Escuela Militar de Ingeniería

Unidad Académica La Paz

SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

TEMA: Modelos Digitales de Elevación e IDE de Colombia

Grupo N°2

INTEGRANTES: Carvallo Miranda Carla 6136370 A12554-7

Céspedes Gutiérrez Corina 8463542LP A12014-6

Choque Sansuste Viviana 8318282LP A12607-1

Perez Saavedra Isis 6940440LP A11940-7

Teran Ponce Henry 6698646PT A12744-2

Zapata Zelada Kristhal 6944072LP A12031-6

CURSO: 3B

DOCENTE: Lic. Leonardo Uruchi

FECHA: 06-06-2012

LA PAZ-BOLIVIA

MODELOS DIGITALES DE ELAVACIÓN

Introducción

En las últimas décadas, el uso de los modelos de elevación digital (DEM) han sido

ampliamente usados en diversas áreas de las ciencias de la tierra, y de manera muy especial

en la geomorfología y la geología estructural, estos DEM tradicionalmente se han usado con

múltiples propósitos, como lo han sido, estudios de riesgo de inundaciones, estimación de

cortes y rellenos, interpretación de fallas, y en algunos casos posicionamiento de obras de

ingeniería (Sarapirome, A. 200).

Los DEM combinados con información de imágenes de satélite han sido aplicados

ampliamente en el reconocimiento de unidades geomorfológicas, especialmente en zonas

áridas y glaciares (Manning, J., 2007) Por otra parte, varios autores han establecido

fuertes vínculos con la topografía generada a partir de DEM y rasgos de interés como

deformaciones de la corteza y otros elementos estructurales (Ganasa, A. 2004).

En los andes venezolanos, se han usado modelos de elevación digital obtenidos a partir de

imágenes de radar para delinear rasgos estructurales a gran escala (Audemard, F., 2003).

Con la finalidad de obtener datos que sirvan para establecer criterios morfológicos, se

analizaron datos de los modelos de elevación provenientes de la misión topográfica del

transbordador espacial (SRTM), y se compararon con las interpretaciones obtenidas a

partir de imágenes satelitales del sensor. Spot 5, posteriormente se integro esta

información en el software libre GvSIG por medio del cual se realizaron análisis

morfométricos que permitieron definir parámetros tales como los intervalos de altitud en

el cual se presentan los humedales y métodos de análisis espacial que permiten caracterizar

estos ambientes.

El INEGI produce diversos tipos de datos geográficos, entre los que destacan los archivos

de datos digitales que representan diversos objetos geográficos. Para fines prácticos, tales

datos se agrupan en tres clases:

a. Conjuntos de Datos Vectoriales, corresponden a la presentación digital de los

mapas que tradicionalmente ha elaborado el INEGI, consignan los rasgos u objetos

geográficos mediante una representación de puntos, líneas y líneas que conforman

áreas, esos datos se encuentran separados por temas en diferentes capas de

información tales como vías de comunicación, localidades, hidrografía, curvas de

nivel, etc.

b. Conjuntos de Datos Raster, corresponden a datos en formato teselar (raster), en

los que se incluyen las ortofotos y los modelos de elevación del terreno. La

estructura de estos archivos es de un arreglo matricial de valores de un atributo

particular, para el caso de las imágenes, los valores son de la reflectancia del

terreno para cada elemento de imagen; o bien, de valores de altura del terreno

cuando se trata de los modelos de elevación del terreno.

c. Conjuntos de Datos Alfanuméricos, corresponden a archivos de tipo texto con

diferentes atributos considerados de interés, relativos a los diferentes rasgos

existentes en los conjuntos de datos vectoriales. En ésta clase se incluyen archivos

de nombres geográficos (topónimos y localidades), puntos geodésicos, puntos de

muestreo para mapas de recursos naturales, descripciones de unidades temáticas,

etc.

Los diferentes archivos digitales mencionados provienen de información generada para

diferentes niveles de generalización o de especificidad según se quiera ver. Este documento

trata acerca de las características de los Modelos Digitales de Elevación (MDE) escala 1:50

000, que como se mencionó, forman parte de los Conjuntos de Datos Raster.

