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Curso de SIG y Teledetección 2013
Bravo Morales, Nino Frank - 954849467 Página 1
Guía 1:
Sistemas de referencia y coordenadas ArcGIS 10 o
ArcGis 10.1
La localización de los lugares en la superficie terrestre y su representación
sobre un plano requieren de dos procesos distintos: en primer lugar, la
construcción de un sistema de coordenadas geodésicas, también denominado
de coordenadas geográficas, que asuma unas dimensiones bien definidas de la
Tierra y, en segundo lugar, la elección de un tipo de proyección que transforme
su superficie tridimensional en plana. Los sistemas de coordenadas y las
proyecciones serán los dos temas a tratar en este manual, pero desde el
enfoque de ArcGIS 10, por lo que se requieren conocimientos claros sobre las
definiciones y conceptos tratados en este documento. Todo el software
utilizado en la realización de este manual es gratuito o de evaluación en modo
de prueba. Los pasos sugeridos se basan en procedimientos propios adquiridos
con la experiencia en el manejo del software.
I. INTRODUCCIÓN
Este manual cumple con el objetivo de explicar, a través de un paso a paso
con imágenes y textos, la manera de definir un sistema de referencia y
proyección a las coberturas o datos, utilizando el software ArcGIS 10. Se
entiende por lo tanto que el usuario posee un conocimiento básico de las
herramientas utilizadas y sus comandos más importantes.
El software utilizado en los ejercicios y ejemplos se encuentran en “modo de
prueba” y los datos han sido creados por el autor, por lo tanto no se hace
responsable por la utilización de este manual para otros fines que no sean
educativos.
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II. CONCEPTOS BASICOS
2.1. Los Sistemas de Coordenadas
Un sistema de coordenadas es un sistema de referencia que se utiliza
para representar la ubicación de entidades geográficas, imágenes y
observaciones (como las localizaciones GPS) dentro de un marco
geográfico común.
Un sistema de coordenadas queda definido por:
Su marco de medición, que es geográfico (las coordenadas
esféricas se miden desde el centro de la tierra) o planimétrico (se
proyectan sobre una superficie planar de dos dimensiones).
Unidad de medida (generalmente en pies o metros para sistemas
de coordenadas proyectadas y grados decimales para latitud–
longitud).
La definición de la proyección cartográfica para sistemas de
coordenadas proyectadas.
Otras propiedades del sistema de medición, como el esferoide de
referencia, el datum o parámetros de proyección como las líneas
paralelas estándar, el meridiano central o las posibles alteraciones
en las direcciones x e y.
2.1.1. Tipos de sistemas de coordenadas
Existen dos tipos comunes de sistemas de coordenadas que se
utilizan en SIG:
a) El sistema de coordenadas geográficas se utiliza una
superficie esférica tridimensional para definir ubicaciones en la
Tierra. Un sistema de coordenadas geográficas incluye una unidad
angular de medida, un meridiano base y un datum (basado en un
esferoide). Los valores de latitud y longitud hacen referencia a un
punto en un sistema de coordenadas geográficas. La longitud y la
latitud son ángulos medidos desde el centro de la Tierra hasta un
punto de la superficie de la Tierra. Los ángulos se suelen medir en
grados (o en grados centesimales).
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b) Un sistema de coordenadas proyectadas se define sobre una
superficie plana de dos dimensiones. A diferencia de un sistema
de coordenadas geográficas, un sistema de coordenadas
proyectadas posee longitudes, ángulos y áreas constantes en las
dos dimensiones. Un sistema de coordenadas proyectadas
siempre está basado en un sistema de coordenadas geográficas
basado en una esfera o un esferoide.
En un sistema de coordenadas proyectadas, las ubicaciones se
identifican mediante las coordenadas x, y en una cuadrícula, con
el origen en el centro de la cuadrícula. Cada posición tiene dos
valores de referencia respecto a esa ubicación central. Uno
especifica su posición horizontal y el otro su posición vertical.
Los sistemas de coordenadas (geográficas o proyectadas) ofrecen un marco en
el que definir las ubicaciones del mundo real. En ArcGIS, el sistema de
coordenadas se utiliza como método para integrar automáticamente las
ubicaciones geográficas de diferentes datasets en un marco de trabajo de
coordenadas para su visualización y análisis.
Cuando se inventaron las primeras proyecciones cartográficas, se asumió
incorrectamente que la Tierra era plana. Posteriormente, se revisó esta
hipótesis y se llegó a la conclusión de que la Tierra era una esfera perfecta. En
el siglo XVIII, se descubrió que no era totalmente redonda. Así es como nació
el concepto del esferoide cartográfico.
Para representar las ubicaciones de la superficie de la Tierra con mayor
precisión, los cartógrafos estudiaron la forma de la Tierra (geodesia) y crearon
el concepto del esferoide. Un datum vincula un esferoide a una parte
determinada de la superficie de la Tierra. Los datums más recientes se han
diseñados para ajustarse también a la superficie de toda la Tierra.
Los datum utilizados normalmente en Norteamérica son:
Datum de Norteamérica (NAD) de 1927, que utiliza el esferoide Clarke
1866
NAD 1983, que utiliza el esferoide del Sistema Geodésico de Referencia
(GRS) de 1980
Sistema Geodésico Mundial (WGS) 1984, que utiliza el esferoide del
WGS 1984
En la actualidad, los esferoides se desarrollan a partir de mediciones de
satélites y son más precisos que los diseñados en los siglos XIX y XX.
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Los términos "sistema de coordenadas geográficas" y "datum" suelen utilizarse
indistintamente.
