Conceptes bàsics de Geodèsia i Sistemes de Referència

Conceptes fonamentals de geodèsia

CS (Sistema de Coordenades)

Concepte matemàtic abstracte format per una seqüència d'eixos i unitats de mesura, però sense una relació definida amb la Terra.

Datum

Conjunt de paràmetres que defineixen l'origen, l'escala i l'orientació d'un sistema de coordenades. Sense un dàtum definit, un parell de nombres (x, y) no representen cap punt concret al planeta.

CRS (Sistema de Referència de Coordenades)

És el sistema que permet definir una posició a la Terra sense ambigüitats, ja que utilitza un datum per "lligar" el sistema matemàtic al planeta. Els seus tipus principals són:

• Geogràfic 3D: latitud, longitud i alçada el·lipsoidal (GPS).
• Geogràfic 2D: subconjunt de l'anterior amb només latitud i longitud.
• Projectat: un sistema cartesià 2D (x, y) que resulta de projectar coordenades geogràfiques sobre un pla.
• Vertical: un sistema 1D georeferenciat per mesurar alçades (ortomètriques) o profunditats segons el camp de gravetat local.
• Compost: el més habitual en els SIG. Combina un sistema planimètric (2D) amb un de vertical (1D) per treballar l'altimetria de forma separada (SRH, SRV).

Cercles de Tissot

Eina matemàtica per mostrar com es deforma la superfície de la Terra en passar de tres dimensions a les dues d'un mapa pla.

UTM (Universal Transversa Mercator)

Sistema de projecció cilíndrica i conforme. Conserva angles i formes locals, per tant, presenta distorsions en àrees i distàncies. Utilitza el metre com a unitat de mesura.

Models de la Terra

Geoide (Model físic)

Superfície equipotencial del camp de la gravetat terrestre que aproxima el nivell mitjà del mar. És un model de la Terra sense elements topogràfics, on la plomada sempre indica una direcció perpendicular a la superfície. No és una superfície regular; presenta ondulacions a causa de les variacions en la densitat de la Terra. La separació entre el geoide i l'el·lipsoide s'anomena ondulació del geoide (N). És irregular i variable en el temps.

El·lipsoide (Model matemàtic)

Superfície regular que serveix com a base matemàtica per a la georeferenciació planimètrica. S'anomena oblate spheroid perquè l'eix equatorial és més gran que el polar. Es defineix per dos paràmetres: semieix major (a) i l'aplanament (f).

Marc de Referència

Mentre que el CRS és el model teòric, aquest és la seva materialització pràctica mitjançant punts de mesura d'alta precisió a la superfície.

• Exemples Globals:
  • ITRS: és la definició teòrica del sistema internacional estandarditzat.
  • ITRF: és la realització del ITRS mitjançant tècniques com GNSS, SLR o VLBI.
• Exemple local: ICGC (genera materialitzacions a Catalunya).

Tipus d'altituds

• Altitud el·lipsoidal (h): es mesura respecte a l'el·lipsoide. És la distància mesurada segons la normal de l'el·lipsoide des d'aquesta superfície fins al punt d'interès.
• Altitud ortomètrica (H): es mesura respecte al geoide. És la distància mesurada al llarg de la línia de la plomada fins al punt a la superfície topogràfica.
• Ondulació del geoide (N): la separació en metres entre el geoide i l'el·lipsoide. La relació és: H ≈ h - N.