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TEMA 1. CARTOGRAFIA
Dimensió, forma i representació de la Terra
La Cartografia és aquella disciplina que inclou qualsevol activitat on la representació i l’ús de mapes té un interès bàsic (Robinson et al ., 1987). La Cartografia és un conjunt d’estudis i operacions científiques, tècniques i artístiques que intervenen en l’elaboració i en l’anàlisi de mapes, plànols, cartes, perfils, models tridimensionals i globus que representen la Terra o part d’ella, o qualsevol cos celeste a qualsevol escala” (ICA – International Cartographic Association – Barcelona, 1995).
La primera mesura de la Terra Eratòstenes (s. III aC)
Esferoide és aquell cos derivat de la revolució d’una el∙lipse sobre un dels seus eixos
Si ho fa sobre l’eix major (AB) obtindrem un esferoide prolat. (superior inferior) Si ho fa sobre l’eix menor (CD) obtindrem un esferoide oblat. (laterals) Si l’eix major és igual a l’eix menor (AB=CD) és un cercle, per tant, obtindrem una esfera o esferoide regular.
GEODÈSIA “Ciència que s’encarrega de mesurar i representar la figura i el camp de gravetat terrestres i altres cossos espacials, així com les seves variacions amb el pas del temps” (ICC, 2011).
Geoide : Superfície teòrica de la Terra on tots els punts de la qual la direcció de la gravetat és perpendicular a la tangent de l’horitzó en aquells punts. És una figura volumètrica on la superfície és equipotencial en relació amb la gravetat.
( La Tierra es un cuerpo tridimensional con aspecto cercano a la esfera, achatada por los polos y ensanchada por el Ecuador, semejante a una figura geométrica denominada elipsoide. La forma real de la Tierra es un geoide cuya superficie irregular coincide con la que resultaría al prolongar por debajo de las superficies continentales, los mares y océanos en calma. Conocer con exactitud el geoide es complicado; para facilitar los cálculos, en cartografía se simplifica la forma de la Tierra asemejándola a un elipsoide o a una esfera regular, figuras geométricas cuya formulación matemática es perfectamente conocida )
La presencia de relieve implica que la Tierra (parte continental) no sea
totalmente lisa. Aún así, su influencia es muy pequeña, aunque debe tenerse en
cuenta.
La xarxa geodèsica està composta per vèrtexs geodèsics que formen un sistema de xarxes triangulars a nivell estatal i continental que ajuden a calcular per on passa el geoide. Aquestes xarxes poden ser de diferent ordre. Els vèrtexs geodèsics, segons a la xarxa jeràrquica que pertanyin, poden estar distanciats entre ells entre 5 i 70 km.
A Catalunya els responsables de determinar aquests vèrtexs geodèsics i els seus càlculs són: ICC _ Institut Cartogràfic de Catalunya IGN _ Instituto Geográfico Nacional
Cercle màxim: és la intersecció d’un pla i una esfera sempre i quan el pla inclogui el centre de l’esfera. La trajectòria més curta entre dos punts qualssevol sobre l’esferoide terrestre és aquell arc format per la intersecció de la superfície esfèrica amb el pla que
travessa els 2 punts i el centre de la Terra. És a dir, un arc del cercle màxim. (Un cercle màxim divideix l’esferoide terrestre en dos hemisferis iguals) (La trajectòria més curta entre dos punts qualssevol sobre l’esferoide terrestre és aquell arc format per la intersecció de la superfície esfèrica amb el pla que travessa els 2 punts i el centre de la Terra. És a dir, un arc del cercle màxim.)
Les projeccions cartogràfiques sorgeixen com a conseqüència que una superfície esferoïdal, com la de la Terra, resulta impossible d’aplanar sense alterar les seves dimensions. Una esfera és impossible de desenrotllar. És impossible aplanar qualsevol superfície esferoïdal sense alterar les dimensions de la seva superfície
El dàtum defineix l’origen i l’orientació de les línies de latitud i longitud. És un punt de la superfície terrestre de posició coneguda amb precisió que, juntament amb l'el∙lipsoide associat que especifica el model de forma de la superfície de la Terra, permet mesurar posicions sobre la superfície terrestre, de manera que serveix d'origen de coordenades per a un determinat sistema de referència espacial. Hay dos tipos: global: origen ubicado en el centro de la masa de la Tierra. Local: origen cercano a la superfície terrestre en un area determinada.
