Cartografía y Geodesia

“Un mapa es una representación gráfica convencional a escala, generalmente plana, de la superficie terrestre o parte de ella, considerando su curvatura. Conserva la posición relativa de las entidades geográficas concretas o abstractas representadas.”

La cartografía es el conjunto de estudios y operaciones científicas, artísticas y técnicas que, a partir de los resultados de las observaciones, mediciones directas o de la explotación de una documentación, intervienen en la formación de mapas, planos y otros medios de expresión, así como su posterior explotación. Combina ciencia, estética y técnica bajo la premisa de que la realidad puede ser modelada para representar de forma efectiva la información espacial.

Se distinguen dos tipos:

• Mapas topográficos: Representación exacta y detallada de la superficie terrestre, referente a la posición, forma, dimensión e identificación de los accidentes del terreno, así como de los objetos que se encuentran permanentemente sobre él.
• Mapas temáticos: Su misión es dar, sobre un fondo de referencia espacial mediante símbolos cualitativos o cuantitativos, una representación convencional de los fenómenos de cualquier naturaleza, así como sus correlaciones espacialmente localizables.

Dentro de la cartografía actual se consideran tres grandes áreas: [Sevilla, 1986]

• Cartografía Matemática, que proporciona la posición espacial de la información geográfica en la representación mediante distintas proyecciones cartográficas, que constituyen su principal objeto de estudio
• Cartografía Automática, que ofrece la tecnología para el tratamiento informático de los datos geográficos y que ha desembocado en los actuales Sistemas de Información Geográfica. (SIG)
• Artes Gráficas, que engloban las técnicas de redacción, de reproducción fotomecánica y de impresión, entre otras, y que intervienen en las últimas fases del proceso de producción cartográfica.
• Mapa: representación gráfica convencional a escala, generalmente plana, de la superficie terrestre o parte de ella, considerando su curvatura. Conserva la posición relativa de las entidades geográficas concretas o abstractas representadas.
• Plano: mapa que representa una parte de la superficie terrestre de extensión suficientemente reducida para que se prescinda de la curvatura de la Tierra en su formación y cuya escala se considera uniforme.
• Redes: relación entre los elementos de una misma naturaleza.
• Diagramas: relación de las dependencias entre los componentes distintos de un mismo elemento.
• Cartas: Son el fondo de referencia de diagramas y redes. Habitualmente se utiliza para designar los mapas en la navegación aérea o marítima “carta de navegación” o “carta aeronáutica” cuando se refiere exclusivamente a la navegación aérea.
• Mapamundi: mapa en el que toda la superficie de la Tierra está representada en dos hemisferios en forma de superficies circulares.
• Planisferio: mapa que representa de modo continuo toda la superficie terrestre.

La geodesia es la ciencia que estudia la forma y dimensiones de la Tierra. Esto incluye la determinación del campo gravitatorio externo de la tierra y la superficie del fondo oceánico. Dentro de esta definición, se incluye también la orientación y posición de la tierra en el espacio.

Cualquier trabajo geodésico requiere la intervención de varias de estas subdivisiones:

• Geodesia geométrica: determinación de la forma y dimensiones de la Tierra en su aspecto geométrico, lo cual incluye fundamentalmente la determinación de coordenadas de puntos en su superficie.
• Geodesia física: estudio del campo gravitatorio de la Tierra y sus variaciones, mareas (oceánicas y terrestres) y su relación con el concepto de altitud.
• Astronomía geodésica: determinación de coordenadas en la superficie terrestre a partir de mediciones a los astros.
• Geodesia espacial: determinación de coordenadas a partir de mediciones efectuadas a satélites artificiales (GNSS, VLBI, SLR, DORIS) y relación con la definición de sistemas de referencia.
• Microgeodesia: medida de deformaciones en estructuras de obra civil o pequeñas extensiones de terreno mediante técnicas geodésicas de alta precisión.

Es conveniente conocer el significado de una serie de conceptos fundamentales en la geodesia y por extensión en la cartografía, tales como:

• Datum horizontal: se compone de dos variables, la primera corresponde al elipsoide y la segunda al punto fundamental, es decir, la superficie de referencia terrestre y el punto en el cual esta superficie y la superficie real de la tierra son tangentes.
• Datum vertical: Para referenciar la altura en los mapas se necesita ante todo que ese dato sea único y estándar por lo menos para toda la cartografía de un mismo país.
• Rumbo: El rumbo de una línea es el ángulo horizontal agudo que forma con un meridiano de referencia.
• Azimut o Acimut: El azimut de una línea es el ángulo horizontal medido en el sentido horario a partir de un meridiano de referencia.

A la hora de calcular las coordenadas geodésicas o elipsoidales hay que considerar un sistema cartesiano rectangular OXYZ con las siguientes características:

• Origen situado en el baricentro terrestre
• El eje OZ debe coincidir con el eje de rotación convencional
• El giro del elipsoide es solidario con el de la Tierra

Sea S un punto cualquiera de la superficie terrestre, exterior al elipsoide de referencia, al trazar su normal, corta al elipsoide en el punto P, corta en el punto E al plano ecuatorial OXY y corta en Q al plano polar OZ. De esta manera, S queda definida respecto al elipsoide de referencia por los siguientes parámetros:

• Latitud geodésica (φ): Ángulo formado por la normal con el plano ecuatorial OXY. Que se mide a partir del ecuador hacia el Norte o hacia el Sur en un intervalo entre 0 y ∏/2. Sendas latitudes se representan como positivas.
• Longitud geodésica (λ): Ángulo que forma el meridiano geodésico del punto P con el meridiano de referencia. Se mide desde el meridiano de referencia con un intervalo entre 0 y ∏ y se representan como positivas las longitudes hacia el Este y negativas las longitudes hacia el Oeste.
• Altura elipsoidal (h): Es la distancia entre SP, medida sobre la normal de S al elipsoide. Será positiva cuando el punto S sea exterior al elipsoide y negativa cuando S se encuentre en el interior del elipsoide.

La situación de un punto en el espacio geográfico puede realizarse de igual modo mediante técnicas que utilizan puntos de referencia exteriores al planeta a fin de obtener:

• Latitud: Es la altura del Polo Celeste sobre el horizonte de un punto de observación que se trata de situar.
• Longitud: es la diferencia horaria de un punto respecto de un meridiano convencional.
• Altitud: Convencionalmente está referida a la superficie de referencia del geoide (nivel medio de los mares) según diversas técnicas de nivelación de tipo:
  • Geodésicas
  • Geométricas de precisión
  • Barométricas
  • Registro de radar aerotransportado

Dependiendo de la situación del centro de proyección en relación a la superficie de proyección, éstas pueden ser:

• Directas:
  • Polares: Si la superficie de proyección está centrada en uno de los polos del esferoide
  • Ecuatoriales: Si la superficie de proyección está centrada en todo el Ecuador.
  • Paralelas: Si la superficie de proyección está centrada en todo un paralelo.
• Transversas o meridianas: aquellas en las que la superficie de proyección está centrada sobre un punto del ecuador o sobre todo un meridiano.
• Oblicuas: son aquellas en las que la superficie de proyección está centrada sobre un punto o una circunferencia del esferoide elegido arbitrariamente y que no se corresponde con ninguna de las anteriores.