GEODESIA
La geodesia permite determinar la forma de la Tierra, utilizando técnicas científicas que incorporan el campo gravitacional terrestre y fuerzas externas que influyen en la determinación de mediciones, orientación de coordenadas y posición de puntos de la Tierra.
¿Cómo nace la geodesia?
El inicio de la geodesia se ubica en Egipto específicamente alrededor del desarrollo científico de la biblioteca de Alejandría con Eratóstenes, siendo este el director de la biblioteca, recibe un documento donde se indicaba que el 21 de junio (solsticio de verano), no se presentaba sombra sobre un pozo en la ciudad de Siena, pero a la vez, en Alejandría ese mismo día si se proyectaba sombra sobre las columnas de la biblioteca.
Es a raíz de esta observación, que Eratóstenes desarrolla un experimento y logra determinar que la distancia entre Alejandría y Siena era de 925 Kilómetros y la sombra proyectada en Alejandría para el 21 de junio era de 7.2° correspondiendo a 1/50 parte de la circunferencia.
Con esos datos logró determinar que la forma de la Tierra correspondía a una esfera con una circunferencia de 46250 kilómetros y un radio de 7361 kilómetros, siendo estos datos muy cercanos a los valores definidos para la forma de la Tierra, el día de hoy con tecnología de alta precisión.
La geodesia se divide en:
La astronomía geodésica tiene la finalidad de determinar las coordenadas geodésicas astronómicas y el azimut astronómico entre dos puntos, por medio de métodos astronómicos de observación, trigonometría esférica, álgebra matricial y ajuste de mínimos cuadrados. La finalidad es determinar la latitud, longitud y acimut entre dos punto a partir de observaciones a astros.
La geodesia geométrica determina las coordenadas a partir de una figura geométrica denominada elipsoide. Busca definir ángulos, distancias, y resolver triángulos esféricos de poligonales geodésicas
El elipsoide es un sólido de revolución que se genera a partir de una elipse. Se podría imaginar la generación del sólido de revolución al hacer girar la elipse sobre un eje. Esto permite manipular de manera sencilla las fórmulas geométricas para determinar las coordenadas elipsoidales.
La geodesia física utiliza la determinación de fuerzas físicas como la gravedad terrestre y variaciones temporales para determinar la forma de la tierra y es de apoyo para la determinación de coordenadas.
El apoyo de la geodesia física a la determinación de las coordenadas geodésicas se da en el momento de utilizar instrumentos que refieren las medidas al vector de la fuerza de gravedad, también llamado vertical del sitio o línea de la plomada.
Como se puede notar la gravedad juega un papel fundamental en la determinación de la forma de la tierra y de las coordenadas geodésicas.
La geodesia espacial abarca técnicas de medición que utilizan tecnologías satelitales, el comportamiento físico de ondas del espectro electromagnético, interferometría, sistemas y marcos de referencia para determinar coordenadas.
La geodesia espacial utiliza sensores y equipos capaces de recibir y emitir ondas electromagnéticas que se ubican en los satélites o en la superficie terrestre.
La geodesia espacial tiene la finalidad de:
- Determinar la forma de la tierra
- Determinar el campo gravitacional terrestre
- Determinar los modelos geoidales terrestres
- Identificar fenómenos geodinámicos
- Determinar el movimiento de la polaridad terrestre
- Analizar fenómenos atmosféricos.
Las mediciones en la geodesia espacial se puede realizar con distintas tecnologías como:
- Sistemas satelitales de navegación global (GNSS)
- Medición Láser por Satélite (SLR)
- Interferometria de banda ancha (VLBI)
- Orbitografía Doppler y Radioposicionamiento Integrado por Satélite (DORIS)
- Radares altimétricos
- Detección y rango de imágenes láser (LIDAR),
- Radar de apertura sintética interferométrico (InSAR)
- Técnicas de mediciones gravimétricas
La microgeodesia abarca técnicas geodésicas que buscan determinar la ubicación, análisis y comportamiento de estructuras como equipos, maquinaria industrial, edificios, represas, puentes, carreteras y deslizamientos de terrenos.
¿Cómo nace la fotogrametría?
