calcular las coordenadas geogrficas por si tenemos que proporcionarlas a un medio areo.

Dado que todos los sistemas de coordenadas miden distancias, lo ms fcil es transformar las distancias medidas en ngulos por distancias en metros.

Latitud:

Para ello, es interesante saber que 1 de latitud equivale a 1852 m (una milla nutica). Esto equivale a su vez con 37 cm del mapa 1:50.000, por lo que la latitud la calcularemos sabiendo que cada 37 cm cambiamos 1 norte o sur de posicin. Como el


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mapa lleva indicadas las coordenadas geogrficas en el borde lateral, es aconsejable que marquemos con un lpiz esta distancia (1=37 cm) para poder obtener rpidamente la latitud.

Los segundos se calcularn sabiendo que 1=31 m (poco ms de medio milmetro del mapa E 1:50.000). Dada la poca precisin con que podemos calcular distancias a esta escala, nos limitaremos a calcular cada 10 (310 m), por lo que 10=6 mm.

Longitud:

La medida en metros de la longitud vara bastante a medida que nos desplazamos hacia el norte, puesto que los meridianos se estrechan hasta unirse en el polo norte. Esto quiere decir que la medida de 1 de longitud vara sensiblemente entre la provincia de Alicante y la de Castelln, e incluso con distancias bastante menores.

Por eso es recomendable medir exactamente la equivalencia en metros de 1 para cada zona de trabajo.

Procedimiento: se mide la distancia en centmetros entre las marcas de minutos de longitud del borde horizontal del mapa. Ejemplo: entre la marca de 55 y 1 0 hay 143 cm. Como entre 55 y 1 0 hay 5, dividimos 143 cm entre 5; el resultado es 29 cm que equivalen a 1450 m. Podemos marcar el borde horizontal del mapa cada 29 cm para calcular rpidamente la longitud.

Los segundos se calcularn como en el caso de la latitud:

10 de longitud=5 mm que equivalen a 250 m en el terreno.

En resumen, para obtener las coordenadas geogrficas de un punto en el mapa 1:50.000 marcaremos en el borde del mapa el valor de 1 y calcularemos los segundos de 10 en 10.

Latitud: 1 = 3,7 cm = 1852 m // 10 = 6 mm = 310 m Longitud: hay que calcularla para cada latitud.

Ejemplo a 39 N de latitud: 1 = 2,9 cm = 1450 m // 10 = 5 mm = 250 m // Siempre leeremos primero la latitud (borde lateral, de abajo hacia arriba) y

luego la longitud (borde superior o inferior, de izquierda a derecha al este del meridiano de Greenwich y de derecha a izquierda al oeste del mismo; en definitiva, hacia donde aumente la numeracin).

3.1.2. Clculo de coordenadas geogrficas en el mapa E 1:25.000

A diferencia del mapa 1:50.000, el mapa topogrfico 1:25.000 del Instituto Geogrfico Nacional tiene referenciadas en su borde externo las coordenadas geogrficas para su clculo rpido, en el que se refleja cada minuto de la latitud y de longitud, y a su vez vienen subdivididos en 6 divisiones de 10. A esta escala podremos precisar los segundos de 10 en 10 con un margen de error aceptable.

3.2. COORDENADAS UTM

Las coordenadas UTM (resultantes de la proyeccin Universal Transversal de Mercator), al igual que las geogrficas, nos proporcionan la distancia al ecuador y a un


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meridiano, con la diferencia de que en vez de proporcionarnos el dato de un ngulo (en grados sexagesimales), nos los proporciona en metros, puesto que en este caso la malla de lneas de referencia o grid es una red de rectas que se cortan perpendicularmente sobre el mapa . El meridiano de referencia no es el meridiano 0 de Greenwich, sino el meridiano central del huso en que nos encontremos, y para no dar valores negativos cuando estamos al oeste de ese meridiano, se le da el valor de 500.000 m cuando estamos al oeste del meridiano central el valor ser menor de 500.000 m, y mayor cuando nos encontremos al este).

Al igual que con las coordenadas geogrficas, la precisin con que calculemos las coordenadas UTM depender de la escala de trabajo. Hay que recordar que estamos calculando las coordenadas de un rea, en concreto un cuadrado, no de un punto, y el tamao de ese cuadrado depender de la resolucin con que podamos medir la coordenada.

Como sabemos, la Proyeccin Transversal de Mercator divide el globo terrestre en 60 husos de 6 de longitud. Los husos se numeran del 1 al 60, iniciando el 1 en el paralelo 180 (como con los husos horarios) y aumentando la numeracin hacia el Este. Cada huso se divide en 20 bandas de 8 de latitud designadas por una letra de la A a la Z, reservando las letras A, B, Y, Z para la zona polar y la I y la O no se emplean porque pueden confundirse con nmeros. Los bordes de los husos se corresponden con meridianos y paralelos, dando como resultado zonas designadas por el nmero del huso y la letra de la banda. Espaa est incluida en los husos 28 (Islas Canarias), 29 (Galicia), 30 (Centro y Este de Espaa) y 31 (lmite oriental de la Pennsula y Baleares). A su vez, las bandas se subdividen en rectngulos de 100 Km de lado, aunque estn en desuso y ya no se emplean como referencia, por lo que aqu no vamos a tenerlos en cuenta. En las zonas costeras de Castelln y norte de Alicante hay que tener mucha precaucin e indicar siempre el huso del que se mide la coordenada, pues puede dar lugar a errores. La red UTM se traduce en los mapas topogrficos en una malla de 1000 m de lado, sobre la que realizamos las mediciones de las coordenadas.

Al contrario que con las coordenadas geogrficas, primero proporcionaremos la distancia al este (desde 500 Km al oeste del meridiano central del huso) y luego al norte (distancia al Ecuador), expresadas en metros.


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3.2.1. Clculo de coordenadas UTM en el mapa topogrfico

Calcularemos las coordenadas con una aproximacin de 1 m (esto significa que damos las coordenadas de un cuadrado de 1 m de lado), con el siguiente procedimiento:

Se anotan el huso y la banda, por ejemplo 30S. Estos datos se localizan en la parte

posterior del mapa. Se anota el nmero que aparece en el borde horizontal del mapa (coordenada X) ms

prximo a la izquierda del punto a determinar (por ejemplo 595). Se mide la distancia en el plano a la recta vertical izquierda del punto y se calcula la

distancia real.

Esto se calcula con una sencilla regla de tres, teniendo en cuenta la medidda de la cuadrcula UTM segn la escala con la que estemos trabajando y que esta medida se corresponde con 1000 m en el terreno, por lo que, haciendo el clculo sobre la escala 1:50.000, donde 2 cm equivalen a 1000 m en el terreno:

1 cm______500 m

18 cm_____ X

X = 18 x 500 = 900 m.

La coordenada es 595900 metros Este. Se repite la operacin para el nmero que aparece en el borde vertical del mapa

(coordenada Y) ms prximo por debajo del punto a determinar (por ejemplo 4362). Se mide la distancia en el plano a la recta horizontal inferior al punto y se transforma en distancia real:

1 cm______500 m

13 cm_____Y

Y = 13 x 500 = 650 metros.

La coordenada resultante es 4362650 metros Norte (distancia al ecuador)

La coordenada resultante: 30S 595,900 4362,650

Para el clculo de coordenadas puede emplearse un coordinatmetro, que debe estar diseado especialmente para esta escala en un papel de acetato, o un escalmetro. En este caso las coordenadas, en lugar de proporcionar cuadrados de 1 m, proporcionarn cuadrados de 100 m para la escala 1:50.000: 30S 595,9 4362,6.

A continuacin se repite el ejemplo anterior calculando en un mapa 1:25.000: Huso: por ejemplo 30. Banda: los mapas 1:25.000 no indican la banda. Si nos encontramos entre 32 y 40,

estaremos en la banda S; al norte de 40 estaremos en la banda T. Se anota el nmero que aparece en el borde horizontal del mapa (coordenada X) ms

prximo a la izquierda del punto a determinar (por ejemplo 595). Se mide la distancia en el plano a la recta vertical izquierda del punto y se calcula la

distancia real.


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Esto se calcula con una sencilla regla de tres, teniendo en cuenta que la cuadrcula UTM mide 4 cm de lado en la escala 1:25.000, que se corresponden con 1000 metros del terreno:

1 cm ------- 250 m

36 cm ----- X

X = 36 x 250 = 900 metros La coordenada es 595900 metros Este. Se repite la operacin para el nmero que aparece en el borde vertical del mapa

(coordenada Y) ms prximo por debajo del punto a determinar (por ejemplo 4362). Se mide la distancia en el plano a la recta horizontal inferior al punto y se transforma en distancia real:

1 cm ------ 250 m

26 cm ---- Y

Y = 26 x 250 = 650 metros.

