Universidad del Caribe, Cancún, Quintana Roo, México26 y 27 de mayo – 2 y 3 de junio 2005

Geografía Aplicada a Estudios Ambientales

Introducción a la Geografía y Mediciones de la Tierra I

• Datum• UTM• Proyección• Lat-Long• Escala• Plano Georreferenciado• Acimut• SIG (GIS)• WGS-84• Ortofoto

1) Conocer las bases que fundamentan los trabajos de medición de la tierra

2) Levantar, construir y representar poligonales, rutas o puntos geográficos

3) Interpretar mapas y cartas4) Manejo eficaz del GPS5) Introducción a los

sistemas de información geográfica

Objetivos:

Introducción a la Geografía y Mediciones de la Tierra I

¿Qué es medir?

• Medir es contar, comparar una unidad con otra, dar una valoración numérica, asignar un valor, asignar números a los objetos.

• Estos no se asignan de forma arbitraria sino que se rigen por ciertas reglas, se establece un sistema empírico y éste da lugar a un sistema formal.

• Una medición es la actividad de comparar magnitudes físicas de objetos del mundo real con sucesos.

• Como unidades se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estándares (patrón), y la medición da como resultado un número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia.

• Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta conversión.

30 ladrillos/habitación 15 ladrillos/habitación

¿Cuál es la superficie?

Corolario:

• La medida de una misma magnitud física (una superficie) da lugar a dos cantidades distintas debido a que se han empleado distintas unidades de medida.

• Este ejemplo, nos pone de manifiesto la necesidad de establecer una única unidad de medida para una magnitud dada, de modo que la información sea comprendida por todas las personas.

• La medición nos permite alejarnos de la realidad para construirla a partir de números.

• El sistema formal tiene que reunir dos criterios:

– Igualdad

– Formalidad

La medida

• La caja tiene 52 tomates• La ración incluye un filete de 400 gramos• Bebió una pinta de cerveza• El agua se congela a 0º C• Juan mide 7 pies y 3 pulgadas de altura• La superficie del predio es de 2 hectáreas• El vértice norte del predio está en 21º 5’

56.5144” N y 86º 50’ 26.4245” W

La medida

• La caja tiene ___ tomates• La ración incluye un filete de 400 _____• Bebió una _____ de cerveza• El agua se congela a 0º ___• Juan mide 7 ___ y 3 ______ de altura• La superficie del predio es de _ hectáreas• El vértice norte del predio está en 21 5

56.5144 y 86 50 26.4245

Coordenadas Geográficas X Y

516,547.6813 2,333,115.3718 516,529.3902 2,332,991.7173 517,132.6655 2,332,911.7732 517,142.0707 2,333,021.1597 517,149.3505 2,333,034.5131 517,209.1824 2,333,144.2635 516,744.0838 2,333,213.0173 516,742.1216 2,333,199.7433 516,565.9725 2,333,239.0263

El error en la medición

1. La variación del fenómeno en sí. El fenómeno varia en relación a los demás fenómenos y en relación a si mismo: “entre” e “intra”, son las variaciones biológicas.

2. El error producido en la medición del fenómeno: el error es debido al observador, al instrumento utilizado o a la situación donde se efectúa la medición.

• ALEATORIO: es el error producido por el sistema de realización de la medición. Ejemplo: al pesar un cuerpo. Es el producido por el mecanismo de la pesada, por el sistema de realización de las pesadas, es un error constante, que está presente en todas y cada una de las pesadas que se efectúen. Su valor no afecta al valor real ni al promedio.

• SISTEMÁTICO: en el ejemplo de la pesada, es el producido por la medición de cada una de las pesadas, no es constante, es el error de redondeo que se lleva a cabo en cada una de las pesadas que se efectúan. Es el llamado sesgo.

• Los dos tipos de errores pueden darse conjuntamente. Es muy importante conocer la cantidad de error que se está cometiendo.

• “A MAYOR NÚMERO DE OBSERVACIONES CONTROLAMOS EL ERROR DEL AZAR (ALEATORIO), PERO NO EL SESGO (ERROR SISTEMÁTICO)”.

ESTRATEGIAS PARA REDUCIR EL ERROR ALEATORIO

• Estandarizar los métodos de medición en el manual de operaciones.

