GPS y otros medios de localización

Presentación del tema: "GPS y otros medios de localización"— Transcripción de la presentación:

1 GPS y otros medios de localización
CAMPUS CIENTÍFICO VERANO 2011 Proyecto de Matemáticas Cartografía Esta presentación contiene material tomado de un trabajo de Isaac B. Sánchez: Mario Fioravanti, Ma. José Fuente, Isabel Gómez, Claudia Lázaro, Francisco Santos, Luis Felipe Tabera

2 CARTOGRAFÍA Cartografiar consiste en representar una porción de la superficie terrestre sobre una superficie reducida, generalmente plana. El producto de la cartografía son los mapas, las cartas y los planos. Para la elaboración de los mapas se deben resolver de forma satisfactoria tres problemas: UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

3 CARTOGRAFÍA ESCALA PROYECCIÓN TOPOGRÁFÍA CARTOGRAFÍA
b) Dibujar un superficie esférica (tierra) en un espacio plano (mapa). Trasladar un espacio real grande a un espacio dibujado pequeño c) Representar un espacio tridimensional (realidad) sobre un espacio bidimensional (mapa). PROBLEMAS SOLUCIONES ESCALA PROYECCIÓN TOPOGRÁFÍA UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

4 CARTOGRAFÍA LA ESCALA Escala numérica 1: 50000 Escala gráfica
La escala de un mapa es el cociente entre las distancias medidas sobre el mapa y las correspondientes distancias reales sobre el terreno. Se utilizan para poder reducir de manera proporcional el tamaño real de un espacio. Sobre un mapa puede venir indicada de dos maneras: Escala numérica 1: 50000 Indica la relación entre la realidad y el mapa en forma de cociente, siendo el numerador la distancia sobre el mapa y el denominador la distancia en la realidad. Escala gráfica Indica mediante segmentos la distancia real que corresponde a cada uno de ellos. Escala cromática En los mapas que representan, por ejemplo, el relieve de un terreno, se utilizan diferentes colores para identificar las distintas alturas y profundidades. UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

5 CARTOGRAFÍA En el presente mapa observamos una escala numérica de 1:50000 lo que nos indica que a cada unidad de medida (cm, mm, etc) contada sobre el mapa le corresponden unidades de la misma medida en la realidad. Si la distancian entre el Pico Mirador y el Cortijo de los Encinares son 6 cm sobre el mapa, en la realidad serán , o lo que es lo mismo 3000 m. UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

6 Diferencia entre plano y mapa
CARTOGRAFÍA Diferencia entre plano y mapa La escala tiene sentido si las distancias entre puntos de la representación plana son proporcionales. Si el mapa abarca una región terrestre amplia, es imposible conservar la proporción de todas las distancias entre puntos, debido a la curvatura de la tierra. En el caso de espacios pequeños, como un terreno, una urbanización o una ciudad, la región que queremos representar se aproxima mucho a una región plana. Decimos que se trata de un plano. En el caso de continentes o grandes regiones, se debe escoger algún tipo de proyección y esto produce ciertas deformaciones, alterando las distancias, los ángulos o las áreas. Fuente: y CNICE UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

7 Símbolos cartográficos
CARTOGRAFÍA Símbolos cartográficos Los símbolos cartográficos son representaciones de los distintos elementos que se encuentran en la superficie terrestre. Para poder uniformar la lectura de los mapas se acordó su forma a través de convenciones internacionales. UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

8 ¿? CARTOGRAFÍA PROYECCIONES
Al ser La Tierra casi esférica, no es posible representarla sobre un plano, a escala, pues la esfera es una figura geométrica que no se puede desarrollar (transformar en plano, como si se puede hacer con un cono, un cilindro, o un poliedro). Para representar la esfera terrestre se debe escoger un método de proyección. Estos métodos son muy variados y debemos conocer sus propiedades para poder decidir cuál es el que más nos conviene para el fin para el que queremos utilizar el mapa. ¿? Esfera Cubo Cono UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

9 CARTOGRAFÍA ¿Cuál es el camino más corto para ir de Santander a México? ¿Cuál es el camino más corto para ir de Santander a Tokio? ¿qué es más grande, Groenlandia o Australia? UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

10 CARTOGRAFÍA Peters UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

11 CARTOGRAFÍA Estereográfica
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12 CARTOGRAFÍA De Chile a Australia: mira estos caminos y di cuál te parece mejor y por qué: UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

13 CARTOGRAFÍA Tipos de proyecciones Cilíndricas Cónicas
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14 Azimutales: sobre un plano tangente a la esfera
CARTOGRAFÍA Tipos de proyecciones Azimutales: sobre un plano tangente a la esfera Gnomónica Ortográfica Estereográfica UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

15 Propiedades que puede conservar una proyección
CARTOGRAFÍA Propiedades que puede conservar una proyección Conforme: conserva los ángulos. Equivalente o isoareal: conserva las áreas. Equidistante o isométrica: conserva las distancias. Si una proyección es isométrica, entonces es conforme, equivalente y conserva las longitudes de curvas. No existe ninguna proyección isométrica de la esfera sobre el plano. UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

16 CARTOGRAFÍA Geodésica: es la curva de menor curvatura. La línea más corta entre dos puntos es una geodésica. En el caso de la esfera las geodésicas son los círculos máximos (intersección de la esfera con un plano que pasa por su centro). Loxodroma: línea de rumbo fijo. UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

