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Conceptos básicos de cartografía
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Conceptos básicos de cartografía

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  • 1. CONCEPTOS BÁSICOS DE CARTOGRAFÍA Profesor: Sergio Andrés Blanco Londoño Diseño Gráfico por Computador Universidad Militar Nueva Granada Bogotá D.C, Enero de 2014
  • 2. Cartografía Es la ciencia de representar en forma convencional la superficie terrestre sobre un plano, utilizando un sistema de proyección y una relación de proporcionalidad (Escala) entre el terreno y el mapa. La cartografía incluye ramas como: geodesia, geografía, fotogrametría y percepción remota. 2
  • 3. Mapa Es la representación convencional gráfica, de fenómenos concretos o abstractos, localizados en la tierra o en cualquier parte del Universo, conservando la posición relativa de su localización (Asociación Internacional de Cartografía ICA) 3
  • 4. Tipos de mapas • Ortofotomapas: Fotografías aéreas que luego de corregirse las deformaciones son usadas como fondo con textos y algunos símbolos. • Espaciomapas: Imágenes de satélite georeferenciadas, generalmente con toponimia (nombres de rasgos predominantes) y leyendas explicativas. • Ortofotomosaicos: Ensamble sistemático de varias fotografías aéreas para cubrir una amplia región. 4
  • 5. Tipos de mapas Espaciomapa de la Universidad Militar Fotografía aérea de Coello - Tolima 5
  • 6. Tipos de mapas • Mapas topográficos: Muestran objetos naturales o artificiales de un territorio ej.: colinas, ríos, bosques, vías, puentes, etc. Se dividen según su uso, tamaño y escala en: USO Mapas municipales Mapas departamentales ESCALA > 1:10.000 1:25.000 – 1:100.000 Mapas regionales 1:250.000 – 1:1’000.000 Mapas nacionales < 1:1’000.000 TAMAÑO Mapa escala muy grande ESCALA 1:1.000 – 1:5.000 Mapa escala grande 1:10.000 – 1:25.000 Mapa escala media 1:50. 000 – 1:100.000 Mapa escala pequeña 1:250.000 – 1’000.000 6
  • 7. Mapa topográfico 1:500.000 7
  • 8. Tipos de mapas • Mapas temáticos: se dedica atención a un fenómeno geográfico determinado ej.: distribución de habitantes , composición de un suelo. Para elaborar un mapa temático se requiere un mapa topográfico como base. • Se clasifican según: Contenido: suelos, geología Uso: planeación, explotación Forma de representación: puntos, isolíneas o isopletas, coropletas, líneas de flujo. 8
  • 9. Mapas temáticos Climas del mundo Temperatura (isopletas) Transporte público Temperatura del mar (coropletas) Turístico Migración de cigüeñas (líneas de flujo) 9
  • 10. Proyecciones cartográficas Es una transformación matemática de la superficie curva de la tierra (tridimensional) en una superficie plana (bidimensional) La tierra es un cuerpo irregular y es imposible representar sus partes sin distorsiones. 11
  • 11. Clasificación de las proyecciones Según figura Azimutal Cilíndrica Cónica Normal Transversal Según posición Oblicua Meridianos Circulo en la Tierra A1 Según deformación A1=A2 Paralelos A2 Conforme Equivalente Equidistante 12
  • 12. Proyección azimutal El cartógrafo selecciona el polo sur o el polo norte Es tangente en los polos 13
  • 13. Proyección cilíndrica El meridiano central es seleccionado por el cartógrafo Gran distorsión en las altas altitudes El Ecuador toca el cilindro si este es tangente Las formas y distancias son razonablemente iguales entre los 15 grados y el Ecuador 14
  • 14. Proyección cónica Paralelos estándar seleccionados por el cartógrafo Las áreas se conservan y las formas se distorsionan entre los paralelos estándar 15