Sistema de referència geodèsic Dàtum ETRS89 : és un sistema geodèsic de referència tridimensional, emprat com un estàndard per a la georeferenciació GPS d'alta precisió a Europa. Sistema de referència altimètric Nivell mitjà del mar a Alacant (1871)
Projeccions cartogràfiques
La representación de la superficie terrestre sobre una superficie plana, sin que haya deformaciones, es geométricamente imposible. En cartografía, este problema se resuelve mediante las proyecciones. Así, una proyección cartográfica es una correspondencia biunívoca entre los puntos de la superficie terrestre y sus transformados en el plano llamado plano de proyección. Este método consiste en establecer una radiación de semirrectas a través de un punto, llamado vértice de proyección; se consigue así una correspondencia entre cada punto interceptado en la esfera y su homólogo en el plano cortado por la misma semirrecta. Las proyecciones tampoco evitan ciertas distorsiones que, según como se proyecten, pueden afectar a la forma, al área, a las distancias o a los ángulos de los elementos representados, y aquí surge otro aspecto importante de la cartografía: decidir qué proyección se va a utilizar para minimizar esas distorsiones.
Las proyecciones admiten diversas clasificaciones dependiendo de sus cualidades, fundamentos, propiedades
En funció de la geometria proyectiva que les inspira En funció de les qualitats dimensionals que mantenen
Per la geometria projectiva que les inspira: cilíndriques, còniques,
azimutals, especials.
Las proyecciones cilíndricas utilizan el cilindro como figura de proyección, tangente o secante a la esfera. El eje del cilindro coincide con la línea de los polos, estableciendo análogamente entre los puntos de la esfera y el cilindro una correspondencia
Cap projecció pot mantenir correctes a la vegada els angles i les superfícies: La CONFORMITAT i l’EQUIVALÈNCIA són principis matemàtics incompatibles Una proyección cartográfica es equidistante cuando mantiene las distancias entre dos puntos situados en la superficie terrestre (distancia representada por el arco de círculo máximo que las une). Mantenen la mateixa escala sobre determinades direccions, però mai en totes. cònica equidistant,
Una proyección cartográfica es afiláctica cuando no conserva ángulos, superficies ni distancias, pero las deformaciones son mínimas.especial afilàctica de Robinson
Només una projecció mostra en forma rectilínia l’itinerari més curt entre dos punts de la superfície terrestre (arc de cercle màxim, ortodròmia) S’anomena GNOMÒNICA. azimutal gnomònica
( En conclusión, se debe seleccionar el tipo de proyección según el propósito del mapa. Si por ejemplo se requiere el cálculo y comparación de superficies, será necesario utilizar proyecciones de tipo equivalente. Si por el contrario, el objetivo del mapa es simplemente ubicar los países del mundo, y no se requiere rigor en las mediciones de áreas, pueden utilizarse las proyecciones conformes.)
L’escala del mapa
L’escala del mapa és la primera dada que ha d’observar l’usuari d’un determinat
mapa. “L’escala d’un mapa és la raó entre una distància en el mapa i la distància
corresponent sobre la Terra”
Es una proporción entre dos magnitudes lineales, independientemente del sistema de
unidades de longitud que se utilice.
Representació de l’escala:
Escala numèrica Escala gràfica lineal Escala verbal o textual
La escala numérica se expresa mediante una fracción que indica la relación entre la
distancia medida de dos puntos en el mapa (numerador) y la correspondiente en el
terreno (denominador) de modo directo entre unidades del sistema; así la escala
1:60.000.000 o 1/60.000.000 indica que una unidad medida en el mapa equivale a 60
millones de unidades medidas en la realidad.
La escala gráfica es una línea situada en el mapa, a menudo en el margen de la hoja,
que se ha subdividido en segmentos para indicar las longitudes sobre el mapa de las unidades terrestres de distancia. Gracias a este elemento, es posible medir la distancia
real directamente sobre el mapa con la ayuda de una regla o un compás. Sovint un
extrem de la barra està molt més dividit, de forma que l’usuari pot mesurar les
distàncies amb més precisió (taló).
