Geografía aplicada estudios_ambientales_i
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Geografía aplicada estudios_ambientales_i
- 1. Universidad del Caribe, Cancún, Quintana Roo, México 26 y 27 de mayo – 2 y 3 de junio 2005 Geografía Aplicada a Estudios Ambientales Introducción a la Geografía y Mediciones de la Tierra I
- 2. • Datum • UTM • Proyección • Lat-Long • Escala • Plano Georreferenciado • Acimut • SIG (GIS) • WGS-84 • Ortofoto
- 3. 1) Conocer las bases que fundamentan los trabajos de medición de la tierra 2) Levantar, construir y representar poligonales, rutas o puntos geográficos 3) Interpretar mapas y cartas 4) Manejo eficaz del GPS 5) Introducción a los sistemas de información geográfica Objetivos:
- 4. Introducción a la Geografía y Mediciones de la Tierra I
- 5. ¿Qué es medir? • Medir es contar, comparar una unidad con otra, dar una valoración numérica, asignar un valor, asignar números a los objetos. • Estos no se asignan de forma arbitraria sino que se rigen por ciertas reglas, se establece un sistema empírico y éste da lugar a un sistema formal.
- 6. • Una medición es la actividad de comparar magnitudes físicas de objetos del mundo real con sucesos. • Como unidades se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estándares (patrón), y la medición da como resultado un número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. • Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta conversión.
- 7. 30 ladrillos/habitación 15 ladrillos/habitación ¿Cuál es la superficie?
- 8. Corolario: • La medida de una misma magnitud física (una superficie) da lugar a dos cantidades distintas debido a que se han empleado distintas unidades de medida. • Este ejemplo, nos pone de manifiesto la necesidad de establecer una única unidad de medida para una magnitud dada, de modo que la información sea comprendida por todas las personas.
- 9. • La medición nos permite alejarnos de la realidad para construirla a partir de números. • El sistema formal tiene que reunir dos criterios: –Igualdad –Formalidad
- 10. La medida • La caja tiene 52 tomates • La ración incluye un filete de 400 gramos • Bebió una pinta de cerveza • El agua se congela a 0º C • Juan mide 7 pies y 3 pulgadas de altura • La superficie del predio es de 2 hectáreas • El vértice norte del predio está en 21º 5’ 56.5144” N y 86º 50’ 26.4245” W
- 11. La medida • La caja tiene ___ tomates • La ración incluye un filete de 400 _____ • Bebió una _____ de cerveza • El agua se congela a 0º ___ • Juan mide 7 ___ y 3 ______ de altura • La superficie del predio es de _ hectáreas • El vértice norte del predio está en 21 5 56.5144 y 86 50 26.4245
- 12. Coordenadas Geográficas X Y 516,547.6813 2,333,115.3718 516,529.3902 2,332,991.7173 517,132.6655 2,332,911.7732 517,142.0707 2,333,021.1597 517,149.3505 2,333,034.5131 517,209.1824 2,333,144.2635 516,744.0838 2,333,213.0173 516,742.1216 2,333,199.7433 516,565.9725 2,333,239.0263
- 13. El error en la medición 1. La variación del fenómeno en sí. El fenómeno varia en relación a los demás fenómenos y en relación a si mismo: “entre” e “intra”, son las variaciones biológicas. 2. El error producido en la medición del fenómeno: el error es debido al observador, al instrumento utilizado o a la situación donde se efectúa la medición.
- 14. • ALEATORIO: es el error producido por el sistema de realización de la medición. Ejemplo: al pesar un cuerpo. Es el producido por el mecanismo de la pesada, por el sistema de realización de las pesadas, es un error constante, que está presente en todas y cada una de las pesadas que se efectúen. Su valor no afecta al valor real ni al promedio.
- 15. • SISTEMÁTICO: en el ejemplo de la pesada, es el producido por la medición de cada una de las pesadas, no es constante, es el error de redondeo que se lleva a cabo en cada una de las pesadas que se efectúan. Es el llamado sesgo.
- 16. • Los dos tipos de errores pueden darse conjuntamente. Es muy importante conocer la cantidad de error que se está cometiendo. • “A MAYOR NÚMERO DE OBSERVACIONES CONTROLAMOS EL ERROR DEL AZAR (ALEATORIO), PERO NO EL SESGO (ERROR SISTEMÁTICO)”.
- 17. ESTRATEGIAS PARA REDUCIR EL ERROR ALEATORIO • Estandarizar los métodos de medición en el manual de operaciones. • Adiestramiento y acreditación del observador. • Refinamiento del instrumento de medida. • Automatización del instrumento. • Repetición de la medición.
- 18. ESTRATEGIAS PARA REDUCIR EL ERROR SISTEMÁTICO • Estudios de doble ciego, para controlar las expectativas. • Realización de medidas ocultas. • Ocultación de resultados. • Calibración del instrumento.
