Sistemas de referencia, marcos de referencia y proyecciones

¡Bienvenidos de nuevo a objetivo geomática!

Después de una pausa (estudios, trabajo y ese tipo de cosas), volvemos con las pilas cargadas y con mucha más geoinformación que compartir.

En esta ocasión vamos a hablar de sistemas de referencia, marcos de referencia y proyecciones cartográficas.

Fuente: Google Maps

¿Alguna vez has visto estos números al buscar una localización?

Fuente: Wikipedia

¿Crees que las representaciones anteriores de la Tierra son correctas? ¿una de ellas está distorsionada?

Si estás empezando en el mundo de la geomática quizá te suenen las preguntas anteriores, pero aún tengas un poco de lío con ellas. Si por el contrario te mueves como pez en el agua en éste ámbito ya sabrás de qué se trata y lo confusos que pueden ser a veces los términos de los que vamos a hablar.

Todos estos conceptos que vamos a presentar a continuación  (sistema de referencia, marco de referencia y proyecciones), en definitiva sirven para un mismo propósito: contestar a la pregunta ¿dónde?

Conocer nuestra posición en el mundo así como dónde está todo aquello que nos rodea es una inquietud propia del ser humano.

Para saber dónde estamos o cómo llegar a algún lugar, necesitamos tener algo como referencia. Esto es así en nuestro día a día, si queremos indicar un lugar, no basta con decir "a la izquierda", ya que según hacia dónde miremos nuestra izquierda será una u otra, por lo que necesitamos tomar algo como referencia.

Esta referencia de la que hemos hablado es el sistema de referencia. Un sistema de referencia es una definición conceptual de teorías, hipótesis y constantes que permiten situar una tripleta de ejes coordenados en el espacio, definiendo su origen y su orientación [1]. Es decir, se trata de definir unos ejes que nos sirvan de referencia para poder definir dónde estamos, con respecto a esos ejes.

Fuente: ign.gob.ar

Estos ejes, el sistema de referencia, son unos ejes matemáticos, es decir, no podemos verlos. Por tanto, para poder trabajar con ellos en la práctica es necesario establecer de manera material algo que nos indique dónde están y como son estos ejes. A esto lo llamamos marco de referencia.

Un marco de referencia es la materialización de un sistema de referencia convencional a través de observaciones; se trata de un conjunto de puntos (lugares localizados en la superficie terrestre) con coordenadas y velocidades conocidas en ese sistema de referencia convencional y que sirven para materializar en el espacio el sistema de referencia [1]. Por tanto, un marco de referencia es un conjunto de puntos con posición conocida respecto al sistema de referencia que podemos utilizar para definir dónde estamos.

Existen distintos sistemas de referencia terrestre, ya que se definen distintos sistemas de referencia según la zona o la aplicación, que dependerán principalmente del elipsoide que se utiliza como referencia para definirlos (por ejemplo el ETRS89 es el Sistema de referencia Terrestre Europeo, que está ligado a la placa continental europea). Por tanto también existen distintos marcos de referencia. Además, podemos definir una posición respecto a un sistema de referencia de distintas maneras. Esto son sistemas de coordenadas. Por ejemplo, podemos hablar de coordenadas cartesianas (X, Y, Z) o de ángulos (latitud y longitud), en definitiva distintas maneras de referirse a los ejes establecidos.

Tenemos entonces un sistema de referencia, una serie de definiciones matemáticas que establecen unos ejes de coordenadas; un marco de referencia que nos materializa este sistema de referencia, ahora bien, ¿cómo plasmamos todo esto en un mapa?

Como sabemos, la Tierra no es plana (para saber más sobre la forma de la Tierra, puedes acceder aquí) por lo que representarla en una superficie plana no es sencillo. Para esto se utilizan las proyecciones cartográficas. 

Una proyección cartográfica es un sistema de representación gráfica que establece una relación ordenada entre los puntos de la superficie curva de la Tierra y los de una superficie plana (mapa) [2]. Es decir, mediante una proyección cartográfica, se establece la relación matemática entre la superficie de la Tierra y un plano. 

Más adelante dedicaremos una entrada a hablar únicamente de las proyecciones cartográficas, ya que existen muchos tipos de ellas y cada una se utiliza para un propósito diferente. Lo importante en este momento es destacar que ninguna proyección es perfecta, ya que todas presentan distorsiones. Algunas de ellas preservan las áreas o las distancias en alguna dirección determinada, por tanto, según la aplicación será más conveniente utilizar una u otra, pero todas presentan errores. 

A continuación se muestran un par de enlaces en los que vosotros mismos podéis jugar con las proyecciones y ver como, la apariencia de la representación de la Tierra cambia en función de la proyección escogida:

• http://kartograph.org/showcase/projections/#ortho
• http://projections.mgis.psu.edu

Fuentes:

[1] SISTEMA Y MARCO DE REFERENCIA TERRESTRE.  SISTEMAS DE COORDENADAS. Ángel Martín Furones Departamento de Ingeniería Cartográfica, Geodesia y Fotogrametria Universidad Politécnica de Valencia.

