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UNIDAD DIDACTICA Nº 01: LOCALIZACION GEOGRAFICA DE UN PUNTO Y PROYECCIONES1.1 Sistema de Coordenadas Geográficas.

El Sistema de Coordenadas geográficas determina todas las posiciones de la superficie terrestre utilizando las dos coordenadas angulares de un sistema de coordenadas esféricas que está alineado con el eje de rotación de la Tierra. Este define dos ángulos medidos desde el centro de la Tierra:

Las coordenadas geográficas se representan según el siguiente formato:

24° 25’ 40” W28° 20’ 55” N

Forma de la tierra

En la escuela nos lo enseñaron: La tierra posee la forma de una esfera achatada por los polos. Se aprecian en ella dos deformaciones principales: Un achatamiento polar y un abultamiento ecuatorial. A causa de tales deformaciones su geometría es la correspondiente a otro cuerpo geométrico denominado elipsoide.

Una elipse se obtiene por deformación de la circunferencia. A diferencia de ésta, la elipse posee sus dos ejes de longitud diferente. Si hacemos girar esta figura entorno a uno de sus ejes se obtiene una superficie de revolución, el elipsoide. Si piensa en el aspecto de un balón de rugby o de un melón, entonces estará visualizando elipsoides.Isaac Newton, en 1.687, enuncia que la forma de equilibrio de una masa fluida homogénea sometida a las leyes de gravitación universal que gira alrededor de un eje (llamado polar) es un elipsoide de revolución aplastado por los polos. Sin embargo, si se tienen en cuenta otras pequeñas deficiencias, la forma de la tierra queda representada mediante un cuerpo ideal conocido con el nombre de geoide.

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El geoide es la superficie de equilibrio materializada por los mares en calma y que se prolonga de manera imaginaria por debajo de los continentes. En cualquier punto del geoide su superficie es perpendicular a la fuerza de la gravedad.Ante todo hay que indicar que la deformación ecuatorial de la tierra es muy pequeña, por lo que con muchos fines prácticos no se comete un error importante si se asimila su forma a la de una esfera perfecta cuyo radio aproximado es, de 6.371 Km.

Eje polar y los polos

La tierra posee, entre otros, dos movimientos fundamentales. EL primero es el de traslación en una órbita alrededor del sol, con un período de 365,25 días por vuelta. El segundo es la rotación en torno a un eje imaginario que atraviesa a la tierra por su propio centro, con una cadencia de 24 horas por vuelta.

Al eje imaginario en torno al cual se produce la rotación terrestre se le denomina eje polar. El eje polar pasa, como se ha dicho, por el centro del planeta y corta a la superficie terrestre en dos puntos que se conocen con el nombre de polos.Para distinguir un polo de otro se les ha dado el nombre de Polo Norte (N) y Polo Sur (S). Convencionalmente se representa la tierra de modo que su Polo Norte queda arriba y el polo Sur, abajo. El eje polar se puede definir, también, como la línea imaginaria que une los dos polos terrestres.

Eje ecuatorial, plano ecuatorial y ecuador

Además del eje polar cabe considerar otro que pasando por el mismo centro terrestre es perpendicular al anterior. Se trata del eje ecuatorial. La intersección de los ejes polar y ecuatorial se produce en el centro del planeta.Se llama plano ecuatorial a un plano que contiene al eje ecuatorial y es perpendicular al eje polar de tal modo que divide a la tierra en dos partes iguales denominadas hemisferios. El hemisferio que contiene al polo Norte se llama Hemisferio Norte o Boreal, y el que contiene al Polo Sur se le llama Hemisferio Sur o Austral.

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1.2 MeridianosPlanos meridianos y meridianosA cualquier plano que contiene al eje polar y que corta a la tierra se le llama plano meridiano. Existen infinitos planos meridianos, todos ellos perpendiculares al plano ecuatorial.La intersección de un plano meridiano sobre la superficie terrestre origina un círculo (o mejor elipse) que recibe el nombre de meridiano. Todos los meridianos pasan por los polos Norte y Sur terrestres, y tienen la misma longitud.Es decir que son círculos que pasando por los polos dividen a la tierra en dos partes exactamente iguales. Los meridianos son todos círculos máximos.

Meridiano de referenciaPara numerar los meridianos necesitamos elegir uno de ellos como referencia. El meridiano de referencia que ha tomado la comunidad internacional es el que pasa por la ciudad inglesa de Greenwich, donde existe un importante observatorio astronómico. A este meridiano se le da el valor 0º.

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1.3 Paralelos

Planos paralelos, paralelosLa tierra puede ser cortada por cualquier plano que sea paralelo al plano ecuatorial. Todo plano de este tipo recibe, por ello, el nombre de plano paralelo.La intersección de un plano ecuatorial sobre la superficie terrestre origina un círculo ( más propiamente una elipse ) que recibe el nombre de paralelo.El ecuador es el paralelo de mayor longitud. A medida que nos acercamos a los polos, los paralelos son elipses cada vez más pequeños.

1.4 LatitudEs el arco de meridiano medido en grados, minutos y segundos comprendidos entre dicho lugar y el ecuador.

Greenwich se gradúa de 0° a 90° a partir del Ecuador, por lo tanto la Latitud tiene esa misma graduación.

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El ecuador divide a la tierra en dos hemisferios (Norte y Sur), entonces la Latitud se mide como Latitud Norte y Latitud Sur.- Se expresa en grados sexagesimales.- Todos los puntos ubicados sobre el mismo paralelo tienen la misma latitud.- Aquellos que se encuentran al norte del Ecuador reciben la denominación Norte (N).- Aquellos que se encuentran al sur del Ecuador reciben la denominación Sur (S).- Se mide de 0º a 90º.- Al Ecuador le corresponde la latitud de 0º.- Los polos Norte y Sur tienen latitud 90º N y 90º S respectivamente.

