Conceptos básicos de cartografía
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CONCEPTOS BÁSICOS DE CARTOGRAFÍA
Profesor:
Sergio Andrés Blanco Londoño
Diseño Gráfico por ComputadorUniversidad Militar Nueva Granada
Bogotá D.C, Enero de 2014
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Cartografía
Es la ciencia de representar en formaconvencional la superficie terrestre sobre unplano, utilizando un sistema de proyección yuna relación de proporcionalidad (Escala)entre el terreno y el mapa.
La cartografía incluye ramas como:geodesia, geografía, fotogrametría ypercepción remota.
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Mapa
Es la representación convencional gráfica, defenómenos concretos o abstractos, localizadosen la tierra o en cualquier parte delUniverso, conservando la posición relativa desu localización (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 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 > 1:10.000
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
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Mapa topográfico 1:500.000 7
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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.
• 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
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
Según posición
Normal Transversal Oblicua
Según deformación
Conforme
A1
A2
A1=A2
Equivalente
Circulo en la Tierra
Meridianos
Paralelos
Equidistante
Azimutal Cilíndrica Cónica
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Proyección azimutal
Es tangente en los polos
El cartógrafo selecciona el polo sur o el polo
norte
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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 losterritorios
• No existe deformaciónangular, por tanto losmeridianos y paralelosse cortan a 90°
Los círculos cambian de tamaño pero no
de forma
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Proyección equivalente
• Se respetan lasdimensiones de las áreaspero no sus formas
• Los rasgos sondeformados 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
Circulo en la Tierra
Meridianos
Paralelos
• No presenta distorsióna lo largo de líneas enla que la proyecciónhace tangencia
• Mantiene la distanciareal entre los distintospuntos del mapa
Proyección conforme
Dirección verdadera
Proyección equidistante 18
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Proyecciones según fuente de luz
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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 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
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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 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) Cónica 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 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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Elipsoide
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Es 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 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
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Elipsoide de referencia
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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
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
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Elipsoides más empleados
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Geoide
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• Es una figura en la cual el potencial degravedad 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 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
Eje de rotación
Plano del Ecuador
Centro de la Tierra
N
S
Plano del meridiano del punto P
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Geoide
28Mapa de la superficie del geoide
Modelo geoidal de Colombia
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El geoide y dos elipsoides
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Norte América
Sur América
Europa
África
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Dátum
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• Punto de origen con coordenadas geográficas, ligado a losparámetros que conectan las mediciones con el sistema dereferencia. Se puede entender mejor este conceptoempleando la siguiente ecuación:
• El primer dato depende del tamaño y forma delelipsoide, usado para dibujar la grilla en la proyección de unmapa.
• 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
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Red Geodésica Nacional
• 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 170estaciones, 50 pertenecen a lared global
Dátum MAGNA SIRGAS = Elipsoide WGS-84 + MAGNA
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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
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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
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Sistema de coordenadas planas UTM
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• Fue desarrollada por el Cuerpo de Ingenieros deUS ARMY en 1940
• Este sistema se basa en la Proyección Transversa deMercator conocida como UTM.
• 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.
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Proyección UTM
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Husos y bandas UTM
38
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
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Características de las zonas UTM
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Este de Greenwich
Oeste de Greenwich
Este de Greenwich
Hemisferio norte
Hemisferio sur
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Características fundamentales de las coordenadas UTM
40
• 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 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.
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Características fundamentales de las coordenadas UTM
41
• 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 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.
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Grilla de coordenadas UTM
42
C
o
o
r
d
e
n
a
d
a
s
p
l
a
n
a
s
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
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
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Sistemas de coordenadas empleados en Colombia
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• 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 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°.
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Sistemas de coordenadas empleados en Colombia
44
• 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 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.
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Proyección conforme de Gauss
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
Zonas de 3° de amplitud
Proyección cilíndrica transversal
Oeste-Oeste Oeste Centro Este Este-Este
![Page 46: Conceptos básicos de cartografía](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052311/5594b5cc1a28ab963d8b464d/html5/thumbnails/46.jpg)
46
![Page 47: Conceptos básicos de cartografía](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052311/5594b5cc1a28ab963d8b464d/html5/thumbnails/47.jpg)
Orígenes de la cartografía colombiana
47
Fals
a Es
te
Falsa Norte
Es importante tener presenteque el hecho de migrar deldátum Bogotá al dátumMAGNA SIRGAS, implicacambiar el valor de lascoordenadas geográficas delos puntos de origen.
![Page 48: Conceptos básicos de cartografía](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052311/5594b5cc1a28ab963d8b464d/html5/thumbnails/48.jpg)
Orígenes de la cartografía colombiana
48Dátum Bogotá Dátum MAGNA SIRGAS
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Escala
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• 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.
• 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
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Escala numérica y gráfica
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Ampliación
10:1 20:1 50:1
2:1 5:1
Reducción
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
La escala gráfica tiene laventaja de no sufrirdeformación al realizarprocesos de ampliaciones y/oreducciones del mapa.
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Elementos básicos de un mapa
Coordenadas
- Geográficas
Latitud 4°56’ N
Longitud 74°25’ W
- Planas
X = 1.500.000m N
Y = 835.000m E
Escala
1:25.000
1:100.000
1:1’000.000
Símbolos Toponímia
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 detextos, 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 delnorte, coordenadas, escala, autores y fecha deelaboración
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Información marginal
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Tamaño de los mapas
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• El tamaño de los mapas esta sujetoa las dimensiones de las hojas depapel.
• El formato estándar empleado encartografía colombiana y avaladopor la Organización Internacionalpara 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