Les tecnologies de la informació geogràfica i els localitzadors G.P.S.

ATICTES Jordi Duch

cicle nits a l’àtic Casal d’Amposta

www.atic2.cat 11 – 04 . 08

Índex

1.-La forma i les dimensions de la Terra

2.-El posicionament global

3.-La cartografia

4.-Els sistemes d’informació geogràfica

1.1.- Forma i les dimensions de la Terra (I)Els grecs intuïen que la Terra era esfèrica. Eratostenes d’Alexandria fou el

primer en establir la longitud d’un arc de meridià.No fou fins el segle XVII que Newton va proposar que la Terra

completament esfèrica era incompatible amb l’equilibri dels oceans degut a la força de la rotació, ell proposava que la seva forma havia de ser un objecte proper a l’esfera amb el radi equatorial més llarg que el radi polar.

Mesures fetes posteriorment van demostrar que aquesta hipòtesi de Newton era correcte.

Dues expedicions van mesurar un grau de latitud prop de l’equador (Perú) i un altre prop del Pol Nord (Laponia),els resultats van demostrar que un grau a l’Equador era més curt que un grau al Pol Nord

L’elipsoideDiferències entre un grau de latitud a l’equador i al Pol

Forma i les dimensions de la Terra (II)

Actualment sabem que la Terra és un planeta quasi esfèric sobre el que sobreposen les irregularitats del relleu.el radi polar mesura 6.357 Km.el radi equatorial mesura 6.378 Km.la diferència entre ambdós és de 21 Km.

La Terra des d’un satèl·lit

2.1.- El sistema de coordenades geogràfiques

la localització de qualsevol punt damunt d’una esfera es pot expressar per la combinació de dos expressions, la latitud i la longitud.

S’expressa en graus, minuts i segons

La xarxa geogràfica

La longitud es defineix com l’arc de paral·lel, mesurat en graus, entre un punt i el meridià principal.

La latitud es pot definir com l’arc de meridià, mesurat en graus, entre un punt i l’Equador

2.2.- La xarxa geodèsica

Referència sobre la superfície de la Terra

Els Datums

La triangulació la gran eina matemàtica de la cartografia

La xarxa geodèsica l’any 1903

2.3.- El posicionament global per satèl·lit

Nou mètode per calcular la forma de la Terra (geomàtica)

Conjunt de referències exteriors al planeta per a obtenir localitzacions exactes.

GPS i GLONASS, sistemes de satèl·lits creats amb objectius militars

Bases de funcionament del GPS

El funcionament intern del sistema està basat en el temps (els satel.lits porten uns rellotges nuclears que poden medir fins a mil.lessimes de segon

el temps que triga un senyal en arribar a un receptors (velocitat de la llum)

combinació dels senyals de varis satèl·lits (al menys tres)

Aplicacions civils del GPS

Estacions topogràfiques Seguiment de flotes de transport en generalAjut a la navegació marítima i aèriaLocalitzacions en operacions de rescatDeterminació de rutes per als automòbilsDeterminació d’itineraris

3.1.-La cartografia

la ciència o el conjunt de tècniques que permeten la representació fidel dels elements que conformen la superfície de la Terra. Relleu,rius, ciutats, carreteres, línia de costa, aquests i altres són els que denominem objectes geogràfics, que existeixen físicamentN’hi ha d’altres que també es cartografien però que no existeixen físicament, ens referim a les delimitacions, fenòmens diversos, etc.

Components de la cartografia

La cartografia s’ha enfrontat històricament a dos qüestions bàsiques:

1.-Com representar un planeta quasi esfèric a una superfície plana?

2.-Quines coses representar i com representar-les?

Els globus terraquis

els globus terraquis són una reducció del planeta sobre els que s’hi dibuixen, a escala, els elements que s’hi volen representar.

La imatge que ofereix el globus posseeix fidelitat de forma, de distància, de superfície i de posició.

Les projeccions cartogràfiques

Una projecció cartogràfica consisteix en el procés sistemàtic de transformació de totes les coordenades esfèriques (longitud, latitud) del globus en les seves coordenades rectangulars (x,y) en el mapa. Aquesta transformació porta implícita una sèrie de deformacions denominades anamorfosis que poden ser lineals, superficials o angulars

cada projecció està dissenyada per a un objectiu

determinat.

Les projeccions cartogràfiques(II)

Les deformacions que provoca cada projecció son funció de la superfície sobre la que es projecten, d’aquesta manera trobem diferents representacions de la Terra

El sistema de coordenades UTM

Fins els anys 50 els mapes expressaven les seves localitzacions en coordenades angulars , graus, minuts i segons . Calia trobar un sistema de representar la Terra que estigués associat a un mètode de mesures global i fàcil de fer, el sistema mètric decimal.

