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• Ingrid Gonzales

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INGENIERIA AMBIENTAL CLASE 1 “CURSO DE TOPOGRAFIA Y CARTOGRAFIA” ING. GEOG. RAFAEL OCAÑA VELASQUEZ Especialista en Cuencas Hidrográfica 1

23 Enero 2014

Tema: Geodesia - Cartografía

CURSO: TOPOGRAFIA Y CARTOGRAFIA Tema: Geodesia - Cartografía

GEODESIA

SUMARIO Definición de Geodesia. Superficie de la Tierra. Tamaño de la Tierra. Forma de la Tierra. Geoide – Elipsoide. Relación Topografía – Geodesia. Círculos de la Tierra. Paralelos. Meridianos. Latitud. Longitud. Sistema de Coordenadas. Coordenadas Planas. Coordenadas Geocéntricas. Coordenadas Geográficas. Proyecciones – Clasificación. Coordenadas UTM.

GEODESIA Etimológicamente la palabra geodesia procede del griego "geo" = tierra y "daio" = dividir. Es la ciencia que estudia, por medios matemáticos, la forma y dimensiones de la Tierra y para conseguirlo se eligen en la superficie, objeto de estudio, puntos distribuidos por toda ella denominados geodésicos de cuya posición se deduce la forma de un territorio o de todo el globo.

• Brinda los métodos para: • Localizar y representar posiciones sobre la superficie terrestre basados en la representación de la forma terrestre. • Cartografíar características y procesos geográficos localizados sobre mapas planos • Describir direcciones y orientaciones para la travesía terrestre o la navegación 6

SUPERFICIE DE LA TIERRA De los 510 millones de kilómetros cuadrados de la superficie de la Tierra, 361 (70.8%) están cubiertos por el agua de los océanos; el resto es tierra firme. El punto más alto es la cima del Everest, 8,848m, mientras que el más bajo conocido se encuentra en la trinchera de las Marianas y posee 11,022m de profundidad con respecto al nivel del mar. De esta manera, hay aproximadamente 20 km de diferencia vertical entre puntos extremos.

TAMAÑO DE LA TIERRA

Nuestro planeta tiene forma de geoide. Veamos cuáles son las dimensiones de nuestro planeta: Diámetro ecuatorial: 12.756 km Diámetro polar: 12.713 km Diferencia entre los diámetros: 43 km Circunferencia ecuatorial: 40.076 km Circunferencia polar: 40.009 km Diferencia entre las circunferencias: 67 km

FORMA DE LA TIERRA La Tierra no es una esfera perfecta, sino que tiene forma de pera. Cálculos basados en las perturbaciones de las órbitas de los satélites artificiales revelan que la Tierra es una esfera imperfecta porque el ecuador se engrosa 21 km; el polo norte está dilatado 10 m y el polo sur está hundido unos 31 metros.

GEOIDE Teóricamente es la forma irregular que tiene la Tierra establecida por la geodesia.

• El Geoide representa la figura física real de la Tierra, incluyendo su tamaño y forma Tiene en cuenta las anomalías gravimetricas debidas a la desigual distribución de masas continentales, densidad de la corteza y achatamiento de los polos. • Gauss: “una superficie equipotencial respecto a la fuerza de la gravedad y perpendicular a su dirección”. Aproximadamente equivaldría a prolongar el nivel del mar (en estado de reposo absoluto) por debajo de los continentes. • La Altura es ortométrica (vertical), no tiene quiebres pronunciados 11

ELIPSOIDE El elipsoide de revolución (esfera achatada en los polos) es un modelo matemático de la Tierra utilizado para realizar cálculos y que se sitúa lo más cerca posible del geoide. Es decir descripción simplificada de la forma y dimensiones de la Tierra

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RELACION TOPOGRAFIA - GEODESIA Topografía es la que se encarga de la descripción de una porción de la tierra que no exceda de 20 km. En tanto que la Geodesia hace un estudio de grandes extensiones de terreno.

CIRCULOS DE LA TIERRA Para poder orientarse y localizar lugares en el globo terrestre, se ha establecido las coordenadas geográficas que corresponden a líneas imaginarias proyectadas en sentido norte-sur (meridianos) y esteoeste (paralelos). Una vez establecidas las líneas imaginarias que dividen el globo terrestre, se determinó la forma de utilizarlas para ubicarse: la Latitud y Longitud.

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PARALELOS Los paralelos son circunferencias perpendiculares al eje terrestre, con orientación este-oeste, que dependiendo de su ubicación tienen una extensión variable. La línea del Ecuador o paralelo cero grados, llamado también de origen o referencia, es el de mayor extensión, divide a la Tierra en dos hemisferios: el Norte o Septentrional y el Sur o Austral. A partir del Ecuador, se establecieron 90 grados hasta el polo norte y 90 grados hasta el polo sur.

