Topografía Agronómica DOCENTE Jaime Manuel Rodrigo Cabrera Ingeniero Técnico Agrícola Máster Gestión Ambiental
UT1. INTERPRETACIÓN DE PLANOS, FOTOGRAFIAS AÉREAS Y MAPAS.
UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas.
1.
CONCEPTOS BÁSICOS DE CARTOGRAFÍA
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1.1. ORÍGENES •La Historia de la Cartografía es la historia de la lucha de la Humanidad por descubrir métodos que permitan percibir y representar las distintas zonas conocidas. •Mapa más antiguo conocido, un mapa babilonio de más de 4500 años de antigüedad.
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1.2. FINALIDAD Desde sus orígenes, las imágenes de los mapas mantienen dos características esenciales: 1.- Los elementos representados se sitúan en posiciones relativas similares a las que tienen en la realidad. 2.- Los elementos deben representarse con distintos símbolos que indiquen la clase de objeto a la que pertenecen. 2º CFGS GESTION FORESTAL Y DEL MEDIO NATURAL – TOPOGRAFIA AGRONOMICA
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1.3. DEFINICIÓN La Cartografía es el arte y la ciencia de representar el espacio real o imaginado, en diferentes tipos de dibujos o representaciones digitales. Para ello utiliza una seria de técnicas destinadas a la correcta presentación del espacio y sus atributos.
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1.4. UTILIDAD Como un sistema de comunicación:
Cartografía
• Integra diferente información • Permite análisis de variables • Se aplica a múltiples disciplinas • Por lo general el resultado es una representación gráfica de una situación. Posee un método de trabajo: • Recogida y selección de datos • Manipulación y generalización de los datos • Lectura y observación de mapas • Respuesta e interpretación de los datos a partir del mapa
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Necesidad de una correcta representación… Densidad de Población
”El Diseño es el más importante, desafiante y creativo aspecto del proceso cartográfico”. DeLucia (1974) La Cartografía es un medio de expresión gráfico y una técnica de ilustración que ayuda a la comprensión de los fenómenos georreferenciables.
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Densidad de Población
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Mapa de número de casos de gripe AH1N1 confirmados en el mundo (Junio/2009)
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1.5. ERRORES CARTOGRÁFICOS 1. Tomas de datos 2. Editor-Autor del mapa
3. Diseñador cartográfico 4. Dibujante cartográfico 5. Usuario del mapa
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a.-Datos incompletos b.-Uso de conceptos equivocados a.-Mala elección de los datos b.-Definir incorrectamente los propósitos del mapa c.-Incluir excesiva o muy poca información a.-Variables visuales mal seleccionadas b.-Diseño erróneo de la simbología a.-Calidad pobre del dibujo b.-Colocación de textos incorrecta a.-Incapaz de detectar la información relevante b.-Nivel cultural y de conocimientos inadecuado c.-Errónea interpretación de la información 9
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2.
CLASIFICACIÓN DE LA CARTOGRAFÍA
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2.1. DEFINICIÓN DE MAPA Es la representación convencional gráfica, de fenómenos concretos o abstractos, localizados en la tierra o en cualquier parte del Universo, conservando la posición relativa de su localización (Asociación Internacional de Cartografía ICA)
La cartografía se clasifica en: •Cartografía básica •Cartografía temática
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Ortofotomapas: Fotografías aéreas que luego de corregirse las deformaciones son usadas como fondo con textos y algunos símbolos.
Espaciomapas: Imágenes de satélite georeferenciadas, generalmente con toponimia (nombres de rasgos predominantes) y leyendas explicativas.
Ortofotomosaicos: Ensamble sistemático de varias fotografías aéreas para cubrir una amplia región. 11
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Fotografía aérea de Coello - Tolima
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Espaciomapa
UT1. Interpretaci贸n de planos, fotograf铆as y mapas.
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2.2. CARTOGRAFÍA BÁSICA Es la cartografía más importante y más necesaria a partir de la cual pueden obtenerse otros mapas derivados de ella. (David J. Cuff. "Thematics Maps")
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Mapa topográfico 1:500.000 15
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2.3. CARTOGRAFÍA TEMÁTICA Conjunto de actividades cartográficas tendentes a mostrar las características estructurales de una determinada distribución geográfica.
