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Asignatura: Tecnicas Cartograficas, Profesor: , Carrera: Ingeniero Técnico en Topografía, Universidad: USAL
Tipo: Apuntes
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Disciplinas: Astronomía, Geofísica, Geodesia, Topografía y Fotogrametría.
2.1.- INTERRELACIONES CON LA ASTRONOMIA Y LA GEOFÍSICA.
Es necesario que la información geográ fi ca se asiente sobre un soporte matemáticamente consistente, apoyándose sobre puntos físicamente estables (vértices geodésicos) cuyas coordenadas pueden deducirse por procedimientos astronómicos y geodésicos.
Esta necesidad de la Cartografía la entronca con la Astronomía de Posición y con la Geofísica. La Astronomía de posición aporta una serie de metodologías que permiten deducir la posición (latitud y longitud) de puntos sobre la super fi cie de la Tierra así como la de fi nición de orientaciones. Estas coordenadas geográ fi cas no dependerán de cual sea la forma que estemos considerando para ella.
La Geofísica, mediante los estudios de gravimetría nos permite la de fi nición del Geoide como fi gura de la Tierra a través de alguno de los siguientes procedimientos: comparación de las coordenadas geodésicas y astronómicas de un mismo punto; comparación de los valores teóricos y los reales de la atracción de la gravedad en un punto sobre el elipsoide.
2.2.- INTERRELACIONES CON LA GEODESIA.
La Geodesia se ocupa de la de fi nición de la forma y dimensiones de la Tierra. También está dentro de sus competencias el desarrollo de los sistemas proyectivos que sean necesarios para la representación cartográ fi ca de la Tierra sobre los mapas.
La Geodesia se sirve de la observación de alta precisión para determinar la posición de una serie de puntos sobre la super fi cie terrestre que constituyen el esqueleto de los mapas, vertebrando su consistencia geométrica.
Las transformaciones necesarias para la representación cartográ fi ca de estos puntos sobre un plano dan lugar a las distintas proyecciones cartográ fi cas de las que se ocupa
(desde el punto de vista matemático) la Geodesia. Las soluciones ideadas son múltiples y persiguen la presentación de deformaciones mínimas y en cualquier caso, conocidas.
De este modo se establecen las redes geodésicas nacionales como soporte de las Cartografías O fi ciales de los distintos países, que se con fi guran como cadenas de triángulos de distintos órdenes. Las redes geodésicas una vez construidas, observadas, calculadas y compensadas ofrecen una infraestructura en la cual se puede anclar cualquier trabajo cartográ fi co.
Los datos de referencia para un sistema geodésico son el Geoide (considerado como super fi cie equipotencial irregular); el Elipsoide (en tanto en cuanto es la fi gura matemática que más se aproxima al Geoide); Datum (punto donde son tangentes ambas fi guras). Dado que en la observación de las redes geodésicas se producen ciertas desorientaciones se hace necesario el establecimiento de una serie de puntos de control denominados Puntos Laplace (unos 30 en España) en los que se llevan a cabo observaciones astronómicas de precisión para corregirlas.
La determinación de la tercera coordenada de la red, la Z, concebida como distancia desde la super fi cie del Geoide al punto considerado, es otra de las actividades que desempeña la Geodesia y que posteriormente utiliza la Cartografía. Para ello se utilizan mareómetros y mareográfos en la determinación del nivel medio del mar y a partir de estas observaciones se construyen las redes de nivelación de alta precisión cuyos itinerarios, ajustados a las vías de comunicación no coinciden con la red geodésica propiamente dicha.
2.3.- INTERRELACIONES CON LA TOPOGRAFIA Y LA FOTOGRAMETRIA.