La coordenada resultante es 4362650 metros Norte (distancia al ecuador)

La coordenada resultante: 30S 595,900 4362,650

Para el clculo de coordenadas puede emplearse un coordinatmetro, que debe estar diseado especialmente para esta escala en un papel de acetato, o un escalmetro. En este caso las coordenadas, en lugar de proporcionar cuadrados de 1 m, proporcionarn cuadrados de 10 m: 30S 595,90 4362,65

3.2.2. Clculo de coordenadas UTM con GPS

El GPS, por su precisin, nos proporciona las coordenadas UTM con 1 m de aproximacin, por lo que las coordenadas del punto calculado anteriormente se expresaran:

30S 595900 4362650

El clculo de coordenadas con GPS se desarrollar con mayor precisin en el tema dedicado al manejo del GPS.

4. LECTURA DE MAPAS

Las caractersticas de los mapas topogrficos se resumen en el siguiente cuadro:


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4.1. MEDIR DISTANCIAS EN EL MAPA (LA ESCALA) Y EN EL TERRENO

4.1.1. LA ESCALA. MEDIR DISTANCIAS EN EL MAPA

La escala de los mapas puede ser numrica y grfica. En el primer caso se expresa simplemente mediante nmeros del tipo 1:50.000 (un centmetro del mapa equivale a 50.000 centmetros -500 metros- en el terreno) 1:25.000 (un centmetro en este caso equivale a 250 metros en el terreno). La escala grfica es la expresin grfica de la correspondencia entre el mapa y la distancia real; es muy interesante reflejar la escala grfica en los mapas, puesto que al realizar posibles ampliaciones o reducciones la escala grfica sigue representando las equivalencias reales.

Para medir distancias en el mapa, basta con medir con una regla y multiplicar por la equivalencia en metros reales de 1 centmetro del mapa, o bien trasladar la medida a la escala grfica. En este caso estaremos midiendo la llamada distancia horizontal o reducida. En la figura adjunta se muestra cmo calcular la distancia geomtrica aplicando el teorema de Pitgoras- y su diferencia con la distancia real, esto es, teniendo en cuenta todos los accidentes del terreno; este ltimo caso slo es posible medirlo directamente sobre el terreno.

Representan el relieve (3 dimensiones) en un plano (2 dimensiones) a travs de curvas de nivel. Son mapas a gran escala Informacin que proporcionan:

Tipo de relieve Corrientes o presencia de agua Lmites administrativos Poblamiento Infraestructuras: carreteras, lneas elctricas Usos del suelo: tipos de cultivos, Toponimia Coordenadas geogrficas y UTM Escala

Los mapas topogrficos


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Datos tiles: La cuadrcula

UTM se compone de cuadrados de 1000 m de lado.

A E 1:50.000 1 cm=500 m y a E 1:25.000 1 cm=250 m

1 de latitud=1852 m (1 milla nutica)

1 de longitud a 40 de latitud=1410 m; a 39 de latitud=1450 m

4.1.2. MEDICIN DE DISTANCIAS EN EL TERRENO

4.1.2.1. Talonamiento

Es importante saber evaluar la distancia que una persona recorre caminando, para casos de prdidas, tener que rodear obstculos que nos hagan desviarnos de la ruta, malas condiciones de visibilidad, etc. Para ello, cada persona debe haber calculado previamente la distancia que recorre con su paso.

La tcnica ms corriente es la conocida como talonamiento: cada persona debe contar cuntos pasos camina para recorrer 100 m, contando cada paso como doble, esto es, cada vez que apoya el pie derecho o el izquierdo. La marcha para realizar este clculo debe ser una marcha sin prisa, y siempre es mejor repetir la operacin para asegurarnos.

En general, para un adulto de estatura media se puede estimar el paso (doble) en unos 75 cm para terreno llano.

4.1.2.2. Medir media/larga distancia

Es recomendable practicar en lugar abierto el clculo de las distancias apreciadas a simple vista a puntos de referencia que se comprobarn en el mapa con el fin de corregir nuestros errores.

Medicin de distancias

A-B = (A-C)2 + (B-C)2


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4.2. CLCULO DE REAS

En ocasiones puede ser interesante tener un mtodo rpido para calcular una superficie sobre el mapa.

Para ello, puede resultarnos til saber que cada cuadrado de la cuadrcula UTM tiene una superficie de 100 hectreas.

Para medir la superficie en el mapa, basta con contar el nmero de cuadrados completos de la cuadrcula UTM que entran en la superficie a medir, y sumarle el nmero de cuadrados incompletos divididos por dos. Multiplicaremos el resultado por 100 y nos dar el nmero de hectreas aproximado (hay que tener en cuenta que ste es un mtodo con un margen de error importante, pero bastante orientativo).

Si podemos dividir cada uno de esos cuadrados en cuatro (cada uno tendra una superficie de 25 Has) y contamos stos, el resultado ser mucho ms fiable. Esto es, cuanto menor sea la unidad de superficie que utilicemos mayor porcentaje de fiabilidad.

Hay que tener en cuenta que estamos midiendo el rea en una superficie plana, no se tiene en cuenta el relieve, si se trata de un terreno agreste, la superficie ser significativamente mayor.

4.3. INTERPRETACIN DE CURVAS DE NIVEL. CLCULO DE LA COTA Y DE PENDIENTES

4.3.1. INTERPRETACIN DE LA REPRESENTACIN DEL RELIEVE: CURVAS DE NIVEL

Los mapas topogrficos se caracterizan porque representan las tres dimensiones en un plano, por lo que el relieve se representa mediante las curvas de nivel, informando grficamente de todos los detalles referentes a la altitud del terreno.

Medicin de superficies

Mtodo de formas geomtricas:Se transforma el rea en formas geomtricas y se calcula el rea de las mismas:

Rectngulos y cuadrados: base x alturaTringulo: base x altura / 2

Mtodo de la red de cuadrados:N cuadradros completos +( N incompletos /2)


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Curvas de nivel:

Curvas maestras:

Estn marcadas en el mapa con un trazo ms grueso.

Entre dos curvas maestras tendremos cuatro normales.

Generalmente se usan para designar la cota cada 50 m. (con equidistancia de 10 m.) o cada 100 m. (con equidistancias de 20 m)

Cuando observamos un mapa topogrfico por primera vez, puede parecernos una maraa de lneas marrones serpenteando por el papel. Los accidentes geogrficos modelados por la naturaleza dan lugar a formas muy diversas en las curvas de nivel y es necesaria cierta prctica en su observacin para una correcta interpretacin del relieve.

Las formas del relive ms comunes son los entrantes y salientes que, compuestos, dan lugar a las formas complejas:

Curvas de nivelSon isolneas que unen puntos con la misma cota

Cota: altitud de un punto sobre el nivel

del mar

Las curvas de nivel son: Equidistantes: hay la misma diferencia de cota entre dos curvas contiguas.

Son lneas cerradas:no se bifurcan ni se cortan (salvo acantilados, cuevas,..)


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Entrante: un entrante tiene su parte ms deprimida en el centro, por lo que las curva de nivel de mayor cota envuelven a las de menor cota. Su forma es cncava.

Saliente: las curvas de menor cota envuelven a las de mayor cota, esto es, una forma convexa.

Cima: unin de dos salientes.

Depresin o cubeta: unin de dos entrantes.

Collado: unin de dos entrantes y dos salientes, representa un punto de depresin con relacin a las elevaciones circundantes. En la mayora de los casos, los collados son el paso natural de comunicacin entre los valles a travs de las montaas.

4.3.2. CLCULO DE LA COTA

La cota de un punto, o su altitud, se calcula por interpolacin de los datos de altitud ms prximos a ese punto, esto es, las curvas de nivel que lo envuelven. Conociendo la equidistancia entre las curvas y midiendo la distancia en el mapa de la curva de menor altitud a nuestro punto, as como la distancia entre las dos curvas de nivel (medida perpendicularmente a stas y lo ms prximo a nuestro punto), calcularemos la cota por una simple regla de tres.

Recordar que siempre se sumar el resultado a la cota de menor altitud. Para comprobar que no hemos cometido este error, verificaremos que el resultado nunca es mayor o menor que el valor de las curvas de nivel tomadas como referencia.

EJEMPLO DEL CLCULO DE LA COTA

10

1004 cm

1 cm

650

640

Formas del terreno-Representacin grfica

Terreno llano__ Terreno llano__ Curvas de nivel distantes entre s.

