Conceptos Basicos de Cartografia
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CONCEPTOS BÁSICOS DE CARTOGRAFÍA
Profesor:Profesor:
Sergio Andrés Blanco Londoño
Diseño Gráfico por ComputadorUniversidad Militar Nueva Granada
Bogotá D.C, Enero de 2012
Cartografía
Es la ciencia de representar en formaconvencional la superficie terrestre sobre unplano, utilizando un sistema de proyección yuna relación de proporcionalidad (Escala)una relación de proporcionalidad (Escala)entre el terreno y el mapa.
La cartografía incluye ramas como: geodesia,geografía, fotogrametría y percepción remota.
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Mapa
Es la representación convencional gráfica, defenómenos concretos o abstractos, localizadosen la tierra o en cualquier parte del Universo,conservando la posición relativa de suconservando la posición relativa de sulocalización (Asociación Internacional deCartografía ICA)
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Tipos de mapas
• Ortofotomapas: Fotografías aéreas que luego decorregirse las deformaciones son usadas comofondo con textos y algunos símbolos.
• Espaciomapas: Imágenes de satélitegeoreferenciadas, generalmente con toponimiageoreferenciadas, generalmente con toponimia(nombres de rasgos predominantes) y leyendasexplicativas.
• Ortofotomosaicos: Ensamble sistemático devarias fotografías aéreas para cubrir una ampliaregión.
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Tipos de mapas
Fotografía aérea de Coello - Tolima
Espaciomapa de la Universidad Militar
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Tipos de mapas
• Mapas topográficos: Muestran objetos naturales o artificialesde un territorio ej.: colinas, ríos, bosques, vías, puentes, etc.Se dividen según su uso, tamaño y escala en:
USO ESCALA
Mapas municipales > 1:10.000Mapas municipales > 1:10.000
Mapas departamentales 1:25.000 – 1:100.000
Mapas regionales 1:250.000 – 1:1’000.000
Mapas nacionales < 1:1’000.000
TAMAÑO ESCALA
Mapa escala muy grande 1:1.000 – 1:5.000
Mapa escala grande 1:10.000 – 1:25.000
Mapa escala media 1:50. 000 – 1:100.000
Mapa escala pequeña 1:250.000 – 1’000.0006
Mapa topográfico 1:500.000 7
Tipos de mapas
• Mapas temáticos: se dedica atención a unfenómeno geográfico determinado ej.:distribución de habitantes , composición de unsuelo. Para elaborar un mapa temático serequiere un mapa topográfico como base.requiere un mapa topográfico como base.
• Se clasifican según:Contenido: suelos, geologíaUso: planeación, explotaciónForma de representación: puntos, isolíneas oisopletas, coropletas, líneas de flujo.
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Mapas temáticos
Climas del mundo Transporte público TurísticoClimas del mundo
Temperatura del mar (coropletas)
Temperatura (isopletas)
Transporte público
Migración de cigüeñas
(líneas de flujo)
Turístico
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Proyecciones cartográficas
Es una transformación matemática de lasuperficie curva de la tierra (tridimensional)en una superficie plana (bidimensional)
La tierra es un cuerpo irregular y es imposiblerepresentar sus partes sin distorsiones.
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Clasificación de las proyecciones
Según figura
Azimutal Cilíndrica Cónica
Según posición
Normal Transversal Oblicua
Según deformación
Conforme
A1
A2
A1=A2
Equivalente
Circulo en la Tierra
Meridianos
Paralelos
Equidistante 12
Proyección azimutal
El cartógrafo selecciona el polo sur o el polo
norte
Es tangente en los polos
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Proyección cilíndricaEl meridiano central
es seleccionado por el cartógrafo
Gran distorsión en las altas altitudes
El Ecuador toca el cilindro si este es
tangente
Las formas y distancias son razonablemente iguales entre los 15 grados y el Ecuador
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Proyección cónicaParalelos estándar
seleccionados por el cartógrafo
Las áreas se conservan y las formas se
distorsionan entre los paralelos estándar
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Proyección conforme
• Representan la esferarespetando la formapero no el tamaño
• No hay variación delos contornos de los
Los círculos cambian de tamaño pero no
de forma
los contornos de losterritorios
• No existe deformaciónangular, por tanto losmeridianos y paralelosse cortan a 90°
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Proyección equivalente
• Se respetan lasdimensiones de las áreaspero no sus formas
• Los rasgos sondeformados excepto en eldeformados excepto en elpunto o línea detangencia
A1
A2
A1=A2
Círculo en la Tierra
El círculo luego se transforma
en elipse
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Proyección equidistante
• No presenta distorsióna lo largo de líneas enla que la proyecciónhace tangencia
• Mantiene la distancia
Circulo en la Tierra
Meridianos
Paralelos
• Mantiene la distanciareal entre los distintospuntos del mapa
Proyección conforme
Dirección verdadera
Proyección equidistante 18
Proyecciones según fuente de luz
19
Proyecciones según fuente de luz
Proyección ortográfica
• Ortográfica: Los paralelos sonlíneas rectas y los meridianosson arcos de elipse.
