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  1. 1. I. DEFINICION DE GEODESIA TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Presentación: Prof. Fredy Quispe Ch.
  2. 2. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA La Geodesia es una de las Ciencias más antiguas cultivada por el hombre. El objeto de la Geodesia es el estudio y determinación de la forma y dimensiones de la Tierra, de su campo de gravedad, y sus variaciones temporales; constituye un apartado especialmente importante la determinación de posiciones de puntos de su superficie. Esta definición incluye la orientación de la Tierra en el espacio. Etimológicamente la palabra Geodesia, del griego ghdaiw (divido la tierra), significa la medida de las dimensiones de la Tierra, en su acepción moderna también engloba el estudio del campo de gravedad. La Geodesia es una ciencia básica, con unos fundamentos fisicomatemáticos y con unas aplicaciones prácticas en amplías ramas del saber, como en topografía, cartografía, fotogrametría, navegación e ingenierías de todo tipo sin olvidar su interés para fines militares. Está íntimamente relacionada con la astronomía y la geofísica, apoyándose alternativamente unas Ciencias en otras en su desarrollo, en sus métodos y en la consecución de sus fines. La Geodesia suministra, con sus teorías y sus resultados de mediciones y cálculos, la referencia geométrica para las demás geociencias como también para la geomática los Sistemas de Información Geográfica, el catastro, la planificación, la ingeniería, la construcción, el urbanismo, la navegación aérea, marítima y terrestre, entre otros e, inclusive, para aplicaciones militares y programas espaciales.
  3. 3. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA
  4. 4. II. DIVISION DE LA GEODESIA TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Presentación: Prof. Fredy Quispe Ch.
  5. 5. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA
  6. 6. III. FORMA DE LA TIERRA TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Presentación: Prof. Fredy Quispe Ch.
  7. 7. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA La forma real de la Tierra es irregular y enormemente compleja. Si se desea determinar o etiquetar la situación de cualquier objeto se hace necesario utilizar un modelo de la forma de la Tierra. Como todo modelo, se trata de una simplificación del objeto real que va a ser útil para ser usado como base del establecimiento de un sistema de referencia espacial. La primera cuestión que se plantea en geodesia es cuál es el mejor modelo de la Tierra, entendiendo como mejor el más simple y el más útil para los objetivos de la geodesia. Una vez que este modelo se defina, su superficie puede ser usada para medir las formas topográficas. Las respuestas a la cuestión anterior se basan en dos conceptos: geoide y elipsoide.
  8. 8. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA A. El Geoide Es una definición física de la forma de la Tierra. La palabra geoide significa “forma de la Tierra” y fue introducida por Listing en el Año 1873.El geoide es la superficie equipotencial del campo gravitatorio coincidente, de forma aproximada, con el nivel medio de los océanos. Dicha coincidencia no es exacta debido a factores como: corrientes marinas, vientos dominantes y variaciones de salinidad y de la temperatura del agua del mar, etc. El geoide tiene en cuenta las anomalías gravimétricas (debidas a la distribución de las masas continentales y la densidad de los componentes de la Tierra) y el achatamiento desigual de los polos, por el cual es una superficie irregular con protuberancias y depresiones. Por tanto, y resumiendo, podemos concluir que el Geoide será el lugar geométrico de los puntos que se encuentran en equilibrio bajo la acción de las siguientes solicitaciones
  9. 9. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA  Fuerzas de atracción gravitatoria del resto de los puntos de la superficie del mismo.  Fuerzas de atracción gravitatoria del resto de los astros del Sistema Solar.  Fuerza centrifuga, debida al movimiento de rotación de la Tierra. Gravímetro Lacoste-Romberg
  10. 10. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Modelo tridimensional del geoide en el que se han amplificado sus ondulaciones para una mejor comprensión. Imagen obtenida con ER-Mapper 5.5
  11. 11. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Representación del Geoide en la zona de Alaska. Fuente: United States National Geodetic Survey (NGS).
  12. 12. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA
  13. 13. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA B. El Elipsoide El geoide es una figura muy compleja para realizar cálculos y además el nivel medio del mar no es constante. Se usa una aproximación matemática mas realista que es un elipsoide de revolución. Es un volumen geométrico que proviene de una elipse que gira alrededor de su eje menor. El elipsoide es el cuerpo geométrico que se aproxima en mayor medida a la forma real de la TIERRA.