Terreno ondulado__Terreno ondulado__ Elevaciones y depresiones considerables, pero acceso fcil. Las curvas de nivel ondulan como el terreno.

Terreno montaoso__Terreno montaoso__ Elevaciones y depresiones importantes, acceso ms complicado. Curvas de nivel bastante juntas.

Terreno escarpado__ Terreno escarpado__ Grandes elevaciones y depresiones, laderas abruptas, a veces inaccesibles. Curvas de nivel muy juntas.


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Las curvas de nivel ms prximas a nuestro punto son la de 650 y la de 640 m

1 cm ______10 m

04 cm_____ x

x = (04 cm x 10 m) / 1 cm = 4 m

Cota de x = 640 + 4 = 644 m

4.3.3. CLCULO DE PENDIENTES

Conocer la inclinacin de las pendientes es importante de cara a la seguridad para transitar por una zona.

Calcular la pendiente de una ladera se hace mediante una sencilla frmula:

% de pendiente = (desnivel / distancia horizontal) x 100

Generalmente transformaremos las unidades en metros. En el grfico siguiente se muestra un ejemplo de clculo de pendiente; en l, tanto la distancia como la pendiente se han calculado en metros. Al tratarse de una escala 1:10.000 (1 cm = 100 metros), 21 milmetros en el mapa se convierten en 210 metros en la distancia en el terreno. El desnivel entre los puntos A y B del ejemplo es de 50 metros.

Pendiente

Clculo:

P% = (H/D) x 100P = pendienteH = desnivel

D = distancia horizontal

H=50m y D=210m

P=(50/210)x100=238%E 1:10.000


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5. ORIENTACIN

5.1. ORIENTACIN CON EL MAPA

Todas las tcnicas de orientacin tienen como objeto que siempre se conozca la posicin y dnde dirigirse.

5.1.1. Orientacin del mapa

El primer paso para orientar nuestro mapa es conocer con exactitud nuestra localizacin y definir el punto en nuestro mapa, a base de tomar referencias fcilmente reconocibles, es decir, referencias lineales (confluencia de ros o caminos), o un elemento de fcil reconocimiento en el mapa (cima de una montaa, depsito de agua,..).

Superado este paso, el mapa se orientar con el terreno haciendo coincidir una visual en el terreno con la del mapa. Para ello se buscarn elementos del paisaje fcilmente reconocibles (cimas, .) en el terreno y, colocando el mapa entre ese elemento (referencia en el terreno) y nosotros (punto de estacin conocido en el mapa y en el terreno), tenemos que ver una lnea recta entre el elemento real y su representacin grfica en el mapa. Esta operacin se repetir con una segunda referencia para asegurarnos de que no hemos cometido errores.

De esta forma el mapa queda orientado con el terreno. No debe importarnos que los smbolos o palabras que hay en el mapa queden ladeados o incluso del revs; debemos guiarnos por la disposicin de los accidentes geogrficos del terreno.

Si se tienen suficientes conocimientos tcnicos y experiencia para orientar el mapa sobre el terreno, la brjula apenas es necesaria, salvo condiciones de mala visibilidad o terrenos especialmente adversos. El mapa, por s solo, permite averiguar la direccin y los rumbos que debemos seguir para llegar a nuestro objetivo.

Es importante mantener la orientacin del mapa siempre que nos desplacemos para conocer en todo momento nuestra posicin y conocer las distancias reales y en el mapa a los puntos que usamos como referencia.


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5.1.2. Determinacin de nuestra posicin: triangulacin

En muchas ocasiones no sabremos localizar a simple vista nuestra posicin en el mapa porque desconocemos el terreno y el nombre de la partida o zona en la que nos encontramos (de todas formas, nunca hay que fiarse de la toponimia de la cartografa si es a escala menos detallada que la 1:10.000, puesto que puede haber errores o abarcar un rea demasiado grande).

Para poder localizar nuestra posicin, se orientar el mapa en base a dos visuales establecidas entre dos puntos fcilmente reconocibles en el mapa o en el terreno. Normalmente, las referencias lineales son muy tiles (caminos, tendidos elctricos,), pero en zonas poco habitadas estas referencias puede ser que no existan y entonces deberemos recurrir a los accidentes topogrficos que nos rodean (cima con forma caracterstica o que resalte, ros o barrancos,.).

Para establecer la visual con el accidente topogrfico pasando por su representacin en el mapa, podemos emplear un palo o extender el brazo en esa direccin. Con la prctica realizaremos esta operacin a simple vista. Nosotros sabremos que estamos en la prolongacin de esa lnea imaginaria. Una vez realizada la operacin con el segundo accidente geogrfico (que estar aproximadamente a 90 del primero), sabremos que nos encontramos aproximadamente donde convergen las dos lneas. En caso de duda comprobar realizando una tercera visual.

Orientacin del mapaDesconocido el punto de estacin

Para orientar el mapa: alinearemos al menos 2 referencias del terreno con el mapa (mejor 3), identificndolas en ste. TRIANGULACIN


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5.2. ORIENTACIN CON BRJULA Y MAPA

5.2.1. LA BRJULA

5.2.1.1. Partes de la brjula

Para el uso conjunto de brjula y mapa, es recomendable adquirir una brjula con la placa base transparente, muy cmoda porque permite alinear las lneas de meridiano y orientar el mapa. Tambin existen brjulas con placa base transparente pero con alidada (visor para tomar rumbos) y espejo que facilitan la lectura de rumbos en el terreno, tambin cmodas para trabajar con mapas.

5.2.1.2. Mantenimiento

La brjula no necesita un cuidado especial. Solamente hay que procurar que no quede expuesta al sol ni a fuentes energticas que produzcan interferencias. Si aparece una burbuja pequea no tiene importancia (aparecen y desaparecen por cambios de presin y temperatura),

LA BRJULA

Aguja magnti-

ca

Limbo mvil graduado (360)

Lneas de meridiano

Lupa

Regla o escala

Placa de base

transpa-rente

Flecha de direccin

Precaucin con los campos electromagnticos y elementos metlicos durante el manejo de la brjula


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sin embargo, debe observarse si la burbuja aumenta, en cuyo caso es probable que el lquido amortiguador se est perdiendo por algn poro.

5.2.1.3. Uso de la brjula

Es fundamental recordar los siguientes puntos: A la aguja imantada le afecta cualquier campo electromagntico y elementos

metlicos (radio, herramientas, pilas, linterna, telfono mvil). Al utilizar la brjula junto con el mapa, no hacerlo sobre el cap del coche o

sobre una mesa con base metlica. La brjula debe utilizarse lo ms horizontal posible para obtener mayor

precisin.

Marcar un rumbo:

Se hace coincidir el rumbo dado con la flecha de direccin de la brjula.

Con la brjula en la palma de la mano y a la altura de la cintura, se gira todo el cuerpo hasta hacer coincidir la aguja imantada con el norte del limbo y las marcaciones del norte (lneas paralelas del limbo).

La direccin del rumbo estar determinada por la flecha de direccin.

Medir un rumbo:

Con la brjula en la palma de la mano, apuntar con la flecha de direccin hacia el punto de referencia. Manteniendo inmvil la brjula, mover slo el limbo graduado hasta que el norte del limbo y las marcaciones del norte coincidan con el norte de la aguja.

En la flecha de direccin aparecer el rumbo resultante.

Para seguir un rumbo, una vez determinado, se elige un punto visible del terreno en esa direccin para llegar hasta l sin utilizar la brjula. Una vez all, se vuelve a calcular el rumbo al punto de destino. Esta operacin se repite cuantas veces sea necesario hasta alcanzar el lugar.

5.2.2. EL MAPA Y LA BRJULA

5.2.2.1. Conceptos bsicos Norte geogrfico o verdadero (Ng): es el norte del mapa. Coincide con el punto de

interseccin del eje de rotacin terrestre con la superficie de la Tierra. Norte magntico (Nm): es el norte que seala la brjula. Norte de cuadrcula o norte de convergencia (Nc): es el norte de la red UTM. Si

nos fijamos, las cuadrculas de la red UTM estn giradas respecto al norte de los mapas topogrficos.


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Declinacin magntica: ngulo entre el norte geogrfico o verdadero y el norte magntico. Vara con el tiempo y el lugar; en Espaa no supera los 5.

Declinacin de red UTM: ngulo entre el norte de convergencia y el norte geogrfico.