1.5 LongitudEs la medida en grados, minutos y segundos de un arco de ecuador comprendido entre dicho punto y el meridiano origen.

El meridiano de Greenwich divide a la tierra en dos partes una hacía el este y otra hacía el oeste, entonces la longitud se mide como Longitud Este o longitud Oeste.Se expresa en grados sexagesimales.- Todos los puntos ubicados sobre el mismo meridiano tienen la misma longitud.- Aquellos que se encuentran al oriente del meridiano de Greenwich reciben la

denominación Este (E).- Aquellos que se encuentran al occidente del meridiano de Greenwich reciben la

denominación Oeste (O).- Se mide de 0º a 180º.- Al meridiano de Greenwich le corresponde la longitud de 0º.- El antimeridiano correspondiente está ubicado a 180º.- Los polos Norte y Sur no tienen longitud.

Representación de un punto mediante su latitud y longitudUNIVERSIDAD SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO

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1.6 Proyección sobre un plano de los paralelos y meridianos terrestresUna proyección puede definirse como una red de líneas horizontales y verticales (Proyección de los paralelos y meridianos) sobre la cual puede ser dibujado un mapa.

La representación de la TierraPara su estudio, la Tierra o sus diferentes regiones pueden ser representadas por medio de esferas terrestres, cartas geográficas o mapas y maquetas. Tomando en cuenta que la Tierra es sensiblemente esférica, los cuerpos que la representan también deben ser así. Las esferas son cuerpos en cuya superficie se dibujan los paralelos, los meridianos, los contornos de los continentes, islas, mares u otros accidentes geográficos de importancia. Una representación esférica es, en suma, una muestra de cómo podríamos ver la Tierra si pudiéramos alejarnos lo suficiente de ella en un viaje por el espacio. A pesar de las ventajas fundamentales que como representación geográfica ofrece la esfera, posee también algunas desventajas que dificultan su empleo: En la esfera no pueden verse los dos hemisferios al mismo tiempo. A menos que la esfera sea muy grande, contiene relativamente poca información, pues las

áreas aparecen en tamaños muy reducidos. Aunque las esferas no sean muy grandes, su manejo resulta difícil. Los automovilistas,

exploradores, turistas o aviadores, por ejemplo, no pueden utilizarlas mientras viajan.

Las cartas geográficas o mapasUn mapa o carta es una representación total o parcial de la superficie curva de la Tierra sobre una superficie plana, casi siempre en una hoja de papel. Las cartas geográficas representan, con la necesaria minuciosidad, los diversos accidentes geográficos; además su sencillo manejo y fácil transporte las hacen muy útiles.

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La mayor desventaja que representan los mapas se debe a su naturaleza plana: una carta siempre contiene deformaciones, las cuales solamente en los mapas de áreas muy pequeñas carecen de importancia.

1.7 Proyecciones cartográficasSistema de transformación utilizado para transferir la información de una superficie esférica (la Tierra) a un plano (el mapa), basado en cálculos matemáticos relacionados con la geometría y las coordenadas geográficas.

Tipos de proyecciones cartográficasExisten muchos tipos de proyecciones cartográficas. Cada proyección representa mejor unas zonas de la Tierra que otras, pero ninguna nos da una imagen exacta. Aunque la clasificación de las proyecciones es compleja, normalmente se establece en función de la figura geométrica capaz de aplanarse que se elija para representar la Tierra: un cono o un cilindro, que pueden cortarse y extenderse sobre una superficie plana, o un plano. De este modo, clasificaremos las proyecciones en tres grupos fundamentales: cónicas, cilíndricas y acimutales (o planas).

- Proyecciones cilíndricas. El cartógrafo considera la superficie del mapa como un cilindro, secante o tangente a la esfera, que rodea al globo terráqueo tocándolo en el ecuador. Los meridianos y paralelos son líneas rectas que se cortan perpendicularmente entre sí (proyección cilíndrica simple). El mapa resultante representa la superficie del mundo como un rectángulo con líneas paralelas equidistantes de longitud y líneas paralelas de latitud con separación desigual. Los meridianos se deforman en altas latitudes porque son equidistantes; debido a la curvatura del globo terráqueo, los paralelos de latitud más próximos a los polos aparecen cada vez menos espaciados entre sí. Como las formas de las áreas se van distorsionando a medida que se acercan a los polos, este tipo de proyección se suele usar para las zonas intertropicales, comprendidas entre los 40º N y los 40º S. Para destacar las latitudes medias se suelen usar las proyecciones de Mercator y Peters. Para evitar las deformaciones en altas latitudes se utilizan proyecciones pseudocilíndricas, como la de Van der Grinten.

- Proyecciones cónicas. Se obtienen al proyectar la superficie esférica sobre un cono tangente o secante a la esfera. Los meridianos son líneas rectas que convergen en el polo y los paralelos, circunferencias concéntricas con centro en él. Son las proyecciones cartográficas que representan mejor las zonas entre los trópicos y los círculos polares. No se puede representar el globo terráqueo completo. Cuando el cono es tangente al globo en uno o varios paralelos base, el mapa que resulta es muy preciso a lo largo de esos paralelos y áreas próximas, pero la distorsión aumenta progresivamente a medida que nos alejamos de ellos. Este tipo de proyección resulta adecuado para los mapas de gran extensión latitudinal. Un ejemplo es la proyección cónica conforme de Lambert, con dos paralelos base, que se utiliza frecuentemente para cartografiar países o continentes pequeños como Australia o Europa. La proyección policónica es mucho más complicada: se suponen una serie de conos, cada uno de los cuales toca la superficie del globo terráqueo en un paralelo diferente, y solo se utiliza el área que se halla próxima a ese paralelo. Compaginando los resultados de una serie de proyecciones cónicas, se puede representar en un mapa un área extensa con una exactitud considerable.