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Climas del mundo
Temperatura (isopletas)
Transporte público
Temperatura del mar (coropletas)
Turístico
Migración de cigüeñas (líneas de flujo)
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La Cartografía Temática suele dividirse en dos grandes grupos: a.- Cuantitativa si se muestran distribuciones numéricas de un acontecimiento.
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b.- Cualitativa si lo que se muestran son las clases en las que se puede descomponer el acontecimiento.
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3. ELEMENTOS BÁSICOS DEL MAPA
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Título: indica el tipo de mapa, además ofrece información sobre el lugar y hace referencia al tipo de información que presenta. Fuentes: notas de reconocimiento y fechas de producción de los datos.
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3. Leyenda: describe la forma en que los valores se convirtieron en símbolos cartográficos (Líneas, puntos, colores, figuras, etc.).
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Escala: Este es el dato mas importante de un mapa, nos dice que relación existe entre la realidad y el dibujo. Si tenemos un mapa 1:100,000 quiere decir que 100,000 unidades reales del terreno están representadas en el mapa como una unidad. Ejemplo: una escala de 1:100,000 Centímetros: 100,000 cm
1 cm = 100,000 cm
Metros: 1,000 m
Kilómetros: 1 km
1 cm = (100,000 cm) (100 cm/1 m)
1 cm = (1000 m) (1000 m/1 km)
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ESCALA • La escala se puede definir como la relación existente entre la dimensión lineal de un elemento de un objeto tal como se representa en el dibujo y la dimensión real del mismo elemento.
ESCALA = 1 / E = d / D • • •
• •
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 decrece y el nivel de detalle disminuye. Una escala 1 : 100.000 < 1 : 25.000
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ESCALA NUMÉRICA Y GRÁFICA 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
La escala gráfica tiene la ventaja de no sufrir deformación al realizar procesos de ampliaciones y/o reducciones del mapa.
Norma ISO 5455:1979 Norma NTC 1580:1988 27
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Escalas frecuentes son: • En Cartografía Urbana: 1:200. 1: 500 y 1:1000 • En Cartografía Rústica: 1:2000 y 1:5000 • Para Análisis del territorio: 1:5000 1:10.000, 1:25.000,1:50.000 • Escalas menores: 1:100.000. 1:200.000 1:400.000 Cuando la escala es grande muestra mas detalles que cuando es pequeña, es decir una, 1:500 es mas grande que 1:1,000.
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L a escala se puede representar de dos formas: Escala numérica: Se representa con números, 1:10,000 1/10,000 y se lee uno en diez mil. Escala gráfica: Es una pequeña regla que indica la escala usada y sirve para medir las distancias dentro del mapa
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Orientación: es importante indicar en un mapa donde está el norte, la mayoría de los mapas están orientados con el norte hacia arriba en la pagina. La orientación se indica con un símbolo: una flecha o una rosa de los vientos que apunta hacia el norte.
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ESTRUCTURA DEL MAPA
El cuerpo del mapa: Corresponde al área reservada para colocar la información del mapa propiamente dicha.
El marco interno: Es el recuadro que separa la información espacial de la información de textos, referentes a coordenadas.
El marco externo: es el que produce un espacio de 0.5 hasta 2 cm al bordear el marco interno
Información marginal: Se halla fuera del marco externo y corresponde al título, leyenda, dirección del norte, coordenadas, escala, autores y fecha de elaboración
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INFORMACIÓN MARGINAL
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TAMAÑO DE LOS MAPAS
El tamaño de los mapas esta sujeto a las dimensiones de las hojas de papel.
El formato estándar empleado en cartografía colombiana y avalado por la Organización Internacional para la Normalización es el ISO 216.