Cuando nos desplazamos por el terreno o tomamos una direccin para dirigirnos a un sitio, esta direccin necesariamente se basa en una referencia, y lo que realmente estamos midiendo es el ngulo entre esa referencia y hacia donde nosotros queremos ir. Ese ngulo recibe distintos nombres segn la referencia que empleamos:

En el terreno, y para evitar transformaciones de un ngulo a otro, trabajaremos siempre con el norte magntico, esto es, el mapa deber orientarse al norte magntico. Esto se consigue poniendo el borde lateral de la brjula a lo largo del borde lateral del mapa asegurando que la flecha de direccin y la aguja imantada (sealando el norte) coincidan moviendo mapa y brjula a la vez. Si mantenemos el mapa en esta posicin, ste queda orientado al norte magntico y los rumbos medidos en el terreno sern los mismos que midamos en el mapa con la brjula.

No obstante, y cuando trabajemos respecto al norte de convergencia (el ms cmodo para trabajar con el mapa, puesto que la cuadrcula UTM nos sirve de referencia para calcular distancias y mantener la orientacin del mapa), debemos saber que hay una desviacin respecto al rumbo medido con la brjula (debido a la declinacin magntica y

La direccin

Rumbo (r): ngulo de direccin respecto del Nm.

Acimut (a): ngulo de direccin medido respecto del Ng.

Orientacin (o): ngulo medido sobre un mapa entre la direccin y el Nc.Los ngulos se miden en sentido de las agujas del reloj


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el ngulo de convergencia). En Espaa el ngulo de desviacin es menor a 5, por lo que podemos despreciarlo para el uso general en montaa, puesto que las distancias entre puntos donde se realizan mediciones no son grandes y nos apoyamos en referencias visuales. Adems, las imprecisiones propias del manejo de la brjula, el mapa y la toma de datos son a veces mayores. En casos especiales de largas distancias sin referencias el error s puede ser importante.

Es importante saber calcular la declinacin magntica y tener claros estos conceptos para casos donde se requiera precisin en las mediciones. Los datos para calcular los ngulos se encuentran en los mapas topogrficos. Dado que la declinacin magntica vara anualmente, hay que calcularla para cada mapa y ao.

En este tema hablaremos de orientacin cuando midamos sobre el mapa (tomando como referencia la cuadrcula UTM) y de rumbo cuando midamos la direccin con la brjula.

5.2.2.2. Uso de la brjula y mapa

Es fundamental recordar las recomendaciones para un buen uso de la brjula, descritas en el apartado dedicado a la brjula.

Medicin de la orientacin en el mapa y traslado a un rumbo en el terreno:

Utilizado para seguir un rumbo medido en el mapa o para identificar puntos del terreno contenidos en el mapa. Medir el ngulo entre el norte UTM o de convergencia y la lnea de

direccin. Para ello, se coloca el canto inferior izquierdo sobre el punto de origen A y se alinea el borde izquierdo de la brjula con la lnea imaginaria que une los puntos A (origen) y B (destino); se gira el limbo mvil hasta que la flecha de direccin y las lneas paralelas del limbo sealen al norte de convergencia (paralelas a la red UTM). El anillo graduado del limbo indica la orientacin en la flecha de direccin.


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Para trasladar el rumbo al terreno, slo hay que colocar la brjula en la palma de la mano, lo ms plana posible, y girar el cuerpo hasta que la aguja imantada coincida con la flecha de direccin del limbo mvil. Cuando la brjula no dispone de alidada, es necesario utilizar un cordn o palito que sirva como punto de mira improvisado.

Un consejo: para planificar una ruta, interesa calcular el rumbo a un punto situado a un lado del destino; esto se denomina rumbo indirecto. De esta forma, como las mediciones siempre tienen imprecisiones, sabremos que al llegar a la altura de nuestro destino, ste se encuentra con toda seguridad a nuestra derecha (si la desviacin la hemos realizado hacia la izquierda) o a nuestra izquierda (si hemos realizado la desviacin hacia la derecha).

Determinacin de un rumbo en el terreno y su traslado al mapa:

Mtodo utilizado para tomar referencias del terreno y determinar nuestra ubicacin sobre el mapa o para identificar un punto del paisaje. Se trata de la operacin inversa. Primero se mide el rumbo en el terreno:

desde el punto de origen A, apuntar con la flecha de direccin al punto de destino B. Girar el limbo mvil hasta que la flecha de direccin de ste coincida con la flecha imantada. El anillo graduado del limbo seala ahora el ngulo de direccin en la flecha de direccin de la brjula.

Para trasladarlo al mapa, colocar el canto inferior izquierdo sobre el punto de origen A, se gira la base de la brjula tomando como vrtice de giro A (sin mover el limbo) hasta que las lneas de marcacin del norte queden paralelas a las de la cuadrcula UTM (la aguja imantada no importa ahora). El canto de la brjula nos est proporcionando la lnea que pasa por A y B. Esta operacin puede realizarse con el transportador de ngulos, tomando como referencia la red UTM.

Determinacin de nuestra posicin: triangulacin Debe realizarse la operacin anterior a partir de dos tres puntos de

referencia reconocibles en el terreno y en el mapa. Es importante que entre ellos el ngulo sea lo ms cercano a 90. El proceso se hace punto por punto, midiendo el rumbo de uno de ellos (A) y trasladndolo al mapa, luego el siguiente (B) y para terminar el tercero (C).

Para trasladarlo al mapa, esta vez se colocar el canto derecho o izquierdo superior de la brjula en el punto de referencia y se proceder como en el punto anterior. Una vez trasladados los tres puntos, la interseccin entre las lneas nos dar nuestra posicin. Lo ms normal es que las lneas no se intersecten perfectamente y lo que definamos sea una pequea zona, en la que sabremos que nos encontramos y donde podremos definir nuestra posicin exacta a partir de referencias del relieve. Esta operacin puede realizarse con el transportador de ngulos, tomando como referencia la red UTM.


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BIBLIOGRAFA

Blandford, Percy W. (1984): Manual de orientacin, Ed. Martnez Roca.

Garca Gmez, Eusebio (2000): Orientacin. Desde el mapa y la brjula hasta el GPS y las carreras de orientacin, Ediciones Desnivel.

Murcia Aguilera, Mximo (2002): Orientacin avanzada para alpinistas y profesionales, Manuales Desnivel, Ediciones Desnivel.

Sobel, Dava(1997): La longitud, Edicions 62, llibres a labast.

Strahler, Arthur N. (1984): Geografa fsica, Ediciones Omega.


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2. SISTEMAS DE INFORMACIN GEOGRFICA Pilar Carmona Gonzlez

Jos Miguel Ruiz Prez

1. INTRODUCCION

Debido a la rpida expansin de la informtica en todos los terrenos profesionales, la Cartografa y las tcnicas de produccin cartogrfica han experimentado un salto cualitativo de enorme transcendencia en su evolucin. En una o dos dcadas, los tradicionales mapas de papel que durante ms de veinte siglos han servido para representar la organizacin de las sociedades y la distribucin geogrfica de los fenmenos naturales de la tierra, han sido superados por la gran riqueza de detalles y la cantidad de datos geogrficos que pueden ser almacenados en un Sistema de Informacin Geogrfica (Comas & Ruiz, 1993).

2. QU SON Y CMO APARECEN LOS SISTEMAS DE INFORMACIN GEOGRFICA EN LA CARTOGRAFA?

Un Sistema de Informacin geogrfica es un conjunto de programas y aplicaciones informticas que permiten la gestin de datos georreferenciados espacialmente y que pueden ser reflejados o visualizados en mapas. La demanda de datos geogrficos no es un tema reservado exclusivamente a los investigadores en Ciencias de la Tierra. Los profesionales que se dedican a la planificacin territorial, las agencias de catastros y las administraciones territoriales necesitan informacin muy precisa acerca de la disposicin espacial de ciertos fenmenos, como por ejemplo la distribucin de la poblacin, los flujos migratorios, el crecimiento urbano etc. Tambin los organismos de Proteccin Civil necesitan conocer bien la ubicacin y distribucin geogrfica de vas de comunicacin y sus caractersticas, la localizacin de ncleos de poblacin, de masas forestales, distribucin de tendidos elctricos, conducciones de gas o agua, etc. Toda esta informacin se registra y maneja como un dato espacial o geogrfico y por lo tanto est referida y se representa habitualmente en un mapa (Burrough & McDonnell, 2000).

En Norteamrica, a finales de la dcada de los 1970, se produjo un considerable desarrollo en la realizacin de mapas mediante computadoras u ordenadores. Entre la dcada de 1970 y la de 1980 tambin se desarrollaron estas tcnicas en Suiza, Noruega, Dinamarca, Francia, Holanda, Reino Unido, Alemania y Australia. La utilizacin de las computadoras en la confeccin de cartografa se produjo de forma paralela al desarrollo de la investigacin en otros campos profesionales con diferentes propsitos y orientaciones. Entre ellos cabe citar:

La informatizacin de los catastros.