Vers els anys 50 el Servei Cartogràfic dels EEUU va proposar el sistema de coordenades UTM

El sistema de coordenades UTM(II)

Aquest sistema es basa en una sèrie de projeccions cilíndriques en el sentit dels meridians (transversals) i en una numeració que utilitza el metre com a mètode de localització. El sistema mètric assegura una gran precisió en les mesures perquè admet afegir tants decimals com calgui permet mantenir el mateix sistema de numeració per mapes a gran escala.

El sistema de coordenades UTM(III)El sistema UTM divideix la Terra en 60 fusos, que són porcions de la terra en el sentit dels meridians i que estan

numerats del 1 al 60.

3.2.-La cartografia digital

El model cartogràfic clàssic utilitza el que s’anomena les primitives geomètriques bàsiques per a la representació dels objectes i fenòmens geogràfics. El punt, la línia i el polígon.Aquestes tres formes simbolitzades convenientment serveixen per a representar qualsevol objecte o fenomen geogràfic Tradicionalment els mapes organitzen la informació que representen per nivells, per capes, les pròpies llegendes dels mapes s’organitzen amb aquest esquema, (hidrografia, xarxa viària, relleu, poblament, usos del sòl, etc

Organització de la informació

El resultat final d’un mapa, el que veiem, no és altre cosa que una superposició de les diferents capes temàtiques 1 Agrupa la informació per temes, és a dir que d’una capa determinada, a més de la seva forma, també podem emmagatzemar diferents atributs dels seus elements com ara el nom, el tipus, les dimensions, etc

2. Agrupa la informació per geometries, les ciutats com a punts, les ciutats com a polígons, o els rius com a línies i els rius com a polígons.

Exemples de simbologies

Els productors i difusors de cartografia

A Catalunya, Institut Cartogràfic de Catalunya

http://www.icc.es/portal/

A Espanya, Instituto Geogràfico Nacional

http://www.ign.es/ign/es/IGN/home.jsp

Al Montsià, Consell Comarcal

http://www.montsia.altanet.org/

4.1.- Els sistemes d’informació geogràfica

Podem definir un SIG com un sistema informatitzat destinat al maneig (captació,emmagatzematge, consulta, anàlisi i representació) d'informació localitzada geogràficamentEls components bàsics d’un SIG són el maquinari, el programari i les dades sobre el territoriLa característica més distintiva d'un SIG és la seva capacitat d'interrelacionar o integrar diferentsconjunts d'informació sobre fenòmens o localitzacions en virtut de la seva localització i relacions en l'espai

Els models de representació en els SIG

En el sistema ràster, l'espai geogràfic s'adapta a una estructura tessel·lar, formada per cel·les (píxels), normalment de forma quadrada, que constitueixen la unitat elemental d'informació del territori

En el sistema vectorial, en canvi, l'èmfasi es posa en objectes geomètrics que pretenen descriure la realitat a través de punts, línies o polígons Els SIG no només contenen dades espacials (representacions), sinó que també emmagatzemen dades alfanumèriques associades a les cel·les dels ràsters o als punts, línies i polígons dels vectors.

La utilització dels SIG

les dues preguntes fonamentals que es poden fer a un SIG són

«Què hi ha a tal lloc?» i «On és tal cosa?» (consulta per localització , consulta per atributs)

un SIG pot respondre a qüestions força més complexes:

-consulta de relacions espacials de proximitat

-consulta de relacions espacials de veïnatge

-consulta de relacions espacials de contenció

-consulta per conèixer les característiques espacials dels objectes

-consultes més complexes en base a una sèrie de condicions i/o a recomptes

Exemples de dades SIG

 (a) Ortoimatge: fitxer ràster resultat de georeferenciar una fotografia aèria; resulta útil per a efectuar treballs de fotointerpretació.

(b) Model digital d'elevacions: fitxer ràster en què cada cel·la conté una dada altimètrica resulta útil per a conèixer l'altitud en qualsevol punt, així com per obtenir paràmetres derivats com el pendent o l'orientació.

(c) Mapa temàtic de tipus categòric: fitxer vectorial en què es delimiten àrees amb diferents atributs (en l'exemple els diferents colors corresponen a diferents

tipus de vegetació i usos del sòl).

Els SIGs de gestió

La possibilitat de combinar informació alfanumèrica amb elements gràfics significa atorgar un valor afegit a aquesta informació

Molts organismes públics incorporen les tècniques SIG com a suport a les seves tasques de gestió.

Gestió del cadastre, gestió de la via pública, etc.

Els SIGs d’usuari

Es tracta de paquets d’informació territorial que ja contenen les dades el programari i els protocols d’explotació.L’exemple de més èxit són els navegadors per la xarxa viària que incorporen molts automòbils

Conclusió

La tecnologia digital de la Informació geogràfica és molt recent (10 anys)El desenvolupament dels SIG esta en plena fase de creixementLa versió moderna del globus terraqui el tenim penjat a la Web de Google, és el primer experiment de servir informació geogràfica de forma global i democràticaLa tecnologia SIG cada cop més està derivant en especialitzacions concretes que amplien l’univers d’aplicacions pensades per l’usuari inexpert

MOLTES GRÀCIES

Jordi Duch