Este formato divide sucesivamente la plancha de papel AO (841x1189 mm) en dos partes con el fin de obtener los formatos A1, A2, A3, etc
Formatos norma ISO 216:2007 2º CFGS GESTION FORESTAL Y DEL MEDIO NATURAL – TOPOGRAFIA AGRONOMICA
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Elementos básicos de un mapa
Coordenadas
Escala
- Geográficas Latitud 4°56’ N Longitud 74°25’ W - Planas X = 1.500.000m N Y = 835.000m E 2º CFGS GESTION FORESTAL Y DEL MEDIO NATURAL – TOPOGRAFIA AGRONOMICA
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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4. UNIDADES DE MEDIDA EMPLEADAS EN TOPOGRAFÍA
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Unidades de longitud: como puede imaginarse, la unidad de longitud más empleada en Topografía es el metro. el metro es la longitud recorrida por un rayo de luz en el vacío en un tiempo de 1/299792456 segundos”
Unidades de superficie: en Topografía se trabaja con Hectáreas (10.000 m2). A veces también se utilizan Km2.
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UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas. UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas.
Unidades angulares: se trabaja con graduación sexagesimal o centesimal: Graduación sexagesimal: se considera, como ya sabemos, una circunferencia dividida en 360 partes iguales denominadas grados. Cada grado se compone de 60 minutos y cada uno de estos en 60 segundos, escribiéndose de la siguiente forma: 15º 25’ 48” 6 Graduación centesimal: suele ser más empleada por su sencillez. La circunferencia está dividida en 400 grados y cada uno de estos en 100 minutos. Los minutos, a su vez, está formados por 100 segundos. Pueden escribirse de dos formas equivalentes: 25g 68m 85s 8 o bien 25,68858g
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5. DISTANCIA NATURAL, GEOMÉTRICA Y HORIZONTAL
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Dn: Distancia natural: es la distancia entre dos puntos siguiendo el relieve del terreno. Dg: Distancia geométrica: longitud del segmento de recta que une los dos puntos. Dr: Distancia reducida: distancia sobre el plano horizontal entre los puntos A y B.
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Las distancias que se determinan en campo, mediante aparatos como el taquímetro o las más modernas estaciones totales, son las geométricas. Para calcular las distancias reducidas, con las que trabajaremos, es necesario tomar también el ángulo vertical
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La Dr (distancia reducida) será:
El dA-B (desnivel) entre A y B:
La pendiente de la recta A-B :
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5. SUPERFICIE AGRARIA
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Podemos distinguir la superficie natural y la superficie agraria En topografía sólo vamos a trabajar con distancias reducidas y con superficies agrarias, pues sobre los planos, al ser una proyección ortogonal, no pueden medirse otras magnitudes que no sean éstas.
De aquí se deduce que si tenemos dos parcelas de terreno, una de ellas horizontal y la otra a media ladera, con la misma superficie agraria, la superficie real o natural de la segunda será mayor.
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La denominación de superficie agraria resulta clara si pensamos en que cualquier tipo de planta crecerá en sentido vertical, y no perpendicular al terreno, con lo cual la superficie efectiva para cultivos nunca podrá ser la natural.
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ACTIVIDAD SORPRESA Si
no tiene claro el concepto de superficie natural y agraria: 1. 2. 3.
Coga una hoja de papel y mida su área Arrúgela y forme una bola. Desplíeguela a la mitad… y mida la superficie que ocupa ahora.
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. CURVAS DE NIVEL
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UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas.
Curvas de nivel: es aquella línea trazada sobre el mapa que representa otra línea imaginaria en la superficie de la tierra a una elevación constante, más alta o más baja sobre el nivel del mar. Es un elemento muy importante en la cartografía básica (Hojas cartográficas).
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UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas.
Si las curvas están muy separadas hay pendiente suave y cuando están muy cerca, hay pendiente fuerte.
Pendiente suave 2º CFGS GESTION FORESTAL Y DEL MEDIO NATURAL – TOPOGRAFIA AGRONOMICA
Pendiente fuerte 52
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Una serie de curvas cerradas “concéntricas” indicará un cerro o depresión según crezcan o decrezcan las alturas hacia el centro.
Cerro 2º CFGS GESTION FORESTAL Y DEL MEDIO NATURAL – TOPOGRAFIA AGRONOMICA
Depresión u Ondonada 53
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Pueden definirse las curvas de nivel como “Isopletas que, en un mapa, representan la línea de intersección de un determinado plano horizontal con la superficie del terreno”, es decir, son curvas que unen puntos del terreno con la misma altitud. También se denominan isohipsas y, cuando representan el relieve submarino, curvas batimétricas.