La escala verbal se expresa, claramente, mediante una relación escrita y literal. Por
ejemplo, en el caso ilustrado sería: “un centímetro representa 600 kilómetros” o 1 cm =
1 km
Relació Escala Superficie 1/(x)^2
La xarxa geogràfica
Sistema de coordenades esfèriques mitjançant paralels i meridians El sistema de coordenades esfèriques és un sistema de coordenades que es fa servir per a determinar unívocament cada punt de l'espai de tres dimensions assignant l'hi tres nombres reals anomenats coordenades: la distància radial entre el punt i un origen fixat, l'angle zenital que es mesura des del semieix positiu z fins a la recta que passa per l'origen i el punt, i l'angle azimutal que es mesura entre el semieix positiu x i la projecció ortogonal al pla x y d'aquesta mateixa recta.
La longitud : (λ) es la distancia angular entre el meridiano de un lugar y el de Greenwich, se expresa en grados, minutos y segundos de arco y se mide de 0 a 180 o hacia el Este o hacia el Oeste desde el meridiano de Greeenwich
El meridià 180ºE o 180ºW és l’oposat al meridià de Greenwich (antimeridià) i es té de referència com a línia internacional del canvi de data.
La latitud (y, φ) es la distancia angular entre el paralelo de un lugar y el Ecuador, se expresa en las mismas unidades que la longitud y se mide de 0 a 90 o^ hacia el Norte o el Sur.
EXPLICACIÓN:
El primer valor indica la zona y la banda en la que estamos (ej: 30S). Los
siguientes dígitos son las coordenadas. La distancia del Este(coordenada x)
siempre ocupa un número menos que la del norte (coordenada y).
El valor este del punto central (que coincide con el meridiano central (cap de
Creus)) de la retícula UTM es siempre 500km. Cualquier punto situado a la
izquierda del meridiano central, tendrá un valor menor a 500km, y los valores
situados a la derecha, mayor que 500km. Los últimos dígitos indican lo alejados
que estamos del ecuador, hemisferio norte (0m 10.000.km ascendente),
hemisferio sur (10.000km 0 descendente). Ecuador 0m.
Universal Polar Stereographic (UPS)
Los límites Norte Sur de una zona UTM es aquella comprendida entre la latitud 84° N, y
la latitud 80° S. El resto de las zonas de La Tierra (las zonas polares) están abarcadas
por las coordenadas UPS ( Universal Polar Stereographic ). Para las zonas polares no
resulta adecuado emplear el sistema UTM, ya que las distorsiones que produce son
demasiado grandes. En su lugar, se utiliza el sistema UPS (Universal Polar
Stereographic).
Sistemes de posicionament global
Posible error en las fechas!
El llenguatge cartogràfic
El llenguatge cartogràfic
**- Escala de les variables geogràfiques
- Símbols cartogràfics
- Símbols alfanumèrics**
Escala de les variables geogràfiques
- Nominal : no puc fer operacions aritmètiques entre ells.
- Ordinal : sense donar valor numèric, dic quin és l’òptim. Només dic quina és millor respecte una altra, però no dic en quin nivell.
- Interval : En les escales de mesura per interval, la distancia entre els nombres es significativa pero no comença en 0
- Ràtio :interval partint d’un 0 absolut
- Tota la informació ha de passar per un procés de simplificació, classificació i
simbolització que tenen com a finalitat fer el mapa més comprensiu.
1. Símbols (o signes) cartogràfics
Els símbols cartogràfics segons la seva TIPOLOGIA es classifiquen en:
Símbols arbitraris: Aspecte neutre i abstracte, no donen peu a pensar res sobre el
territori, no recorden a cap fenómen geografic.
Símbols associatius : Intenció evocadora, descodificació del que s’intenta representar.
Símbols convencionals : Universals
Els símbols cartogràfics segons la seva IMPLANTACIÓ es classifiquen en:
Símbols puntuals : Fan referencia a un punt o localització concreta.
Símbols lineals : D’aspecte lineal.
Símbols zonals: Area concreta
Variables visuals: TEXTURA, ORIENTACIÓ, COLOR, VALOR, TALLA
2. Símbols (o signes) alfanumèrics
➢ mostren localitzacions, orientacions i extensions.
