Naturaleza de los Datos

De nuevo, volvemos con un poco de teoría sobre SIG. Vamos a ver la naturaleza de los datos que estamos acostumbrados a usar en la cartografía digital, por un lado, ráster y por otro vectorial.

Los archivos rásters corresponden a las ortofotos, modelos de elevaciones, imágenes de satélite, etc y se caracterizan por tener un número de filas y columnas en la que cada celdilla la denominamos píxel. Para cada píxel habrá un sólo valor y su tamaño nos indicará la resolución con la que vamos a trabajar, por ejemplo, una banda de imagen Landsat 5 tienen un pixel de 28,5 x 28,5 metros, eso nos indica que el sensor recogerá un único valor para un área de 812,25 metros cuadrados.

Por el contrario, los archivos vectoriales corresponden con ciudades, ríos o países que podemos ver en un mapa, por lo que pueden ser de tres tipos: puntos, líneas y polígonos. Estos se caracterizan por tener unas coordenadas asociadas y además una serie de atributos añadidos. Como ventaja, son escalables, es decir pueden aumentarse sin que aparezca artefactos. Por ejemplo, mi ciudad además de tener unas coordenadas, tiene un nombre, un código INE y una serie de valores calculados como el área o el perímetro.

Diferencias entre un Mapa Vectorial y Ráster:

Casi todos los programas permiten pasar de ráster a vectorial y viceversa, sin embargo, cada formato tiene sus ventajas e inconvenientes que podéis consultar en la siguiente tabla de la Wikipedia.

Por último, deciros que éste concepto de vectorial y ráster es intrínseco al mundo de los ordenadores y en SIG los formatos más utilizados para el ráster son TIF, JPG, ECW... y para vectorial SHP, DWG, etc

Localizando unas coordenadas

En esta entrada vamos a realizar el caso opuesto de averiguar las coordenadas de google maps, es decir, a partir de unas coordenadas vamos a visualizarlo en nuestro navegador. ¿Cómo? Muy sencillo, aquí os pongo una fábula.

Mis amigos Squirtle y Bulbasur se han perdido, a pesar de llevar un GPS en su salida de domingo, no sabe que ha sucedido que su track o camino recorrido se ha borrado del aparato al cambiar la batería, y ahora quieren saber si el camino de vuelta era por la izquierda o por la derecha.

Como no tienen cobertura, me envían un sms, diciéndome que están en las coordenadas Latitud 36 º 8' 37.8492'' y longitud 5º 30' 29.9772'' y su problema.

Así que desde mi ordenador con conexión a internet, abro el navegador, pincho en google maps y copio la URL de Enlazar (se explica más detalladamente en la anterior entrada)

http://maps.google.es/?ie=UTF8&ll=38.719805,-7.998047&spn=24.887452,29.003906&z=5

Esta URL, tengo que modificarla para mis parámetros, es decir, tengo que ponerle mis coordenadas, y me encuentro, que aquí son decimales y yo las tengo en grados. Hacemos el cálculo de la siguiente forma:

Los grados los dejo tal cual, luego divido por 60 los minutos y por 3600 los segundos para así sumarlo todo. Veamos un ejemplo:

Latitud 36 º 8' 37.8492''

36 + (8/60) + (37.8492/3600) = 36.143847

Longitud 5º 30' 29.9772''

5 + (30/60) + (29.9772/3600) = 5.508327

Una vez con los datos en decimales los introduzco en la URL, quedando así:

http://maps.google.es/?ie=UTF8&ll=36.143847,5.508327&spn=24.887452,29.003906&z=5

En este caso, vemos que estamos demasiado lejos, sólo vemos el mediterráneo, es imposible de localizar, nuestro error es que el zoom, es demasiado bajo, nuestra escala es muy alta, así que donde pone z=5 vamos a poner Z=18.

http://maps.google.es/?ie=UTF8&ll=36.143847,5.508327&spn=24.887452,29.003906&z=18