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UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas.
Isopleta: En un mapa, es la línea formada por los puntos de igual valor en una superficie estadística continua. Es llamada también isolínea. La más utilizada es la referida a la altitud del territorio, denominada curva de nivel.
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UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas.
Las distancias a las que se sitúen los planos horizontales son las que determinan los intervalos verticales entre las curvas, que pueden ser fijos (equidistancia, caso más usual) o variables. El nivel cero corresponde al nivel del mar, correspondiendo a éste la línea de nivel de cota cero o línea de costa. La altitud de los otros planos suelen corresponder a cifras redondeadas y suelen representarse de una manera jerárquica, dando lugar a: • curvas ordinarias (cada 1 m, por ejemplo) • curvas maestras, trazadas con un grueso destacado (cada 5 m), llevando indicado su valor. 2º CFGS GESTION FORESTAL Y DEL MEDIO NATURAL – TOPOGRAFIA AGRONOMICA
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UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas.
El intervalo o equidistancia entre curvas de nivel sucesivas se elige en función de la escala del plano o mapa y de la naturaleza del terreno, según las pendientes del mismo. Para realizar una representación clara es conveniente que la separación gráfica entre dos curvas consecutivas sea mayor o igual a 1 mm, pudiendo llegar, en casos excepcionales, a 0,5 mm.
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UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas.
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Conociendo la escala a la que deseamos representar nuestro plano (en este caso 1/10.000) y las pendientes máximas del terreno, podemos evaluar la equidistancia (d) teniendo en cuenta la separación que posteriormente tendrán las curvas en el plano (Sp). Como ya hemos dicho, esta separación debe ser, si es posible, mayor que 1 mm. De la misma manera, podemos construir ábacos para distintas escalas, basándonos en la ecuación anterior.
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UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas.
Para facilitar la lectura del relieve del mapa, es frecuente la utilización de colores planos entre algunos intervalos de curvas de nivel (tintas hipsométricas)
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UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas.
PROPIEDADES DE LAS CURVAS DE NIVEL • Dos curvas de nivel nunca pueden cortarse entre sí o coincidir, salvo en el caso de acantilados rocosos o cornisas. • Las cotas de curvas sucesivas son crecientes o decrecientes de manera uniforme. • Salvo en depresiones u hoyas del terreno, las curvas de nivel más cerradas tienen mayor cota que las contiguas. • El número de extremos de curvas de nivel cortados por el marco del plano o mapa debe ser par, ya que todas las curvas de nivel deben ser cerradas, siendo muchas veces necesario considerar un mapa global para apreciar esta propiedad. • El terreno, entre dos curvas, o entre dos puntos de cota conocida, se considera con pendiente uniforme. 2º CFGS GESTION FORESTAL Y DEL MEDIO NATURAL – TOPOGRAFIA AGRONOMICA
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La Forma de La Tierra La Forma de la Tierra: Geoide: Superficie definida por los mares en reposo prolongada por debajo de los continentes. Elipsoide: Forma matemática mas semejante al geoide.
Los Datum:
Datum: Vértice en el que se hace coincidir geoide y elipsoide. En éste coordenadas astronómicas y geodésicas coinciden.
NAD ED
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WGS
: Sistema Geodésico Mundial : Datum de Norte América : Datum Europeo 62
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La Forma de La Tierra La forma de la Tierra es casi redonda , pero no tiene una figura geométrica clara. Figura matemática tridimensional formada al rotar una elipse alrededor de su eje menor Superficie con fuerza gravitatoria constante, aproximada a la figura de la Tierra, a diferencia del elipsoide ondula en respuesta a las fuerzas gravitatorias.
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La Forma de La Tierra Elementos geográficos de la esfera “La Tierra”
Paralelos Eje terrestre
Polos
Meridianos
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La Forma de La Tierra
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UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas.
La Forma de La Tierra
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PROYECCIONES CARTOGRÁFICAS
Es una transformación matemática de la superficie curva de la tierra (tridimensional) en una superficie plana (bidimensional) La tierra es un cuerpo irregular y es imposible representar sus partes sin distorsiones.