La Topografía es la Técnica que estudia los instrumentos y métodos necesarios para la representación de modo exacto y detallado de los elementos geográ fi cos situados sobre una porción de terreno lo su fi cientemente pequeña como para prescindir de los efectos de la curvatura terrestre. El conjunto de procedimientos técnicos para llevar a cabo estas operaciones es conocido como Levantamiento topográ fi co. De este modo se obtienen los Planos topográ fi cos. Sin embargo,
formato interactivo, dinámico, multimedia, multisensorial y multidisciplinar.
En la Antigüedad el concepto de distancia estaba íntimamente ligado al concepto del tiempo que se tardaba en recorrerla. Se pasó, en épocas más recientes a la determinación de distancias por procedimientos indirectos (estadimétricos), y en la actualidad predominan los métodos directos basados en los principios de la distanciometría electrónica que ofrece elevados rangos de precisión.
En cuanto a la medida de ángulos, el instrumental disponible ha evolucionado considerablemente ofreciendo notables mejoras en las precisiones fi nales en la determinación de ángulos y direcciones, pasándose de la utilización de goniógrafos y brújulas al uso en la actualidad de goniómetros electrónicos dotados de compensadores automáticos y otra serie de dispositivos que mejoran la precisión en la medida de ángulos. La aplicación de los avances en los campos de la Óptica, la Electrónica y la Informática a la instrumentación Topográ fi ca y Cartográ fi ca, las mejoras en las técnicas de edición y de reproducción (litografía por O ff set) o la utilización de soportes (papeles y plásticos) altamente estables o indeformables, han permitido que los mapas en la actualidad se elaboren con un alto grado de re fi namiento y con unos niveles de precisión geométrica antes insospechados.
medio de comunicación sea una herramienta cuya legibilidad sea alta, y por dotarlo de las mayores dosis de e fi cacia desde su concepción como un vehículo de comunicación. A todo esto han contribuido los diferentes estudios entorno a la comunicación grá fi ca desde la perspectiva de la psicología y la semiótica: leyes de la comunicación grá fi ca, normalización de simbologías, utilización de las variables visuales, etc. Los avances en las técnicas de reproducción han permitido mejorar los resultados grá fi cos de los mapas, la calidad en la presentación de los mismos.
CLASIFICACIÓN DE LAS TÉCNICAS DE CARTOGRAFIAR. CIG + CyF + TIG + E + R +IM + AIG
Las Tecnologías Manuales De Cartogra fi ar.
Las técnicas manuales de cartogra fi ar dominan el periodo más largo de la historia de la cartografía que podría comprender desde los primeros documentos paleo cartográ fi cos (mapas sobre conchas o sobre tablillas de barro) hasta el Renacimiento donde, con la generalización de la imprenta en el mundo occidental comienza el desarrollo de las técnicas óptico mecánicas. Si bien las técnicas manuales aun siguen utilizándose en determinadas fases del proceso cartográ fi co conviviendo con las más modernas tecnologías.
Las técnicas manuales se basan en procedimientos artesanales con los que se llegó a unos altos grados de perfeccionamiento como puede desprenderse de la observación de los mapas mundi medievales o de los portulanos.
El dibujo y la reproducción de los mapas se realizan utilizando instrumentos sencillos como plumas estiletes, buriles y se trabajaba sobre soportes como el papiro, la seda, el pergamino, planchas de arcilla, metal o madera.
El reconocimiento de la profesión de cartógrafo llega en los siglos XIV y XV con la proliferación de copistas de mapas ante la gran demanda de cartas de navegación.
La aparición de la imprenta no desbancó a las técnicas manuales, siguiéndose en determinadas fases del proceso cartográ fi co con las tradiciones manuales. Aun en el siglo XIX perviven las técnicas manuales asociadas a los procesos litográ fi cos y de huecograbado.
La continúa evolución de los materiales instrumentos y técnicas han asegurado un lugar a los cartógrafos con habilidades manuales incluso en las actividades más avanzadas, donde su capacidad de toma de decisiones y su habilidad difícilmente pueden ser igualadas por las de una máquina.
Así, puede a fi rmarse, que las técnicas cartográ fi cas manuales siguen de algún modo vigente como un recurso más dentro del contexto de las nuevas tecnologías.