Generalidades

Un Modelo Digital de Elevación es un grupo de valores que representa puntos sobre la

superficie del terreno cuya ubicación geográfica está definida por coordenadas "X" y "Y" a

las que se les agrega un valor de "Z" que corresponde a la elevación. Se ha convenido que los

puntos deben estar espaciados y distribuidos de modo regular, de acuerdo con un patrón

que corresponde a una cuadrícula.

El clásico y cada vez más conocido nombre de Modelo Digital de Elevación, crea la idea

automática de que necesariamente el grupo de valores numéricos deba visualizarse como un

"modelo" de tercera dimensión cuando se usa un equipo de cómputo. Tal grupo de valores

numéricos puede ser conceptualizado como un arreglo matricial o tabular de los valores de

"X", "Y" y "Z" para cada punto. Para una mejor idea de esto, la siguiente es una manera de

representar como texto los valores numéricos.

X Y Z

277800 2178550 1996

277800 2178500 1995

277800 2178450 1993

277800 2178400 1992

277800 2178350 1991

277800 2178300 1990

277800 2178250 1990

..... ..... .....

277850 2178550 1996

277850 2178500 2000

277850 2178450 2007

Los valores de elevación pueden ser manipulados digitalmente y desplegados en un monitor

como una "malla" (o como un conjunto de "celdas"), a la que se asocian los valores de altura a

cada una de las intersecciones de líneas de la "malla". Para este caso, la presentación visual

es una vista isométrica.

Para el caso de que a las "celdas" de una cuadrícula "raster" se le asignen los valores

correspondientes a los intervalos de alturas diferenciados por gamas, ya sea de tonos de

gris o de colores, la presentación gráfica puede ser en dos o tres dimensiones.

Representación tipo malla

en vista isométrica

Representación en dos dimensiones

por medio de tonos

Características

Los MDE escala 1:50 000 que genera el INEGI, tienen las siguientes características:

i. Los valores de "z" son de altitud o de alturas ortométricas, en unidades enteras de

metro y están referidos al nivel medio del mar, con base en el Datum Vertical para

Norteamérica de 1929 (NAVD29).

ii. Los puntos del MDE están referenciados horizontalmente al sistema de coordenadas

de proyección UTM (Universal Transversa de Mercator). El Sistema de referencia

geodésico es NAD27 o ITRF92 Época 1988.0.

iii. El cubrimiento de cada MDE corresponde al formato regular de 15' de latitud por

20'' de longitud de la cartografía elaborada a esa escala por el INEGI.

iv. El espaciamiento (resolución espacial) entre las intersecciones de la retícula de

elevaciones es de 50 metros en las dos direcciones, es decir, la retícula forma una

cuadrícula regular de 50x50 metros de lado.

El número de puntos y en consecuencia el tamaño del archivo, varía según la latitud de la

ubicación del área del mapa.

Producción

En el INEGI los MDE escala 1:50 000 se generan por dos métodos digitales: mediante la

conversión de curvas de nivel de mapas topográficos escala 1:50 000, originalmente

generados por el INEGI en la Serie I, o bien, por el método fotogramétrico de correlación

de imágenes.

Generación a partir del método fotogramétrico de correlación de imágenes

Los métodos fotogramétricos de captura de MDE son ampliamente usados hoy en día.

Requieren fotografías aéreas con control terrestre, instrumentos analógicos, analíticos o

digitales y software específico de aplicación.

Para calcular las coordenadas planimétricas de los puntos del MDE así como sus elevaciones,

se hace uso tanto de las coordenadas de "fotografía" obtenidas por transformación pixel a

foto para todos los pares de pixeles homólogos, así como de los elementos de orientación

exterior de las fotos aéreas. A) Exactitud horizontal

Para reconocer por foto identificación los rasgos que se medirán, puede usarse la imagen de

la orto fotografía digital, sobre la que se muestran todos los elementos

A) Exactitud horizontal

Las ubicaciones de los puntos de la retícula en un MDE se hallan en posiciones definidas

matemáticamente en la proyección UTM en unidades cerradas de metro. Estos puntos de la

retícula son fijos en posición y pueden considerarse constantes para el propósito de

determinar la exactitud.