La edicin digital de mapas topogrficos.

Estadstica espacial.

Fotogrametra.

Planificacin rural y urbana.

Teledeteccin (fotografas areas e imgenes de satlite).

Este esfuerzo multidisciplinar que inicialmente fue realizado por separado desde diversas instituciones, empresas privadas y centros de investigacin, estaba en realidad muy conectado ya que los resultados pronto convergeran en la aparicin y desarrollo de los Sistemas de Informacin Geogrfica (Burrough & Mc. Donnell, 2000).


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La utilizacin de los sistemas de cartografa asistida por ordenador en Espaa se remonta a principios de los aos setenta, cuando el Instituto Geogrfico Catastral adquiere equipos informticos para la confeccin de los mapas del Atlas Nacional de Espaa. Otro paso lo constituye la aparicin del Centro Nacional de Informacin Geogrfica (CNIG), organismo autnomo (comercial) encargado de la distribucin de la informacin geogrfica producida por el Instituto Geogrfico Nacional. Se puede destacar tambin el Centro de Gestin Catastral y Cooperacin Tributaria, que inici la actualizacin del catastro con el apoyo de los Sistemas de Informacin Geogrfica. La Universidad espaola y en especial los Departamentos de Geografa y de Ingeniera Cartogrfica, comienzan a utilizar los programas de Sistemas de Informacin Geogrfica en la dcada de los aos 80. A principios de los aos noventa se crea la Asociacin espaola de Sistemas de Informacin Geogrfica (AESIG). El desarrollo reciente ha sido espectacular y se hace evidente en la gran oferta actual de cursos especializados de SIG de inters para diversas ramas profesionales. (Domnguez & Belda, 2003).

Con el desarrollo de la cartografa automtica y los SIG han quedado en evidencia las ventajas de los mapas digitales (Burrough & McDonnell, 2000)

Limitaciones de los mapas en papel:

En los mapas de produccin en serie a escala determinada slo se puede representar un nmero reducido de datos.

Necesariamente los mapas tienen que expresar los datos de manera muy precisa y adems los temas complejos tiene que expresarse de manera sencilla y clara.

La escala del mapa limita la cantidad de datos a representar.

El mapa en papel es un producto cualitativo y esttico. No es fcil su actualizacin si no se acomete una nueva edicin (para que sea rentable una nueva edicin hay que esperar al menos 20 aos). Tampoco se pueden extraer datos cuantitativos con mayor precisin que la que permite la escala.

Ventajas de los mapas digitales:

Ejecucin rpida.

Bajo coste de realizacin y actualizacin.

Facilidad para realizar mapas para necesidades especficas.

Facilidad en la presentacin de diferentes soluciones grficas a partir de los mismos datos.

Facilidad de anlisis de datos que precisan de interaccin entre las tcnicas estadsticas y la cartografa.

Creacin de mapas en tres dimensiones y de visualizacin del relieve.

Procedimientos de seleccin y generalizacin bien definidos y ejecutados.


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3. ELEMENTOS QUE CARACTERIZAN UN SIG: HARDWARE, SOFTWARE Y DATOS.

Se entiende que un SIG est compuesto de tres elementos bsicos: el hardware, el software y los datos (incluyendo su organizacin y gestin). El hardware y el software constituyen los elementos bsicos del sistema y corresponden al ordenador o computadora (+ perifricos) y los programas que maneja un sistema de informacin geogrfica. Hablaremos de ellos en este apartado. Por lo que respecta a los datos, dado el gran desarrollo de las tcnicas de obtencin y manejo de los mismos, les dedicaremos un apartado especfico.

3.1. HARDWARE

El trmino hardware se refiere a la serie de componentes materiales tangibles del SIG: el ordenador o computadora personal y los perifricos: teclado, ratn, monitor, impresora, plotter, scanner, digitalizadora y unidades de almacenamiento de datos complementarias (CDs y memorias USB).

3.2. SOFTWARE

El trmino software se refiere en terminologa informtica a los programas especficos que organizan todo el sistema y que realizan las funciones que caracterizan a los SIG. Las funciones de un software de SIG son las siguientes (Comas y Ruiz, 1993).

3.2.1. FUNCIONES DE UN SOFTWARE DE SIG

Entrada de datos

Gestin de los datos

Manipulacin de los datos

Anlisis

Representacin

3.2.1.1. Entrada de datos

Por funciones de entrada de datos se entiende el proceso por el cual se introducen datos en el sistema. Este proceso se puede realizar mediante escaneado de un mapa o mediante la digitalizacin de la informacin de un mapa topogrfico o incluso la inclusin en un fichero de los puntos con coordenadas tomadas en campo con un GPS.

3.2.1.2. Gestin

Las funciones de gestin de la base de datos son llevadas a cabo por un subsistema del SIG, el sistema gestor de la base de Datos SGBD o DBMS. Su finalidad es permitir la independencia entre la organizacin fsica y la organizacin lgica de los datos.

3.2.1.3. Manipulacin

Como funciones de manipulacin entendemos por ejemplo aquellas que se necesitan cuando introducimos los datos vectoriales de un mapa que est realizado con una proyeccin distinta a la habitual. Tambin se considera dentro de este tipo de funciones las de ajuste de adyacencias. Un ejemplo es el de la unin de fotografas contiguas que estn en dos bases cartogrficas diferentes y queremos tenerlas en un solo archivo unidas.

3.2.1.4. Analisis


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Las funciones de anlisis son las ms importantes de un SIG y les dedicaremos un apartado espacial ms adelante. No obstante adelantamos que las ms importantes son la de superposicin, vecindad y conectividad.

3.2.1.5. Representacin

Finalmente las funciones de representacin son bsicamente las de tipo cartogrfico. Es decir la representacin en mapas del resultado de la investigacin o indagacin que se haya realizado dentro del SIG.

3.2.2. PROGRAMAS INFORMTICOS (SOFTWARE) MS COMUNES DE SIG

Dada la cantidad de aplicaciones de los Sistemas de Informacin Geogrfica no es fcil hacer una presentacin y comentario de los tipos, caractersticas bsicas y utilidades del software con aplicaciones de SIG existente en el mercado. Una descripcin de las soluciones comerciales ms utilizadas en el mercado espaol as como un comentario de algunos de los programas puede encontrarse en Domnguez y Belda (2003). Nos basamos en algunos de sus apreciaciones en la descripcin de los programas ms comunes.

En primer lugar hay que citar el programa ArcView, se trata de un visualizador que permite acceder, presentar, analizar y publicar los datos de un Sistema de Informacin Geogrfica. Admite formatos rster y vectoriales. Est diseado para los usuarios ltimos del sistema, sin conocimiento especfico de los SIG. El manejo es fcil e intuitivo (ver dossier).

El programa Grass un Sistema de informacin geogrfica tipo rster de uso extendido, est diseado por el cuerpo de ingenieros del ejrcito de EEUU, permite el tratamiento de imgenes digitales y lo que es muy importante el software se difunde a travs de Internet de forma gratuita.

Los programas Idrisi, Erdas y Air Map, son Sistema de Informacin Geogrfica tipo rster para ordenadores tipo PC. Sus utilidades estn orientadas al campo de ciencias de la tierra y tambin a la ordenacin territorial. Convierten datos externos, posibilitan operaciones aritmticas entre imgenes y los tratamientos de modelos digitales del terreno. Rasterizan mapas vectoriales. (ver dossier).

Finalmente como programas de entrada de datos en un Sistema de Informacin Geogrfica hay que citar los softwares Microstation y Autocad. Estos programas aparte de contar con mdulos o extensiones propias de SIG y de aplicaciones especficas en el mbito de la ingeniera y la arquitectura, tienen un inters primordial, es decir son el software de base en las operaciones de entrada de datos y en la edicin de productos profesionales de cartografa (ver dossier).

4. DATOS GEOGRFICOS

Es necesario distinguir entre el concepto de dato y el de informacin. Los datos son los hechos concretos y son necesarios para llegar a conocer un fenmeno. Una serie de datos interrelacionados entre s forma una base de datos. La informacin la obtenemos de la base de datos y es fruto de un proceso interpretativo. La informacin no es aparente por s misma, se obtiene utilizando mtodos, habilidades o tcnicas.

En un Sistema de Informacin Geogrfica, las caractersticas esenciales de los datos geogrficos son cuatro: posicin, atributos temticos o descriptivos, relaciones espaciales o topologa y tiempo.

