02 sesión curso_sig datos-espaciales

INSTITUCION UNIVERSITARIA COLEGIO MAYOR DEL CAUCA

SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

DOCENTE: Mg. Sandra Mónica Valencia C.

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TEMAGEO - REFERENCIACIÓN

SISTEMAS DE REFERENCIA-UTM, Magna Sirgas, sistemas

de coordenadas, escalas. REPRESENTACIÓN DE LAS

ENTIDADES EN EL ESPACIOMAPAS Y SU REQUERIMIENTO

SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. BASES TECNOLÓGIAS

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DATOS ESPACIALES /GEOREFERENCIACIÓN

OBJETIVO: Enseñar a los estudiantes a identificar entidades y tipos de geometrías, su modelamiento, fuente de transformación a objetos en el espacio, Georeferenciacion, sistema de referencia.

TRABAJO AUTONOMO. Repaso autonomo de la clase para abordar taller, VER MANUAL GVSIG DE LA COMUNIDAD VALENCIANA. http://www.gvsig.org/web/projects/gvsig-desktop/official/gvsig-1.12/descargas

METODOLOGIA:Clase Magistral Ayuda De Diapositivas Propia De La Asignatura

DATOS ESPACIALES: GEOREFERENCIACIÓN.Como obtener datos espaciales (Cartografía

y técnicas afines.)

SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA. BASES TECNOLÓGIAS

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CURSO SIG 2013

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Geo-referenciación se define como el posicionamiento de un objeto espacial que puede estar representado mediante polígono líneas o puntos.


El dato LOCALIZACIÓN, expresa la situación de la entidad en relación al geoide terráqueo, que es una relación geométrico- matemático de la tierra.

Se puede relacionar además con un entorno distinto del globo terráqueo como edificios y redes de una gran instalación industrial con un sistema de coordenadas autóctono.

Se ha de utilizar procedimientos estándares como las proyecciones cartográficas y los sistemas de coordenadas geográficas.

SISTEMAS DE REFERENCIACon los avances científicos y tecnológicos alcanzados en el campo de la Geodesia durante la segunda mitad del siglo XX,

Técnicas modernas de generación de coordenadas y la solución necesaria para que Colombia acceda a niveles eficientes de calidad en la generación de datos georreferenciados.

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El uso de técnicas espaciales para la determinación de coordenadas sobre la superficie terrestre, como el sistema GPS (Global Positioning System).

Ha sido necesario que el IGAC revise la conveniencia de reemplazar el sistema geodésico de referencia Datum BOGOTÁ, adoptado en 1941.

por un sistema moderno, compatible a nivel internacional y que soporte las tecnologías actuales.

GPS:SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL sirve para determinar nuestra posición.

El GPS mide la distancia desde cada satélite a la antena del

receptor.

Coordenadas latitud, longitud y altura.

para obtener la distancia los

satélites envían ondas de radio de 300.000 km por segundo midiendo el

tiempo entre el momento que sale la señal y el momento en el que llega al

receptor .

Como distancia es = a la velocidad por el tiempo s=vxt se puede determinar sin ningún problema la distancia entre el satélite y la antena, el mismo gps realiza el calculo.

Basada

Constelacion de 21 Satelit

es

Que orbitan la tierra a una altura de 20.200 km, necesitando 11horas 58 minutos para descrbir una órbita completa.

Con 1 satélite.Se obtiene una

distancia, lo que quiere decir que

la posición a determinar puede estar en cualquier punto de

una esfera hueca a una distancia x desde el satélite.

Con 2 satélite Con 1 satélite

Con 4 satélite Con 3 satélite

liCon 2 satélite.El punto

puede estar en algún lugar del circulo de

intercepción de las dos distancias

de los satélites.

Con 4 satélites: midiendo

la distancia a cuatro

satélites se puede

determinar la posición

de un punto.

Con 3 satélites: La distancia desde tres satélites se puede

reducir a dos puntos en el espacio

el lugar en que podemos

encontrarnos. Esto quiere decir que una

posición es verdadera y la otra es falsa. El sistema

en si puede determinar cual

punto es incorrecto porque no está

cerca de la Tierra.

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SDATOS ESPACIALES /GEOREFERENCIACIÓN

MARCO GEOCÉNTRICO NACIONAL DE REFERENCIA MAGNA-SIRGAS

COMO DATUM OFICIAL DE COLOMBIA

(ITRF): INTERNATIONAL TERRESTRIAL REFERENCE FRAME

QUE ES UN SISTEMAS DE REFERENCIAEs el conjunto de convenciones y conceptos teóricos adecuadamente modelados que definen, en cualquier momento:

Ejes coordenados de un sistema de

referencia

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Es materializado mediante puntos reales cuyas coordenadas son determinadas sobre el sistema de referencia.