En implantació puntual Ex. Noms de ciutats Ordre de preferència:A la dreta i una mica per sobre En mapes de petita escala s’han de corbar seguint l’orientació dels paral∙lels.
Mapa topogràfic comarcal de l’ICC (1: 50.000) No es basen en un mosaic sino que es basen en unitats geografiques
1)Elements d’informació interns:Data frame+Arc map
Todo lo que está dentro del mapa: elementos altimétricos : costa, sombreo, curva de nivel elementos planimétricos: todos aquellos fenómenos que encontramos sobre la superfície. Pueden ser naturales (físicos, hídricos) o artificiales.
2)Elements d’informació externs: Informació, coordenades,escala,llegenda..
Informació detallada:
Metode de representació del relleu mitjançant ombres Iluminació de NW sino ho veuriem al revés Azimut:angle respecte mapa geografic: 315 el q se ve bien
Mapa hipsomètric : Mapa topográfico que refleja el relieve mediante curvas de nivel que conectan puntos de la misma altura; cuanto menos espacio hay entre líneas, mayor es la pendiente relativa.
Mapa batimètric : Mapa en el que se representa la profundidad submarina con curvas de nivel en valor negativo en relación con el nivel del mar.
La planimetría es la parte de la topografía que estudia el conjunto de métodos y procedimientos que tienden a conseguir la representación a escala de todos los detalles interesantes del terreno sobre una superficie plana (plano geometría), prescindiendo de su relieve y se representa en una proyección horizontal. Se llaman elementos planimetricos al conjunto de elementos que definen los elementos que aparecen en el terreno: calles, casas, muros, postes, semáforos, árboles, acequias….
La altimetría (también llamada hipsometría) es la rama de la topografía que estudia el conjunto de métodos y procedimientos para determinar y representar la altura o "cota" de cada punto respecto de un plano de referencia. Con la altimetría se consigue representar el relieve del terreno, (planos de curvas de nivel, perfiles, etc.). Se llaman elementos altimetricos al conjunto de elementos que definen la forma del terreno, tanto en planta como en alzado: curvas de nivel, cotas, escarpados, líneas de costa, lagos...
Mapa temàtic : mostra informació específica
- mapa derivat Distribució espacial d’un sol fenomen. També pot represntar la relació constant entre diferents fenomens. El mapa ha de transmitir un missatge. Petita escala Interesa més donar información veritable.
El conjunto de ciencias involucradas en la producción de mapas (Geodesia, Cartografía, Geografía, Geología, Ecología, etc.) han desarrollado un amplio conjunto de técnicas para cartografiar los hechos de la superficie terrestre.
Isolineas. Son lineas que unen puntos con igual valor, sirven por tanto para cartografiar variables cuantitativas. Un buen ejemplo son las curvas de nivel del mapa topográfico o las isobaras de los mapas del tiempo.
Coropletas. Areas con valor comprendido entre dos umbrales y pintadas con un color homogeneo. Permiten representar variables cuantitativas de un modo más simplificado.
Símbolos para indicar la presencia de entidades de un modo puntual. Pueden repesentarse utilizando diferentes símbolos o colores para representar una variable cualitativa (por ejemplo el partido gobernante), o diferentes tamaños para representar variables cuantitativas (por ejemplo el número de habitantes).
Lineas que simbolizan entidades, naturales o artificiales, de forma lineal (carreteras, ríos). Pueden utilizarse diferentes anchuras de linea, diferentes colores o diferentes tipos de linea para representar propiedades como la anchura de los ríos o categorías de vías de comunicación.
Poligonos representan objetos poligonales que, por su tamaño, pueden ser representados como tales (siempre dependiendo de la escala del mapa) o porciones homogeneas del terreno en relación a una variable cualitativa (tipo de roca). Pueden utilizarse diferentes colores o tramas para representar variables cualitativas o cuantitativas, por ejemplo en un mapa de municipios se puede representar la población municipal mediante sombreados.
En catografía, suele distinguirse entre mapas topográficos, considerados de propósito general, y mapas temáticos (geológicos, vegetación, etc.) que reflejan un sólo aspecto de la realidad. Los mapas, especialmente los topográficos, tratan de reflejar el máximo número de elementos potencialmente interesantes para el usuario, evitando llegar a confundirle por exceso de información.
características descriptivas están caracterizados por los datos
alfanuméricos. Los elementos reales son representados con mayor nitidez
que en el modelo raster ya que los límites de los objetos están
representados de forma explícita.