[2] https://es.wikipedia.org/wiki/Proyección_cartográfica

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Hasta aquí la entrada de hoy, ¿os ha resultado útil?

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¡Nos vemos muy pronto en Objetivo Geomática!

Señalética y rutas de evacuación en zonas españolas de riesgo de tsunami

¡Bienvenidos un día más a objetivo geomática!

Hoy es último domingo de mes así que toca uno de nuestros trabajo de geomática. Si aún no sabéis qué son os pongo al día: se trata de trabajos de distintos ámbitos de la geomática realizados por compañeros. Con ellos todos aprendemos y vemos, de una manera real, las distintas aplicaciones de la geomática.

Esta ocasión toca hablar de tsunamis de la mano de Raquel Arcón. ¡No te pierdas este trabajo tan interesante! (Que, además, puede salvar vidas).

Título: Estudio metodológico de señalética y rutas de evacuación en zonas españolas de riesgo de tsunami mediante técnicas geomáticas

Autor: Raquel Arcón Navarro

Tutor: Francisco García García

Tipo de trabajo: Trabajo fin de grado

Introducción y contexto

Este proyecto surge con la idea de intentar combinar varios conceptos que hemos aprendido a lo largo de la carrera, así pues se intenta que abarque temas tales como la ordenación urbanística junto con catastro, uso de LIDAR, ArcGIS y geofísica.

En la actualidad existe un desconocimiento de la situación de España frente a los tsunamis, se tiende a creer que es un fenómeno natural ajeno a este país, nada más lejos de la realidad. Las costas andaluzas situadas frente al golfo de Cádiz son potencialmente vulnerables debido a la existencia de varias fallas. De hecho, en 1755 un tsunami arrasó las costas de Portugal y España provocando grandes daños.

La potencial existencia de un tsunami en las costas andaluzas se debe a la presencia de múltiples fallas en el golfo de Cádiz. Las zonas elegidas para el estudio han sido Cádiz y Conil de la Frontera.

Objetivo

El objetivo de este trabajo es crear y diseñar un sistema de evacuación mediante una señalética específica, la cual permita dirigir a la población hacia zonas altas accesibles o alejadas de la costa en caso de tsunami.

Así pues hablando de tsunamis, lo primero que hay  que tener en cuenta es que el problema jamás será resuelto ya que la litosfera de la Tierra está constantemente en movimiento. De ahí que, teniendo en cuenta el desconocimiento que se tiene hoy en día acerca de las posibilidades de que ocurra un tsunami en España y la falta de sistemas de prevención y paliación de los efectos que puede provocar, surge la necesidad de crear un sistema de evacuación que pueda ayudar a salvar las máximas vidas humanas posibles.

Metodología

Para lograr un buen resultado se ha realizado un estudio previo de las zonas costeras de España en donde la altura de la ola sería mayor. Para ello se ha tenido en cuenta la población y la característica de la costa para posteriormente poder obtener unos mapas de inundación que representarían el alcance del tsunami tierra adentro, a través de la utilización del programa de sistemas de información geográfica (SIG) y mediante una cartografía extraída de la Sede Digital de Catastro para poder delimitar la distribución de las manzanas y las calles de la zona de estudio, combinada con el uso de datos LIDAR para poder conocer la altura de los edificios así como la elevación de la topografía de la zona para poder establecer zonas altas seguras lo más posiblemente alejadas de la costa.

A la hora del análisis se han tenido en cuenta dos areas de influencia:

-La primera área se ha calculado suponiendo que una persona en condiciones normales, andando, puede llegar a recorrer 500 metros en 5 minutos.

-La segunda área que se ha delimitado es de 300 metros por si no le diera tiempo a algún ciudadano a refugiarse en la zona más alejada, por lo menos que tenga conocimiento de los edificios más altos que están a su alcance. Aunque se recuerda que en casos de tsunamis se recomienda ir lo más alejado de la costa y lo más alto posible.

Se ha tomado como referencia a una persona en condiciones normales andando, porque aunque se presupone que ante un caso de alerta de tsunami la población correría, siempre hay que ponerse en el peor de los casos y puede darse la posibilidad de que haya personas mayores o niños que no puedan correr.

Posteriormente tras haber obtenido las zonas inundadas, y haber analizado las infraestructuras que quedarían dentro de la zona de acción del tsunami, se han creado unas rutas de evacuación en las cuales se hace uso de un sistema de señalética para poder guiar a la población en el caso de que ocurriera un fenómeno natural de estas características.