La Tecnología Óptico Mecánica.
La aplicación de las innovaciones de la óptica y de la mecánica a partir del siglo XVI, revolucionan el mundo de la Cartografía.
Así, la aplicación de la prensa mecánica supuso un gran incremento de la velocidad y e fi cacia en el proceso de reproducción de mapas reduciendo considerablemente los costes. El trazado de originales, por otra parte, se vio apoyado en la mecanización de ciertas tareas como por ejemplo los rayados o la tipografía.
En el campo de la óptica, la introducción de la lente (anteojos) en los aparatos de observación y medida generó importantes avances en cuanto a la precisión en los procedimientos de captura de datos en las observaciones astronómicas y los levantamientos topográ fi cos.
El impacto de la tecnología mecánica en las distintas fases del proceso cartográ fi co ha variado a lo largo del tiempo siendo la fase de reproducción la más afectada y haciendo que se reconsideren el resto de las fases reorientándolas hacia ella. En el momento actual esta tecnología se presenta complementada por la tecnología fotoquímica y ha adquirido sus su más amplio desarrollo técnico en el marco de las nuevas tecnologías con la intervención auxiliar de dispositivos y controladores electrónicos e informáticos. La Tecnología Foto-Química. El desarrollo de la Litografía y de la Fotografía durante el siglo XIX y su incorporación al proceso cartográ fi co constituyen los acicates fundamentales para una nueva revolución de las técnicas de cartogra fi ar. Las técnicas anteriores de reproducción empleaban originales en relieve, llevado a cabo mediante el grabado sobre planchas de diferentes materiales (madera, metal, piedra). El sistema litográ fi co o “impresión química” estampa a partir de una plancha plana, aprovechando la propiedad de repulsión entre las materias grasas (tintas) y el agua. Es un sistema más barato y manejable que el grabado en plancha de cobre y condujo a mediados del siglo XIX a la reproducción en color. Con esta técnica las artes grá fi cas han alcanzado el mayor perfeccionamiento en los sistemas de impresión mediante el sistema de “O ff set”, pasando de la máquina plana a la rotativa y de la monocromía a la tricromía o cuatricromía. En la actualidad a estos sistemas de reproducción de mapas se han aplicado so fi sticados controles automáticos, pudiendo a fi rmarse que la litografía por O ff set es el sistema mas extensamente utilizado en la impresión de mapas de gran tirada garantizando la máxima calidad y economía de la edición.
La Tecnología Electrónica.
Aunque los cartógrafos empezaron a interesarse por las aplicaciones derivadas del uso del ordenador desde los años 50, es en los últimos 30 años donde esta tecnología ha introducido en el proceso cartográ fi co los cambios más trascendentales desde el punto de vista conceptual y metodológico.
Así el mapa puede concebirse no solamente como un modelo analógico de la realidad sobre un soporte físico (papel), sino también como un conjunto de información numérica estructurada con criterios cartográ fi cos sobre un soporte magnético.
El proceso de innovación ha sido y es tan acelerado que son ya varias las generaciones de máquinas utilizadas y diversas las líneas de investigación abiertas en la búsqueda de soluciones concretas en las aplicaciones cartográ fi cas. Desde el punto de vista de los procesos cartográ fi cos en los primeros momentos comenzó a realizarse un acoplamiento entre las tecnologías mecánica y digital, luego en los años 60 entre la fotoquímica y la digital, para en los años 80 elaborarse ya mapas con tecnología puramente digital.
En la actualidad los procesos cartográ fi cos se han convertido en un conjunto de técnicas mixtas que integran los procesos de automatización en aras de una mayor e fi cacia y optimización de todos los recursos. La cartografía asistida por ordenador se compone de los mismos elementos que cualquier sistema informático: las máquinas (hardware), los programas (software) y los datos que proporcionan las máquinas bajo el control de los programas.