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- Proyecciones acimutales o cenitales. Se obtienen al proyectar la superficie esférica sobre un plano. Pueden ser polares (plano tangente al polo), ecuatoriales (plano tangente a un punto sobre el ecuador) u oblicuas (plano tangente a un punto cualquiera entre el polo y el ecuador). Son las que representan mejor las zonas polares. Solo abarcan un hemisferio. Las deformaciones aumentan a medida que nos alejamos del punto de tangencia. Este grupo incluye la proyección gnomónica, la equivalente de Lambert, la equidistante, la ortográfica y la estereográfica.

Otras clasificaciones tienen en cuenta el aspecto de la retícula y la relación de la superficie esférica con el plano (secante, tangente, transversal u oblicua); y otras se definen en función de su principal propiedad o atributo, hablando así de proyecciones conformes, equivalentes o equidistantes.

Proyecciones conformesLas que no deforman los ángulos entre meridianos y paralelos, es decir, mantienen las formas de las superficies continentales pero no su tamaño. Las proyecciones conformes más utilizadas son cuatro: la de Mercator, la transversal de Mercator, la cónica conforme de Lambert con dos paralelos estándar y la estereográfica.

Proyecciones equivalentesLas que respetan las dimensiones de las superficies pero no sus formas.

Proyecciones equidistantesLas que conservan la distancia real entre los puntos del mapa.

1.8 Elementos de proyecciónLos elementos de una proyección son cuadrículas formadas por líneas horizontales que son las proyecciones de los paralelos y líneas verticales que son las proyecciones de los meridianos.Estas cuadrículas se forman en cada uno de los usos en las que se divide la tierra.

1.9 Proyección MercatorProyección de Mercator, proyección geográfica tipo cilíndrica, inventada por Gerardus Mercator en 1569. Es famosa en todo el mundo y es muy utilizada en la navegación por la facilidad de trazar rutas de rumbo constante o loxodrómicas.La proyección se basa en el modelo ideal que trata a la tierra como un globo hinchable que se introduce en un cilindro y que empieza a inflarse ocupando el volumen del cilindro e imprimiendo el mapa en su interior. Este cilindro cortado longitudinalmente y ya desplegado sería el mapa con proyección de Mercator.Esta proyección presenta una buena exactitud en su zona central, pero las zonas superior e inferior correspondientes a norte y sur presentan grandes deformaciones. Los mapas con esta proyección se utilizaron en la época colonial con gran éxito. Su éxito se debe a la potencia de Europa de la época. Al ser Europa la potencia dominante que viajaba hacia el nuevo mundo por la zona central, no se comprobó la deformación que sufrían estos mapas. Posteriormente en la época de las exploraciones de Scott por el polo se comprobó que en dichas latitudes el mapa era casi inútil.Como en toda proyección cartográfica, cuando se intenta ajustar una superficie curva en una superficie plana, la forma del mapa es una distorsión de la verdadera configuración de la

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superficie terrestre. La proyección de Mercator va exagerando el tamaño y distorsionando las formas a medida que nos alejamos de la línea del ecuador.

1.10 Forma transversa de la proyección MercatorEl Sistema de Coordenadas Universal Transversal de Mercator (En inglés Universal Transverse Mercator, UTM) es un sistema de coordenadas basado en la proyección geográfica transversa de Mercator, que se construye como la proyección de Mercator normal, pero en vez de hacerla tangente al Ecuador, se la hace tangente a un meridiano, es decir el cilindro se ubica con el eje en forma horizontal. A diferencia del sistema de coordenadas tradicional, expresadas en longitud y latitud, las magnitudes en el sistema UTM se expresan en metros únicamente al nivel del mar que es la base de la proyección del elipsoide de referencia.

La "proyección transversa de Mercator" es una variante de la "proyección de Mercator" que fue desarrollada por el geógrafo flamenco Gerardus Mercator en 1659. Esta proyección es "conforme", es decir, que conserva los ángulos y casi no distorsiona las formas pero inevitablemente sí lo hace con distancias y áreas. El sistema UTM implica el uso de escalas no lineales para las coordenadas X e Y (longitud y latitud cartográficas) para asegurar que el mapa proyectado resulte conforme.

Proyección Transversa de Mercator

Los meridianos se proyectan sobre el plano con una separación proporcional a la del modelo, así hay equidistancia entre ellos. Sin embargo los paralelos se van separando a medida que nos alejamos del Ecuador, por lo que al llegar al polo las deformaciones serán infinitas. Es por ello que solo se representa la region entre los paralelos 84ºN y 80ºS. Además es una proyección compuesta; la esfera se representa en trozos, no entera. Para ello se divide la Tierra en husos de 6º de longitud cada uno (Ver Husos UTM).

