Geoide y Elipsoide Terrestre

El geoide es una superficie teórica que une todos los puntos con igual gravedad. Prolonga por debajo de los continentes la superficie de los océanos como si no existiera ninguna perturbación. Estas perturbaciones hacen que el geoide no sea uniforme, por lo que la distancia al centro de la Tierra es variable.

El esferoide terrestre considera a la Tierra como un esferoide achatado por los polos, aunque esa deformación es solo del 0,33%.

Diferencias entre Elipsoide y Geoide

  • El elipsoide, a diferencia del geoide, asume que la superficie de la Tierra es plana y supone que el planeta es completamente homogéneo, es decir, que la Tierra no podría tener montañas o depresiones. El nivel medio del mar coincidiría con la superficie del elipsoide.
  • El geoide sí que tiene en cuenta las alturas de las montañas y las depresiones. Se puede considerar que el elipsoide es una línea de base para medir la elevación topográfica.
  • La desigual distribución de la gravedad superficial hace que tengamos puntos que estén por encima y por debajo del geoide. Estas diferencias de gravedad son causadas por la gravedad de la Tierra y la presencia de los océanos, haciendo que el geoide quede por encima del elipsoide en la zona continental y por debajo en la zona oceánica.
  • La diferencia de altura entre ambos pocas veces supera los 100 metros.

Datos en un SIG

1. Datos en formato vectorial: Son los más empleados en los Sistemas de Información Geográfica. Suelen llamarse capas, layers, coberturas o temas, y pueden tener diferentes formatos a los que denominamos shape, shapefile o dato. Un dato vectorial está definido por su geometría, que puede ser:

  • Puntos definidos por sus coordenadas X e Y.
  • Líneas definidas por las coordenadas de sus vértices.
  • Polígonos definidos por las coordenadas de sus vértices y el orden de estos.

Desde un punto de vista operativo, los datos vectoriales se dividen en:

1.1. Datos en formato CAD: DXF, DWG, DGN. Mezclan las tres geometrías en un mismo archivo.

1.2. Datos en formato Shapefile: Es el formato de datos de ESRI, que proviene de productos ArcGIS. Es el más empleado. No mezcla geometrías en un mismo archivo. El shapefile es de puntos, líneas o polígonos. Está compuesto por varios archivos:

  • .shp: Almacena las entidades geométricas de los objetos.
  • .shx: Almacena el índice de las entidades geométricas.
  • .dbf: Almacena la información de los atributos de los objetos.

También puede contener otros archivos shapefile que nos proporcionan una mayor información:

  • .prj: Almacena el sistema de proyección de los datos.
  • .shp.xml: Almacena los metadatos del archivo.

1.3. Datos en formato GML (Geography Markup Language): Formato de información geográfica definido por OGC que define especificaciones y estándares de la información geográfica. Este formato es un caso particular de lenguaje XML.

1.4. Datos en formato KML (Keyhole Markup Language): Es un lenguaje derivado de XML que incluye elementos tridimensionales.

1.5. Datos almacenados en Geodatabases: Almacenan datos geográficos.

2. Datos en formato ráster: Son imágenes georreferenciadas que almacenan la información en píxeles o celdas, de forma que cada píxel tiene un valor numérico que se asocia a una representación en el mundo real. Características de las celdas:

  • Son todas iguales de tamaño y cuadradas.
  • Se pueden localizar por su columna y fila.
  • Su contenido siempre es un número.

Ráster utilizados en GIS:

  • Ráster de altura: Representan la altitud de cada celda.
  • Ráster topográfico.

3. Datos alfanuméricos: Almacenan las características de un archivo shapefile en uno con una extensión .dbf. Estos datos pueden estar almacenados de manera aislada.