• Estereográfica: Todo el círculose proyecta como un círculose proyecta como un círculoy no tiene deformacionesangulares
• Gnomónica: El ecuador sedivide en partes iguales porlos paralelos y los meridianosestán divididos de forma igualpor los paralelos
Proyección estereográfica
Proyección gnomónica 20
Selección del tipo de proyección
Depende de la posición del país en el globoterráqueo, la forma del área y el propósito del mapa.
• Según la posición y forma del área:
Posición Mejor proyecciónPosición Mejor proyección
Territorios de los polos Azimutal
Países septentrionales y australes
Cónica
Cercanos al ecuador Cilíndrica
Forma Mejor proyección
Sentido este-oeste (ej. USA,) Cónica normal
Sentido norte-sur (ej. Chile) Cilíndrica transversal
Áreas pequeñas (ej. Islas) Azimutal
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Selección del tipo de proyección
• Según el propósito del mapa:
• Proyección conforme: Los ángulos en el mapa soniguales a los del terreno, es óptima para lageodesia, topografía e ingeniería.
• Proyección equivalente: Permite una comparación• Proyección equivalente: Permite una comparaciónestadística apropiada entre diferentes áreas, esútil para mapas temáticos comparativos en áreas.
• Proyección equidistante: Es ideal para cartasaeronáuticas donde se requiere conocer ladistancia y dirección correcta entre un punto yotro.
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ElipsoideEs una figura geométrica generada por la rotación de un disco ovalado o una elipse
entorno a su eje más corto
a = semieje mayor b = semieje menor
PP = eje de revolución
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PP = eje de revoluciónA = achatamiento polar
A = a - b / a
El elipsoide se emplea para hacer unaaproximación a la forma de la Tierra, usadacomo base para la definición de unacuadrícula de coordenadas de acuerdo conuna proyección cartográfica
Elipsoide de referencia
Elipsoide AñoLongitud (metros)
Achatamiento Uso localSemieje a Semieje b
WGS 84 1984 6.378.137 6.356.752,3 1/298,257 Universal
GRS 80 1980 6.378.137 6.356.752,3 1/298,257 USA
WGS 72 1972 6.378.135 6.356.750,5 1/298,260 USA
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WGS 72 1972 6.378.135 6.356.750,5 1/298,260 USA
Krasousky 1940 6.378.245 6.356.863,0 1/298,300 Rusia
Internacional 1924 6.378.388 6.356.911,9 1/297,000 Colombia, Europa
Clarke 80 1880 6.378.249 6.356.514,9 1/293,460 Norte América
Clarke 66 1866 6.378.206,4 6.356.514,8 1/294,980 África
Bessel 1841 6.377.392,2 6.356.079,0 1/299,150 Asia
Elipsoides más empleados
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Geoide• Es una figura en la cual el potencial de
gravedad es constante en cada uno delos puntos
• Es una superficie imaginaria quecoincide con la superficie de losocéanos y con respecto a loscontinentes depende de la fuerza de
Eje de rotaciónN
Plano del meridiano
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continentes depende de la fuerza degravedad
• Está sujeta a la fuerza de atracción demasas y rotación.
• Como la densidad de los materialesque componen los continentes esdiversa el geoide tiene una superficie
irregular
Plano del Ecuador
Centro de la Tierra S
meridiano del punto P
Geoide
28Mapa de la superficie del geoide
Modelo geoidal de Colombia
El geoide y dos elipsoides
Norte América
Europa
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Sur América
África
Dátum• Punto de origen con coordenadas geográficas, ligado a los
parámetros que conectan las mediciones con el sistema dereferencia. Se puede entender mejor este conceptoempleando la siguiente ecuación:
DÁTUM = elipsoide de referencia + red geodésica
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• El primer dato depende del tamaño y forma del elipsoide,usado para dibujar la grilla en la proyección de un mapa.