Pueden distinguirse a grandes rasgos cuatro tipos de aplicaciones que mediante el uso de la informática cubren en su conjunto las necesidades de la cartografía actual:
de aplicaciones SIG. Organismos o fi ciales (Institutos geográ fi cos, ayuntamientos, centros de gestión catastral, confederaciones hidrográ fi cas, etc.) han desarrollado sus propios SIG para la gestión de los recursos territoriales de su competencia y como herramienta de apoyo al planeamiento territorial.
ACI: “ La Cartografía es el conjunto de estudios y operaciones científicas, artísticas y técnicas que, a partir de resultados de observaciones directas o de la explotación de documentación existente, intervienen en la elaboración, análisis y utilización de cartas, planos, mapas, modelos en relieve y otros medios de expresión que representan la Tierra, parte de ella o cualquier parte del Universo .” Aunque en las últimas décadas, la tecnología electrónica se ha incorporado de forma acelerada al método cartográ fi co en casi todas sus fases, no podemos decir que en la actualidad no hay una dicotomía entre la Cartografía asistida por ordenador y las técnicas convencionales sino que conforman un panorama integrador en el que se complementan mutuamente desde las técnicas manuales a la óptico-mecánica, la fotoquímica y la electrónica.
La Cartografía incluye cualquier actividad en la que la utilización de los mapas tenga un interés básico.
Enfoque Geométrico.
Desde este punto de vista la Cartografía tendría por objeto la generación de un modelo cartográ fi co de la realidad cuya fi nalidad primordial sea un uso métrico y de análisis. Las mediciones y cálculos elaborados a partir de las medidas hechas sobre este modelo nos aproximarán mucho a las que obtendríamos si las realizáramos directamente sobre el terreno. En este sentido debemos de recordar que los mapas nos permiten llevar a cabo determinaciones de distancias, ángulos, direcciones, desniveles, super fi cies e incluso volúmenes. El énfasis de esta concepción de la Cartografía se
adecuadamente las cualidades visuales tales como valor, color, composición, contrastes, formas, etc. La concepción artística de la Cartografía es expresamente vaga con respecto a las reglas o líneas generales que rigen la elaboración de los mapas. El acento se sitúa sobre la expresión creativa y la inspiración que puede proporcionar una situación dada. Los estándares de exactitud de este campo no son de tipo métrico, su calidad debe de ser juzgada por las respuestas subjetivas del usuario. Sus principales líneas de actuación son la innovación y la variedad.
Enfoque De Comunicación.
El proceso de elaboración de los mapas se considera como una serie de transformaciones de la información, cada una de las cuales posee el poder de alterar la apariencia del producto fi nal: recogida de datos, tratamiento de los mismos e incluso la propia utilización del mapa conducen a efectos distorsionantes de lectura análisis e interpretación.
El Método Cartográ fi co.
Desde esta perspectiva podríamos de fi nir el Método Cartográ fi co como un conjunto de procesos y técnicas utilizadas en la captura, tratamiento y análisis de la información geográ fi ca y en la formación y edición de mapas y otros documentos cartográ fi cos.
LOS SISTEMAS CARTOGRÁFICOS DIGITALES.
La Cartografía Asistida por Ordenador (CAO). Mediante el auxilio de tecnologías basadas en la electrónica y la informática, se desarrollan nuevas técnicas en la resolución de los diferentes problemas del proceso cartográ fi co: captura de datos, tratamiento de los mismos, edición y reproducción.
En otro orden de cosas, y dentro del ámbito de la Cartografía Aplicada, se abordan cuestiones relativas a los que podemos denominar como sistemas cartográ fi cos: teledetección y sistemas de información geográ fi ca (SIG), en tanto en cuanto disciplinas que se sustentan en cuerpos teóricos propios dotadas de herramientas y métodos especí fi cos en el contexto de la solución de problemáticas cartográ fi cas especí fi cas.