MERIDIANOS Los meridianos son semicircunferencias que comienzan y terminan en los polos, es decir tienen orientación norte-sur. En 1884, se determinó que el meridiano cero grados o de origen es el que pasa por el observatorio astronómico de la ciudad de Greenwich, cerca de Londres, dividiendo el planeta en los hemisferios: Occidental u Oeste y Oriental o Este.

LATITUD La latitud es la distancia de un lugar con relación al paralelo del Ecuador ó 0°. Como los paralelos están en grados, la latitud también lo está. El ecuador es el origen de latitud (paralelo 0º), o sea que la distancia angular NorteSur de cualquier punto se entiende medida desde el plano ecuatorial. El ecuador esta a 0º de latitud y los polos a 90ºN (polo Norte) y 90ºS (polo Sur). El valor máximo de la latitud es por tanto de 90º, y cualquier punto en la línea del ecuador tendrá una latitud 0º.

LONGITUD La longitud es la distancia que separa un punto determinado del globo del meridiano de Greenwich. Al igual que los meridianos, la longitud también se mide en grados, puede ser hasta de 180° este ó 180° oeste. La longitud proporciona la localización de un lugar, en dirección Este u Oeste desde el meridiano de referencia 0º, también conocido como meridiano de Greenwich, expresándose en medidas angulares comprendidas desde los 0º hasta 180ºE y 180ºW.

SISTEMA DE COORDENADAS Cualquier objeto geográfico (una ciudad, el curso de un río, el pico de una montaña, etc.), solamente podrá ser localizado si podemos, describirlo en relación a otro(s) objeto(s) cuya posición sea previamente conocida, o determinando su localización en una red coherente de coordenadas. SE CLASIFICAN EN: - COORDENADAS GEOGRAFICAS. - COORDENADAS GEOCENTRICAS. - COORDENADAS PLANAS.

• Sistemas de referencia geográfica • Absolutos: basados en coordenadas esféricas, que requieren tener una representaciòn de la superficie terrestre • Relativos: basados en coordenadas polares, que indican dirección, ángulo y distancia a un punto fijo de inicio • Directos: los anteriores • Indirectos: basados en geocódigos 23

COORDENADAS PLANAS. El sistema de coordenadas planas, también conocido por sistema de coordenadas cartesianas, se basa en la selección de dos ejes perpendiculares, usualmente los ejes horizontal y vertical, cuya intersección es denominada origen y establecida como base para la localización de cualquier punto del plano. En este sistema de coordenadas, un punto es representado por dos números: uno correspondiente a la proyección sobre el eje x (horizontal), asociado a la longitud y otro correspondiente a la proyección sobre el eje y (vertical), asociado a la latitud.

COORDENADAS GEOCENTRICAS Un sistema cartesiano derecho con origen en el centro del elipsoide seleccionado, en el que el plano XY coincide con el plano del ecuador, el eje X apunta al meridiano de Greenwich; el eje Z coincide con el eje de rotación del elipsoide. Se emplean frecuentemente en los GPS.

COORDENADAS GEOGRAFICAS. Son las que indican la situación del observador en la superficie terrestre. Son la latitud, longitud y altura, se usan para determinar la posición de cada punto de la superficie terrestre. Por ejemplo, la estación meteorológica de Llanganuco se encuentra ubicada en 9º05‘sur, 77º39' oeste y 3800 metros sobre el nivel medio del mar.

EJEMPLO Cuando una persona tiene que ir a un lugar que no conoce, siempre pide que le den la dirección completa y algún punto de referencia, como el nombre de una tienda, la situación de un árbol con alguna forma característica u otra marca que le permita llegar a su destino; de la misma manera, cuando se trata de un país, una ciudad, una isla o un lugar en el océano, es necesario dar puntos de referencia que permitan localizarlo en un mapa, estos puntos se han marcado a partir del cruce de líneas imaginarias trazadas sobre la superficie de la Tierra, formando una red, en donde las líneas verticales se llaman meridianos y las líneas horizontales paralelos.

PROYECCIONES DEFINICION : Las proyecciones cartográficas, consiste en las diversas formas de proyectar los objetos geográficos que caracterizan la superficie terrestre, en un plano. Como consecuencia, se torna necesario clasificarlas según sus diversos aspectos, a fin de estudiarlas mejor.

CLASIFICACION • Proyección plana o azimutal. • Proyección cónica.

• Proyección cilíndrica.