  14. 14. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA
  15. 15. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA • Semieje ecuatorial(a) o semieje mayor: longitud del semieje correspondiente al ecuador, desde el centro de masas de la Tierra hasta la superficie terrestre. • Semieje polar(b) o semieje menor: longitud del semieje desde el centro de masas de la Tierra hasta uno de los polos.Alrededor de este eje se realiza la rotación de la elipse base. Es habitual describir matemáticamente a una elipse mediante la ecuación • Factor de achatamiento ( f ): este factor representa que tan diferentes son los semiejes entre si. Su expresión es: Note que mientras mas cerca de cero se encuentre f, mas parecido a una esfera es el elipsoide. Por lo general el factor f es muy pequeño, por lo que se acostumbra proporcionar 1/f. por la misma razón a veces y para cálculos simples, se utiliza una esfera en vez de un elipsoide. Una manera equivalente de indicar f es mediante la excentricidad de la elipse transversal: Que es equivalente a
  16. 16. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA
  17. 17. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Los trabajos geodésicos llevados a cabo por los diferentes países han dado lugar a la definición de numerosos elipsoides de referencia, de forma que las medidas efectuadas por cada país están referidas al elipsoide elegido, lo que dificulta sobremanera la conexión de trabajos de ámbito internacional.
  18. 18. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA A continuación citaremos algunos elipsoides de referencia y sus parámetros mas importantes:
  19. 19. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Elipsoide Local
  20. 20. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA
  21. 21. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA C. Geoide y Elipsoide
  22. 22. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA La desigual distribución de la gravedad superficial y de lo local de las perturbaciones, causa que existen zonas de la Tierra por encima del geoide y por debajo de este:
  23. 23. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Estas diferencias gravitatorias son causadas por la composición terrestre y la presencia de una gran masa de agua en los océanos, que causa una menor atracción, y hace que, por lo general, el geoide quede por encima del elipsoide en la zona continental y por debajo en la zona oceánica:
  24. 24. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Si consideramos que estas diferencias en raras ocasiones llegan a los 105 metros y que la diferencia entre el radio ecuatorial y el radio polar es de 21 km, de 42 km, en su diámetro, queda claro que en el conjunto, la no esfericidad terrestre existe en términos generales, pero cuando se compara con el geoide, esta diferencia ya no aparece tan acentuada, y la tierra ya parece que es “mas redonda”, ya que únicamente las irregularidades gravitatorias son mayores que la propia deformación radial de la tierra. Como es lógico, la tendencia desde entonces ha sido la de intentar establecer una cartografía uniforme, referida un mismo elipsoide.
  25. 25. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA D. Geoide, Elipsoide y Superficie Terrestre
  26. 26. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Altura Elipsoidal (h) Representan la separación entre la superficie topográfica terrestre y la superficie del elipsoide, y se mide por la normal al elipsoide designándose con la letra h. Altura Ortométrica (H) Esta es la altura que existe entre la superficie topográfica y el geoide siendo perpendicular a este ultimo se designa con la letra H. Por lo que será necesario conocer la gravedad verdadera entre el punto evaluado y el geoide. Altura Geoidal ( N ) N es la separación entre Geoide y elipsoide en ese punto, también llamada ondulación del Geoide. Debido a que el Geoide es una superficie compleja, el valor de N es variable según el lugar.
  27. 27. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA
  28. 28. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Mediante estas relaciones, es posible escribir programas que aproximen los valores del geoide. Un ejemplo de ello es el proporcionado por la NGA donde se relaciona el geoide con el elipsoide WGS-84. Puede obtenerse un valor de la altura geoidal para cualquier punto de la Tierra en la pagina del NGA. http://earth-info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/wgs84_180/intptW.html
  29. 29. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA
  30. 30. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Desviación de la Vertical Se conoce como desviación de la vertical en un punto P del terreno, al ángulo que existe entre la vertical astronómica y la normal al elipsoide (vertical geodésica)
  31. 31. IV. SISTEMA DE REFERENCIA GEODESICOS TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Presentación: Prof. Fredy Quispe Ch.
