Fundamentos de las Ciencias de la Tierra: Topografía, Geodesia, Geofísica y Teledetección

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Topografía: Conceptos Fundamentales y Aplicaciones

La topografía es la ciencia o técnica que se encarga de describir detalladamente la superficie de un terreno determinado. Estudia los procedimientos que tienen por objeto representar gráficamente un terreno con sus formas y detalles, tanto naturales como artificiales.

Sistema de Coordenadas Topográficas

Los topógrafos trabajan con un sistema de coordenadas tridimensional:

  • X e Y: Pertenecen a la planimetría (posición horizontal).
  • Z: Pertenece a la altimetría (elevación vertical).

En la topografía, las cotas y elevaciones se representan en el mapa topográfico mediante las conocidas curvas de nivel.

Proceso de Levantamiento Topográfico

Para elaborar un plano topográfico, es necesario ir al terreno, estudiarlo y recoger datos utilizando instrumentos adecuados, como el taquímetro y el teodolito, con los que se recogen distancias y ángulos. Posteriormente, estos datos se interpretan y se trasladan a un mapa.

Tipos de Levantamientos

Existen dos tipos principales de levantamientos:

  1. Topográficos: El terreno estudiado es de pequeñas dimensiones y no se tiene en cuenta la curvatura o radio de la Tierra.
  2. Geodésicos: Los terrenos a estudiar son de grandes extensiones y se tiene en cuenta el radio terrestre.

Geodesia: Posicionamiento y Redes

La geodesia es la ciencia que se encarga del estudio de la posición de la Tierra en el espacio.

Vértices y Redes Geodésicas

Una parte fundamental de la geodesia es el posicionamiento de distintos puntos en el mapa terrestre, denominados vértices geodésicos, mediante coordenadas (latitud, longitud y altura). La unión de estos puntos forma las redes geodésicas.

La geodesia es esencial para la realización de la cartografía de un país y sirve de apoyo a disciplinas como:

  • Topografía
  • Ingeniería Civil
  • Sistemas de Información Geográfica (SIG)

Geofísica: Estudio Científico de la Tierra

La geofísica es la ciencia que se encarga del estudio científico de la Tierra y sus aplicaciones prácticas, incluyendo:

  • Búsqueda de recursos naturales.
  • Reducción de efectos causados por desastres naturales.
  • Preservación del medio ambiente.

Métodos de Estudio Geofísico

Al ser una disciplina experimental, la geofísica utiliza métodos cuantitativos físicos, como la física de reflexión y refracción de ondas mecánicas, y otros métodos basados en la medición de:

  • Gravedad.
  • Campos electromagnéticos, magnéticos o eléctricos.
  • Fenómenos radiactivos.

Estos métodos pueden aprovechar campos o fenómenos naturales o ser inducidos por el ser humano.

Ramas de la Geofísica

Dentro de la geofísica se distinguen dos grandes ramas:

  1. Geofísica Interna: Analiza la superficie y el interior de la Tierra.
  2. Geofísica Externa: Estudia las propiedades físicas del entorno terrestre.

Teledetección: Adquisición de Información Remota

La teledetección es la disciplina que adquiere información a distancia sin contacto directo con el objeto estudiado. Sus principales fuentes de información son las medidas e imágenes obtenidas mediante plataformas aéreas y espaciales.

Componentes del Proceso de Teledetección

El proceso se basa en tres componentes clave:

  • Fuente de Energía: “Ilumina” el objetivo emitiendo una onda electromagnética.
  • Objetivo: La porción de la superficie terrestre observada por el satélite.
  • Sensor: Mide la energía solar reflejada por el objetivo.

Tipos de Teledetección

Se distinguen dos tipos principales:

  1. Teledetección Pasiva: Se basa en la radiación emitida por el Sol.
  2. Teledetección Activa: El satélite dispone de un radar que envía la radiación hacia el objetivo (radiación inducida).

Interacción de la Radiación

En función de las características del objeto material, la radiación recibida por los objetos de la superficie terrestre puede seguir tres caminos:

  • Reflejarse
  • Absorberse
  • Transmitirse

Fotogrametría: Medición a Partir de Imágenes

La fotogrametría es la técnica cuyo fin es estudiar y definir con precisión la forma, dimensiones y posición en el espacio de un objeto cualquiera, utilizando medidas hechas sobre una o varias fotografías de ese objeto.

Esta disciplina comprende la fotografía aérea y la obtención de modelos de elevaciones, constituyendo una información de referencia básica para la realización de la cartografía y la obtención de información geográfica en general.

Tipos de Fotogrametría

La fotogrametría se clasifica según el punto de obtención de las imágenes:

  • Fotogrametría Aérea: Las estaciones de captura se encuentran en el aire (plataformas aéreas o espaciales).
  • Fotogrametría Terrestre: Las estaciones de captura se encuentran a nivel del suelo.

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