Probamos, a ver que sale ahora:

No reconozco la zona, con lo que me alejo un poco y veo que están en Guidjel, Argelia!! Aquí ha habido un error, me han dado mal las coordenadas, esto no es lógico, que salieron de Algeciras y han acabado, dos paíseas al este. Reviso la URL y me doy cuenta, de un grave error. La latitud, no tiene su signo negativo, los he mandado 10º al este, así que verifico y esta vez añado un signo menos a la URL.

http://maps.google.es/?ie=UTF8&ll=36.143847,-5.508327&spn=24.887452,29.003906&z=18

Compruebo, esa zona es conocida pero me alejo para comprobar que sí, que están en el sendero de Las corzas -Puerto del Bujeo, cerca de la Garganta del Capitán. Ahora miro, reconozco el cruce y les mando un sms para que tomen por la derecha dirección sur y que llegarán rápidamente a la granja donde dejaron el coche.

Espero que os haya gustado el pequeño ejercicio para controlar la URL de google maps en sus aspectos más básicos y además de pasar de grados, minutos y segundos. Casos como éste, me han sucedido, aunque por suerte no con dichos personajes ficticios.

Averiguando las coordenadas de un lugar

Después de tanta cartografia, geodesia, datos, etc vamos a ver un ejemplo claro de cómo averiguar las coordenadas de un lugar usando únicamente una herramienta global y gratuita, de la que todos tenemos acceso, google maps.

Curiosamente, este domingo he quedado con un amigo para salir a fotografiar setas, pero como no conoce el lugar, le he preguntado si tiene GPS en su coche, siendo su respuesta afirmativa, le he dicho como se llama el pueblo, la calle y el número, sin embargo, no me fio de la cartografía que lleve instalada así que también le quiero pasar las coordenadas exactas del lugar.

Para ello, abro el navegador y escribo google maps, en el buscador. La primera opción me llevará a la interfaz que todos conocemos y que más de una vez hemos abierto para buscar una empresa, un comercio y también nuestra casa, sí, apostaría que más de la mitad de las personas que probaron google maps, su primera vez, localizaron su casa.

En mi caso voy a localizar un polígono industrial. El polígono Industrial "La Palmosa" en la autovía Jerez - Los Barrios de la provincia de Cádiz.

Intento acercarme lo máximo posible a la zona, para asegurarme que las coordenadas sean las más exacta posible al lugar donde quiero reunirme (la flecha roja lo indica)

En la esquina superior derecha veremos, un hipervínculo llamadao enlazar, clickeareamos sobre él y nos dará una URL. Dicha URL será muy grande y podremos enviársela a cualquier persona vía mail o mensajería instantánea para que vea lo mismo que estamos viendo nosotros, pero nuestro amigo, no tiene internet, sólo un GPS en su coche. Así que vamos a analizar que nos dice la URL: En mi caso es la siguiente:

http://maps.google.es/?ie=UTF8&ll=36.437822,-5.716455&spn=0.001683,0.003433&t=h&z=19

En un primer vistazo, vemos números y letras separadas por "&":

http://maps.google.es/?ie=UTF8

&

ll=36.437822,-5.716455

&

spn=0.001683,0.003433

&

t=h

&

z=19

El primer & nos divide, la dirección de google maps y la codificación que está usando, en este caso UTF8. Este datos no es relevante ahora para nosotros. El segundo & es el que nos divide el parámetro "ll" y que está acompañado por unos número que serán la prioridad nuestra. Nos está diciendo la Longitud y la Latitud de nuestro punto. Desarrollaremos esto, un poco más adelante. El tercer & nos indica el tipo de cartografía mostrada, en nuestro caso hemos optado por la híbrida, es decir mapa más satélite, si pusiera t=m, sería mapa sin ortofoto. Ya para el último &, nos muestra la Z=19, éste únicamente nos muestra el nivel de zoom, a mayor zoom menor es la escala y viceversa. Por ejemplo, el mismo punto pero con zoom de z=10, nos mostraría provincia de cádiz y a z=5 sería toda españa y parte de marruecos. Sin embargo centrémonos en las coordenadas latitud y longitud.