INFRAESTRUCTURAS DE DATOS ESPACIALES IDE: LOS SIG EN INTERNET.
Concepto de una IDE:
Elementos básicos de una IDE
BASES DE LA CARTOGRAFÍA MODERNA
CARTOGRAFÍA TEÓRICA (CARTOLOGÍA) Y CARTOGRAFÍA APLICADA
CARTOGRAFÍA TEÓRICA
1.- LA TEORÍA DE LA TRANSMISIÓN CARTOGRÁFICA TC + TC + C
A. Transmisión cartográ fi ca
SIG: Conjunto de mapas de un territorio, debidamente numerizados, georreferenciados en un mismo sistema de coordenadas y formando cada uno de ellos un nivel o capa de información estructurada en forma de base de datos, susceptible de ser gestionada por su posición, atributos y relaciones.
IDE: Red descentralizada de servidores en los que están almacenados datos, destinados a facilitar la disponibilidad del acceso a la información espacial.
WMS: Servidores de mapas Web. Elemento básico de IDE.
PNOA: Plan Nacional de Ortofotografía Aérea.
ICA: (Internacional Cartographic Asociation) Asociación Cartográ fi ca Internacional.
FIG: Establecimiento de sociedades cientí fi cas profesionales internacionales.
CARTOLOGÍA: Conocimientos, re fl exiones y estudios de índole teórico centrados en los problemas derivados de la expresión
y transformación geográ fi ca. Se ocupa de la investigación de los productos cartográ fi cos, de los mapas ya existentes, de su análisis y evaluación.
COMPILACIÓN CARTOGRÁFICA: Recogida y disposición conjunta de los datos geográ fi cos que se incluirán en el mapa. Se tendrán que seleccionar, descartar o modi fi car la información. Siempre se pasa de escalas Mayores a menores.
GEOIDE: Figura de la Tierra a través de alguno de los siguientes procedimientos: Comparación de las coordenadas geodésicas y astronómicas de un mismo punto. Comparación de los valores teóricos y los reales de la atracción de la gravedad en un punto sobre el elipsoide.
ISO 19100: Las normas ISO 19100 junto con los estándares y especi fi caciones de OpenGIS de fi nen una característica geográ fi ca, de forma bastante general, como "una abstracción de un fenómeno del mundo real asociado a una localización relativa a la Tierra." En la práctica, el término "característica" se re fi ere generalmente a entidades discretas, datos vectoriales o datos en retícula; cuya posición en el espacio se describe por medio de primitivas geométricas y topológicas como puntos, líneas o polígonos.
ISO TC 211: Comité Técnico 211 (TC 211) de la Organización de Estandarización Internacional (ISO) titulado "Geomatic/ Geographic Information". http://www.statkart.no/isotc211. Dentro de ISO el Comité Técnico que trabaja en el campo de la IG es el ISO/TC 211. La actividad normativa se agrupa en un conjunto de normas que se denomina familia ISO 19100. El Comité Técnico tiene por objetivo: Apoyar la comprensión y uso de información geográ fi ca. Aumentar la disponibilidad, accesibilidad y la integración (compartir la información geográ fi ca posibilita la interoperabilidad de sistemas geográ fi cos). Contribuir a una aproximación uni fi cada para resolver problemas ecológicos y humanos globales. Simpli fi car el establecimiento de infraestructuras de datos espaciales a nivel local, regional y global. Contribuir al desarrollo sostenible.
INTERFEROMETRÍA: La interferometría es una técnica óptica utilizada en astronomía que consiste en combinar la luz
prensa de vacío para la realización de contactos (fotolitos) constituyen las herramientas básicas fotográ fi cas incorporadas al proceso de elaboración de originales para su posterior reproducción litográ fi ca. Así el dibujo de originales pudo hacerse a la misma escala de edición gracias a las técnicas de esgra fi ado y a la estabilidad dimensional de los soportes realizando el trazado directamente en negativo y posibilitando la selección del color mediante la selección directa de cada nivel de información en el proceso de esgra fi ado. Por su parte, la rotulación de los mapas se perfeccionó con la aplicación de las técnicas de fotocomposición.