17 Proyección de Arquímedes o cilíndrica isoareal de Lambert
CARTOGRAFÍA Proyección de Arquímedes o cilíndrica isoareal de Lambert Es rectangular. Los meridianos y los paralelos son rectas que se cortan perpendicularmente. Preserva las áreas, pero no preserva los ángulos ni las geodésicas. La distorsión es muy pequeña cerca del ecuador y grande al acercarse a los polos. UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

18 Proyecciones que preservan las geodésicas
CARTOGRAFÍA Proyecciones que preservan las geodésicas Proyecciones centrales o gnómicas Su imagen es circular y solo cubre una parte de uno de los hemisferios. Preserva geodésicas, pero no ángulos ni áreas. La distorsión de meridianos y paralelos es  = 1/sen2 ,  = 1/sen . UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

19 Proyecciones que preservan los ángulos
CARTOGRAFÍA Proyecciones que preservan los ángulos Proyeccion de Mercator Es un mapa rectangular. Los meridianos y los paralelos son rectas que se cortan en ángulo recto. Es conforme, pero no preserva áreas, ni geodésicas, ni formas. Las loxodrómicas o líneas de rumbo fijo se transforman en rectas. La distorsión de meridianos y paralelos es  = 1/cos ,  = 1/cos . UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

20 CARTOGRAFÍA UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

21 Tissot isoareal cónica (N. A. Tissot, 1881)
CARTOGRAFÍA Tissot isoareal cónica (N. A. Tissot, 1881) UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

22 CARTOGRAFÍA La aparición de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) en los años 1970 y su popularización en los 90 han revolucionado la forma de crear y manejar cartografía a través de estas herramientas informáticas que asocian elementos espaciales con bases de datos. Los SIG permiten el análisis y la gestión del territorio a través de cartografía digital de una manera rápida y efectiva. En la actualidad la elaboración de mapas es una operación compleja en la que participan grupos de más de 50 diferentes disciplinas: fotonavegantes, mecánicos, químicos laboratoristas, geodestas, matemáticos, topógrafos, geólogos, biólogos, geógrafos, físicos, agrónomos, edafólogos, ingenieros civiles, economistas y arquitectos, entre otros. UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

23 CARTOGRAFÍA TOPOGRAFÍA
Un mapa tiene dos dimensiones, anchura y profundidad, mientras que en la realidad existen tres, ya que también tenemos la altura. ALTURA Nivel del mar PROFUNDIDAD PROFUNDIDAD ANCHURA ANCHURA MAPA: dos dimensiones REALIDAD: tres dimensiones UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

24 Representación del relieve
CARTOGRAFÍA Representación del relieve Para representar la altura en los mapas se pueden utilizar varios sistemas, los mas comunes son: Mapas de isopletas o curvas de nivel, que unen puntos con las mismas alturas Mapas corocromáticos, en los que cada intervalo de altura se representa con un color diferente, siendo normal usar un degradado desde el verde en las zonas bajas hasta el marrón oscuro en las montañas y el violeta o blanco para las zonas cubiertas de hielo. UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

25 CARTOGRAFÍA Mapas topográficos, representan gráficamente los principales elementos que conforman la superficie terrestre, como vías de comunicación, entidades de población, hidrografía, relieve, con una precisión adecuada a la escala. Mapa administrativo, Representa los hechos principales de la organización administrativa de un territorio especialmente las cuestiones relativas a las fronteras, divisiones y capitales. UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

26 CARTOGRAFÍA Mapa Raster, es una imagen que normalmente ha sido escaneada a partir de un mapa en papel (aunque también puede ser una foto de satélite o una foto aérea). Mapas Vectoriales, están representados por vectores o expresiones gráficas de ecuaciones matemáticas, que se ven en la pantalla en forma de figuras geométricas, tales como líneas, puntos, círculos, polígonos, etc. Combinando estas figuras geométricas se forma la imagen final. Mapa batimétrico, Representa el relieve de zonas sumergidas. UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

27 CARTOGRAFÍA Carta Topográfica
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28 CARTOGRAFÍA Curvas de nivel
Las curvas de nivel unen puntos con la misma altitud. Las curvas de nivel son equidistantes, normalmente cada 20 metros. Aquellas líneas que coinciden con números exactos múltiplos de cien son las llamadas curvas maestras. Suelen ser ellas las únicas que llevan indicación de la altura en el propio mapa. UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

29 Perfil o corte topográfico
CARTOGRAFÍA Perfil o corte topográfico A partir de las curvas de nivel de un mapa se pueden realizar cortes topográficos, que no son mas que un gráfico en el que en el eje vertical se localizan las alturas y en el horizontal los lugares por los que pasa la curva de nivel. Uniendo los puntos aparece el perfil del relieve . UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

30 Cálculo de distancias y pendientes
CARTOGRAFÍA Cálculo de distancias y pendientes Con los datos que aportan las curvas de nivel y la escala se pueden calcular, distancias, alturas, pendientes y superficies en los mapas. UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización

31 CARTOGRAFÍA Isaac B. Sánchez: Ibañez, R., El problema de Arno Peters, un problema cartográfico. Suma 52, junio 2006, Ibañez, R., Muerte de un cartógrafo, Lo que Euler le dijo al cartógrafo (1ª parte), Sigma 27, Euler_al_cartografo_1_Ibañez.pdf Polking, Furuti, Map projections: un amplio catálogo de proyecciones con un pdf de cada una Historia de la cartografía UC. Campus Científico de Verano GPS y otros métodos de localización