• La red geodésica es local y se compone de una serie de puntosde control cuyas coordenadas: latitud, longitud y altura sedeterminan de forma muy precisa.
DÁTUM = elipsoide de referencia + red geodésica
• El antiguo dátum Colombianotenia origen en Bogotá
• A partir de 2005 se estamigrando al datum MAGNASIRGAS (Marco Geocéntrico deReferencia Nacional)
• La red MAGNA SIRGAS estácompuesta por más de 170
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Red Geodésica Nacional
estaciones, 50 pertenecen a lared global
Dátum MAGNA SIRGAS = Elipsoide WGS-84 + MAGNA
Sistema de coordenadas geográficas
• Se compone por una red de líneas imaginariastrazadas sobre la superficie de la Tierra, meridianos yparalelos.
• El Ecuador es una línea de referencia perpendicularal eje de rotación, la cual divide la Tierra enhemisferio norte y sur.
• El meridiano de Greenwich es una línea vertical quedivide la Tierra en hemisferio oriental y occidental.
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Paralelos
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La latitud es la distancia angular entre un punto de la superficie terrestre y el Ecuador. Se mide en dirección norte o sur de 0 hasta 90°
CONVERSIONES1° = 111.1 km1’ = 1.852 km
1” = 30.8 m
Meridianos
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La longitud es la distancia angular entre un punto de la superficie terrestre y el meridiano de Greenwich. Se mide en dirección este u oeste de 0 hasta 180°
CONVERSIONES1° = 111.1 km1’ = 1.852 km
1” = 30.8 m
Sistema de coordenadas planas UTM
• Fue desarrollada por el Cuerpo de Ingenieros deUS ARMY en 1940
• Este sistema se basa en la Proyección Transversa deMercator conocida como UTM.
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• Esta proyección es utilizada por un 85% del mundopues sus distorsiones son limitadas.
• Es una proyección cilíndrica conforme tangente a losmeridianos
• Las magnitudes se expresan en metros.
Proyección UTM
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Husos y bandas UTM
HUSOS
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HUSOS
• La Tierra se divide en 60 husos de 6° delongitud.
• Cada huso se numera con númerosentre 1 y 60
BANDAS
• La Tierra se divide en 20 bandas de 8° delatitud.
• Cada banda se numera con letras desdela C hasta la X excluyendo la I y O
Características de las zonas UTM
Hemisferio norte
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Este de Greenwich
Oeste de Greenwich
Este de Greenwich
Hemisferio sur
Características fundamentales de las coordenadas UTM
• Emplea el sistema centesimal para sus mediciones,por lo tanto sus coordenadas se trabajan como planocartesiano.
• Las cuadrículas se componen de líneas verticalesdenominadas estes (E) y las líneas horizontales
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denominadas estes (E) y las líneas horizontalesdenominadas nortes (N).
• En este sistema cada zona tiene su propio sistema decoordenadas.
• El origen de cada zona tiene su origen en el puntodonde el Ecuador se intersecta con el meridianocentral.
Características fundamentales de las coordenadas UTM
• Las líneas verticales estes (E) tienen su origen encada zona del meridiano central y su valor es de500.000 m.
• Las líneas nortes: para el hemisferio sur se asigna al
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• Las líneas nortes: para el hemisferio sur se asigna alEcuador un valor de 10’000.000 m y para elhemisferio norte comienza en 0 metros.
• UTM considera los elipsoides: Internacional, Clark1866 y 1880, Everest y WGS 84.
Grilla de coordenadas UTM
C
o
o
rp
l
20
0.0
00
m E
30
0.0
00
m E
40
0.0
00
m E
50
0.0
00
m E
60
0.0
00
m E
70
0.0
00
m E
80
0.0
00
m E
300.000 m N
200.000 m N
42
r
d
e
n
a
d
a
s
l
a
n
a
s
100.000 m N
0 m N
10.000.000 m N
9.900.000 m N
9.800.000 m N
9.700.000 m N
ECUADOR
Me
rid
ian
o
cen
tral
Sistemas de coordenadas empleados en Colombia
• En Colombia el IGAC utiliza las proyección conformede Gauss.