De los tres ejes Coordenados X, Y, Z

La Orientación La Ubicación Escala

Dicho conjunto de puntos se

denominaMARCO DE REFERENCIA

(Reference Frame) (IERS 2000).

La Orientación La Ubicación Escala Es la acción de orientación espacial, y orientación temporal, que guian por unos puntos conocidos que actúan como referencia.

Es el lugar que se ocupa en el espacio.

La escala es la relación matemática que existe entre las dimensiones reales y las del dibujo que representa la realidad sobre un plano o un mapa

La latitud: es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Ecuador, medida sobre el meridiano que pasa por dicho punto.

La longitud: es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Meridiano de Greenwich, medida sobre el paralelo que pasa por dicho punto.

Palabras claves para tener en cuenta en SIG

Geoide es un cuerpo de formato casi esférico que evidencia un leve achatamiento en sus extremos. Este aplanamiento polar con su consecuente ensanchamiento ecuatorial se debe a los efectos de la gravitación y de la fuerza centrífuga que se genera con el movimiento de rotación sobre su eje.

Elipsoide: es una superficie curva cerrada cuyas tres secciones ortogonales

principales son elípticas, es decir, son originadas por planos que contienen dos ejes

cartesianos.

Datum geodésico es una referencia de las medidas tomadas, es un conjunto de

puntos de referencia en la superficie terrestre en base a los cuales las medidas de la

posición son tomadas y un modelo asociado de la forma de la tierra (elipsoide de

referencia) para definir el sistema de coordenadas geográfico.

Datums horizontales son utilizados para describir un punto sobre la superficie

terrestre.

Datums verticales miden elevaciones o profundidades.

La latitud: es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Ecuador, medida sobre el meridiano que pasa por dicho punto.

La longitud: es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Meridiano de Greenwich, medida sobre el paralelo que pasa por dicho punto.

Esferoide es un elipsoide de revolución, es decir, la superficie que se obtiene al girar una elipse alrededor de uno de sus ejes principales.

Convencionalmente estas posiciones pueden expresarse en términos de coordenadas curvilíneas latitud (ϕ) y longitud (λ), que requieren de la introducción de un elipsoide.

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Coordenadas curvilíneas latitud (ϕ), longitud (λ) y altura elipsoidal (h)

Finalmente, la intersección del plano ecuatorial y el plano del meridiano de referencia (Greenwich , también conocido como meridiano de cero) del elipsoide debe coincidir con el eje X del sistema cartesiano (Vanicek and Steeves, 1996).

Dicho elipsoide debe ajustarse al sistema cartesiano de tres ejes.

Así: el eje menor del elipsoide debe coincidir con el eje Z del sistema cartesiano.

el centro geométrico del elipsoide debe coincidir con el origen de coordenadas del sistema cartesiano.

Punto Fiducial

DATUM GEODÉSICOS La orientación y ubicación del elipsoide biaxial asociado a un sistema coordenado X´Y´Z` es conocido como Datum Geodesico .

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DAT

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Si éste es Geocéntrico se tendrá un Datum Geodésico Geocéntrico o Globa( centro de la tierra) D

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Geodésico G

eocéntrico o Globa

SISTEMAS DE COORDENADAS

UTM: Sistema de Coordenadas Universal Transversal de Mercator es basado en la proyección cartográfica que se construye como la proyección de Mercator normal, (Es un tipo de proyección cartográfica cilíndrica) pero en

vez de hacerla tangente al Ecuador, se la hace tangente a un meridiano.Se 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.

UTM:sistema de coordenadas transversal de Mercator

Gerardus Mercator en 1569

Disancia en Metros o KILOMETROS Unidad de MedidaUnidad del Mapa

Longitud Grados, Minutos y Segundos Unidad de MedidaUnidad del Mapa

Sistema de Referencia Magna Sirgas

Longitud Grados, minutos, segundosUnidad de MedidaUnidad del Mapa

Distancias x,y

DATUM GEODÉSICOS

HORIZONTALES

Antes del posicionamiento por satélite no era posible la utilización de un sistema geocéntrico de coordenadas.

En La posición y orientación de estos datum se definían por el sistema astronómico local de un punto cualquiera, el cual, convencionalmente, le proporcionaba el nombre al datum correspondiente.

En su lugar, se usaban y aún se usan, sistemas coordenados locales cuyos elipsoides asociados se ajustaban mejor a la forma real de la Tierra en determinada región.

La orientación y ubicación de estos sistemas locales también se conocen como Datum Horizontales, ya que la determinación de la altura de los puntos se hacía independientemente de sus coordenadas horizontales (ϕ, λ) (Vanicek and Steeves 1996).