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Husos UTM

Se divide la Tierra en 60 husos de 6º de longitud, la zona de proyección de la UTM se define entre los paralelos 80º S y 84º N. Cada huso se numera con un número entre el 1 y el 60, estando el primer huso limitado entre las longitudes 180° y 174° W y centrado en el meridiano 177º W. Cada huso tiene asignado un meridiano central, que es donde se sitúa el origen de coordenadas, junto con el ecuador. Los husos se numeran en orden ascendiente hacia el este. Por ejemplo, el Perú está situado en los husos 17, 18 y 19. En el sistema de coordenadas geográfico las longitudes se representan tradicionalmente con valores que van desde los -180º hasta casi 180º (intervalo -180º → 0º → 180º); el valor de longitud 180º se corresponde con el valor -180º, pues ambos son el mismo antimeridiano de Greenwich y en él se produce la conexión de los husos UTM 1 y UTM 60.

Detalle de los husos UTM

Huso UTM Meridiano

Central del huso Rango de

longitudes del huso 

01 177º W 180º W-174º W

02 171º W 174º W-168º W

03 165º W 168º W-162º W

04 159º W 162º W-156º W

05 153º W 156º W-150º W

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06 147º W 150º W-144º W

07 141º W 144º W-138º W

08 135º W 138º W-132º W

09 129º W 132º W-126º W

10 123º W 126º W-120º W

11 117º W 120º W-114º W

12 111º W 114º W-108º W

13 105º W 108º W-102º W

14 099º W 102º W-096º W

15 093º W 096º W-090º W

16 087º W 090º W-084º W

17 081º W 084º W-078º W

18 075º W 078º W-072º W

19 069º W 072º W-066º W

20 063º W 066º W-060º W

21 057º W 060º W-054º W

22 051º W 054º W-048º W

23 045º W 048º W-042º W

24 039º W 042º W-036º W

25 033º W 036º W-030º W

26 027º W 030º W-024º W

27 021º W 024º W-018º W

28 015º W 018º W-012º W

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29 009º W 012º W-006º W

30 003º W 006º W-000E     

31 003º E 000º E-006º E

32 009º E 006º E-012º E

33 015º E 012º E-018º E

34 021º E 018º E-024º E

35 027º E 024º E-030º E

36 033º E 030º E-036º E

37 039º E 036º E-042º E

38 045º E 042º E-048º E

39 051º E 048º E-054º E

40 057º E 054º E-060º E

41 063º E 060º E-066º E

42 069º E 066º E-072º E

43 075º E 072º E-078º E

44 081º E 078º E-084º E

45 087º E 084º E-090º E

46 093º E 090º E-096º E

47 099º E 096º E-102º E

48 105º E 102º E-108º E

49 111º E 108º E-114º E

50 117º E 114º E-120º E

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51 123º E 120º E-126º E

52 129º E 126º E-132º E

53 135º E 132º E-138º E

54 141º E 138º E-144º E

55 147º E 144º E-150º E

56 153º E 150º E-156º E

57 159º E 156º E-162º E

58 165º E 162º E-168º E

59 171º E 168º E-174º E

60 177º E 174º E-180º W

Zonas UTM

Se divide la Tierra en 20 zonas de 8º Grados de Latitud, que se denominan con letras desde la C hasta la X excluyendo las letras "I" y "O", por su parecido con los números uno (1) y cero (0), respectivamente. Puesto que es un sistema norteamericano (estadounidense), tampoco se utiliza la letra "Ñ". La zona C coincide con el intervalo de latitudes que va desde 80º S (o -80º latitud) hasta 72º S (o -72º latitud). Las zonas polares no están consideradas en este sistema de referencia. Para definir un punto en cualquiera de los polos, se usa el sistema de coordenadas UPS. Si una zona tiene una letra igual o mayor que la N, la zona está en el hemisferio norte, mientras que está en el sur si su letra es menor que la "N".

Notación

Cada cuadrícula UTM se define mediante el número del huso y la letra de la Zona

1.11 El sistema de cuadricula universal transversa de Mercator (UTM)Para nuestro caso, el Perú todo lo referente a las propiedades de la carta nacional.

1.12 Ubicación de puntos por longitud y latitud en una carta Mercator.

VENTAJAS DEL SISTEMA UTM- Conserva los ángulos- No distorsiona las superficies en grandes magnitudes (Por debajo de los 80° de latitud)- Es un sistema que designa un punto o zona de manera concreta y fácil de localizar.- Es un sistema empleado en todo el mundo, fundamentalmente por su uso militar.

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LOCALIZACION DE UN PUNTO POR COORDENADAS UTM

El sistema localiza un punto por coordenadas del tipo

X = 526.32Y = 3,625.48

Únicamente con estos datos el punto no queda definido ya que carece de los siguientes datos:

- Los datos no tienen unidades: Ej. Metros, Km.- Los datos no localizan el hemisferio donde se encuentra- Los datos no localizan el Huzo UTM de proyección- Los datos no localizan el Dátum (Origen del sistema de coordenadas)

Para que este punto quede localizado perfectamente se debe de detallar como sigue:

X = 526.32 m.Y = 3,625.48 m.Huso 18, Zona kDátum: WGS 84

Pero las coordenadas X e Y en coordenadas UTM son las siguientes:Para X: EstePara Y: Norte

Por consiguiente la denotación para el punto será como sigue:Este = 526.32 m.Norte = 3,625.48 m.Huso 18, Zona kDátum: WGS 84

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UNIDAD DIDACTICA Nº 02: PRINCIPIOS BASICOS DE GEODESIA2.1 El Elipsoide

Existen dos superficies de interés en la Geodesia, elipsoide y geoide.

El elipsoide constituye un modelo geométrico de la forma de la Tierra, que se define mediante una elipse de rotación con los parámetros de semieje mayor, semieje menor y un achatamiento.