  • 15. Proyección conforme Los círculos cambian de tamaño pero no de forma • Representan la esfera respetando la forma pero no el tamaño • No hay variación de los contornos de los territorios • No existe deformación angular, por tanto los meridianos y paralelos se cortan a 90° 16
  • 16. Proyección equivalente • Se respetan las dimensiones de las áreas pero no sus formas • Los rasgos son deformados excepto en el punto o línea de tangencia A1 Círculo en la Tierra A1=A2 A2 El círculo luego se transforma en elipse 17
  • 17. Proyección equidistante Dirección verdadera • No presenta distorsión a lo largo de líneas en la que la proyección hace tangencia • Mantiene la distancia real entre los distintos puntos del mapa Meridianos Proyección conforme Circulo en la Tierra Paralelos Proyección equidistante 18
  • 18. Proyecciones según fuente de luz 19
  • 19. Proyecciones según fuente de luz Proyección ortográfica Proyección estereográfica Proyección gnomónica • Ortográfica: Los paralelos son líneas rectas y los meridianos son arcos de elipse. • Estereográfica: Todo el círculo se proyecta como un círculo y no tiene deformaciones angulares • Gnomónica: El ecuador se divide en partes iguales por los paralelos y los meridianos están divididos de forma igual por los paralelos 20
  • 20. Selección del tipo de proyección Depende de la posición del país en el globo terráqueo, la forma del área y el propósito del mapa. • Según la posición y forma del área: Posición Mejor proyección Territorios de los polos Azimutal Países septentrionales y australes Cónica Cercanos al ecuador Cilíndrica Forma Mejor proyección Sentido este-oeste (ej. USA,) Cónica normal Sentido norte-sur (ej. Chile) Cónica transversal Áreas pequeñas (ej. Islas) Azimutal 21
  • 21. Selección del tipo de proyección • Según el propósito del mapa: • Proyección conforme: Los ángulos en el mapa son iguales a los del terreno, es óptima para la geodesia, topografía e ingeniería. • Proyección equivalente: Permite una comparación estadística apropiada entre diferentes áreas, es útil para mapas temáticos comparativos en áreas. • Proyección equidistante: Es ideal para cartas aeronáuticas donde se requiere conocer la distancia y dirección correcta entre un punto y otro. 22
  • 22. Elipsoide Es una figura geométrica generada por la rotación de un disco ovalado o una elipse entorno a su eje más corto a = semieje mayor b = semieje menor PP = eje de revolución A = achatamiento polar A=a-b/a El elipsoide se emplea para hacer una aproximación a la forma de la Tierra, usada como base para la definición de una cuadrícula de coordenadas de acuerdo con una proyección cartográfica 24
  • 23. Elipsoide de referencia Elipsoide Año WGS 84 Longitud (metros) Achatamiento Uso local 6.356.752,3 1/298,257 Universal 6.378.137 6.356.752,3 1/298,257 USA 1972 6.378.135 6.356.750,5 1/298,260 USA Krasousky 1940 6.378.245 6.356.863,0 1/298,300 Rusia Internacional 1924 6.378.388 6.356.911,9 1/297,000 Colombia, Europa Clarke 80 1880 6.378.249 6.356.514,9 1/293,460 Norte América Clarke 66 1866 6.378.206,4 6.356.514,8 1/294,980 África Bessel 1841 6.377.392,2 6.356.079,0 1/299,150 Asia Semieje a Semieje b 1984 6.378.137 GRS 80 1980 WGS 72 25
  • 24. Elipsoides más empleados 26
  • 25. Geoide N Eje de rotación Plano del meridiano del punto P Plano del Ecuador Centro de la Tierra S • Es una figura en la cual el potencial de gravedad es constante en cada uno de los puntos • Es una superficie imaginaria que coincide con la superficie de los océanos y con respecto a los continentes depende de la fuerza de gravedad • Está sujeta a la fuerza de atracción de masas y rotación. • Como la densidad de los materiales que componen los continentes es diversa el geoide tiene una superficie irregular 27
  • 26. Geoide Modelo geoidal de Colombia Mapa de la superficie del geoide 28