El Datum BOGOTÁ, cuyo punto fiduciario se encuentra en el Observatorio Astronómico de Bogotá, tiene como elipsoide asociado el Internacional (Hayford) y está desplazado del geocentro aproximadamente 530 metros.

Existe la posibilidad de referenciar las entidades en sistemas discretos, es decir, no continuo ni estandar, por ejemplo en zonas urbanas tales como: direcciones postales y zonas administrativas. El método mas comun es identificar la localización de un objeto ( edificio, solar, plaza) utilizando el nombre de la calle y el número del edificio en la misma. No es un metodo muy preciso, en cuanto que los nombres de las calle son sufren variaciones, ejemplo Pl de Plaza, Av. DE Avda. asi que los numeros de los edificio sufren modificaciones periodicamente.

Dicho tipo de referenciación puede incorporarce como atributo del elemento representado cartograficamente con lo que un SIG podra identificar y localizar. A travez de dicha referenciación, la posición del elemento por la relacion que puede establecerse entre el objeto representado y el y sus atributos asignados.

Si se dispone de una base cartografica en la que para cada pacela se incorpora la dirección postal de la misma, georeferenciar base de datos de atributos alfanumerico Siempre que en esta figure la direccion postal. De esta manera es posible relacionar grandes bases de datos de clientes con su localización en el espacio. Utilizando el nexo Comun de la direccion postal.

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SIRGAS: SISTEMA DE REFERENCIA GEOCÉNTRICO PARA LAS AMÉRICAS Las estaciones que conforman el ITRF INTERNATIONAL TERRESTRIAL REFERENCE FRAME ofrecen un cubrimiento mundial, resultan insuficientes (muy distantes) para su utilización práctica por parte de generadores y consumidores de información georreferenciada. Por tanto, es necesario establecer densificaciones continentales, nacionales y regionales que permitan el acceso directo al marco global de referencia. Por tanto, en América del Sur, se decidió establecer una red de estaciones GPS de alta precisión con la densidad suficiente de puntos para el cubrimiento homogéneo de la zona y además, garantizar la participación de cada uno de los países de esta parte del continente.

SIRGAS: SISTEMA DE REFERENCIA GEOCÉNTRICO PARA LAS AMÉRICAS

REPRESENTACIÓN DE LAS ENTIDADES EN EL ESPACIO. CARTOGRAFIA Y TECNICAS AFINES

Cómo obtenemos los datos para representar las entidades en un punto o mapa; pues la representación proporcionan los elementos principales de información sobre las mismas LOCALIZACIÓN Y SU GEOMETRIA, datos estrictamente espaciales que precisamos obtener para su incorporación en un SIG; sobre los cuales se volcara los atributos alfanumericos deseados, asi tambien como permiten la construcción informatica de las relaciones entre los mismos.

Espacio superficial de la tierra se observa directamente o queda plasmado en soportes físicos.

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Son una representación convencional gráfica de fenómenos concretos o abstractos. Localizados en la tierra o en cualquier parte del universo

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LOS MAPAS

Requerimientos para producir un Mapa

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Seleccionar lo elementos que se debe incluir.

Clasificar los elementos por grupos: Vias Construcciones etc..

Simplificar algunos detalle o lineas abruptas

Exagerar los elementos exesivamente pequeños para poder visualizarlo a la escala elegida.

Simbolizar la representacion de los distintos tipos de elementos.

Selecciona

Clasificar

Simplificar

Exagerar

Simbolizar

Estudiar y analizar la información disponible sobre diversos aspectos ligados al territorio, fortalece y potencia enormemente cuando lo representamos sobre una base cartográfica representación que va en función de temáticas especificas, ejemplo:

Uso Potencial del

Suelo

ETC...

UsoActual del Suelo

Interes Ambiental

Hidrologia

Espacios protegidos

Inicialmente los Mapas, objeto de la cartografía se utilizaban básicamente para representar aspectos geográficos solamente; para la navegación aérea y marítima; progresivamente se fue extendiendo, para representar y visualizar cualquier dato en el territorio.

Asentamientos

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aeropuertos

Espacios Abiertos

Red Viaria y Ferroviaria

Geologia

Riesgos Naturales

Agricultura

Entre otros .....

Ganaderia y Mineria

QUE CONTENIDOS EN EL MAPA IDENTIFICAN UNA REPRESENTACIÓN ESPECIFICA

Para elaborar Mapas se utilizan de técnicas de topografía, Fotogrametría, teledetección

Para elaborar Mapas se utilizan de técnicas de topografía, Fotogrametría, Teledetección:

Topografía: Ciencia y arte de efectuar un conjunto de medidas y cálculos necesarios para determinar la configuración y posición de las características recursos y circunstancias naturales o artificiales de la tierra. Para luego representarlos en mapas planos u otros soportes

QUÉ ES UN GPS ? • Sistema de navegación mundial con 25 satélites operacionales,

controlados por el Departamento de la Defensa de EEUU que transmite a la tierra constantemente información de posición y tiempo.