La primera caracterstica es la posicin: Dnde esta localizada la entidad tal? o bien Qu entidad hay en la posicin tal? En la terminologa de los SIG la localizacin es


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comnmente denominada georreferenciacin. Todo dato se localiza en relacin al geoide terrqueo (una representacin geomtrico-matemtica de la tierra). Para posicionar un dato o elemento utilizamos las coordenadas geogrficas y las proyecciones.

La segunda caracterstica esencial de los datos geogrficos son los atributos temticos, que responden a la cuestin Qu es? o Qu caractersticas tiene?

La tercera caracterstica de los datos geogrficos son las relaciones espaciales (o topologa), con las cuales determinamos las interrelaciones entre los datos o entidades. La mente humana no necesita explicitar las interrelaciones espaciales de las entidades ya que las asume de manera inherente, implcita e inconscientemente a la percepcin del territorio. En la terminologa de los SIG, la determinacin de las relaciones espaciales entre los datos se suele denominar estructuracin topolgica.

La cuarta caracterstica de los datos espaciales corresponde a la especificacin del momento o de la etapa temporal a la que van referidos los datos. La representacin del tiempo en cartografa, o lo que igual, la representacin de los cambios a travs del tiempo supone un grado de complejidad difcil de solucionar (Comas y Ruiz, 1993).

4.1. PROCEDENCIA DE LOS DATOS.

Los datos de un SIG pueden proceder de diferentes fuentes:

Mapas

Fotografas areas

Sensores remotos (imgenes de satlite)

Observaciones de campo

Bases de datos

Es muy importante conocer bien la manera en que se representan los datos en un SIG, ya que son la base de toda la informacin. Por ello explicaremos los dos modelos bsicos de representacin de los datos: raster y vectorial (ver dossier).

4.2. MODELO RASTER

En un SIG el modelo raster se basa en que la informacin se almacena en una una rejilla o malla formada por una serie de unidades elementales todas del mismo tamao que se denominan pxeles, bits o teselas. La calidad del modelo rster depender del tamao del pxel, es decir la resolucin. Cuanto menor sea el tamao de pixel mayor ser la resolucin. Este modelo se basa en la premisa de que el espacio es representable en una matriz de puntos, organizada en filas y columnas. La posicin de cada dato se deduce por el lugar que ocupa en la malla.

En el modelo raster los datos se almacenan en una serie de capas con informacin referida a la misma rea y representada siempre en la misma malla de puntos, la agrupacin en unidades es implcita en los pxeles con el mismo valor y contiguos, las relaciones topolgicas (espaciales) son implcitas a la posicin de cada pxel en la malla al igual que la georreferenciacin. Cada capa representa un nico tema y cada celda, pxel o tesela contiene un nico dato numrico (figura 1).


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Figura 1. Representacin de modelos de datos raster y vectorial (Domnguez y Belda, 2003)

4.3. MODELO VECTORIAL

Este sistema se basa en que la informacin se almacena en entidades con una frontera definida por un polgono, lnea o punto. La posicin de los datos es georreferenciada por medio de un sistema de coordenadas y se guarda para cada vrtice o punto de forma tabulada (en una tabla). Los polgonos son lneas con coordenadas exactas en sus vrtices. Estos sistemas guardan las coordenadas de cada uno de los componentes. Los puntos, lneas y polgonos tienen atributos. Se trata de un modelo mucho ms parecido a la percepcin humana que el raster. Los atributos no espaciales son almacenados en una base de datos alfanumrica interrelacionada con la base de datos cartogrficos, ofreciendo posibilidades muy distintas de las del modelo raster (ver dossier).

Los modelos vectoriales y raster se diferencian sobre todo en la forma en que almacenan sus datos alfanumricos (atributos temticos). En el modelo rster, los datos alfanumricos se almacenan directamente sobre las celdas de la malla que se ha utilizado para compartimentar el rea de estudio, es decir todos los aspectos temticos y espaciales se almacenan o registran conjuntamente.

Para el modelo vectorial se utilizan dos bases de datos, una para la informacin espacial y otra para la informacin alfanumrica (temtica). Ambas se conectan mediante un sistema de gestin utilizando un identificador comn. No obstante existen sistemas en los que coexisten campos alfanumricos con los grficos o espaciales.

En el modelo vectorial, el elemento fundamental es el punto, ya que a partir de puntos se construyen lneas y a partir de stas se forman polgonos. Un punto queda definido mediante sus coordenadas (x,y), una lnea por un par de coordenadas y el polgono con varias lneas que cierran en el mismo punto en el que se inician (figura 2) (Comas y Ruiz, 1993; Domnguez y Belda, 2003).


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Figura 2. Formato vectorial. En la parte superior de la figura pueden verse un punto en un eje de coordenadas, lneas con vrtices y un polgono. En la parte inferior se ven diferentes tipos de polgonos: polgonos que no comparten lados (d), polgonos includo uno en otro (e), polgonos que comparten lados (f) (Burrough & Mc. Donnell, 2000)

4.4. COMPARACIN ENTRE LOS MODELOS RASTER Y VECTORIAL

No existe un modelo mejor que otro en trminos absolutos. Cada modelo sirve para unas cosas mejor que para otras. La precisin se resuelve de forma diferente en cada modelo. En los modelos raster la precisin est condicionada por la porcin de territorio o el rea que representa el pixel. Dicha unidad de medida es la superficie mnima del sistema. Si los pxeles o celdas representan datos de valores medios de superficies de 20 X 20 metros, es evidente que para describir el trazado de una va de comunicacin o cualquier elemento lineal como la red de drenaje de un ro es un modelo muy impreciso. En el caso del modelo vectorial no hay limitacin en la precisin de la georreferenciacin, en el modelo raster hay que contar siempre con un margen de error relacionado con el tamao del pixel (Comas y Ruiz, 1993).

La velocidad de los clculos analticos es mayor en el modelo raster. En este sistema las superposiciones y las modelizaciones son simples de realizar y ofrecen mayores posibilidades. La capacidad analtica real no necesita ni grandes plataformas de hardware ni complejos desarrollos de software, pero s necesita un ordenador con mucha memoria. Los ficheros vectoriales son ms ligeros ocupan menos memoria en el ordenador.

La regularidad de los pixels en el caso raster, a la que se suma la rigidez de la precisin asociada al tamao de pixel, limitan su sensibilidad a las variaciones de un valor en el espacio. Es necesario densificar la malla o disminuir el tamao de pxel donde lo precisemos (figura 3). El modelo vectorial permite variar fcilmente la precisin de la representacin. El tipo de entidades geogrficas que tiene lmites muy precisos puede registrarse mejor con el sistema el vectorial. Sin embargo en el caso de fenmenos geogrficos que tienen una delimitacin ms difusa o gradual, como los usos del suelo, la cobertura vegetal, la temperatura, las pendientes etc., conviene utilizar el raster para delimitar sus valores, ya que con este modelo no se cartografan directamente las unidades, sino que con la gama de valores que tienen los pixeles se hacen las agrupaciones que se deseen (Comas y Ruiz, 1993) (ver dossier).


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Figura 3. Formato raster. Imagen de la izquierda, tres entidades diferentes (A,B,C). En el centro resolucin segn tamao de pxel. Imagen de la derecha cambio de resolucin en tres tamaos de pxel (Burrough & Mc. Donnell, 2000).

4.5. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS MODELOS RASTER Y VECTORIAL

Como conclusin sumarizamos las ventajas e inconvenientes de cada modelo (Domnguez y Belda, 2003):

4.5.1. MODELO VECTORIAL

Ventajas :

Calidad de la representacin grfica.

Precisin en clculos de distancias, superficies y volmenes.

Calidad del trazado de planos en papel.

Inconvientes:

Estructura de datos compleja

Dificultad en la reconstruccin de simulaciones

Gran coste del hardware y software

Las actualizaciones son costosas.

4.5.2. MODELO RASTER

Ventajas:

Estructura de datos simple. Rpidos anlisi mediante operaciones con matrices.

Facilidad en la entrada de datos pertenecientes a sensores remotos y escneres.

Rapidez en los anlisis de superposicin de mapas.

Bajo coste del hardware y software.

Inconvenientes:

Grandes volmnes de almacenamiento de datos

Menor calidad en la representacin grfica

Dificultad en la representacin de elementos lineales (carreteras, ros, divisorias).

Dificultad en la clasificacin de la informacin

Escasa precisin en los clculos.