DIGITALIZACIÓN: El tratamiento de los datos con estas aplicaciones permite la corrección, transformación y validación de los datos introducidos y el consecuente diseño grá fi co de los resultados por procedimientos interactivos.
MULTIESPECTRAL: Imagen procedente de sensor remoto (aviones o satélites) que recoge valores de radiancia en diferentes espectros.
HIPERESPECTRAL: Con el paso del tiempo, se han creado sensores más elaborados que tienen la capacidad de captar información de más de 200 largos de ondas distintos, permitiendo así hacer una grá fi ca continua del espectro de onda para cada píxel de la imagen. Las imágenes que surgen de esta técnica se le conocen como imágenes hiperespectrales, y la grá fi ca del espectro se le conoce como curva espectral. Esta técnica provee un registro completo de las respuestas de materiales en los distintos largos de ondas en consideración.
COMUNICACIÓN CARTOGRÁFICA: La estrecha interrelación dentro del conjunto de las Variables Visuales es indivisible, resulta imposible representar cartográ fi camente un objeto o fenómeno sin ellas. Es muy difícil garantizar una comunicación cartográ fi ca en el mapa sin tener controlada la combinación de las Variables Visuales. El carácter sistémico de la existencia y combinación de estas variables es evidente, tan evidente como la necesidad de establecer los detalles de esta relación sistémica de manera tal que permita combinarlas controladamente en correspondencia con la comunicación de un objetivo determinado. El desarrollo de la informática (que incluye nuevos soportes, nuevos medios, etc.) ha in fl uido de manera importante en la Cartografía, ayudando a la aparición de nuevos paradigmas de la comunicación cartográ fi ca, en los cuales las mencionadas herramientas informáticas se
incorporan al proceso de presentación de la información geográ fi ca. La Visualización Geográ fi ca (GVIS) es uno de estos nuevos paradigmas.
CARTOGRAFÍA MULTISENSORIAL:
A través del Gusto - Generadores de sabores. (Mapas de vinos o de quesos) - [En experimentación] A través del Olfato - Sintetización y transmisión de olores “on line” a través de dispositivos de nariz electrónica, generadores de olores. Olor del mar, del bosque, contaminación, etc. A través de la Vista - Cambios en las técnicas de visualización a través de representaciones interactivas responden no sólo a la pregunta ¿Dónde?, sino también a ¿Quién?, ¿Por qué? y ¿Para qué? ¿Cómo? ¿Cuándo? ¿Cuánto? A través del Tacto - Nuevas interfaces táctiles (Haptics) - Presión, Calor, Vibración Generación de pequeñas formas Mapas para ciegos A través del Oído. Adición al mapa de música, sonidos, voz (comentarios). Aumentando el potencial comunicativo del mapa.
CARTOGRAFÍA MULTIMEDIA: Los formatos multimedia convierten al mapa en un elemento entorno, al cual se organiza y articula un conjunto más amplio de información en formatos muy variados: Texto, Video, Sonido, Tablas, Estadísticas, Grá fi cos, Voz. Etc. El mapa puede ser tan solo la puerta de acceso a otro tipo de informaciones en Internet a través de redes inalámbricas con incorporación de tecnologías de localización por satélite.
MAPA: Representación geométrica plana simpli fi cada y convencional de toda o parte de la super fi cie terrestre con una relación de similitud denominada escala.
TÉCNICA vs. TECNOLOGÍA: Procesos Manuales frente a la Tecnología de producción cartográ fi ca.
BASE DE UNA RED GEODÉSICA: se trata de construir triángulos midiendo ángulos, lo que permite que se puedan referenciar puntos distantes a muchos kilómetros con la condición de que desde uno de ellos sean visibles al menos otros dos para poder cerrar el triángulo.