  • 27. El geoide y dos elipsoides Norte América Sur América Europa África 29
  • 28. Dátum • Punto de origen con coordenadas geográficas, ligado a los parámetros que conectan las mediciones con el sistema de referencia. Se puede entender mejor este concepto empleando la siguiente ecuación: DÁTUM = elipsoide de referencia + red geodésica • El primer dato depende del tamaño y forma del elipsoide, usado para dibujar la grilla en la proyección de un mapa. • La red geodésica es local y se compone de una serie de puntos de control cuyas coordenadas: latitud, longitud y altura se determinan de forma muy precisa. 30
  • 29. • El antiguo dátum Colombiano tenia origen en Bogotá • A partir de 2005 se esta migrando al datum MAGNA SIRGAS (Marco Geocéntrico de Referencia Nacional) • La red MAGNA SIRGAS está compuesta por más de 170 estaciones, 50 pertenecen a la red global Dátum MAGNA SIRGAS = Elipsoide WGS-84 + MAGNA Red Geodésica Nacional 31
  • 30. Sistema de coordenadas geográficas • Se compone por una red de líneas imaginarias trazadas sobre la superficie de la Tierra, meridianos y paralelos. • El Ecuador es una línea de referencia perpendicular al eje de rotación, la cual divide la Tierra en hemisferio norte y sur. • El meridiano de Greenwich es una línea vertical que divide la Tierra en hemisferio oriental y occidental. 33
  • 31. Paralelos CONVERSIONES 1° = 111.1 km 1’ = 1.852 km 1” = 30.8 m La latitud es la distancia angular entre un punto de la superficie terrestre y el Ecuador. Se mide en dirección norte o sur de 0 hasta 90° 34
  • 32. Meridianos CONVERSIONES 1° = 111.1 km 1’ = 1.852 km 1” = 30.8 m La longitud es la distancia angular entre un punto de la superficie terrestre y el meridiano de Greenwich. Se mide en dirección este u oeste de 0 hasta 180° 35
  • 33. Sistema de coordenadas planas UTM • Fue desarrollada por el Cuerpo de Ingenieros de US ARMY en 1940 • Este sistema se basa en la Proyección Transversa de Mercator conocida como UTM. • Esta proyección es utilizada por un 85% del mundo pues sus distorsiones son limitadas. • Es una proyección cilíndrica conforme tangente a los meridianos • Las magnitudes se expresan en metros. 36
  • 34. Proyección UTM 37
  • 35. Husos y bandas UTM • • • • HUSOS La Tierra se divide en 60 husos de 6° de longitud. Cada huso se numera con números entre 1 y 60 BANDAS La Tierra se divide en 20 bandas de 8° de latitud. Cada banda se numera con letras desde la C hasta la X excluyendo la I y O 38
  • 36. Características de las zonas UTM Hemisferio norte Hemisferio sur Oeste de Greenwich Este de Greenwich 39
  • 37. Características fundamentales de las coordenadas UTM • Emplea el sistema centesimal para sus mediciones, por lo tanto sus coordenadas se trabajan como plano cartesiano. • Las cuadrículas se componen de líneas verticales denominadas estes (E) y las líneas horizontales denominadas nortes (N). • En este sistema cada zona tiene su propio sistema de coordenadas. • El origen de cada zona tiene su origen en el punto donde el Ecuador se intersecta con el meridiano central. 40
  • 38. Características fundamentales de las coordenadas UTM • Las líneas verticales estes (E) tienen su origen en cada zona del meridiano central y su valor es de 500.000 m. • Las líneas nortes: para el hemisferio sur se asigna al Ecuador un valor de 10’000.000 m y para el hemisferio norte comienza en 0 metros. • UTM considera los elipsoides: Internacional, Clark 1866 y 1880, Everest y WGS 84. 41
  • 39. 800.000 m E 700.000 m E 600.000 m E 500.000 m E 400.000 m E 300.000 m N 200.000 m N 100.000 m N 0mN 10.000.000 m N ECUADOR Meridiano central p l a n a s 300.000 m E C o o r d e n a d a s 200.000 m E Grilla de coordenadas UTM 9.900.000 m N 9.800.000 m N 9.700.000 m N 42