Las coordenadas Latitud y Longitud, son las siguientes:

Latitud= 36.437822

Longitud= -5.716455

Aunque no nos lo dice este sistema, es un sistema global (WGS 84) y las coordenadas no son geográficas sino decimales, de ahí que no veamos grados, minutos y segundos, aunque vamos a calcularlo, quedándonos como grados el entero, luego multiplicando el resto por 60 y quedándonos esa cifra sin decimales para los minutos y por último las décimas anteriores volver a multiplicar por 60 para lo segundos.

Un ejemplo para la latitud. 36.437822

36 serían los grados. El resto sería 0.437822 que multiplicamos por 60 y sale 26.26932, así que los minutos serían 26 y de nuevo el resto lo multiplicamos por 60 (0.26932 * 60 = 16.1592) y los segundos serían 16.1592

Quedaría de la siguiente forma: 36 grados 26 minutos y 16.1592 segundos

Para la longitud, sería 5 grados 42 minutos 59.238 segundos

Estos datos ya son completamente comprensibles para el GPS y podremos introducirlos manualmente.

OJO!! Hay que tener cuidado como tenemos configurado las coordenadas del coche, porque si lo tenemos en ED50 o ETRS89, no nos valdrán éstas coordenadas y tendremos que transformarlas a otro sistema de referencia. ( si no has entendido esto último visita los primeros post del blog)

Espero que os valga la ayuda, aunque en la siguiente entrada hablaremos de un caso más trágico.

PD: Acabo de probarlo con mi GPS Garmin Dakota 20, modificando un waypoint ya existente y ha funcionado a la perfección, cualquier duda podéis contactar conmigo vía email :)

Geodesia Cartográfica

En la anterior entrada, hablábamos de la Geodesia, aquella ciencia que trata de representar la tierra con sus tres componentes, la teórica, la física y la cartográfica. Explicamos las dos primeras y ahora nos toca la Geodesia cartográfica, y es que tratar de proyectar una superficie redonda en un plano nos lleva a inducir errores significativos y nunca existe una forma válida para todos nuestros intereses.

Las proyecciones pueden ser de tres tipos:

a) Proyecciones azimutales, conservan los ángulos.

b) proyecciones equivalentes, si mantiene la superficie

c) proyecciones conformes, si conserva las formas.

La proyección más común sobre la que trabajaremos será la proyección Mercator. Y dentro de ella, el sistema de coordenadas de Universal Transversal Mercator o también conocida como UTM, que tiene como característica que es una proyección conforme y que sus coordenadas se dan metros.

Actualmente, se trabaja oficialmente con ETRS89 UTM 30N (European terrestrial Reference System) para el caso de Andalucía, aunque muchos datos se conservan en ED5o (European Datum 1950) UTM 30N, un sistema de referencia geodésico antiguo que coexistirá hasta 2015 según el Real Decreto. También tenemos un sistema mundial que es el WGS84 (World Geodetic System 1984) con su proyección UTM 30N.

Esta entrada, sólo es una pincelada dentro de la cartografía y la geodesia, si queréis más información, la wikipedia es una fuente inagotable. Al final encontraréis los enlaces externos para ampliar sobre el tema.

Lo que sí me interesa que quede muy claro es que proyectar es pasar de una superficie redonda a una plana y nunca será exacta, con lo que si vais y volvéis de redonda, plana y luego redonda, el punto se desplazará, cometeréis un error. Sin embargo, esto no ocurrirá en una transformación porque pasar de una superficie plana a otra también plana, es exacta y no habrá error ninguno.

Enlaces:

Geodesia

Proyecciones Cartográficas

Sistema de coordenadas UTM

Algunos conceptos de Geodesia...