4. Datos ofrecidos como servicios: El desarrollo de las infraestructuras web y el interés de las administraciones para que los datos sean únicos y fiables ha llevado al uso de servicios denominados como Infraestructuras de Datos Espaciales (IDE). Los servicios OGC más empleados para intercambiar información son:

  • WMS (Web Map Service): Se hace una petición a un servidor y este devuelve una imagen para verla en el navegador web o en un cliente.
  • WFS (Web Feature Service): Podemos consultar todos los datos de un feature.
  • WCS (Web Coverage Service): Para obtener datos tipo ráster, similar al WFS.
  • CSW (Catalogue Service for the Web): Servicios de catálogo de información geográfica que son aportados por una IDE.

Fotogrametría

Tipos: Espacial, aérea y terrestre.

Ventajas:

  • Permite representar completamente los objetos.
  • Gran rendimiento.
  • No altera el objeto.
  • Fácil de manejar y económico.
  • Registro instantáneo.

Métodos de Fotogrametría Aérea

  • Analógica: Utilización directa de fotografías formando modelos estereoscópicos.
  • Analítica: Reconstruye el modelo espacial con programas informáticos.
  • Digital: El dato de entrada es una fotografía digital, que tras el tratamiento digital origina un modelo digital.

Conceptos

  • Punto de apoyo: Punto que tiene unas coordenadas conocidas y que necesitamos para conocer la orientación externa.
  • Punto de control: Punto que tiene unas coordenadas conocidas y que empleamos para realizar el control del error.

Proceso

Normalización, fotogramas, orientación interna (reconstrucción de los haces de rayos), reconstrucción de haces, orientación externa (puntos de apoyo), reconstrucción de la posición de la cámara, generación del MDE (Modelo Digital de Elevaciones), control del error (puntos de control), estadística de error y confiabilidad.

LiDAR

Sistema del cual obtenemos una nube de puntos del terreno que tomamos mediante escáner láser. Este escaneado se hace mediante dos movimientos: longitudinal y transversal. Para conocer las coordenadas de cada punto necesitamos conocer:

  • Posición del sensor.
  • Distanciómetro.
  • Ángulo del espejo.
  • Sistema GPS diferencial.
  • Sensor inercial de navegación.
  • Distancia del sensor al punto.

El sistema LiDAR emite pulsos de luz que son reflejados en el terreno. Los fotones de los pulsos reflejados son transformados en impulsos eléctricos e interpretados por un registrador de datos. Los datos pueden ser tomados en condiciones meteorológicas en las que la fotografía aérea no podría hacerlo.

Drones

Es la parte voladora de un sistema formado por sensores y dispositivos, dirigidos desde una estación en tierra, empleados para multitud de finalidades como visión aérea de 360 grados, control de obra, etc.

  • Parte voladora: Su objetivo es garantizar la calidad y el control del vuelo. Está formada por sistemas de gestión de energía y potencia, equipos electrónicos de navegación y radioenlace a la estación en tierra. Pueden funcionar autonómicamente o de manera semiautónoma.
  • Parte sensora: Formada por la bancada de giroestabilización del sensor y el sensor que empleemos dependiendo de su finalidad.
  • Estación de tierra: Radioenlace de datos, vídeo para el monitorizado cuando son vuelos automáticos, vídeo para controlar la navegación y los sensores.

Sistemas de Información Geográfica (SIG)

Sistema de información que nos permite emplear las propiedades geográficas de los elementos y así establecer relaciones entre ellos y con otros datos geográficos. Tiene gran capacidad de análisis y de generar nueva información a partir de atributos originales. Están integrados por hardware, software y datos, y diseñados para capturar, modificar y analizar información que esté geográficamente referenciada.

Diferencias entre SIG y CAD

  • El CAD diseña algo que no existe y el SIG representa la realidad.
  • Ambos tienen una base geométrica, aunque en un CAD son creados por un delineante y en un SIG se toman del terreno o de mapas.
  • Los datos en un SIG forman un conjunto continuo y el CAD divide los datos en archivos.
  • El CAD divide las geometrías en capas y los SIG clasifican la información en función de los temas y elementos geométricos.
  • En los SIG la información es mayor y los objetos son más complejos.
  • Los CAD no tienen un sistema de consulta alfanumérico, espacial y de análisis.