La geodesia se divide en:
La astronomía geodésica tiene la finalidad de determinar las coordenadas geodésicas astronómicas y el azimut astronómico entre dos puntos, por medio de métodos astronómicos de observación, trigonometría esférica, álgebra matricial y ajuste de mínimos cuadrados. La finalidad es determinar la latitud, longitud y acimut entre dos punto a partir de observaciones a astros.
La geodesia geométrica determina las coordenadas a partir de una figura geométrica denominada elipsoide. Busca definir ángulos, distancias, y resolver triángulos esféricos de poligonales geodésicas
El elipsoide es un sólido de revolución que se genera a partir de una elipse. Se podría imaginar la generación del sólido de revolución al hacer girar la elipse sobre un eje. Esto permite manipular de manera sencilla las fórmulas geométricas para determinar las coordenadas elipsoidales.
La geodesia física utiliza la determinación de fuerzas físicas como la gravedad terrestre y variaciones temporales para determinar la forma de la tierra y es de apoyo para la determinación de coordenadas.
El apoyo de la geodesia física a la determinación de las coordenadas geodésicas se da en el momento de utilizar instrumentos que refieren las medidas al vector de la fuerza de gravedad, también llamado vertical del sitio o línea de la plomada.
Como se puede notar la gravedad juega un papel fundamental en la determinación de la forma de la tierra y de las coordenadas geodésicas.
La geodesia espacial abarca técnicas de medición que utilizan tecnologías satelitales, el comportamiento físico de ondas del espectro electromagnético, interferometría, sistemas y marcos de referencia para determinar coordenadas.
La geodesia espacial utiliza sensores y equipos capaces de recibir y emitir ondas electromagnéticas que se ubican en los satélites o en la superficie terrestre.
La geodesia espacial tiene la finalidad de:
- Determinar la forma de la tierra
- Determinar el campo gravitacional terrestre
- Determinar los modelos geoidales terrestres
- Identificar fenómenos geodinámicos
- Determinar el movimiento de la polaridad terrestre
- Analizar fenómenos atmosféricos.
Las mediciones en la geodesia espacial se puede realizar con distintas tecnologías como:
- Sistemas satelitales de navegación global (GNSS)
- Medición Láser por Satélite (SLR)
- Interferometria de banda ancha (VLBI)
- Orbitografía Doppler y Radioposicionamiento Integrado por Satélite (DORIS)
- Radares altimétricos
- Detección y rango de imágenes láser (LIDAR),
- Radar de apertura sintética interferométrico (InSAR)
- Técnicas de mediciones gravimétricas
La microgeodesia abarca técnicas geodésicas que buscan determinar la ubicación, análisis y comportamiento de estructuras como equipos, maquinaria industrial, edificios, represas, puentes, carreteras y deslizamientos de terrenos.
¿Cómo nace la fotogrametría?
¿Para qué es útil la geodesia?
- Determinación de coordenadas basado en sistemas de referencia terrestre.
- Generación de cartografía temática.
- Identificación del desplazamiento de la corteza terrestre (Geodinámica).
- Fotogrametría.
- Catastro.
- Ordenamiento territorial.
- Estudios hidrológicos.
¿Para qué es útil la geodesia?
- Determinación de coordenadas basado en sistemas de referencia terrestre.
- Generación de cartografía temática.
- Identificación del desplazamiento de la corteza terrestre (Geodinámica).
- Fotogrametría.
- Catastro.
- Ordenamiento territorial.
- Estudios hidrológicos.
Diferencia entre la geodesia y la topografía
Geodesia
- Desarrolla actividades para definir mediciones de ángulos y distancias en extensiones de terreno amplias donde se hace necesario considerar la curvatura terrestre.
- Los métodos geodésicos utilizados para los ajustes de los errores sistemáticos son más rigurosos, permitiendo alcanzar muy buenas precisiones de las mediciones. Se basan en métodos estadísticos.
- La superficie de referencia de la geodesia es el elipsoide.
Topografía
- Desarrolla actividades para definir mediciones de ángulos y distancias en extensiones de terreno suficientemente reducidas para despreciar la curvatura terrestre. (Magnitudes de las distancias).
- Los métodos topográficos utilizados para los ajustes de los errores sistemáticos son menos precisos.
- La superficie de referencia de la topografía es el plano.
¿Cuáles superficies están involucradas en la geodesia?
La geodesia utiliza el geoide, el elipsoide y el terreno para definir de manera muy precisa la ubicación de puntos en el espacio.