Para comprender los distintos tipos de sistemas de referencia y cuál debe usarse en casa cada caso debemos conocer un poco de Geodesia, que trata de determinar y representar la figura de la Tierra en términos globales.

Ojalá la tierra fuera plana con lo que cualquier intento de modelizarlo en 2D contendría escasos errores, sin embargo, es "redonda" con lo que tenemos que aplicar la Geodesia Teórica, la Geodesia Física y la Geodesia Cartográfica, para acercarnos un poco más a la verdad.

Geodesia Teórica:

Está relacionada íntimamente con la fuerza de atracción de los cuerpos en relación con la masa y la distancia. Dicha puede variar con los movimientos de los astros o simplemente con la rotación del planeta. Se habla de superficie equipotencial para aquella que contiene en todos sus puntos la misma energía potencial, un ejemplo visible la superficie del mar, contiene la misma energía potencial en toda su superficie y puede variar con los astros, véase las mareas.

Sin duda, éste ha sido siempre nuestro cero a la hora de medir alturas. Todos nos hacemos una idea si digo que Gibraltar mide 426 metros sobre el nivel del mar. A esta altura se le llama ortométrica.

Su mayor problema, es que varía y para ser exactos deberíamos decir la hora, mes y el año a la que se tomó la coordenada. Esto sin duda es un problema muy grande para los GPS.

Geodésica Física:

Mucho más sencillo que el anterior, la geodesia física dice que la superficie se comporta como un esferoide totalmente liso y que a partir de dicho esferoide, se calcula matemáticamente tu posición menos el esferoide, dándote la altura elipsoidal. Éste sistema se utiliza para áreas muy grandes como podría ser un continente y es el sistema que usa los GPS, por eso en mi playa de levante en la orilla me dice que estoy 20 metros por encima del nivel mar. Cuando esos datos los vuelvo en el google earth, éste rápidamente los corrige y me dice que estoy entre -2 y 2 m, un error algo más factible.

Para que entendáis un poco mejor, lo que os quiero enseñar, la línea negra que representa el nivel del mar y viene marcada como 5 sería el Geoide y la línea verde intermitente, el elipsoide.

Para que veáis la diferencia entre altura ortométrica y altura esferoidal, aquí os enseño que sería la posición donde nos encontramos (punto azul). H sería la altura ortométrica ya que se mide por el geoide y h la altura esferoidal porque se mide a través del elipsoide.

Por último, sólo nos queda la Geodesia Cartográfica, pero ya es demasiado para una entrada y me la reservo para la siguiente :)

OJO!! todo el material que os doy está lleno de simplificaciones, en muchas se cometerá errores por eso siempre es bueno que le echéis un vistazo a los enlaces externos que os explican con mayor detalle todo lo que escribo.

Enlaces externos:

Geodesia

Elipsoide

Forma de la Tierra

Obtención de los Datos

En la anterior entrada, os comentaba la nueva cartografía, de cómo hemos pasado de un sistema local a un sistema global. Continuando el tema os quiero explicar las distintas fuentes de información, para que finalmente, comprendáis la importancia del Sistema de Referencia:

Satélites:

Generalmente, se utilizan para tomar datos a escalas globales. Como puede ser la predicción del tiempo (MeteoSat), la medición de la temperatura en las grandes masas de agua o la observación de grandes fenómenos naturales como es el caso de la siguiente imagen del sensor MODIS que captó una tormenta de arena que barre a las islas canarias. Da lugar a lo que comúnmente llamamos Teledetección.

Fotografía aérea:

El concepto es simple, se sobrevuela una zona con una cámara de fotos especial que va disparando constantemente. Posteriormente, esas fotos son tratadas y unidas para dar lugar a lo que conocemos como ortofotos. Son para escalas pequeñas, y con ellas, a una cartografía muy detallada. Aquí os muestro un ejemplo de arrozales cerca del P.N. de Doñana.