A la hora de proponer un prototipo de señalética específico se ha tenido en cuenta los sistemas de señalética ya existentes alrededor del mundo y se ha optado por el más conveniente.  En concreto se ha decidido utilizar la misma señalética que se usa en Portugal.

Resultados

Así pues como resultado se han obtenido los siguientes planos de inundación y de Rutas de evacuación.

Plano de inundación de Cádiz:

Plano rutas de evacuación Cádiz:

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Hasta aquí la entrada de hoy. ¿Sabíais que esta es la situación referente a prevención de tsunamis en España? Como habéis visto, actualmente no existe nada al respecto y la geomática puede contribuir a solucionar este problema.

¿Tienes algún trabajo que quieras compartir con la comunidad geomática? No lo dudes, ¡ponte en contacto conmigo!

Nos vemos muy pronto en el blog.

Teledetección e imágenes multiespectrales

¡ Bienvenidos a Objetivo Geomática este primer domingo de 2018 !

Espero que este nuevo año os traiga a todos ilusión y fuerza para conseguir todos proyectos que os propongáis.

Empezamos el año haciendo un repaso de algunos imprescindibles de la Geomática, para todos aquellos que estéis empezando a introduciros en este mundo (y a los demás,  para repasar un poco). Vamos a hablar en esta ocasión de la teledetección.

La teledetección es un modo de obtener información acerca de objetos tomando y analizando datos sin que los instrumentos empleados estén en contacto directo con el objeto [1]. 

En el ámbito de la Geomática, la teledetección es la observación y estudio de la Tierra desde el espacio. Normalmente, estos datos serán recogidos desde satélites, pero pueden utilizarse otros soportes como aviones.

Vamos a centrarnos en una de las formas más utilizadas de teledetección: imágenes de satélites, como la que se muestra a continuación.

Fuente: www.inegi.org.mx

Si eres nuevo en esto de la teledetección pensarás que la imagen anterior tiene unos colores algo peculiares, enseguida sabrás de que se trata.

En primer lugar, debemos tener en cuenta que, la finalidad de la teledetección es obtener distinto tipo de información de la superficie terrestre. Por ejemplo, podemos obtener información sobre el estado de la vegetación, las distintas cubiertas terrestres, factores atmosféricos y un largo etcétera. ¿Cómo obtenemos toda esta información?

En las imágenes obtenidas desde satélites, cada uno de los pixels que componen la imagen tiene un valor u otro dependiendo de la cantidad de energía que refleje una porción determinada del terreno. Podemos registrar esta energía en diferentes partes del espectro electromagnético: parte roja, azul, verde, infrarroja o microondas.

Según la parte del espectro que registremos tendremos una información diferente ya que las distintas cubiertas terrestres se comportan de manera diferente según la longitud de onda, es decir, según la parte del espectro electromagnético.

Por este motivo, y para obtener la máxima información posible, se utilizan imágenes multiespectrales. Las imágenes multiespectrales se componen de diversas bandas. En cada una se estas bandas encontramos la información de una parte determinada del espectro. Con esto podemos realizar distintas operaciones de análisis y, además, visualizarlas de distintas maneras en función de la información que deseamos obtener. 

Si visualizamos las bandas del rojo, verde y azul tendremos una composición en color verdadero, es decir, tal y como la vería el ojo humano. Podemos realizar otras combinaciones como el falso color infrarrojo si usamos las bandas del infrarrojo medio y cercano y el rojo. A continuación tenemos un ejemplo de la misma zona con distintas visualizaciones.

Fuente: www.teledet.com.uy

¿Para que sirven las imágenes multiespectrales? Como hemos dicho antes, las cubiertas se comportan de manera diferente ante distintas partes del espectro electromagnético. Por ejemplo, la vegetación en buen estado refleja mucho el infrarrojo por lo que, en una combinación como la tercera imagen, podemos encontrar las zonas con vegetación e incluso distinguir distintos estados de la misma.

Por tanto, podemos obtener mucha información a partir de estas imágenes de satélite, para zonas muy extensas.

Las aplicaciones de la teledetección son muchas y muy diversas. En el blog iremos viendo algunas aplicaciones y como se trabaja con las imágenes para obtener los resultados deseados, como por ejemplo mapas de riesgo de incendios.

Si tenéis un poco de curiosidad por este tema os dejo aquí el link del programa Copernicus, un programa de teledetección europeo en el que se obtienen distintos productos

 y servicios, para que os hagáis una idea de la cantidad de aplicaciones distintas que podemos tener.

Fuentes:

[1] www.esa.int

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Hasta aquí la entrada de hoy. ¿Qué os ha parecido? ¿Sabíais que es la teledetección?

Recordaros que vamos a hacer un repaso de los imprescindibles de la geomática para poder meternos después en aplicaciones, metodologías, tutoriales, etc.  ¿Cuales son los imprescindibles de la geomática para ti?

¡Nos vemos muy pronto en Objetivo Geomática!