El geoide es una superficie equipotencial o de nivel del campo grafico terrestre. Esta superficie incluye todos los puntos, en los cuales el potencial gravitacional o la cantidad de trabajo necesario para superar la aceleración de la gravedad es constante.Por razones de conveniencia el nivel medio del mar (NMM) es tomado como la superficie que mejor se aproxima al geoide. Por tanto una definición alternativa del geoide es: la superficie formada por la libre circulación de las aguas del mar sin el impedimento de las masas terrestres y sin estar afectadas por el viento, la temperatura y las fuerzas externas.En muchos levantamientos las altitudes sobre el nivel medio del mar y sobre el geoide son consideradas coincidentes.

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Un punto que merece especial atención y que se desprende del geoide y elipsoide es el Dátum. El Dátum  es el punto de referencia para la medición de coordenadas de un país, establecido a partir de observaciones astronómicas muy detalladas y con tan alta precisión que permita generar a partir de su determinación la red geodésica de un territorio. El punto Dátum será aquel en el cual el elipsoide de referencia y el geoide se asumen como tangentes, coincidiendo así las verticales a las dos superficies.

Para nuestro país el Dátum es el WGS84, teniendo como elipsoide de referencia el WGS84.También se utiliza PSAD56.

Altitudes de un punto sobre la Tierra.En relación con las superficies descritas hay tres valores de la altitud de un punto simple sobre la Tierra que pueden ser calculados:

2.1   ALTURA GEOIDAL. Es la distancia entre la superficie del geoide y la del elipsoide. Generalmente se simboliza por la letra “N”.

2.2   ALTURA ELIPSOIDAL. Es la distancia entre la superficie del elipsoide y la de la Tierra. Generalmente se simboliza por la letra “h”.

2.3   ALTURA ORTOMÉTRICA. Es la distancia vertical entre la superficie física de la Tierra y la superficie del geoide. Esta distancia se mide a lo largo de la línea de plomada, la cual es la curva que es tangencial a la dirección de la gravedad en cualquier punto. En muchos casos las alturas ortométricas son también consideradas alturas sobre el nivel medio del mar. Generalmente se simboliza por la letra “H”.

La relación entre estas tres superficies está vinculada en la siguiente ecuación: 

H = h - N

Usando esta ecuación podemos determinar fácilmente la altura ortométrica de un punto sobre la Tierra, si conocemos su altura elipsoidal y la altura del geoide en la misma posición.

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Con el siguiente esquema se muestra la relación entre estas tres superficies y los tres tipos de altitudes de un punto sobre la Tierra:

Esquema mostrando: (1) la superficie de los océanos, (2) el elipsoide, (3) la dirección de la plomada, (4) los continentes, (5) el geoide.

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1. ¿QUÉ ES UN SIG? Es un sistema de hardware, software y procedimientos diseñados para soportar la captura, administración, manipulación, análisis, modelamiento y graficación de datos u objetos referenciados espacialmente, para resolver problemas complejos de planeación y administración. Una definición más sencilla es: Un sistema de computador capaz de mantener y usar datos con localizaciones exactas en una superficie terrestre.Un sistema de información geográfica, es una herramienta de análisis de información. La información debe tener una referencia espacial y debe conservar una inteligencia propia sobre la topología y representación. En general un SIG debe tener la capacidad de dar respuesta a las siguientes preguntas: ¿Dónde está el objeto A? ¿Dónde está A con relación a B? ¿Cuantas ocurrencias del tipo A hay en una distancia “d” de B? ¿Cuál es el valor que toma la función Z en la posición X? ¿Cuál es la dimensión de B (Frecuencia, perímetro, área, volumen)? ¿Cuál es el resultado de la intersección de diferentes tipos de

información? ¿Cuál es el camino más corto (menor resistencia o menor costo) sobre el

terreno desde un punto (X1, Y1) a lo largo de un corredor P hasta un punto (X2, Y2)?

¿Qué hay en el punto (X, Y)? ¿Qué objetos están próximos a aquellos objetos que tienen una

combinación de características? ¿Cuál es el resultado de clasificar los siguientes conjuntos de

información espacial? Utilizando el modelo definido del mundo real, simule el efecto del

proceso P en un tiempo T dado un escenario S.

1. ¿CUÁLES SON LOS COMPONENTES DE UN SIG?

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1. Equipos (Hardware) Es donde opera el SIG. Hoy por hoy, programas de SIG se pueden ejecutar en un amplio rango de equipos, desde servidores hasta computadores personales usados en red o trabajando en modo "desconectado".

2. Programas (Software) Los programas de SIG proveen las funciones y las herramientas necesarias para almacenar, analizar y desplegar la información geográfica. Los principales componentes de los programas son: Herramientas para la entrada y manipulación de la información

geográfica. Un sistema de manejador de base de datos (DBMS) Herramientas que permitan búsquedas geográficas, análisis y

visualización. Interfase gráfica para el usuario (GUI) para acceder fácilmente a las

herramientas. 1. Datos

Probablemente la parte más importante de un sistema de información geográfico son sus datos. Los datos geográficos y tabulares pueden ser adquiridos por quien implementa el sistema de información, así como por terceros que ya los tienen disponibles. El sistema de información geográfico integra los datos espaciales con otros recursos de datos y puede incluso utilizar los manejadores de base de datos más comunes para manejar la información geográfica.

2. Recurso humano La tecnología de los SIG está limitada si no se cuenta con el personal que opera, desarrolla y administra el sistema; Y que establece planes para aplicarlo en problemas del mundo real.

