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7/26/2019 Guia_teorica_SoPI_Transformaciones_Geograficas_y_Geodesia.pdf

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Curso SoPI: Introduccin a la Teledeteccin

Gua Terica - Trasformaciones Geogrficas y Geodesia

Capacitacin - Equipo SoPIComisin Nacional de Actividades Espaciales (CONAEcapacitacion!sopi"conae!gov!ar# sopi!conae!gov!ar

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Figura 1.Anomalas gravimtricas (Misin GRACE).

I. Geodesia

La geodesiaes la ciencia que comprende la determinacin de la forma y dimensiones del planeta

Tierra y de su campo gravitatorio, as como el estudio de sus variaciones temporales.

Forma de la Tierra

Para uicar puntos, medir distancias y calcular superficies sore el terreno es necesario conocer deantemano la forma de la Tierra. Surge entonces la pregunta: !"u# forma tiene nuestro planeta$ %nprimer lugar, se lo puede modelar como una esfera, algo ac&atada en los polos. 'na segundaconsideracin, a gran escala, sera su distribucin de masas desigual, con continentes y oc#anos. (etercer orden seran las diferencias en el relieve terrestre y en el nivel de los mares. ) finalmente lasvariaciones en suelos y olea*e.

%s claro que un modelo gloal que tenga en cuenta todas estas caractersticas es impracticale. Por lotanto, se &an propuesto diferentes cuerpos que permiten definir par+metros de la forma de la Tierra.

Geoide

%l geoidees un cuerpo que corresponde a una superficieequipotencial gravitatoria, coincidente con el nivel medio del

mar despreciando variaciones por mareas y olea*e- yprolongado por dea*o de los continentes. l ser una formaque depende de una magnitud fsica, es irregular y sudefinicin vara con el tiempo. La distriucin de masas delplaneta camia constantemente de manera gradual por latectnica de placas, que produce adem+s eventoscatastrficos como terremotos y erupciones volc+nicaspueden camiar esa distriucin en lapsos cortos.

Elipsoide

(ado que el modelo de geoide es comple*o, una forma matem+tica m+s simple y apro/imada al geoidees el elipsoide de revolucin. Se lo utili0a como superficie geod#sica de referencia ya que permitereali0ar c+lculos geom#tricos precisos. Se &an definido muc&os elipsoides y cada uno tiene sus venta*as ydesventa*as, de acuerdo a sus coincidencias parciales con el geoide. (e acuerdo a su orientacin, un

mismo elipsoide puede tener uen a*uste al geoide en diferentes 0onas.


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Figura 2.Corte representando la forma real de la tierra (topografa en gris' mares en cian'y de las superficies del geoide (en aul y de un elipsoide (en ro)opunteado!

Datum

%l datum geodsico es un punto fundamental donde coinciden las coordenadas y la vertical delelipsoide y las del geoide, por lo que poseen uen a*uste 0onal. Para data &ori0ontales sore la superficieterrestre-, eso implica que las superficies del elipsoide y del geoide son tangentes. La mayora de los datamayormente utili0ados en la actualidad son geoc#ntricos con el origen de coordenadas en el centro de laTierra-.

Figura .*i+u)o representando un datum! El elipsoide en naran)a' el geoide en aul yla superficie topogrfica (forma real de la tierra en marrn!


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II. Cartografa

La cartograf!a es la rama de la geografa que se encarga del estudio y la elaoracin de mapas

territoriales y de diferentes magnitudes.

Proyecciones cartogrficas

'napro"eccin cartogr#ficaes la representacin total o parcial de la superficie terrestre, otenida porla proyeccin de la misma sore un plano desde un v#rtice. %stas superficies pueden ser idimensionaleso tridimensionales, caso en el que deer+n desarrollarse a un plano.

Figura $.%royeccin so+re una superficie cilndrica y desarrollo a un plano!

%ntre las coordenadas que determinan la posicin relativa de los puntos en la Tierra y en la cartaresultante e/isten relaciones analticas caracteri0adas por los diferentes tipos de proyeccin. 1stos seencuentran definidos por tres caractersticas fundamentales.

ista: %s la orientacin del gloo terr+queo a proyectarse.

Figura %.,istas de proyecciones!


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!rtice: %s el origen de la proyeccin.

Figura &.,rtices de proyecciones!

"uperficie: %s la superficie sore la que se proyectar+ la carta, y la uicacin de la misma. (efineel plano a desarrollarse.

Figura '.$uperficies de proyeccin!


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Fidelidad de las proyecciones

Los tipos de proyecciones pueden clasificarse de acuerdo a su fidelidad con respecto a diferentespar+metros. (e acuerdo a la aplicacin de una carta, deer+ escogerse una proyeccin de fidelidadadecuada. Las proyecciones pueden ser:

2 E#uidistantes: Son aquellas en las cuales los elementos representados no presentan deformacinlineal. La relacin entre un elemento de longitud en el elipsoide y su representacin en el plano esuno a uno. Conservan las distancias.

2 Conformes: %n las cuales los elementos representados no presentan deformacin angular.Conservan los +ngulos.

2 E#ui$alentes: Los elementos representados no presentan deformacin superficial. Conservan lassuperficies.

2 %filcticas: 3o poseen ninguna de las propiedades anteriores.

Figuras (. a)*.%royecciones conforme cilndrica transversa .ercator (i/uierda y

e/uivalente cilndrica .oll0eide (derec1a!


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III. "istemas de &eferencia Espacial

'n sistema de referencia espaciales un modelo param#trico que sirve como ase para la descripcinde eventos sore un espacio. Los e*es cartesianos de un sistema de referencia se definen por convencin,as como su origen, orientacin y escala.