Los errores mensurables y perceptibles en el MDE existen sólo como errores verticales que

quizá parcialmente son atribuibles a errores en los datos fuente, por lo que para medir el

error horizontal dentro del MDE con algún grado de seguridad, la componente vertical del

rasgo a ser medido deberá ser claramente foto identificable, es decir, el rasgo a medir

deberá ser reconocible con lo que la posición horizontal de ese rasgo puede ser verificada.

Para reconocer por foto identificación los rasgos que se medirán, puede usarse la imagen

dela orto fotografía digital, sobre la que se muestran todos los elementos del paisaje.

B) Exactitud vertical

Las especificaciones de exactitud vertical para los MDE, dependen de la metodología de

producción, sea ésta una fuente cartográfica o bien, fotogramétrica, además del grado de

edición al cual se somete el modelo.

La exactitud vertical se calcula comparando las elevaciones interpoladas linealmente en el

MDE contra las correspondientes elevaciones conocidas. Los puntos de prueba deberán

estar bien distribuidos sobre el MDE, y en lugares fotoidentificables del terreno, además

de contar con la elevación verdadera, con exactitudes dentro de los parámetros

establecidos para los MDE del INEGI.

En orden de preferencia para los puntos de prueba aceptables se incluyen los puntos de

control terrestre, los de triangulación aérea, los puntos en lugares elevados y puntos sobre

curvas de nivel de mapas existentes con un intervalo apropiado.

Se recomienda evaluar un mínimo de 30 puntos de prueba para calcular el Error Medio

Cuadrático (EMC), distribuidos 20 en el interior y 10 cerca de los bordes del MDE.

El error estadístico conocido como error medio cuadrático se usa para describir la

exactitud vertical de un MDE, comprende los errores "al azar" y los errores sistemáticos

introducidos durante la producción de los datos.

El EMC se define como:

donde:

Zi = Valor interpolado de las elevaciones del MDE del punto de prueba

Zt = Valor de elevación "verdadero" del punto de prueba

n = Número de puntos de prueba

La elevación "verdadera" (Zt) se refiere al valor de elevación más probable, ya que los

valores son tomados normalmente de fuentes de producción de mapas.

IDE DE COLOMBIA

Objetivo

El IGAC es un establecimiento público del orden nacional, que tiene como objetivo cumplir el

mandato constitucional referente a la elaboración y actualización del mapa oficial de la

República de Colombia; desarrollar las políticas y ejecutar los planes del Gobierno Nacional

en materia de cartografía, agrología, catastro y geografía, mediante la producción, análisis

y divulgación de información catastral y ambiental georreferenciada, con el fin de apoyar

los procesos de planificación y ordenamiento territorial, además de formar profesionales en

tecnologías de información geográfica y coordinar la Infraestructura Colombiana de Datos

Espaciales (ICDE).

Introducción

El Instituto Geográfico Agustín Codazzi, IGAC, es la entidad encargada de producir el mapa

oficial y la cartografía básica de Colombia; elaborar el catastro nacional de la propiedad

inmueble; realizar el inventario de las características de los suelos; adelantar

investigaciones geográficas como apoyo al desarrollo territorial; capacitar y formar

profesionales en tecnologías de información geográfica y coordinar la Infraestructura

Colombiana de Datos Espaciales (ICDE).

Su misión es Producir, proveer y divulgar información y conocimiento, en materia de

cartografía, agrología, catastro, geografía y tecnologías geoespaciales, y regular su gestión,

en apoyo a los procesos de planificación y desarrollo integral del país.

Áreas Estratégicas

Subdirección de Agrología

Sus funciones serán :

Asesorar y proponer a la Dirección General y a las instancias pertinentes, las políticas,

reglamentos, planes, programas, proyectos y procesos para la producción,

actualización y mantenimiento de información, productos y servicios agrológicos.

Proyectar las normas que deba expedir el Instituto como máxima autoridad del país en

temas técnicos relacionados con levantamiento de suelos, análisis de laboratorio en

aspectos físicos, químicos, mineralógicos, micromorfológicos y biológicos de suelos, e

inventario, vocación, uso, manejo, clasificación y zonificación de tierras.