3. Procedimientos Un SIG operará acorde con un plan bien diseñado y con unas reglas claras del negocio, que son los modelos y las prácticas operativas características de cada organización.

1. ¿CUALES SON LAS FUNCIONES DE LOS COMPONENTES DE

UN SIG.?

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Dentro de las funciones básicas de un sistema de información podemos describir la captura de la información, esta se logra mediante procesos de digitalización, procesamiento de imágenes de satélite, fotografías, videos, procesos aerofotogramétricos, entre otros.

Otra función básica de procesamiento de un SIG hace referencia a la parte del análisis que se puede realizar con los datos gráficos y no gráficos, se puede especificar la función de contigüidad de objetos sobre una área determinada, del mismo modo, se puede especificar la

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función de coincidencia que se refiere a la superposición de objetos dispuestos sobre un mapa. La manera como se agrupan los diversos elementos constitutivos de un SIG quedan determinados por una serie de características comunes a varios tipos de objetos en el modelo, estas agrupaciones son dinámicas y generalmente obedecen a condiciones y necesidades bien especificas de los usuarios. La definición formal del concepto categoría o cobertura, queda determinado como una unidad básica de agrupación de varios mapas que comparten algunas características comunes en forma de temas relacionados con los objetos contenidos en los mapas. Sobre un mapa se definen objetos (tienen una dimensión y localización respecto a la superficie de la tierra), estos poseen atributos, y éstos últimos pueden ser de tipo gráfico o de tipo alfanumérico. A un conjunto de mapas relacionados se le denomina entonces categoría, a un conjunto de categorías se les denomina un tema y al conjunto de temas dispuesto sobre un área específica de estudio se agrupa en forma de índices temáticos o geoindice del proyecto SIG. De tal suerte que la arquitectura jerárquica de un proyecto queda expuesta por el concepto de índice, categoría, objetos y atributos.Las categorías definidas pueden ser los puntos de control, el modelo de formación y conservación catastral, la categoría transporte, las coberturas vegetales, la hidrología, el relieve y áreas en general.Los objetos para la categoría puntos de control son: el punto geodésico, el punto de nivelación, el punto estereoscópico, entre otros. Para ilustrar con otro ejemplo, los objetos para la categoría catastro son: Zona urbana, Sector Urbano, Manzana, Edificación, Parque, Sitio de interés, entre otros. Los atributos para el objeto zona urbana son: El código de identificación del departamento, código de la provincia, código de la zona urbana, entre otros. Ahora bien, la representación gráfica del objeto zona urbana son tramos de línea continua separados por triángulos para delimitar la zona propiamente dicha.

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2. ¿QUÉ HACE UN SIG CON LA INFORMACIÓN?

1. Representación de la información. La representación primaria de los datos en un SIG está basada en algunos tipos de objetos universales que se refieren al punto, línea y área. Los elementos puntuales son todos aquellos objetos relativamente pequeños respecto a su entorno más inmediatamente próximo, se representan mediante líneas de longitud cero. Por ejemplo, elementos puntuales pueden ser un poste de la red de energía o un sumidero de la red de alcantarillado.Aquí vale la pena hacer la siguiente aclaración respecto a la determinación de los elementos puntuales; en un mapa que incluya los detalles más relevante del de un objeto particular, éste puede figurar como un elemento de tipo área, en cambio en otro mapa que no incluya detalles asociados del objeto, puede aparecer como un objeto puntual. Los objetos lineales se representan por una sucesión de puntos donde el ancho del elemento lineal es despreciable respecto a la magnitud de su longitud, con este tipo de objetos se modelan y definen las carreteras, las líneas de transmisión de energía, los ríos, las tuberías del acueducto entre otros.Los objetos de tipo área se representan en un SIG de acuerdo con un conjunto de líneas y puntos cerrados para formar una zona perfectamente definida a la que se le puede aplicar el concepto de perímetro y longitud. Con este tipo se modelan las superficies tales como: mapas de bosques, sectores

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socioeconómicos de una población, un embalse de generación, entre otros.

2. Estructura de la representación. La manera como se agrupan los diversos elementos constitutivos de un SIG quedan determinados por una serie de características comunes a varios tipos de objetos en el modelo, estas agrupaciones son dinámicas y generalmente obedecen a las condiciones y necesidades bien específicas de los usuarios.

3. ¿CUÁL ES LA INFORMACIÓN QUE SE MANEJA EN UN SIG? Se parte de la idea que un SIG es un conjunto de procedimientos usados para almacenar y manipular datos geográficamente referenciados, es decir objetos con una ubicación definida sobre la superficie terrestre bajo un sistema convencional de coordenadas.Se dice que un objeto en un SIG es cualquier elemento relativo a la superficie terrestre que tiene tamaño es decir, que presenta una dimensión física (alto - ancho - largo) y una localización espacial o una posición medible en el espacio relativo a la superficie terrestre.A todo objeto se asocian unos atributos que pueden ser: Gráficos No gráficos o alfanuméricos. 1. Atributos gráficos Son las representaciones de los objetos geográficos asociados con ubicaciones específicas en el mundo real. La representación de los objetos se hace por medio de puntos, líneas o áreas.Ejemplos de una red de servicios: Punto: un poste de energía Línea: una tubería Área: un embalse 2. Atributos no gráficos

También llamados atributos alfanuméricos. Corresponden a las descripciones, cualificaciones o características que nombran y

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determinan los objetos o elementos geográficos. En el siguiente gráfico se observan los atributos gráficos y no gráficos que se encuentran asociados a los objetos representados.