• Adiestramiento y acreditación del observador.

• Refinamiento del instrumento de medida.

• Automatización del instrumento.

• Repetición de la medición.

ESTRATEGIAS PARA REDUCIR EL ERROR SISTEMÁTICO

• Estudios de doble ciego, para controlar las expectativas.

• Realización de medidas ocultas.

• Ocultación de resultados.

• Calibración del instrumento.

• Precisión

• Exactitud

• Certeza

• Tolerancia

Cuando medimos debemos conocer

Precisión, Exactitud, Certeza y Tolerancia

• Precisión: Se denomina precisión a la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.

Precisión, Exactitud, Certeza y Tolerancia

• Se denomina exactitud a la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real. Exactitud implica precisión. Pero no al contrario.

Precisión, Exactitud, Certeza y Tolerancia

• La certeza (certidumbre, confianza), es la seguridad que poseemos sobre la verdad de lo que afirma o niega un conocimiento.

Precisión, Exactitud, Certeza y Tolerancia

• Tolerancia es mantener los errores dentro de ciertos parámetros o límites admisibles.

Medición de poligonales

Medición de poligonales

• Las poligonales son figuras geométricas compuestas por una serie de líneas consecutivas cuyas longitudes y direcciones se determinan a partir de mediciones en el campo.

• Existen poligonales abiertas y cerradas.

V1

V2

V3

V4

V5

Levantamiento de poligonales cerradas

• Permite determinar la forma y el área de diversos elementos en un predio: parches de vegetación, depresiones, cenotes, caminos, zonas desmontadas, etc.

Levantamiento de poligonales abiertas

• Permite determinar la ruta o trayectoria de caminos, brechas o veredas, así como otros elementos del paisaje, como corrientes o escurrimientos.

Métodos de levantamiento de poligonales

• Direccional o acimutal (con brújula o con teodolito)

• Por ángulos interiores o exteriores

• Por deflexiones

• Con sistema de geoposicionamiento global (GPS)

Empleo de brújula y cinta

Empleo de brújula y cinta

• Parado sobre el punto inicial marca el Norte.

• Utilizando las miras que indican el Norte, gira y visa el punto de adelante.

• Rota la reglilla (en el sentido de las manecillas del reloj) hasta alinear el cero (360º) con el Norte.

Empleo de brújula y cinta

• Lee y registra rumbo y acimut.

• Mide la distancia horizontal entre los puntos 1 y 2 (en caso de inclinación mide también el ángulo vertical).

• Pasa al siguiente punto y repite el procedimiento hasta regresar al punto de origen.

Rumbo• Es el ángulo que

forma una línea con el eje Norte-Sur medido de 0º a 90º, a partir del Norte o del Sur y hacia el Este o el Oeste.

• Los rumbos son un medio para establecer direcciones de línea.

Acimut

• Es el ángulo que forma una línea con la dirección Norte-Sur medido de 0º a 360º a partir del Norte (en el sentido de las manecillas del reloj).

• Estimando el rumbo a partir del acimut:

CUADRANTE ORIENTACIÓN ACIMUT RUMBOprimero NE 0º a 90º valor = acimutsegundo SE 90º a 180º 180º - acimuttercero SW 180º a 270º acimut - 180ºcuarto NW 270º a 360º 360º - acimut

VÉRTICE ORIENTACIÓN ACIMUT RUMBO DISTANCIA1234n

HOJA DE REGISTRO

Construcción de la poligonal

• A partir de la hoja de registro traza la poligonal tomando los datos como vectores.

• A partir de un eje de coordenadas traza el primer registro.

• En el extremo final dibuja otro eje de coordenadas y traza el segundo registro.

• Repite hasta cerrar el polígono.

V1

V2

V3

Empleo de GPS

• Coordenadas geográficas

• Puntos X, Y

Valor X Valor Y1 513,069.84 2,336,434.852 513,298.87 2,336,441.833 513,300.04 2,336,568.764 513,583.16 2,336,578.26

Norte Oeste1 21º11’19.2405” 86º52’43.7025”2 21º11’23.8116” 86º52’33.5893”3 21º11’11.3577” 86º52’26.6112”4 21º11’6.3435” 86º52’36.4758”

Vértice Coordenadas Geográficas (Lat-Long; gg mm ss.ssss)

Coordenadas Geográficas UTM, Zona 16 Q, Datum WGS-84,VÉRTICE

HOJA DE REGISTRO

Construcción de la poligonal• A partir de la hoja de

registro se capturan los datos en un programa especializado.