• La proyección conforme de Gauss es similar a latransversal de Mercator, ya que se trata de un
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transversal de Mercator, ya que se trata de uncilindro orientado de manera horizontal (transversal).
• La diferencia radica en que para reducir más lasdeformaciones se utilizan cinco husos de 3° delongitud, mientras que en Mercator éstos son de 6°.
Sistemas de coordenadas empleados en Colombia
• Se establecieron 5 puntos de origen en losmeridianos centrales de estas zonas.
• Para las coordenadas planas del país, los 5 puntos deorigen se sitúan sobre la misma latitud de Bogotá
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origen se sitúan sobre la misma latitud de Bogotá4°35’56.57’’N y con diferencia de 3° en la longitud aleste o al oeste, de la longitud de Bogotá74°04’51.3’’W (en el caso de la cartografía antigua).
• Las coordenadas planas tanto en el sentido de lasestes como en los nortes tienen una asignación de1’000.000m E y 1’000.000m N.
Proyección conforme de Gauss
4°35’56.57’’N
Zonas de 3° de amplitud
Oeste-Oeste Oeste Centro Este Este-Este
45
79
°04
’51
.30
’’W
77
°04
’51
.30
’’W
74
°04
’51
.30
’’W
71
°04
’51
.30
’’W
68
°04
’51
.30
’’W
4°35’56.57’’N
BOGOTÁ
Proyección cilíndrica transversal
Oeste-Oeste Oeste Centro Este Este-Este
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Orígenes de la cartografía colombiana
Fals
a Es
te
Falsa Norte
Es importante tener presente
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Es importante tener presenteque el hecho de migrar deldátum Bogotá al dátumMAGNA SIRGAS, implicacambiar el valor de lascoordenadas geográficas delos puntos de origen.
Orígenes de la cartografía colombiana
48Dátum Bogotá Dátum MAGNA SIRGAS
Escala
• La escala se puede definir como la relación existenteentre la dimensión lineal de un elemento de un objeto talcomo se representa en el dibujo y la dimensión real delmismo elemento.
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• E = Módulo escalar que indica las veces que se ha reducido una distancia.
• D = Distancia real en el terreno
• d = Distancia correspondiente en el mapa
• A medida que el denominador es mayor la escala decrecey el nivel de detalle disminuye.
• Una escala 1 : 100.000 < 1 : 25.000
ESCALA = 1 / E = d / D
Escala numérica y gráfica
Ampliación
10:1 20:1 50:1
2:1 5:1
Reducción
1:2 1:5 1:10La escala gráfica tiene laventaja de no sufrir
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1:2 1:5 1:10
1:20 1:50 1:100
1:200 1:500 1:1000
1:2000 1:5000 1:10000
Natural
1:1
Norma ISO 5455:1979Norma NTC 1580:1988
ventaja de no sufrirdeformación al realizarprocesos de ampliaciones y/oreducciones del mapa.
Elementos básicos de un mapa
Coordenadas Escala Símbolos Toponímia
- Geográficas
Latitud 4°56’ N
Longitud 74°25’ W
- Planas
X = 1.500.000m N
Y = 835.000m E
1:25.000
1:100.000
1:1’000.000
Río Magdalena
Cerro Majuy
Vereda El Tapaz
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Símbolos geométricos y pictóricos
Geométrico Pictórico
Símbolo puntual
Símbolo lineal
Símbolo zonal o de área
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Estructura del mapa
• El cuerpo del mapa: Corresponde al área reservadapara colocar la información del mapa propiamentedicha.
• El marco interno: Es el recuadro que separa lainformación espacial de la información de textos,información espacial de la información de textos,referentes a coordenadas.
• El marco externo: es el que produce un espacio de 0.5hasta 2 cm al bordear el marco interno
• Información marginal: Se halla fuera del marco externoy corresponde al título, leyenda, dirección del norte,coordenadas, escala, autores y fecha de elaboración
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Información marginal
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Tamaño de los mapas• El tamaño de los mapas esta sujeto
a las dimensiones de las hojas depapel.
• El formato estándar empleado encartografía colombiana y avaladopor la Organización Internacionalpara la Normalización es el
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para la Normalización es elISO 216.
• Este formato divide sucesivamentela plancha de papel AO (841x1189mm) en dos partes con el fin deobtener los formatos A1, A2, A3,etc.
Formatos norma ISO 216:2007