Dirigir y realizar la producción, actualización, custodia, preservación y documentación

estandarizadas de los programas y proyectos relacionados con el levantamiento de

suelos y el inventario de las tierras del país, su reconocimiento, clasificación y

sistematización a diferentes escalas, dentro del marco de las infraestructuras de

datos espaciales.

Dirigir y ejecutar los programas y proyectos relacionados con la identificación de la

vocación, uso y manejo de las tierras, con el fin de clasificarlas y zonificarlas para

apoyar los procesos catastrales, de planificación, desarrollo territorial y conformación

de resguardos indígenas.

Avalar los estudios de suelos con fines agropecuarios, forestales y de planificación de

uso de la tierra, de entidades públicas, privadas y particulares que lo realicen, acordes

con las especificaciones que para tal fin tiene el Instituto.

Actualizar y adoptar las metodologías de campo y laboratorio para realizar los

levantamientos de suelos y su interpretación con fines catastrales, geográficos u

otras aplicaciones.

Coordinar y realizar estudios e investigaciones relacionadas con los suelos del país, su

caracterización físico-química, mineralógica y biológica, y sus aplicaciones agrológicas.

Mantener y actualizar el Museo de Suelos de Colombia, en coordinación con la Oficina

de Difusión y Mercadeo de Información.

Validar la información oficial nacional relacionada con los procesos dinámicos del suelo,

en coordinación con el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales -

Ideam y el Instituto Colombiano de Geología y Minería - Ingeominas.

Dirigir y administrar el Laboratorio Nacional de Suelos, y coordinar y ejecutar los

programas, proyectos, actividades y procesos analíticos en aspectos físicos, químicos,

mineralógicos, micromorfológicos y biológicos de los suelos.

Implementar y mantener el sistema de información geográfica para la producción y el

suministro de productos agrológicos de su competencia, en el Sistema de Información

Geográfica del IGAC - Sigac.

Subdirección de Geografía y Cartografía

Sus funciones serán :

Proyectar las normas que deba expedir el Instituto como máxima autoridad del país en

temas técnicos relacionados con geodesia, fotogrametría, cartografía básica, geografía,

ordenamiento territorial, límites de entidades territoriales y nombres geográficos.

Dirigir y realizar la producción, actualización, custodia, preservación y documentación

estandarizadas de la cartografía básica oficial digital del país a diferentes escalas, en los

temas de control geodésico, imágenes de sensores aerotransportados, fotocontrol, nombres

geográficos, alturas, ortoimágenes e hidrografía para satisfacer las necesidades de los

usuarios internos y externos, dentro del marco de las infraestructuras de datos espaciales.

Dirigir y ejecutar el diseño, establecimiento y administración de los Sistemas Nacionales de

Referencia Geodésico, Gravimétrico y Geomagnético del país.

Certificar la información de las Redes Nacionales de Referencia.

Dirigir y realizar la investigación, certificación y registro de los nombres geográficos y

administrar la Base Nacional de Nombres Geográficos.

Dirigir y ejecutar los levantamientos de campo para proyectos relacionados con fotocontrol,

demarcación fronteriza, georreferenciación y topografía, de acuerdo con los planes de

producción de cartografía y las solicitudes de usuarios internos y externos.

Dirigir y realizar los levantamientos aerofotogramétricos, de acuerdo con estándares de

calidad y criterios de cubrimiento del territorio nacional para las escalas requeridas en la

producción de cartografía básica del país.

Conformar, dirigir, administrar y mantener el Banco Nacional de Imágenes en el marco de

las políticas nacionales de información geográfica para la toma, adquisición, organización,

distribución, acceso y uso de las imágenes fotográficas y satelitales del país.

Apoyar al Gobierno Nacional en la elaboración y suministro de cartografía oficial y

asesorarlo para el desarrollo de sus funciones relacionadas con la seguridad nacional y la

preservación de la soberanía territorial.

Apoyar técnicamente al Ministerio de Relaciones Exteriores en la demarcación y

mantenimiento de las fronteras internacionales, así como en los temas relacionados con la

geografía de fronteras.