2.2. Líneas de referencia del globo terrestre. Unidades de medida
Un punto sobre la superficie terrestre está definido por sus valores de Latitud,
Longitud y Altitud. La latitud y longitud son medidas angulares calculadas
desde el centro de la tierra. La altitud lo será desde la superficie del geoide.
Para dar un sentido a la medida de los ángulos, se establecen planos de
referencia que dividen la tierra horizontal y verticalmente.
El plano horizontal está marcado de forma natural por el Ecuador, y cualquier
punto situado al norte o sur se medirá en grados positivos (N) o negativos (S)
respectivamente con rango entre +90°N y -90°S.
2.3. Geoide
Es una figura cuya forma es la de una superficie equipotencial. Es decir en
donde la gravedad terrestre es la misma en cada uno de los puntos que la
forman y esta gravedad es perpendicular al geoide. Esta superficie es más lisa
que la superficie de la tierra pero presenta irregularidades a diferencia del
elipsoide como podemos observar en el gráfico (SILVA, R. 2004).
Entonces las características más importantes del geoide son:
Gravedad terrestre es la misma en cualquier punto.
La dirección de la gravedad es perpendicular al Geoide.
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2.4. Elipsoide
Para poder elaborar mapas con precisión se requiere de una superficie de
referencia geométricamente regular. Por ello, las observaciones sobre el
Geoide se transfieren a la figura regular matemáticamente operable que más
se le parece que es la del Elipsoide. (Elipse que gira alrededor de su eje
menor). Llegados a este punto, conviene recordar que la creación de estas
superficies potenciales es consecuencia de las dificultades que
supone medir y conocer con precisión la forma exacta de la superficie
terrestre.
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Procedimiento ArcGIS 10 o ArcGIS 10.1 y los Sistemas de
referencia
Una de las principales dificultades al utilizar ArcGIS es la definición e
interpretación del sistema de coordenadas y proyección que poseen los datos,
para lo cual, a través de la experiencia, he definido las siguientes
consideraciones:
a) Es muy importante saber qué tipo de unidades (metros, grados) y
coordenadas (Planas, Geográficas) se van a trabajar. Arcgis10 utiliza un
tipo de unidades para el mapa y otro para la visualización que pueden o
no ser iguales.
b) Definir el sistema de coordenadas de los datos, ya que Arcgis10
no puede determinar automáticamente que referencia tiene la
información si no se hace manualmente o los datos que se añaden no
traen consigo un archivo de proyección (.prj). Si el sistema de
coordenadas no se encuentra por defecto en ArcGIS 10, podemos
Crearlo o Importarlo.
c) Para pasar de un sistema de coordenadas geográficas a planas (o
viceversa), es necesario realizar una transformación.
d) Si tenemos datos en diferente sistema de coordenadas y
proyección pero queremos visualizarlos en uno solo, sin necesidad
de re-proyectar, se puede utilizar la opción de proyección al vuelo.
Normalmente trabajando con ArcGis, a menudo nos topamos con tres
operaciones:
1. Asignar el sistema de coordenadas al momento de crear la capa.
Cuando se crea un shape de
puntos, polígonos o líneas, una
de las cosas que debemos hacer
es asignar un sistema de
coordenadas especifico (bien
sea geográficas WGS1984 o
proyectadas).
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Ahora verificaremos si la entidad tiene una proyección: para esto entramos en
las propiedades de la entidad y seleccionamos Fuente.
Archivo o Geodatabase
personal, o la carpeta en la que
se crea la clase de entidad de
salida.
Nombre del shapefile creado
Tipo de entidad a crear: Punto,
Línea y polígono.
Proyección de la entidad: WGS
84 UTM Zona 18L.
Se verifica la Proyección de la
entidad: WGS 84 UTM Zona
18L.
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2. Definición del sistema de referencia. Si la capa no cuenta con sistema
de referencia definido, entonces debemos obtener del proveedor de la
capa el sistema en el que se encuentra realmente. Si no fuera posible, es
posible descubrirlo por comparación con otras capas cuyo sistema es
conocido. En este caso para definir la proyección en ArcGis vamos a
ArcToolbox:
En la ventana anterior tenemos la
posibilidad de asignar coordenadas
geográficas o un sistema
proyectado. En este caso
escogemos la segunda opción.
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En la ventana escogeremos
UTM (Universal Transversal
Mercator).
Ahora escogemos WGS84
(Sistema Geodésico Mundial
1984) y de ahí Hermisferio
Sur.
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Ahora escogemos WGS84
(Sistema Geodésico Mundial
1984) y de ahí Hermisferio
Sur.
Cuando ya tenemos
seleccionado la Proyección, se
va activar la herramienta para
guardar en favoritos.
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3. Cambio de sistema de referencia. La capa tiene definido su sistema de
coordenadas diferente al que necesitamos, por lo cual se debe hacer
cambio de sistema de referencia, para ello vamos a ArcToolbox:
Entidad que se
proyectará
Este parámetro se habilita
cuando la entrada tiene un
sistema de coordenadas
desconocido
El dataset de salida
en el que se
escribirán los
resultados.
El sistema de coordenadas
al que se proyectará los
datos de entrada.
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4. Asignar sistema para la vista ArcMap 10.1
Cuando se tiene una vista de datos, esta requiere que se le asigne un sistema
de coordenadas especifico (bien sea sistema de coordenadas proyectadas
WGS1984 UTM Zona 18S).
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Utilizando los archivos de todo el mundo veremos las Zonas de UTM que nos
encontramos en el Perú.