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CLASIFICACIÓN DE LAS PROYECCIONES
Según figura Azimutal
Cilíndrica
Cónica
Según posición Normal
A 1
Según deformación 2º CFGS GESTION FORESTAL Y DEL MEDIO NATURAL – TOPOGRAFIA AGRONOMICA
Transversa l
Oblicua
Meridianos
Circulo en la Tierra
A1=A2
Paralelos
A2
Conforme
Equivalente
Equidistante
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PROYECCIÓN AZIMUTAL El cartógrafo selecciona el polo sur o el polo norte
Es tangente en los polos
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PROYECCIÓN CILÍNDRICA El 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 CÓNICA Paralelos estándar seleccionados por el cartógrafo
Las áreas se conservan y las formas se distorsionan entre los paralelos estándar 71
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PROYECCIÓN CONFORME Los círculos cambian de tamaño pero no de forma
Representan la esfera respetando la forma pero no el tamaño No hay variación de los contornos de los territorios No existe deformación angular, por tanto los meridianos y paralelos se cortan a 90° 72
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PROYECCIÓN EQUIVALENTE
Se respetan las dimensiones de las áreas pero no sus formas Los rasgos son deformados excepto en el punto o línea de tangencia A1
A2
Círculo en la Tierra A1=A2 El círculo luego se transforma en elipse
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PROYECCIÓN EQUIDISTANTE
Dirección verdadera
Proyección conforme
No presenta distorsión a lo largo de líneas en la que la proyección hace tangencia Mantiene la distancia real entre los distintos puntos del mapa Meridianos Circulo en la Tierra Paralelos
Proyección equidistante
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UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas.
SELECCIÓN DEL TIPO DE PROYECCIÓN
•
Depende de la posición del país en el globo terráqueo, 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 75
UT1. Interpretación de planos, fotografías y mapas.
SELECCIÓN DEL TIPO DE PROYECCIÓN • Según el propósito del mapa: • Proyección conforme: Los ángulos en el mapa son iguales a los del terreno, es óptima para la geodesia, topografía e ingeniería. • Proyección equivalente: Permite una comparación estadística apropiada entre diferentes áreas, es útil para mapas temáticos comparativos en áreas. • Proyección equidistante: Es ideal para cartas aeronáuticas donde se requiere conocer la distancia y dirección correcta entre un punto y otro. 76
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SISTEMA DE COORDENADAS PLANAS UTM • Fue desarrollada por el Cuerpo de Ingenieros de US ARMY en 1940 • Este sistema se basa en la Proyección Transversa de Mercator conocida como UTM. • Esta proyección es utilizada por un 85% del mundo pues sus distorsiones son limitadas. • Es una proyección cilíndrica conforme tangente a los meridianos • Las magnitudes se expresan en metros. 77
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PROYECCIÓN UTM
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HUSOS Y BANDAS UTM
HUSOS La Tierra se divide en 60 husos de 6° de longitud. Cada huso se numera con números entre 1 y 60 BANDAS La Tierra se divide en 20 bandas de 8° de latitud. Cada banda se numera con letras desde la C hasta la X excluyendo la I y O 79
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CARACTERÍSTICAS DE LAS ZONAS UTM Hemisferio norte
Hemisferio sur
Oeste de Greenwich
Este de Greenwich 80
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CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DE COORDENADAS UTM
LAS
• Emplea el sistema centesimal para sus mediciones, por lo tanto sus coordenadas se trabajan como plano cartesiano. • Las cuadrículas se componen de líneas verticales denominadas estes (E) y las líneas horizontales denominadas nortes (N). • En este sistema cada zona tiene su propio sistema de coordenadas. • El origen de cada zona tiene su origen en el punto donde el Ecuador se intersecta con el meridiano central. 81
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CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DE COORDENADAS UTM
LAS
• Las líneas verticales estes (E) tienen su origen en cada zona del meridiano central y su valor es de 500.000 m. • Las líneas nortes: para el hemisferio sur se asigna al Ecuador un valor de 10’000.000 m y para el hemisferio norte comienza en 0 metros. • UTM considera los elipsoides: Internacional, Clark 1866 y 1880, Everest y WGS 84.
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SI LES LLEGA ESTA IMAGEN AL MÓVIL…. QUE INFORMACIÓN PODRÍAN OBTENER?
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