Formatos y escalas de mapas

Un mapa es la representación gráfica convencional, de una porción de la tierra u otro cuerpo

celeste que muestra el tamaño y la posición de elementos del paisaje de acuerdo con la

escala y la proyección seleccionadas.

Generalidades

Un mapa es la representación gráfica convencional, de una porción de la tierra u otro cuerpo

celeste que muestra el tamaño y la posición de elementos del paisaje de acuerdo con la

escala y la proyección seleccionadas.

Escalas y usos

La escala del mapa se define como la relación de proporcionalidad que existe entre una

distancia medida en el terreno y su correspondiente medida en el mapa. Los usos para los

cuales está designado un mapa, determinan directamente la escala del mismo, puesto que,la

escala determina la cantidad de detalle que debe mostrarse.

Las escalas se dividen en tres grupos (categorías). Para cada grupoexiste una cantidad de

detalle cartográfico que debe mostrarse, así como la manera en que debe ilustrarse. Los

tres grupos de escala y sus empleos principales son:

Escala pequeña: 1:500.000 y menores, empleadas para el planeamiento general y estudios

estratégicos.

1:100.000 1:200.000 1:250.000 1:300.000 1:500.000 1:1’

000.000

1:1’

500.000

Escala mediana: Más grande que 1:100.000 y más pequeñas que las de 1:5.000; se emplean

para el planeamiento más detallado.

1:10.000 1:25.000 1:50.000

Escala grande: Iguales y mayores a la escala 1:5.000 empleadas para usos urbanos, técnicos

y administrativos.

Las escalas estándar de los mapas topográficos son las siguientes:

1:500 1:1.000 1:2.000 1:5.000

Subdirección de Catastro

Sus funciones serán :

Asesorar y proponer a la Dirección General y a las instancias pertinentes, las políticas,

reglamentos, planes, programas, proyectos y procesos para la producción, actualización y

mantenimiento de información, productos y servicios catastrales del país.

Dirigir y realizar la producción, actualización, custodia, preservación y documentación

estandarizadas de los procesos de formación, actualización de la formación, conservación

del catastro y avalúos, para administrar el Sistema de Información de Tierras con base en

el predio o Sistema de Información Catastral (SIC).

Desarrollar y administrar el Sistema de Información Catastral, con sus atributos físicos,

económicos, jurídicos y fiscales, para la promoción del desarrollo y el ordenamiento

territorial, con fines tributarios y de apoyo tanto a los órganos judiciales y de control,

como al Observatorio del Suelo y del Mercado Inmobiliario Nacional (OSMI).

Proyectar las normas que deba expedir el Instituto como máxima autoridad catastral en el

país, que deberán acatar los catastros descentralizados cuando ejerzan las funciones de

gestión catastral para la formación, actualización y conservación catastrales, así como velar

por su aplicación.

Recopilar, evaluar y consolidar en el Sistema de Información Catastral (SIC) la información

resultante de las actividades catastrales del país.

Coordinar a nivel nacional, con las entidades pertinentes y con los catastros

descentralizados, la interrelación del catastro y del registro.

Expedir certificaciones en materia catastral solicitadas en la sede central y/o por

intermedio de las Direcciones Territoriales.

Proyectar y expedir directamente o por intermedio de las Direcciones Territoriales, los

actos administrativos y las decisiones que resuelvan los recursos y acciones instaurados por

razón de las actuaciones catastrales.

Elaborar y comunicar los peritazgos y dictámenes que soliciten las entidades estatales.

Asesorar a las Direcciones Territoriales en materia catastral; ejercer sobre ellas el control

técnico para mantener niveles adecuados de calidad y oportunidad en la información y en la

prestación del servicio de catastro, e impartir las directrices para el desempeño de sus

funciones catastrales y de administración del Sistema de Información Catastral (SIC) y de

apoyo a los observatorios inmobiliarios en sus respectivos territorios.

Prestar asesoría técnica y ejercer el control técnico o la intervención requerida a los

catastros descentralizados en la aplicación de las normas vigentes para la gestión catastral

en formación, actualización y conservación catastral, en su calidad de máxima autoridad

catastral en el país, para mantener adecuados niveles de calidad en la prestación del

servicio descentralizado de catastro.