La estructura arco nodo que es la predominante en los SIG vectoriales
actuales(Arcinfo por ejemplo), según autores, ha favorecido el análisis
ambiental. Éste análisis, de mayor complejidad que otros, se adapta mejor a
una estructura menos regular que la teselar o raster que utiliza polígonos de
perímetros rectos creando celdas.
● Entitats: el formato vectorial define objetos geométricos (puntos, lineas y polígonos) mediante la codificación explícita de sus coordenadas. Los puntos se codifican en formato vectorial por un par de coordenadas en el espacio.Objetos espaciales de 0 dimensiones. Las lineas se codifican como una sucesión de puntos conectados.Objectos espaciales de una dimension. Los polígonos se codifican como lineas cerradas (formato orientado a objetos) o como un conjunto de lineas que constituyen las diferentes fronteras del polígono (formato Arco/nodo). Objetos de dos dimensiones.
● Relacions topologiques: (Es mantenen quan hi ha canvi d’escala o d’orientació. Inclusió: Este proceso identifica la lista de arcos que forman un polígono. La ventaja de la topología de la definición de área es que aunque los arcos aparecen en más de un polígono, éstos solo se almacenan una vez en el sistema. Por ejemplo, el polígono 2, esta definido por los arcos 4, 6, 7, 10 y 8, en donde el 0 indica que existe un polígono interior definido por el arco 8. Connectivitat: Este proceso identifica la conexión de las líneas o arcos, por medio de nodos. La serie de puntos (x,y) internos que definen la forma de un arco se llaman vértices, mientras que los puntos extremos se llaman nodos e identifican el nodo de inicio y el nodo final. Contigüitat: .Debido a que cada arco tiene dirección (de nodo, a nodo) y en general forman parte de varios polígonos, la topología de contiguidad permite identificar la dirección de los arcos y los polígonos que los contienen. En el caso de los polígonos exteriores siempre coincidirán con el polígono universal que representa el área total del estudio.ens indica si un determinat arc està al polígon de la dreta o de l’esquerra.
● Atributos: Características asociadas a cada entidad. Cada atributo tiene un dominio de valores posibles. Información alfanumerica.
● Resolució espacial: Posició real de l’element, es troba dins d’1m de diferencia del punt,linea o poligon.Un cercle es mes gran quan la resolución es mes baixa
Model Raster: El formato ráster se fundamenta en la división del área de
estudio en una matriz de celdillas, generalmente cuadradas. Cada una de
estas celdillas recibe un único valor que se considera representativo para
toda la superficie abarcada por la misma (en el caso del raster continuo).
Con su tamaño se determina la escala de la imagen que se está
introduciendo, lógicamente cuanto más pequeña sea ésta mayor será la
escala de resolución que se obtenga. Este formato, por tanto, cubre la
totalidad del espacio, este hecho supone una ventaja fundamental ya que
pueden obtenerse valores de forma inmediata para cualquier punto del
mismo.
Su característica básica es la creación de una trama de celdas o pixeles en
la que cada una de ellas tiene una única propiedad espacial. En este
modelo lo que interesa es la propiedad espacial más que los límites
exactos. Utiliza una base teórica similar a la teledetección por lo que la
integración de la información geográfica obtenida a través de las imágenes
satélites es más sencilla y directa. La información se estructura en niveles
que contienen elementos de una misma variable.
● Entitats:
Punts: cel∙les individuals
Linies: cel∙les concentrades en línea
Poligons: areas de cel∙les continues
● Rasters discrets: El valor de cada celda se corresponde con el del
centro de la celda
● Raster continus: El valor de cada celda representa el valor de toda
la área de la celda. Normalmente se hace una media. Capes amb
molts valors diferents d’una determinada variable i amb variació
espacial graduada.
Les cel∙les petites donen millor resolución espacial perque s’ha fet menor
generalització dels fenomens. Major resolució comporta major exactitud
“acuracy” de l’area i la forma del fenomen. Una imatge de satelit supera la
resolución( 6000x6000 )de la pantalla, l’arcmap crea i emmagatzema capes
piramidals (.rrd)