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5. FOTOGRAFA AREA, TELEDETECCIN Y SISTEMAS DE INFORMACIN GEOGRFICA

Desde finales del siglo XX la demanda de datos topogrficos y de temas especficos del medio fsico tales como los recursos naturales, ha desarrollado de forma extraordinaria las tcnicas de obtencin y tratamiento de las fotografas areas y la teledeteccin espacial. Una de las consecuencias ms importantes es que se han cartografiado muchas reas del planeta con una gran precisin. Toda esta informacin y los mapas temticos resultantes han sido una herramienta util en la explotacin de los recursos naturales y la gestin del territorio (Burrough & McDonnell, 2000).

En la actualidad muchos organismos territoriales disponen de gran cantidad de fotogramas procedentes de vuelos a escalas muy diversas desde 1:10.000 hasta 1:5.000 y ms detallados. Por otro lado la existencia de imgenes de satlite de gran resolucin a escala mundial, ha hecho posible que se pueda tener informacin de cualquier punto de la tierra. En estas imgenes espaciales adems se pueden analizar los cambios, ya que la informacin es peridica (dependiendo de la resolucin espacial) de manera que se puede apreciar cmo se desplaza una borrasca o un cicln, cmo se produce una inundacin o cmo se propaga un incendio.

Ahora bien, entre una fotografa area o una imagen de satlite y un mapa hay un paso muy importante. Las imgenes no son puntos, ni lneas, ni curvas de nivel, ni elementos pictricos que nosotros identificamos con facilidad. Las imgenes de la fotografa area o de satlite corresponden a datos digitales codificados en pxeles en una matriz bidimensional que contiene simplemente un nmero.

Para poder interpretar las imgenes raster se necesitan nuevas herramientas que las conviertan en mapas. Estos trabajos implican el uso de diversas tcnicas, y esta es una de las vertientes de aplicacin ms destacada de lo que conocemos como Sistema de Informacin Geogrfica (Burrough & Mc. Donnell, 2005):

Las tcnicas cartogrficas,

Las tcnicas de teledeteccin espacial

Interpretacin de la fotografa area

Comprobaciones de campo.

5.1. FOTOGRAFA AREA

El fotograma areo es una imagen directa y objetiva de la realidad, no conceptualizada ni filtrada como los mapas, por lo que presenta gran cantidad de informacin. Las fotos areas son tomadas en vuelos fotogramtricos, efectuados a una altura, rumbo y velocidad constante y mediante un avin equipado con material muy sofisticado (figura 4). El avin realiza una serie de pasadas paralelas, en una direccin determinada en cada una de las cuales la cmara recoge fotogramas solapados en sentido longitudinal (60-70%) y en sentido transversal (20-30%), consiguindose as un mosaico fotogrfico que permite la visin estereoscpica.

La visin estereoscpica (en relieve) tiene una serie de defectos como por ejemplo la exageracin de las pendientes y los frecuentes cambios de escala (cambios en la altura de vuelo) cuando el relieve es accidentado. La escala de la fotografa area depende de la altura del vuelo y de la distancia focal de las lentes de la cmara. Las ventajas con relacin al mapa topogrfico son: el grado de objetividad, los detalles, la lectura directa y el relieve.


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Figura 4. Representacin esquemtica de un vuelo.

5.2. TELEDETECCIN

La fotografa area fue la forma inicial de efectuar teledeteccin, y todava permanece como uno de los mtodos ms utilizados. En un principio estas fotografas se realizaron utilizando la porcin visible del espectro electromagntico pero, a partir de los aos sesenta, el desarrollo tecnolgico permiti la adquisicin de imgenes en otras longitudes de onda, en particular en el infrarrojo y en el rango de las microondas. En Chuvieco (1999) se puede encontrar una descripcin detallada sobre los fundamentos y aplicaciones de la Teledeteccin:

Entre las ventajas de la teledeteccin se pueden citar

Cobertura global y peridica de la superficie terrestre.

Visin panormica

Homogeneidad en la toma de datos

La informacin captada sobre regiones no visibles del espectro electromagntico.

La facilidad del tratamiento de los datos por medios informticos gracias a su formato digital.

Figura 5. La figura de la izquierda representa un esquema del mecanismo de toma de datos en teledeteccin. La figura del centro corresponde a una imagen de satlite con falso color de dos ros y una zona desrtica. La imagen de la derecha corresponde a una borrasca captada por un satlite.

5.2.1. RESOLUCION

Cualquier objeto emite y o refleja una radiacin electromagntica como consecuencia de su interaccin con las fuente de energa propias o externas (figura 5). As cada objeto tendr una respuesta espectral propia, en trminos de energa reflejada y energa emitida, respuesta que se conoce como signatura espectral. La teledeteccin consigue identificar los


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fenmenos a travs del anlisis de sus signaturas espectrales. Se pueden distinguir 4 tipos de resoluciones: espectral, espacial, temporal y radiomtrica.

Resolucin espectral: se refiere a la dimensin y nmero de intervalos de longitudes de onda en el espectro electromagntico a las cuales un sensor es sensible; ciertas regiones o bandas en el espectro electromagntico son ptimas para obtener informacin de parmetros biofsicos; las bandas se seleccionarn normalmente para maximizar el contraste en el objeto de inters y su entorno.

Resolucin espacial: es la medida o tamao de la mnima unidad de informacin incluida en la imagen, que se denomina pixel.

Resolucin temporal: indica cada cunto tiempo un sensor dado obtiene imgenes de un rea particular.

Resolucin radiomtrica: se refiere a la sensibilidad del detector para percibir variaciones en la radiancia espectral que recibe.

5.2.2. CORRECCIONES

Las imgenes recogidas por los sensores constituyen una informacin bruta que es preciso depurar y mejorar para facilitar su interpretacin. Para ello se realizan correcciones:

Correcccin geomtrica: sea cual sea la plataforma utilizada, la posicin de los puntos de la imagen tendr siempre diferencias con su correcta proyeccin cartogrfica. Se trata de reajustar la posicin de los pixeles de acuerdo con el reajuste a coordenadas de cierto nmero de ellos (georreferenciacin).

Correcciones radiomtricas: frecuentemente es necesario llevar a cabo correcciones radiomtricas de la seal registrada, debido a las alteraciones que sta ha podido sufrir por efecto de la influencia atmosfrica o de las caractersticas propias del sensor. Para esta correccin se emplean modelos tericos basados en la calibracin de la radiacin sobre objetos de reflectacia o emitancia conocidas.

Tratamientos pticos y fotogrficos: adems de las correcciones elementales ya comentadas se suelen realizar tratamientos pticos y fotogrficos para mejorar la visualizacin de los valores o datos radiomtricos, uno de los tratamientos ms empleados es el falso color.

6. MODELOS DIGITALES DEL TERRENO Y SIG

Los modelos digitales del terreno MDT constituyen un importante apartado en los Sistemas de Informacin Geogrfica. La palabra modelo significa representacin simplificada de la realidad. Esta representacin se realiza con cierto tipo de datos y de diferentes maneras. Un MDT se define como una estructura numrica de datos que representa la distribucin espacial de una variable cuantitativa y contnua. El hecho de que los MDT representen la distribucin espacial de una variable hace que sean tiles en la modelizacin de fenmenos geogrficos y por lo tanto muy importantes en el mbito de los SIG.

El MDT normalmente se utiliza para representar la topografa del terreno, es decir la altura o el relieve de la superficie terrestre. No obstante se puede realizar un modelo digital considerando otra variable como por ejemplo la temperatura las precipitaciones o los habitantes.


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6.1. TIPOS DE MODELOS: TIN Y GRID O URG

La estructura de datos en un MDT es muy similar a la de los SIG puede ser vectorial o raster. En el modelo vectorial los atributos del terreno se representan mediante puntos, lneas y polgonos. Cada punto o vrtice del elemento vectorial tiene una valor de posicin (x, y) al que se aade el valor de la altitud (z). En el modelo raster, los datos corresponden al valor medio de una unidad de superficie denominada celda, tesela o pxel. Cada uno de estos modelos estructura los datos de diferente manera, las estructuras vectoriales generan modelos que representan el relieve mediante isohipsas o curvas de nivel o bien mediante una red irregular de tringulos o TIN (triangulated irregular network). Las estructuras raster generan modelos de matrices regulares URG (uniform regular grid).

Los modelos TIN se componen de un conjunto de tringulos que conforman planos adosados conformando un mosaico adaptado al terreno con mayor o menor detalle y precisin segn nos convenga. El terreno se representa as como un contnuo de superficies triangulares planas adosadas cuyos vrtices se acoplan a unos puntos determinados. El mtodo de triangulacin ms utilizado es el de Delaunay. La estructrura URG surge de adaptar una retcula al terreno (red regular de malla cuadrada), con un valor medio de altitud en cada celda. De estos dos tipos de estructuras la ms utilizada por los SIG es la URG. La explicacin est en que aunque los TIN son capaces de adaptarse al terreno con mayor precisin y versatilidad que las celdas de tamao uniforme, no permiten efectuar clculos ni desarrollar modelos con la facilidad y rapidez de las matrices (figura 6).

