Sistemas de Coordenadas y Proyecciones Cartográficas en SIG

Sistemas de Coordenadas y Proyecciones Cartográficas

1. Sistemas de Coordenadas

En las aplicaciones de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) es necesario asignar un sistema de coordenadas, es decir, necesitamos georreferenciar todo lo que estudiamos para conocer la localización de los objetos (datos), representar cartográficamente esos objetos en su lugar preciso, etc. Hay diferentes tipos de coordenadas:

1.1. Esféricas

Este sistema de coordenadas localiza un punto con dos valores angulares, por eso la Tierra está dividida en meridianos y paralelos cada 10º.

• Latitud: Ángulo N o S desde el plano ecuatorial.
• Longitud: Ángulo E o W desde el meridiano de Greenwich.

1.2. Esferoidales

La Tierra no es una esfera perfecta, por lo que buscamos la mayor aproximación a su forma mediante un elipsoide de revolución (esferoide). En ella definiremos la latitud y longitud esferoidales. Además, se define por dos parámetros:

• Semieje mayor: Desde el ecuador hasta el E o W.
• Semieje menor: Desde el ecuador hasta los polos.

1.3. Cartesianas

Estas son inapropiadas para operar con medidas de satélite, por eso se utilizan coordenadas cartesianas tridimensionales:

• X: Eje alineado con el meridiano de Greenwich y en el plano ecuatorial.
• Y
• Z: Eje menor del esferoide.

1.4. Cartográficas

Las necesitamos ya que es necesario representar en un mapa la información asociada a una esfera, por lo que usaremos sistemas de proyección (UTM).

1.5. Usuario

Esta se refiere a los sistemas de coordenadas que podamos usar, hechos por nosotros mismos, para referenciar puntos de diversas maneras.

1.6. Datum Global y Local

La Tierra no es completamente esférica, además tiene ciertas bajadas y subidas de cotas, por lo que pondremos una media, la cual se denomina esferoide.

• Geoide: Es la forma teórica de la Tierra, determinado geodésicamente por la superficie equipotencial del campo gravitatorio terrestre que coincide con el nivel del mar. En España, la altura media se toma en el mar Mediterráneo en Alicante.
• Datum: Es una información que tenemos referente a un modelo geométrico para la Tierra basada en el elipsoide, el cual sacamos por un sistema GPS. El datum se puede modificar mediante una translación respecto a su origen, para ajustar mejor la superficie hacia un modelo local. Una vez definidos esos modelos locales, estableceremos físicamente puntos de control.

2. Proyecciones Cartográficas

El sistema de coordenadas fundamentalmente en cartografía y topografía es el sistema de coordenadas geodésicas asociadas a un datum en particular. Aunque, sin embargo, hay razones importantes para preferir las representaciones sobre superficies planas, ya sean motivos de representación (cartografía) o por motivos de cálculo.

Una proyección se define por un sistema ordenado de meridianos y paralelos sobre una superficie plana, aunque no debamos olvidar que el objeto original es una esfera y nosotros representamos esa esfera en un plano, por lo que este se deformará. Por ello hay distintos sistemas de proyección.

• Equidistante: Preserva la distancia.
• Equiareal: Preserva el área.
• Conforme: Preserva la forma (y ángulos). Es el más adecuado para la cartografía.

A la hora de representar las proyecciones es conveniente hacerlo mediante graticulas, que son el conjunto de meridianos y paralelos tal y como aparecen en el mapa. El aspecto de estos dependerá del tipo de proyección que utilicemos. Hemos de tener en cuenta que cuanto más alejado queden los puntos respecto a donde es tangente el plano, mayor deformación habrá.

La gratícula no es un sistema de coordenadas adecuado para el cálculo o para situar objetos geográficos sobre la proyección, es más adecuado usar un sistema de coordenadas rectangular, cuyas coordenadas son cartesianas (x-y, N-S, E-W...).

Para desarrollar la superficie de proyección utilizaremos, según la extensión y localización del área a proyectar, una figura geométrica desarrollable (cono, cilindro, plano...).

2.1. Proyecciones Cilíndricas (UTM)

La más importante de las proyecciones cilíndricas es la proyección de Mercator. Esta se forma por el hecho de que los meridianos sean paralelos entre sí, lo que hace que esta proyección sea ideal para la navegación. En la proyección transversa de Mercator, la cual utilizamos para regiones que no están cercanas al ecuador, una de las soluciones es volcar el cilindro sobre un lado y poner la línea de contacto con la esfera para que coincida con un meridiano.

La proyección Universal Transversa de Mercator (UTM) divide a la Tierra en 60 husos, cada uno con una anchura de 6º. Los husos son divididos por 20 bandas paralelas de 8º de latitud que se alfabetizan con letras mayúsculas de la C a la X en sentido S-N, distribuyéndose en 60x20 trapecios esferoidales de 6ºx8º llamados “zonas”, constituyendo la cuadrícula básica.