• La localización es determinada por un proceso de triangulación de distancias entre el vehículo y los satélites. El receptor instrumento totalmente pasivo que recibe las señales 24 horas al día.

Los satélites de GPS transmiten dos señales de radio de bajo frecuencia L1 y L2. Los GPS civiles usan L1 de 1575.42 MHz en la banda UHF.La señal atraviesa nubes, vidrio, plástico, pero no objetos sólidos como edificios o montañas

® El GPS se basa en la medición de distancias hacia los satélites para conocer su posición

® Cálculo: medición del tiempo que tarda en llegar la señal al receptor (D=VxT)

A partir de la señal de los satélites el GPS usa el modo de cálculo de distancia y el de triangulación para conocer con alto grado de precisión las coordenadas geográficas de un punto.

Teledetección: Ciencia y arte de efectuar un conjunto de medidas y cálculos necesarios para determinar la configuración y posición de las características recursos y circunstancias naturales o artificiales de la tierra. para luego representarlos en mapas planos u otros soportes, la teledetección espacial constituidas por censores instalador en satélites espaciales situados en la orbita terrestre

IMÁGENES DE SATELITE Spot, Quickbird, Ikonos.

Deberán ser siempre consideradas como la mejor fuente para la extracción, especialmente para obtener información sobre la forma geométrica

SATELITES LANDSAT E-7CON UN SENSOR INSTALADO TEMATIC ,MAPPER

IMAGEN DE SATELITES Quickbird IMAGEN SATELITE LANDSAT

IMAGEN SATELITE LANDSAT

Actualmente se hace restitución analítica: soporte magnético con coordenadas digitales susceptibles de de tratamiento informático para cargar directamente al SIG.

Fotografía Aérea: se basa según plano horizontal tomadas desde avión.Toda fotografía aérea es una proyección Cónica. Si el eje de la cámara estuviera completamente vertical en el momento del disparo y si el terreno fuera llano /horizontal, la proyección cónica coincidiría con la con la ortogonal y el fotograma seria un verdadero foto-plano; como no se cumple dichas condiciones hay que acudir a la RESTITUCIÓN que corrija las desviaciones transformando las proyección cónica a ortogonal.

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AS Fotogrametría: Técnica en la cual se encuentra información fiable de los

objetos y su entorno mediante el registro, medida e interpretación de imágenes fotográficas y otras basadas a partir de radiación electromagnética.

“PARA RECORDAR” Fuentes de datos geográficos

_ Mapas y PlanosTopografíaFotogrametría

_ Imágenes (fotos , censores) Teledetección. _ G.P.S.

Captura de datos_ Digitalización _ Ficheros digitalizados _ Restitución digital/ Analítica _ Taquimetría digital _ GPS

VAMOS A TALLER

MARCO DE REFERENCIA

No tiene aplicación práctica si no es mediante la utilización de un marco de referencia el cual, a su vez, proporciona los puntos de control que permiten mantener actualizado el sistema de referencia.

Es la realización práctica o materialización de los conceptos teóricos introducidos en el sistema de referencia. Materialización que se da a través de la determinación de puntos fiduciarios (de alta precisión).

Es cuando el origen está desplazado del geocentro, (Vanicek and Steeves, 1996). Las posiciones sobre los ejes coordenados se miden de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades (SI), es decir en metros (IERS, 2000).

Si el origen de coordenadas del sistema [X, Y, Z] coincide con el centro de masas terrestre.

Sistema Geocéntrico de Referencia [X, Y, Z] o

Sistema Coordenado Geocéntrico

Sistema Geodésico Local [X’, Y’, Z’]

El sistema y el marco de referencia conforman la pareja necesaria para la definición y materialización de una plataforma de georeferenciación.

Un sistema de Referencia: Un Marco de Referencia:

RECO

RDAT

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Cada país antes de la era espacial establecía a su conveniencia el datum horizontal para la definición de sus coordenadas y a pesar de que muchas veces se utilizaba el mismo elipsoide, las coordenadas en regiones fronterizas variaban cientos de metros como consecuencia de la diferente ubicación del elipsoide con respecto al centro de la Tierra.

Con el propósito de unificar la plataforma de referencia para la definición de coordenadas a nivel mundial, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos implementó la serie de WGS (World Geodetic System): WGS60, WGS66, WGS72 y WGS84, cuya característica fundamental es que su origen de coordenadas cartesianas es geocéntrico.

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