  • 40. Sistemas de coordenadas empleados en Colombia • En Colombia el IGAC utiliza las proyección conforme de Gauss. • La proyección conforme de Gauss es similar a la transversal de Mercator, ya que se trata de un cilindro orientado de manera horizontal (transversal). • La diferencia radica en que para reducir más las deformaciones se utilizan cinco husos de 3° de longitud, mientras que en Mercator éstos son de 6°. 43
  • 41. Sistemas de coordenadas empleados en Colombia • Se establecieron 5 puntos de origen en los meridianos centrales de estas zonas. • Para las coordenadas planas del país, los 5 puntos de origen se sitúan sobre la misma latitud de Bogotá 4°35’56.57’’N y con diferencia de 3° en la longitud al este o al oeste, de la longitud de Bogotá 74°04’51.3’’W (en el caso de la cartografía antigua). • Las coordenadas planas tanto en el sentido de las estes como en los nortes tienen una asignación de 1’000.000m E y 1’000.000m N. 44
  • 42. Proyección conforme de Gauss Zonas de 3° de amplitud Oeste-Oeste Oeste Centro Este Este-Este 4°35’56.57’’N BOGOTÁ 68°04’51.30’’W 71°04’51.30’’W 74°04’51.30’’W 77°04’51.30’’W 79°04’51.30’’W Proyección cilíndrica transversal 45
  • 43. 46
  • 44. Falsa Este Orígenes de la cartografía colombiana Falsa Norte Es importante tener presente que el hecho de migrar del dátum Bogotá al dátum MAGNA SIRGAS, implica cambiar el valor de las coordenadas geográficas de los puntos de origen. 47
  • 45. Orígenes de la cartografía colombiana Dátum Bogotá Dátum MAGNA SIRGAS 48
  • 46. Escala • La escala se puede definir como la relación existente entre la dimensión lineal de un elemento de un objeto tal como se representa en el dibujo y la dimensión real del mismo elemento. ESCALA = 1 / E = d / D • • • E = Módulo escalar que indica las veces que se ha reducido una distancia. D = Distancia real en el terreno d = Distancia correspondiente en el mapa • A medida que el denominador es mayor la escala decrece y el nivel de detalle disminuye. • Una escala 1 : 100.000 < 1 : 25.000 50
  • 47. Escala numérica y gráfica Ampliación 10:1 20:1 50:1 2:1 5:1 Reducción 1:2 1:5 1:10 1:20 1:50 1:100 1:200 1:500 1:1000 1:2000 1:5000 1:10000 La escala gráfica tiene la ventaja de no sufrir deformación al realizar procesos de ampliaciones y/o reducciones del mapa. Natural 1:1 Norma ISO 5455:1979 Norma NTC 1580:1988 51
  • 48. Elementos básicos de un mapa Coordenadas Escala Símbolos Toponímia Río Magdalena - Geográficas Latitud 4°56’ N Longitud 74°25’ W 1:25.000 Cerro Majuy 1:100.000 Vereda El Tapaz 1:1’000.000 - Planas X = 1.500.000m N Y = 835.000m E 52
  • 49. Símbolos geométricos y pictóricos Geométrico Pictórico Símbolo puntual Símbolo lineal Símbolo zonal o de área 53
  • 50. Estructura del mapa • El cuerpo del mapa: Corresponde al área reservada para colocar la información del mapa propiamente dicha. • El marco interno: Es el recuadro que separa la información espacial de la información de textos, referentes a coordenadas. • El marco externo: es el que produce un espacio de 0.5 hasta 2 cm al bordear el marco interno • Información marginal: Se halla fuera del marco externo y corresponde al título, leyenda, dirección del norte, coordenadas, escala, autores y fecha de elaboración 54
  • 51. Información marginal 55
  • 52. Tamaño de los mapas • El tamaño de los mapas esta sujeto a las dimensiones de las hojas de papel. • El formato estándar empleado en cartografía colombiana y avalado por la Organización Internacional para la Normalización es el ISO 216. • Este formato divide sucesivamente la plancha de papel AO (841x1189 mm) en dos partes con el fin de obtener los formatos A1, A2, A3, etc. Formatos norma ISO 216:2007 56