En un SIG los atributos gráficos y no gráficos se tienen que relacionar y esto se logra mediante un atributo de unión.

1. ¿CÓMO SE AGRUPA LA INFORMACIÓN DE LOS OBJETOS EN UN SIG? Los objetos se agrupan de acuerdo con características comunes y forman categorías o coberturas. Las agrupaciones son dinámicas y se establecen para responder a las necesidades específicas del usuario. La categoría o cobertura se define como una unidad básica de almacenamiento. Es una versión digital de un sencillo mapa "temático" en el sentido de contener información solamente sobre algunos de los objetos: Predio, lotes, vías, marcas de terreno, hidrografía, curvas de nivel. En una categoría se presentan tanto los atributos gráficos como los no gráficos.Una categoría queda representada en el sistema por el conjunto de archivos o mapas que le pertenecen.

1. Relaciones entre objetos.

Se sabe que un objeto al interior de una categoría posee por lo menos dos componentes, uno gráfico y otro no gráfico. A un objeto gráfico se le define a través del software un número clave de identificación, del mismo modo, a la componente alfanumérica, también se le define el mismo identificador, de tal forma que al interior del sistema se establece una relación entre los dos componentes. Además de la integridad de entidad definida anteriormente, se definen otros tipos de relaciones, por ejemplo, la relación posicional dice donde está el elemento respecto al sistema de coordenadas establecido. La relación topológica dice sencillamente la relación del elemento con otros elementos de su entorno geográfico próximo.

2. ¿CÓMO SE ENCADENAN LOS OBJETOS Y ATRIBUTOS EN UNA CATEGORÍA? A cada objeto contenido en una categoría se le asigna un único número identificador. Cada objeto está caracterizado por una localización única (atributos gráficos con relación a unas coordenadas geográficas) y por un conjunto de descripciones (atributos no gráficos) El modelo de datos permite relacionar y ligar atributos gráficos y no gráficos. Las relaciones se establecen tanto desde el punto de vista posicional como topológico.

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Los datos posicionales dicen donde está el elemento y los datos topológicos informan sobre la ubicación del elemento con relación a los otros elementos. Los atributos no gráficos dicen qué es, y cómo es el objeto. El número identificador que es único para cada objeto de la categoría es almacenado tanto en el archivo o mapa de objetos como en la tabla de atributos, lo cual garantiza una correspondencia estricta entre los atributos gráficos y no gráficos.

1. Sistema de coordenadas. Un sistema de coordenadas geográficas es un sistema de referencia usado para localizar y medir elementos geográficos. Para representar el mundo real, se utiliza un sistema de coordenadas en el cual la localización de un elemento esta dado por las magnitudes de latitud y longitud en unidades de grados, minutos y segundos.La longitud varía de 0 a 180 grados en el hemisferio Este y de 0 a -180 grados en el hemisferio Oeste de acuerdo con las líneas imaginarias denominadas meridianos.La latitud varía de 0 a 90 grados en el hemisferio norte y de 0 a -90 grados en el hemisferio sur de acuerdo con las líneas imaginarias denominadas paralelos o líneas ecuatoriales. El origen de este sistema de coordenadas queda determinado en el punto donde se encuentran la línea ecuatorial y el meridiano de Greenwich.Las coordenadas cartesianas son generalmente usadas para representar una superficie plana. Los puntos se representan en términos de las distancias que separan a dicho punto de los ejes de coordenadas. En un SIG a través del índice es posible ver las categorías, por estas categorías se accede a los objetos y por los objetos se tiene acceso a los atributos gráficos y no gráficos que se almacenan en la base de datos geográfica. Los archivos o mapas que conforman una categoría se pueden cargar por cada usuario para atender sus necesidades. De

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igual manera puede hacer operaciones con objetos que pertenezcan a la misma categoría o a categorías diferentes. Estas operaciones pueden ser de tipo espacial (unión, intersección) o racionales (Continuidad, vecindad, proximidad)

2. Proyecciones. La superficie de referencia más comúnmente usada para la descripción de localizaciones geográficas es una superficie esférica. Esto es válido aún sabiendo que la figura de la tierra se puede modelar más como un elipsoide que como una esfera. Se sabe sin embargo que para la generación de una base de datos que permita la representación de elementos correctamente georeferenciados, y en unidades de medidas comunes como metros o kilómetros, debe ser construida una representación plana.Toda proyección lleva consigo la distorsión de una o varias de las propiedades espaciales ya mencionadas. El método usado para la proyección será el que en definitiva nos permita decidir cuales propiedades espaciales sean conservadas y cuales distorsionadas. Proyecciones específicas eliminan o minimizan la distorsión de propiedades espaciales particulares. Las superficies de proyección más comunes son los planos, los cilindros y los conos, según el caso se exige la proyección azimutal, cilíndrica y cónica respectivamente.Las propiedades especiales de forma, área, distancia y dirección son conservadas o distorsionadas dependiendo no solo de la superficie de proyección, sino también de otros parámetros. Puesto que cada tipo de proyección requiere de una forma diferente de transformación matemática para la conversión geométrica, cada método debe producir distintas coordenadas para un punto dado. Por ejemplo: Transformación de mercator, transformación estereográfica.