COORDENADAS UTM DEFINICION: El sistema de coordenadas utilizado en la proyección UTM, recibe el nombre de coordenadas UTM, y siempre vienen expresadas en metros. Debemos tener en cuenta el huso en el que se encuentre la zona de nuestro mapa. El huso es el área situada entre dos meridianos de la Tierra, comprenden 6º de longitud. Las coordenadas UTM tienen un sistema de referencia completamente distinto en cada huso.

CARTOGRAFIA

SUMARIO Definición de Cartografía. Planos – Mapas – Cartas. Clasificación de los Mapas: Por su extensión. Por su finalidad. Interpretación de Mapas. Estructura de un Mapa. Escalas: Escala Numérica. Escala Gráfica. Simbología. Proyecciones – Clasificación: Proyección Plana o azimutal. Proyección Cónica. Proyección Cilínidrica. Sistema Universal Transversa de Mercator (UTM) Coordenadas UTM Cuadrícula en los Mapas

Definición de Cartografía

• Estudia y analiza mapas, modelos en relieve, que representan a la Tierra, o parte de ella o cualquier parte del Universo.

PLANOS Son las representaciones de una pequeña porción de la superficie terrestre, que solo precisa de operaciones topográficas, para la toma de datos, prescindiendo de la curvatura de la Tierra, en su formación.

MAPAS

Definición: Un mapa es una representación de un área geográfica, que suele ser generalmente una porción de la superficie de la Tierra, dibujada o impresa en una superficie plana.

CARTAS

Definición: Son representaciones sobre un plano, de grandes extensiones de la superficie terrestre, en los que figuran islas, costas, mares, profundidades, alturas, etc., obtenidos por procedimientos especiales, debidos a la curvatura de la Tierra.

Universidad Nacional Federico Villarreal Facultad de Ingeniería Geográfica, Ambiental y Ecoturismo

CLASIFICACION DE LOS MAPAS

Por su extensión Por su finalidad

POR SU EXTENSION

     

Mapamundi Cuando esta representada toda la superficie terrestre. Continental Cuando el mapa representa uno de los continentes. Nacional Cuando lo que se representa es una nación. Provincial Cuando se representa una provincia. Regional Cuando se refiere a una región política o definida. Locales Cuando se refiere a una localidad o municipalidad.

POR SU FINALIDAD •

Mapas Físicos: Representan aspectos físicos del suelo, como los montes, ríos y demás accidentes geográficos.

•

Mapas políticos: Cuando se representan las demarcaciones realizadas por el hombre, tales limites provinciales, y demás divisiones administrativas.

•

Mapas económicos: Los que representan los diversos aspectos económicos, areas y zonas de producción de productos, minería, factorías, industrias, etc.

•

Mapas geológicos: Cuando se refieren a la geología del suelo.

•

Mapas de población: Cuando se tratan de la distribución de la población, razas, densidades de la población, agrupaciones urbanas o rurales, etc.

•

Mapas climáticos: Los que nos representan gráficamente la climatología u otros accidentes meteorológicos.

•

Mapas de catástrofes: Aquellos que se ocupan de representar gráficamente las zonas de sequías, incendios, inundaciones, accidentes de tráfico, etc.

•

Otros mapas: Confeccionados en función de lo que se pretende informar.

como fronteras,

INTERPRETACION DE MAPAS Leer un Mapa es saber interpretarlo exactamente, de acuerdo con unas normas preestablecidas, de tal modo que no sea preciso situarse sobre el propio terreno. Para leerlo, en principio es indispensable unos conocimientos básicos y claros acerca de los conceptos siguientes: escala, orientación, signos convencionales, curvas de nivel y unos elementales principios de aritmética y geometría.

ESTRUCTURA DE UN MAPA  CUERPO : Es la parte principal de toda representación cartográfica, ya que representa una determinada área de la superficie terrestre.  INFORMACION MARGINAL : Son una serie instrucciones que se conocen con el nombre de “Información Marginal” o “Leyenda”. Son de gran utilidad, ya que esta da cuenta de los símbolos que figuran en el mapa, indica la escala, equidistancia, fecha de levantamiento del plano, declinación magnética local, etc.  CONTROL DE CALIDAD : Tiene como fin asegurar que se han cumplido las expectativas en cuanto a calidad. El mismo abarca procedimientos, técnicas, precisión y consistencia en el proceso de elaboración de un mapa.