El geoide
Es una superficie tridimensional, que define la fuerza de gravedad del nivel medio del mar y la interpola a los distintos puntos de la superficie terrestre, lo que refleja deficiencias o excesos de la fuerza de gravedad en las distintas regiones del planeta.
El elipsoide
es un sólido de revolución, generado por una elipse que gira sobre un eje. El elipsoide se caracteriza por tener un semieje mayor (a) y un semieje menor (b). A partir de ello se puede definir el nivel de achatamiento.
El terreno
Es la superficie sobre la cual se realiza la actividad topográfica y se materializan los puntos del levantamiento geodésico.
¿Qué alturas se contemplan en la geodesia?
A partir de las superficies de referencia se definen las siguientes alturas:
Altura geoidal
También se conoce como ondulación del geoide. Esta es la distancia que hay entre la superficie del geoide y el elipsoide siguiendo la dirección del vector de la normal geodésica.
Altura ortométrica
También conocida como altura sobre el nivel del mar. Es la distancia de un punto desde la superficie del Geoide a lo largo de la dirección del Vector de Gravedad hasta el punto sobre la tierra.
Altura elipsoidal
También se conoce como altura geodésica. Esta es una distancia que hay entre la superficie del elipsoide y el terreno siguiendo la dirección del vector de la normal geodésica.
¿Qué es un Datum?
Un datum es un modelo matemático que permite definir las coordenadas de un punto en un mapa. El datum debe estar vinculado a un elipsoide de referencia, el cual será la base de la generación de las coordenadas. El Datum se caracteriza por tener un punto de origen también denominado punto fundamental y una orientación del sistema de coordenadas.
A partir del datum se define el tipo de proyección cartográfica que se utilizara para el desarrollo de la cartografía.
Como el datum está referido a un elipsoide este se puede clasificar en Datum geodésicos locales y Datum Geocéntricos. Desde esta clasificación se puede decir que el datum geodésico local refiere las coordenadas a un elipsoide local y la referencia altitudinal se basa en la altura sobre el nivel del mar. Por otro lado, el datum geocéntrico define las coordenadas a partir de un elipsoide global cuyo origen está ubicado en el centro de masas de la Tierra.
La determinación de coordenadas
Una de las finalidades de la geodesia es determinar coordenadas para la ubicación de puntos sobre la superficie terrestre. Estas coordenadas pueden ser coordenadas geodésicas o coordenadas geocéntricas. Las coordenadas obtenidas en la geodesia tiene como objeto ser la base del desarrollo de proyectos cartográficos.
Las coordenadas geodésicas
Las coordenadas geodésicas son aquellas coordenadas referidas al elipsoide. Se caracterizan por definirse a partir de dos planos fundamentales, que son el plano del Ecuador y el Meridiano de Greenwich. Los componentes de las coordenadas geodésicas son la latitud geodésica (ⱷ), la longitud geodésica (λ) y la altura geodésica.
La longitud geodésica es el valor angular, medido a partir del vector generado, desde el origen de coordenadas hasta el punto de intersección del plano del Ecuador y el plano del Meridiano de Greenwich. Este componente se mide de 0° a +- 180°, o también indicando la orientación este u oeste. El signo negativo obedece a aquellos puntos que se ubican al oeste del meridiano de Greenwich. También se podría expresar con valores de 0 a 360° .
La latitud geodésica es el valor angular medido sobre el meridiano del punto de interés a partir del plano del Ecuador. El valor angular puede ser + o – 90°. El signo negativo ubica las coordenadas en el hemisferio sur.
Las coordenadas geocéntricas
Las coordenadas geocéntricas son aquellas coordenadas definidas a partir de los ejes cartesianos X, Y, Z y se determinan en unidades métricas. Se caracterizan porque el origen de coordenadas coincide con el centro de masas de la Tierra.
El eje X es aquel vector que nace en el centro de masas de la Tierra y se proyecta hacia la intersección del plano del Ecuador y el Meridiano de Greenwinch definido por la Convención Internacional del Origen para 1903 (CIO).
El eje Z es el vector originado en el centro de masas de la Tierra y se proyecta hacia el Polo Norte Geográfico definido por el CIO para 1903.
El eje Y es el vector perpendicular al Eje X y al Eje Z.