  32. 32. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Definición Se denomina SISTEMA DE REFERENCIA a un conjunto de parámetros cuyos valores, una vez definidos, permiten la referenciación precisa de localizaciones en el espacio. A este conjunto de parámetros también se le suele llamar DATUM GEODÉSICO. Un sistema de referencia geodésico es un recurso matemático que permite asignar coordenadas a puntos sobre la superficie terrestre. Son utilizados en geodesia, navegación, cartografía y sistemas globales de navegación por satélite para la correcta georreferenciación de elementos en la superficie terrestre. Estos sistemas son necesarios dado que la tierra no es una esfera perfecta. Deben distinguirse los llamados sistemas locales que utilizan para su definición un elipsoide determinado y un punto datum y los sistemas globales cuyos parámetros están dados por una terna rectangular (X, Y , Z) cuyo origen se encuentra en el geocentro del planeta. Para definir las coordenadas geodésicas (latitud, longitud y altura) cuentan con un elipsoide de revolución asociado. Esta es una definición rigurosa pero abstracta, pues tanto el centro como los ejes son inaccesibles en la práctica. Los sistemas de referencia geodésicos definen la forma y dimensión de la Tierra, así como el origen y orientación de los sistemas de coordenadas.
  33. 33. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA
  34. 34. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Sistema de Referencia Local o Datum En los sistemas más clásicos, en los que el Datum tiene por objetivo el desarrollo de la cartografía de una zona concreta, hablamos de Sistemas de Referencia Locales, y se definen teniendo en cuenta el "Punto Astronómico Fundamental", determinado mediante observaciones astronómicas, en el cual la superficie del elipsoide y del geoide suelen coincidir. Se trata, no de un origen de coordenadas, sino de un punto de partida desde el cual se calcula el resto de puntos cuando se trabaja en ese Datum.
  35. 35. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Datum PSAD 56 El Datum Provisional Sudamericano 1956 (PSAD 56) es de carácter local y esta referido al elipsoide de 1924 y tiene como tangente a La Canoa, ubicado en el pueblo de La Canoa a 8° 36' 3" N, 63° 52' 18" W en el estado de Anzoátegui, Venezuela. presenta ajuste de transformación calculados con Molodensky . Los datum más comunes en las diferentes zonas geográficas son los siguientes: - América del Norte: NAD27, NAD83 y WGS84 - Brasil: SAD 69/IBGE - Sudamérica: PSAD 56 y WGS84 - España: ED50, desde el 2007 el ETRS89 en toda Europa.
  36. 36. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Sistema de Referencia Mundial De forma más reciente se han desarrollado Sistemas de Referencia Geocéntricos, de carácter global porque son definidos para su aplicación en todo el planeta, y que no tienen Punto Astronómico Fundamental, sino que su posición respecto al geoide se define por la orientación de sus ejes cartesianos y su origen en el centro de masas del planeta. Desde el lanzamiento de los primeros satélites artificiales para los primitivos sistemas de navegación y posicionamiento (TRANSIT, LORAN, etc.) hasta llegar a los Sistemas de Navegación por Satélite (GNSS), como el GPS, el GLONASS y el futuro Galileo, han ido desarrollándose los modernos sistemas de referencia geodésicos globales, que permiten alta precisión y homogeneidad para el posicionamiento y la navegación.
  37. 37. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA WGS-84, WORLD GEODETIC SYSTEM 1984 El sistema de referencia WGS84 es un sistema global geocéntrico, definido por los parámetros: □ □ Origen: Centro de masa de la Tierra □ □ Sistemas de ejes coordenados: Eje Z: dirección del polo de referencia del IERS _ The International Earth Rotation Service Eje X: intersección del meridiano origen definido en 1984 por el BIH y el plano del Ecuador (incertidumbre de 0.005”). Eje Y: eje perpendicular a los dos anteriores y coincidentes en el origen. □ □ Elipsoide WGS84: elipsoide de revolución definido por los parámetros: semieje mayor (a) = 6 378 137 m semieje menor (b) = 6 356 752 m Constante de Gravitación Terrestre: GM = (3986004.418 ± 0.008) x 108 m3 / s2 □ □ Velocidad angular: W= 7292115 . 10-11 rad/s □ □ Coeficiente de forma dinámica: J2= -484,166 85 x 10-6
  38. 38. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA
  39. 39. TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA El Sistema Global de por Satélite Navegación GPS(Global System) determinar Positioning que permite en todo el mundo la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una nave, con una precisión centímetros, funcionalidad hasta de basa su en el Sistema de Referencia WGS84.

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