Sistemas de posicionamiento Global (GPS)

Este sistema habitualmente es más utilizado para la navegación que para la obtención de datos, sin embargo, es una herramienta muy eficaz y sencilla de usar que todos podemos disponer sin un coste excesivo.

A nivel profesional, podemos encontrar las estaciones de control total que usan los topógrafos con los que elaboran los planos.

Con esta pequeña introducción ya os he mostrado la heterogeneidad para la captura de datos, ahora os diré que para cada ejemplo que os muestro, el sistema de coordenadas es distinto. Por ejemplo, para las imágenes de satélite usan WGS84 -UTM, para la cartografía andaluza el European Datum 1950 UTM 30N y mi GPS Garmin: WGS84 - Esferoide horas, minutos y segundos. ¿Por qué no todos usan el mismo? ¿Qué ocurre si no los tengo en cuenta? Eso lo veremos en la siguiente entrada.

Enlaces externos:

Galería de Imágenes de la NASA

Ortofotos de los arrozales

La nueva cartografía

Cada vez menos personas se enfrentan a un mapa en papel y más a uno digital. Se ha sustituido la Guía de carreteras por modernos navegadores, la brújula por el GPS, los callejeros por mapas de Google, etc. La tecnología avanza y debemos conocerla para no quedarnos atrás.

Antiguamente, cada país, región o ciudad organizaba su propia cartografía, con lo cual tu llegabas a la papelería y pedías un mapa físico de Europa, uno político de España, un callejero de tu ciudad o un mapa turístico del casco histórico y sin ningún tipo de problema lo tenías en la mano. Sin embargo si querías uno de Japón, había que pedirlo y con suerte lo tendrías a las 2 semanas, sin contar con el problema del idioma.

En la actualidad, eso ya no ocurre habitualmente. Si queremos podemos ir a lugares especializados donde comprar la cartografía pero casi siempre, al menos yo, abrimos nuestro navegador y escribimos el lugar que queremos buscar. Por ejemplo, algunos buscaréis de dónde soy, pues de una ciudad pequeña y encantadora, La Línea de la Concepción.

Todo lo que habéis leído hasta ahora, no es para otra cosa, que para introduciros en el contexto de que hemos pasado de un sistema local a un sistema global en cartografía. Ahora cualquier organismo, os puede crear cartografía de vuestra ciudad aunque tenga la oficina en la India, Estados Unidos o China. Si no, véase este fantástico vídeo explicando como se ha hecho Street View de Google.

En los próximos días, hablaremos de cómo se puede unificar toda la cartografía y los problemas que ello contrae :)

Enlaces externos:

Blog RutaRelativa

Bienvenidos

Me llamo Luis, soy natural de La Línea y estudié Biología en la Universidad de Sevilla. Durante la carrera, tuve la suerte de realizar las prácticas en la Estación Biológica de Doñana con el Grupo LAST (Laboratorio de SIG y teledetección) donde conocí todo este mundo extraño de coordenadas y píxeles.

El siguiente paso, fue el Máster de Sistemas de Información Geográfica, donde aprendí entre muchas cosas, la teoría que subyace tras la cartografía, el uso de ArcGIS 9.3 y lo necesario para no tenerle miedo a una base de datos.

Gracias al máster, conseguí una plaza de alumno en prácticas en una empresa medio ambiental, donde desarrollé mis habilidades y conocí los mayores problemas de llevar algo virtual como los SIG a algo real como el trabajo de campo.

Por suerte o por desgracia, finalicé mis prácticas y ahora, me encuentro buscando trabajo pero para no desvincularme de este mundo, he decidido compartir mi conocimiento entre los amantes de la cartografía y el medio natural.

Sin duda, este blog está dedicado a todos aquellos técnicos/amigos/compañeros que con paciencia han contestado a todas mis preguntas por absurdas que parecieran.