3. ¿QUÉ ES UNA BASE DE DATOS GEOGRÁFICA? La esencia de un SIG está constituida por una base de datos geográfica. Esta es, una colección de datos acerca de objetos localizados en una determinada área de interés en la superficie de la tierra, organizados en una forma tal que puede servir eficientemente a una o varias aplicaciones. Una base de datos geográfica requiere de un conjunto de procedimientos que permitan hacer un mantenimiento de ella tanto desde el punto de vista de su documentación como de su administración. La eficiencia está determinada por los diferentes tipos de datos almacenados en diferentes estructuras. El vínculo entre las diferentes estructuras se obtiene mediante el campo clave que contiene el número identificador de los elementos. Tal número identificador aparece tanto en los atributos gráficos como en los no gráficos. Los atributos no gráficos son guardados en tablas y manipulados por medio de un sistema manejador de bases de datos.Los atributos gráficos son guardados en archivos y manejados por el software de un sistema SIG. Los objetos geográficos son organizados por temas de información, o capas de información, llamadas también niveles. Aunque los puntos, líneas y polígonos pueden ser

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almacenados en niveles separados, lo que permite la agrupación de la información en temas son los atributos no gráficos. Los elementos simplemente son agrupados por lo que ellos representan. Así por ejemplo, en una categoría dada, ríos y carreteras aun siendo ambos objetos línea están almacenados en distintos niveles por cuanto sus atributos son diferentes.Los formatos estándar para un archivo de diseño son el formato celular o RASTER y el formato tipo VECTOR, en el primero de ellos se define una grilla o una malla de rectángulos o cuadrados a los que se les denomina células o retículas, cada retícula posee información alfanumérica asociada que representa las características de la zona o superficie geográfica que cubre, como ejemplos de este formato se pueden citar la salida de un proceso de fotografía satelital, la fotografía aérea es otro buen ejemplo.De otro lado, el formato vectorial representa la información por medio de pares ordenados de coordenadas, este ordenamiento da lugar a las entidades universales con las que se representan los objetos gráficos, así: un punto se representa mediante un par de coordenadas, una línea con dos pares de coordenadas, un polígono como una serie de líneas y una área como un polígono cerrado. A las diversas entidades universales, se les puede asignar atributos y almacenar éstos en una base de datos descriptiva o alfanumérica para tales propósitos.

4. ¿QUE SE PUEDE HACER CON UN SIG?

Un SIG permite resolver una variedad de problemas del mundo real. El SIG puede manipularse para resolver los problemas usando varias técnicas de entrada de datos, análisis y resultados.

1. Entrada de datos: Digitalizar o escanear. Convertir datos digitales de otros formatos. Adquirir otros datos disponibles. 2. Manipulación y análisis: Respuestas a preguntas particulares. Soluciones a problemas particulares. 3. Salida de datos: Despliegue en pantalla de los datos. Copias duras (planos y mapas) usando una impresora.

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Listados. Reportes.

Se pueden nombrar otras aplicaciones de tipo general dentro de las muchas posibilidades que suministra un SIG.

1. ¿QUÉ ES DESPLEGAR DATOS EN UN SIG.? Con un SIG se pueden desplegar dos tipos de datos: Datos o atributos gráficos. Datos o atributos no gráficos. En el despliegue de datos un SIG permite:1. Localizar e identificar elementos geográficos. Con un SIG se puede determinar que existe en un sitio en particular. Para ello se deben especificar las condiciones. Esto se hace especificando la localización de un objeto o región para la cual se desea información.

Los métodos comúnmente usados son: Señalar con el apuntador gráfico o mouse el objeto o región. Escribir en el teclado la dirección. Escribir en el teclado las coordenadas.

Después de comandar las condiciones para localizar un objeto o región se obtienen unas respuestas. En esta respuesta se pueden presentar todas o algunas de las características del objeto o región.2. Especificar condiciones. Con esta función un SIG puede determinar en dónde se satisfacen ciertas condiciones.La especificación de las condiciones se puede hacer por medio de:La selección desde unas opciones predefinidas. La escritura de expresiones lógicas. El diligenciamiento interactivo en la pantalla. Después de comandar las condiciones que como usuario requiere se obtiene la respuesta esperada. En cada respuesta se puede presentar:Un listado de todos los objetos que reúnen la condición. Los elementos que cumplen la condición resaltada gráficamente. 3. Hacer análisis espaciales. En esta función los datos se pueden analizar para obtener: Respuestas a preguntas particulares. Soluciones a problemas particulares. Los análisis geográficos se hacen mediante la superposición de las características de los elementos de una misma categoría.

1. ¿CUALES SON LAS APLICACIONES DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA? La utilidad principal de un Sistema de Información Geográfica radica en su capacidad para construir modelos o representaciones del mundo real a partir de las bases de datos digitales y para utilizar esos modelos en la simulación de los efectos que un proceso de la naturaleza o una acción antrópica produce sobre un determinado escenario en una época específica. La construcción de modelos

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constituye un instrumento muy eficaz para analizar las tendencias y determinar los factores que las influyen así como para evaluar las posibles consecuencias de las decisiones de planificación sobre los recursos existentes en el área de interés.En el ámbito municipal pueden desarrollarse aplicaciones que ayuden a resolver un amplio rango de necesidades, como por ejemplo: Producción y actualización de la cartografía básica. Administración de servicios públicos (acueducto, alcantarillado,

energía, teléfonos, entre otros) Inventario y avalúo de predios. Atención de emergencias (incendios, terremotos, accidentes de

tránsito, entre otros. Estratificación socioeconómica. Regulación del uso de la tierra. Control ambiental (saneamiento básico ambiental y

mejoramiento de las condiciones ambientales, educación ambiental) Evaluación de áreas de riesgos (prevención y atención de

desastres) Localización óptima de la infraestructura de equipamiento

social (educación, salud, deporte y recreación) Diseño y mantenimiento de la red vial. Formulación y evaluación de planes de desarrollo social y económico.

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