Figura +.$istemas de referencia espacial de acuerdo a diferentes convenciones.

"istemas Geod!sicos de &eferencia

'n sistema geodsico de referencia ,CSes un modelo para descriir eventos sore la superficieterrestre. 4ay de varios tipos.

'ori(ontales: 'ican puntos sore la superficie del elipsoide de referencia.

- Geogrficos: Los puntos se uican mediante +ngulos de latitud - y longitud 5-.- Proyectados: Los puntos se uican mediante distancias %ste %: Easting- y 3orte 3: Nort1ing-

con respecto a puntos convencionales.

erticales: 6iden alturas y profundidades &, 4- sore el nivel de referencia.

Geoc!ntricos: 6iden distancias /, y, 0- desde el centro del elipsoide.

Compuestos: Son la cominacin de un sistema &ori0ontal con uno vertical.

%rbitrarios: Son sistemas restringidos asados en referencias locales o propias.


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Figura /0.$istema geogrfico!

)arcos de referencia

'n marco de referenciaes la materiali0acin de un sistema de referencia geod#sico, mediante uncon*unto de puntos reales cuyas coordenadas son determinadas con altas precisin y e/actitud sore el

sistema geod#sico puntos fiduciarios-. 'n sistema de referencia no posee aplicacin pr+ctica sin unmarco de referencia, que a su ve0 proporciona los puntos de control que permiten que #ste se mantengaactuali0ado. Por lo tanto, amos sistema y marco conforman una pare*a fundamental para la definicin yreali0acin de cualquier plataforma de georreferenciacin.


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)arco de referencia *G"+,- y Proyeccin ni$ersal Trans$erse )ercator

La proyeccin m+s ampliamente difundida a nivel mundial es 1T .ercator Transversa 2niversal-,asado en el marco de referencia 34S-($ 3orld Geodetic $ystem' 4567-. La cartografa poseecoordenadas planas de acuerdo a la proyeccin conforme cilndrica transversa de 6ercator. %l cilindro seorienta transversalmente con respecto a sesenta fa*as, de 78 de anc&o cada una, comen0ando desde elntimeridiano 9;8. Las coordenadas Este se toman con respecto al meridiano central de cada fa*a,asign+ndose aritrariamente el valor de


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Figura /2.9onas 2T. mundiales!


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Posiciones Geod!sicas %rgentinas y proyeccin Gauss+/r0ger

%n nuestro pas, el marco de referencia oficial es Pos46r +$)0' Posiciones eod#sicasrgentinas, 9AADEB;;F-, tami#n asado en el datum 34S-($. La cartografa oficial posee coordenadasplanas de acuerdo a la proyeccin de aussGHrger, que es conforme cilndrica. %l cilindro se orientalongitudinalmente con respecto a siete fa*as, de J8 de anc&o cada una. Las coordenadas %ste se tomancon respecto al meridiano central de cada fa*a, asign+ndose aritrariamente el valor de


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Cdigos EP"G

La International ssociation of Kil and as Producers Surveying and Positioning Committee KP-cataloga los marcos de referencia empleados en todo el mundo, y le asigna a cada uno un cdigo %PS.Las talas a continuacin contienen los m+s utili0ados en nuestro pas.

Cuadro /..arcos de referencia ms utiliados en la


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I. Transformaciones Geom!tricas

Puede considerarse que cualquier imagen posee un sistema de referencia aritrario compuesto porcoordenadas ME) de sus respectivos p/eles y lneas. 'na transformacin geomtrica es unaadecuacin espacial que se efect@a sore los p/eles de una imagen para lograr una representacin m+sfidedigna de la realidad, generalmente con respecto a alg@n sistema geod#sico de referencia o a otraimagen. 1stas pueden ser:

4eorreferenciacin>Incorporacin de coordenadas geod#sicas a una imagen.

Corregistro> Identificacin de caractersticas entre dos andas o im+genes, con el o*eto de&acerlas coincidir espacialmente.

7rtorrectificacin>Correccin geom#trica que tiene en cuenta las deformaciones en la imagendeidas al +ngulo de captura y la topografa del terreno.

epro"eccin>6odificacin del sistema de coordenadas.

Figuras /$.a)*.&magen de un satlite polar> captura original (i/uierda y georreferenciada (derec1a!

)!todos de remuestreo

Cada ve0 que se modifica el tamao de p/el, o se rota o deforma una imagen, se produce unremuestreo de la misma. Los p/eles de la imagen remuestreada pueden generarse por diferentesm#todos:

ecino ms cercano 1223 nearest neig8*our: %l p/el remuestreado toma el valor de (3 delp/el original con el centro m+s cercano.

Interpolacin bilineal 14I3 *ilinear interpolation: %l (3 del p/el remuestreado es el resultado dela interpolacin cuadr+tica de los (3s de los cuatro p/eles originales m+s cercanos.


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Con$olucin c5bica 1CC3 cu*ic convolution: %l (3 del p/el remuestreado es el resultado de lainterpolacin cuadr+tica de los (3s de los diecis#is p/eles originales m+s cercanos.

Figuras /%.a)*)c..todos de remuestreo> por vecino ms cercanos (i/uierda'

por interpolacin +ilineal (centro y por convolucin c=+ica (derec1a!

%l m#todo por convolucin c@ica ofrece resultados m+s vistosos, pero para preservar la radiometra dela imagen es me*or el de vecino m+s cercano. Por otra parte, la interpolacin ilineal es recomendalepara magnitudes que suele variar linealmente por e*emplo: elevacin, temperatura, etc.-.

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