Figura 6. En esta figura se representa un formato TIN para la realizacin de un MDT (Gutirrez y Gould, 2000)

6.2. INTERPOLACIN DE DATOS

La captura de la informacin de los datos altimtricos puede realizar de diferentes maneras:

Utilizando mtodos directos (medida de la altitud sobre el terreno), mediante altmetros, GPS o levantamientos topogrficos.

Utilizando mtodos indirectos (utilizando como fuentes documentos previos). Restitucin a partir de pares de imgenes o bien a partir de la digitalizacin de las curvas de nivel de mapas topogrficos (esta ltima puede ser manual o automtica).

Una vez terminado el proceso de captura de datos tenemos un conjunto de puntos con coordenadas x,y,z, distribuidos irregularmente con los que hay que generar un nuevo conjunto de puntos. La construcccin de un modelo tipo grid o matriz regular de puntos es bsicamente un problema de interpolacin de datos (figura 7). En el caso de la estructura TIN, el problema se centra en la seleccin de los puntos que deben utilizarse como vrtices de la triangulacin. (Felicssimo, A. M. http://www.etsimo.uniovi.es/ )


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La interpolacin consiste en un procedimiento que permite calcular el valor de una variable (en nuestro caso el valor de z) en una posicin, a partir del valor de esta variable en otras posiciones (el valor real medido).

Los mtodos de interpolacin son son muy variados, algunos se basan en la utilizacin del valor de todos los puntos de muestreo mientras otros emplean solo los valores vecinos. Algunos mtodos realizan un anlisis previo de los datos reales para ver cmo se comporta la variable a analizar, mientras que otros parten de un supuesto sobre el carcter de la superficie en la que se realiza la interpolacin. En el modelo TIN se supone que todo punto en el interior de un tringulo se encuentra en el plano que forman los tres vrtices que lo definen.

Figura 7. En la figura se representan diferentes tcnicas de muestreo utilizadas en la interpolacin: a) muestreo regular, b) muestreo al azar c) muestreo al azar estratificado, d)muestreo cluster, e) muestreo en un transecto f) muestreo en isolnea (curva de nivel). (Burrough & Mc. Donnell, 2000)

6.3. UTILIDADES

Los MDT tienen diversas utilidades tal y como veremos en las aplicaciones de los SIG. Resaltaremos las ms importantes:

Representacin del relieve en tres dimensiones.

Mediciones del terreno:

la altitud media de una zona

la pendiente

la orientacin

Clculo de la forma: convexa o cncava

Trazado de la red de drenaje de forma automtica

Trazado de la la visibilidad entre lugares distantes

Clculo del volumen bajo una superficie.

Los resultados se pueden presentar de diferentes maneras. Perfiles del terreno, mapas de hipsomtricos, bloques diagramas en perspectiva, sombreado e iluminacin.


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7. ANLISIS ESPACIAL EN LOS SIG

El trmino anlisis espacial en los SIG proviene de la geografa cuantitativa de los aos 1950-60. Se trata en origen en la aplicacin de mtodos estadsticos a los datos espaciales. El objetivo de estas aplicaciones en SIG es facilitar la interpretacin de la base de datos. Las tcnicas son complejas y sofisticadas y es el usuario el que debe encauzar toda la investigacin, con lo cual este aspecto de los SIG necesita una gran formacin. En este apartado destacaremos nicamente las funciones de anlisis de los SIG ms importantes (Comas y Ruiz, 1993):

Recuperacin, consulta e interrogacin.

Superposicin de capas

Vecindad

Conectividad

7.1. RECUPERACIN, CONSULTA E INTERROGACIN

Las funciones de recuperacin, consulta o interrogacin son muy sencillas. Consisten en una demanda puntual de informacin. Por ejemplo clculo de un rea (por ejemplo una cuenca de dreanje) o una distancia (por ejemplo un tramo de carretera), valor de un solar, carga fiscal y nombre de su propietario (por ejemplo en un catastro). No generan nuevas capas de datos (ver dossier).

7.2. SUPERPOSICIN

Las funciones de superposicin de capas (figura 8) son las ms fciles de entender, consisten en cruzar la informacin de dos capas o ms y hacer una consulta. Es la nica va para analizar espacialmente y de forma combinada las mltiples capas de informacin que forman la base de datos de un SIG. La superposicin de atributos genera una nueva capa de datos.

Figura 8. En la figura se representa los resultados de un anlisis de supErposicin de capas. Mediante este proceso se crean nuevas capas de polgonos (c). (Burrough & Mc. Donnell, 2000)


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7.3. VECINDAD

Las funciones analticas de vecindad evalan las caractersticas del rea que envuelve una localizacin determinada, como por ejemplo la relacin entre la densidad de urbanizacin y la proximidad al litoral mediterrneo.

Las funciones de vecindad tienen muchas variantes una de las ms tiles es la poligonacin automtica (figura 9), funcin que genera polgonos alrededor de un conjunto de puntos de manera que cada punto dentro de un polgono sea un valor ms cercano al resto de puntos de su polgono que a los puntos de cualquier otro polgono. Otra funcin destacable es la generacin de isolneas o generacin de lneas que conectan puntos con el mismo valor como por ejemplo las curvas de nivel de un mapa topogrfico. Otra funcin destacable son las funciones de interpolacin que son la base de los MDT y que se utilizan para predecir valores desconocidos en la vecindad de unas localizacioones cuyos valores son conocidos.

Figura 9. Figura en la que se representa la funcin de anlisis de poligonacin automtica (Comas y Ruiz, 1993)

7.4. CONECTIVIDAD

Finalmente la conectividad es una de las funciones clsicas de los SIG. Consiste en la posibilidad de identificar conectividad de las entidades geogrficas representadas en su base de datos. La esencia de estas funciones es que acumulan valores a lo largo del mbito espacial por el que se desplazan. El resultado final acumulado puede ser cuantitativo, como por ejemplo el tiempo que se consume en el desplazamiento entre varios puntos, o cualitativo, como el estar o no a menos de 100 metros de un punto de riesgo. Las funciones derivadas de este anlisis son la contigidad, proximidad, redes, difusin, trazados y visibilidad. Explicaremos las tres ms usuales.

7.4.1. CONTIGIDAD

La contigidad evala las caractersticas de las entidades interconectadas. Un ejemplo de aplicacin comn es identificar y describir los locales comerciales contiguos a las calles principales de una ciudad y medir los metros potenciales de escaparate de cada local para asignarles una carga fiscal.

7.4.2. PROXIMIDAD

La proximidad es la medida de distancia entre entidades, para ello se generan buffers o corredores (figura 10) a partir de entidades existentes como puede ser una carretera, un aeropuerto o una lnea de costa.


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Figura 10. En la figura se puede ver el procedimiento y los pasos a seguir en un anlisis de proximidad. (Burrough & Mc. Donnell, 2000)

7.4.3. ANLISIS DE REDES

Las funciones de anlisis de redes tienen un rango de posibilidades de aplicacin muy elevado. Las redes en un SIG se representan en base a segmengtos y nudos que corresponden a cruces de segmentos. Se realizan tres grandes tipos de anlisis de redes: la prediccin de la carga que soportar la red, la bsqueda de rutas ptimas (figura 11) y la relocalizacin de recursos. Su aplicacin es variadsima, desde el trazado de la ruta ptima en las aplicacin de navegacin de automviles (se explicar ms adelante), la modelizacin hidrolgica (concentracin de escorrenta) o bien la localizacin ptima de un parque de bomberos en el punto ms accesible de una ciudad.

Figura 11. Esta figura representa un aplicacin de anlisis de clculo de la ruta ptima entre dos puntos A y B (Comas y Ruiz, 1993)

8. APLICACIONES Y UTILIDADES DE LOS SIG

Loa SIG tienen un campo de utilizacin muy extenso, por ejemplo en el medio ambiente, en el catastro, anlisis de redes (telfonos, gas, electricidad), sector inmobiliario, estudios de mercado, citaremos los ms conocidos.

8.1. CATASTROS

Una de las aplicaciones ms evidente es la gestin del catastro. El catastro se apoya en la cartografa, y si sta se organiza en un Sistema de Informacin (en este caso denominada Territorial) se convierte en una herramienta muy eficaz desde la perspectiva legal, administrativa y econmica til para la toma de decisiones y ayuda en el planeamiento y la gestin del territo

Cartografia y GPS

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