• Se utiliza una interfase entre el GPS y la computadora.

Determinación de áreas

Determinación de áreas

• El área de un polígono se puede determinar por triangulación, mecánicamente con planímetro, por coordenadas o con apoyo de algún software como autocad o Arcview.

Triangulación

• Consiste en subdividir el polígono en triángulos y sumar el área de cada triángulo calculado mediante la fórmula

csbsasSA

Donde S = semiperímetro = 2

cba

Con planímetro

• El planímetro es útil especialmente cuando la superficie que se necesita determinar está limitada por un perímetro irregular, con curvas y rectas y algunas veces sin forma precisa.

Por coordenadas

• Consiste en tabular las coordenadas (X,Y) de todos los vértices de un polígono y aplicar la fórmula general siguiente:

2 (área) = Y1(X6-X2) + Y2(X1-X3) + Y3(X2-X4) + Y4(X3-X5) + Y5(X4-X6) + Y6(X5-X1)

Mediante software

• ¡Sólo construye el polígono y selecciona el comando correspondiente y el programa arrojará el resultado!

Área

• Metro cuadrado = 1 m X 1 m = 1 m2

• Hectárea = 100 m X 100 m = 10,000 m2

• Kilómetro cuadrado = 1,000 m X 1,000 m

=1,000,000 m2 = 100 Ha

• Acre = 43,560 pie2 = 4,840 yarda2 =

4,046.8564224 m2

Determinación de alturas

Altimetría

Altimetría

• Es la técnica desarrollada para la medición de la altitud o relieve.

• Su objetivo es determinar la diferencia de altura entre puntos con respecto a un plano de comparación como el nivel del mar o el nivel del terreno.

• Las alturas sobre un plano se conocen como cota, elevación, altura o niveles.

Altimetría

• Al conjunto de procedimientos para determinar las alturas entre un punto y otro se le conoce como nivelación.

• La nivelación puede ser directa o indirecta.

Nivelación indirecta

• Nivelación barométrica

• Por medio de altímetro

• Termobarométrica

• Nivelación trigonométrica

Nivelación directa

• Se refiere a la nivelación diferencial que tiene por objeto determinar la comparación de nivel entre dos puntos llamados Bancos de Nivel de Control.

• Se puede levantar con estadales y un nivel y hay varios procedimientos para ello, dependiendo de la distancia entre los puntos y del grado de certidumbre deseado.

Estimando el desnivel

• Si la distancia entre los dos puntos es corta:

0.20 m

2.30 m

Desnivel = 0.20 m - 2.30 m = - 2.10 m

Estimando el desnivel

• Si la distancia entre los dos puntos es larga, se usan puntos de liga:

Desnivel 1 + Desnivel 2 + Desnivel n = Desnivel total

desnivel = (Tang a) (distancia horizontal) = (0.1583) (43.00 m) = 6.81 m

10º

43.00 m

Estimando la altura o desnivel

Estimando la pendiente

• Pendiente (M) es el grado de inclinación de una recta.

• Se puede expresar en percentil o en grados.

• M = distancia horizontal / desnivel

• M = tan ø

28.50 m

2.10 m

Estimando la pendiente

M = distancia horizontal / desnivelM = 28.50 m / 2.10 mM = 13.57 %

M = Tang ø = desnivel/distancia horizontalM = Tang ø = 2.10 m/28.50 m = 0.0736M = ø = 4.2 º

28.50 m

2.10 m

Estimando la pendiente

Estimando el perfil

• Usando puntos de liga e incrementando las lecturas se puede determinar el perfil:

Curvas de nivel

• Es una línea cerrada o contorno que une puntos de igual elevación y constituye el mejor método para representar gráfica y cuantitativamente altitudes, depresiones y ondulaciones de la superficie del terreno.

Curvas de nivel: características

• Todos los puntos de la curva de nivel están en la misma elevación.

• Toda curva se cierra sobre sí misma, no puede haber curvas abiertas.

• Las curvas de nivel no se bifurcan ni se cruzan.

• Las curvas son equidistantes.