ESCALAS Es el concepto fundamental en las representaciones gráficas, bien sean cartas, mapas, planos, croquis u otras gráficas. Se define como "la relación existente entre la medida gráfica del dibujo y la real del terreno". Y se puede expresar mediante la siguiente división: Escala = medida del plano / medida del terreno E=P/T Es indispensable que ambas medidas se expresen en la misma clase de unidades, es decir, ambas en metros (m), centímetros (cm), o bien en milímetros (mm), o cualquier otra clase de unidades que deseemos, como podrían ser otras unidades . TIPOS DE ESCALA • Escala Numérica • Escala Gráfica

ESCALA NUMERICA Las escalas numéricas se expresan por una fracción o una división indicada, que para mayor sencillez, se elige siempre con numerador igual a la unidad y denominador un número cualquiera, generalmente la unidad seguida de ceros Puede representarse escribiendo 1:500000 o bien 1/500000. A veces se expresa verbalmente mediante una equivalencia de unidades (por ejemplo 1 centímetro del mapa equivale a 5 kilómetros del terreno). Ejemplos: 1:100,000

1:5,000 1:10

Ejemplos: Perú en formato A3 == 1:6’000,000 Perú en formato A0 == 1:2’000,000

ESCALA GRAFICA Escala expresada en forma de un segmento de línea recta que representa una distancia determinada sobre el terreno. Las escalas gráficas son las que aparecen construidas en el borde de casi todos los mapas y planos. Pueden ser sencillas y de transversales.

SIMBOLOGIA Para identificar mejor las distintas características y elementos del terreno representado en el mapa, los símbolos topográficos suelen ser de los siguientes colores: • Marrón : Todo lo referente al relieve (curvas de nivel, hoyos en el terreno, taludes, montículos, etc.). • Negro : Detalles artificiales, como limite internacional, departamental, provincial, distrital, etc. • Azul : Zonas de agua (lagos, ríos, pantanos, fuentes...). • Verde : Zonas de vegetación poblada (en los planos de orientación el color verde representa zonas de vegetación espesa; a mayor intensidad de verde mayor espesura de la vegetación. • Rojo : Carreteras importantes y zonas urbanas.

PROYECCIONES DEFINICION : Las proyecciones cartográficas, consiste en las diversas formas de proyectar los objetos geográficos que caracterizan la superficie terrestre, en un plano. Como consecuencia, se torna necesario clasificarlas según sus diversos aspectos, a fin de estudiarlas mejor.

CLASIFICACION

• Proyección plana o azimutal. • Proyección cónica. • Proyección cilíndrica.

Proyección plana o azimutal: DEFINICION: Un mapa se construye imaginándolo situado en un plano tangente o secante a un punto en la superficie de la Tierra.

Ejemplo: proyección Plana de coordenadas geográficas

Ejemplo: proyección estereográfica polar.

Proyección cónica: DEFINICION: Un mapa se obtiene imaginándolo diseñado en un cono que envuelve la esfera terrestre, que es enseguida desenrollado. Las proyecciones cónicas pueden ser tangentes o secantes.

Ejemplo: proyección cónica de Lambert.

Proyección cilíndrica: DEFINICION: Este mapa se obtiene imaginándolo diseñado en un cilindro tangente o secante a la superficie de la Tierra, que es después desenrollado

Ejemplo: proyección Mercator

Sistema Universal Transversa de Mercator (UTM) DEFINICION: La proyección UTM consta de un conjunto de coordenadas planas, que cubren la superficie de la tierra comprendida entre los 80º de latitud sur y los 84º de latitud norte. Esta superficie se divide en 60 porciones denominadas husos, van numerados del 1 al 60.

COORDENADAS UTM DEFINICION: El sistema de coordenadas utilizado en la proyección UTM, recibe el nombre de coordenadas UTM, y siempre vienen expresadas en metros. Debemos tener en cuenta el huso en el que se encuentre la zona de nuestro mapa. El huso es el área situada entre dos meridianos de la Tierra, comprenden 6º de longitud. Las coordenadas UTM tienen un sistema de referencia completamente distinto en cada huso.

Universidad Nacional Federico Villarreal Facultad de Ingeniería Geográfica, Ambiental y Ecoturismo

CUADRICULAS EN LOS MAPAS Con la proyección cilíndrica obtenemos una serie de líneas verticales y horizontales, proyección de meridianos y paralelos que nos dan la cuadrícula del plano. En la proyección UTM la representación de la superficie terrestre por meridianos y paralelos se cubre, a su vez, por la CUTM entre las latitudes de +80 y -80, mediante paralelos múltiplos de 8. De este modo cada huso resulta compartimentado en 20 espacios o áreas de 6º de longitud por 8º de latitud. Estos compartimentos se llaman zonas y forman la base de la C.U.T.M.

GRACIAS… ING. GEOG RAFAEL OCAÑA VELASQUEZ

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