- 19. • Precisión • Exactitud • Certeza • Tolerancia Cuando medimos debemos conocer
- 20. Precisión, Exactitud, Certeza y Tolerancia • Precisión: Se denomina precisión a la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.
- 21. Precisión, Exactitud, Certeza y Tolerancia • Se denomina exactitud a la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real. Exactitud implica precisión. Pero no al contrario.
- 22. Precisión, Exactitud, Certeza y Tolerancia • La certeza (certidumbre, confianza), es la seguridad que poseemos sobre la verdad de lo que afirma o niega un conocimiento.
- 23. Precisión, Exactitud, Certeza y Tolerancia • Tolerancia es mantener los errores dentro de ciertos parámetros o límites admisibles.
- 25. Medición de poligonales • Las poligonales son figuras geométricas compuestas por una serie de líneas consecutivas cuyas longitudes y direcciones se determinan a partir de mediciones en el campo. • Existen poligonales abiertas y cerradas.
- 26. V1 V2 V3 V4 V5
- 27. Levantamiento de poligonales cerradas • Permite determinar la forma y el área de diversos elementos en un predio: parches de vegetación, depresiones, cenotes, caminos, zonas desmontadas, etc.
- 28. Levantamiento de poligonales abiertas • Permite determinar la ruta o trayectoria de caminos, brechas o veredas, así como otros elementos del paisaje, como corrientes o escurrimientos.
- 29. Métodos de levantamiento de poligonales • Direccional o acimutal (con brújula o con teodolito) • Por ángulos interiores o exteriores • Por deflexiones • Con sistema de geoposicionamiento global (GPS)
- 30. Empleo de brújula y cinta
- 31. Empleo de brújula y cinta • Parado sobre el punto inicial marca el Norte. • Utilizando las miras que indican el Norte, gira y visa el punto de adelante. • Rota la reglilla (en el sentido de las manecillas del reloj) hasta alinear el cero (360º) con el Norte.
- 32. Empleo de brújula y cinta • Lee y registra rumbo y acimut. • Mide la distancia horizontal entre los puntos 1 y 2 (en caso de inclinación mide también el ángulo vertical). • Pasa al siguiente punto y repite el procedimiento hasta regresar al punto de origen.
- 33. Rumbo • Es el ángulo que forma una línea con el eje Norte-Sur medido de 0º a 90º, a partir del Norte o del Sur y hacia el Este o el Oeste. • Los rumbos son un medio para establecer direcciones de línea.
- 34. Acimut • Es el ángulo que forma una línea con la dirección Norte-Sur medido de 0º a 360º a partir del Norte (en el sentido de las manecillas del reloj).
- 35. • Estimando el rumbo a partir del acimut: CUADRANTE ORIENTACIÓN ACIMUT RUMBO primero NE 0º a 90º valor = acimut segundo SE 90º a 180º 180º - acimut tercero SW 180º a 270º acimut - 180º cuarto NW 270º a 360º 360º - acimut
- 36. VÉRTICE ORIENTACIÓN ACIMUT RUMBO DISTANCIA 1 2 3 4 n HOJA DE REGISTRO
- 37. Construcción de la poligonal • A partir de la hoja de registro traza la poligonal tomando los datos como vectores. • A partir de un eje de coordenadas traza el primer registro. • En el extremo final dibuja otro eje de coordenadas y traza el segundo registro. • Repite hasta cerrar el polígono. V1 V2 V3
- 38. Empleo de GPS • Coordenadas geográficas • Puntos X, Y
- 39. Valor X Valor Y 1 513,069.84 2,336,434.85 2 513,298.87 2,336,441.83 3 513,300.04 2,336,568.76 4 513,583.16 2,336,578.26 Norte Oeste 1 21º11’19.2405” 86º52’43.7025” 2 21º11’23.8116” 86º52’33.5893” 3 21º11’11.3577” 86º52’26.6112” 4 21º11’6.3435” 86º52’36.4758” Vértice Coordenadas Geográficas (Lat-Long; gg mm ss.ssss) Coordenadas Geográficas UTM, Zona 16 Q, Datum WGS-84,VÉRTICE HOJA DE REGISTRO
- 40. Construcción de la poligonal • A partir de la hoja de registro se capturan los datos en un programa especializado. • Se utiliza una interfase entre el GPS y la computadora.
- 42. Determinación de áreas • El área de un polígono se puede determinar por triangulación, mecánicamente con planímetro, por coordenadas o con apoyo de algún software como autocad o Arcview.
- 43. Triangulación • Consiste en subdividir el polígono en triángulos y sumar el área de cada triángulo calculado mediante la fórmula ( )( )( )csbsasSA −−−= Donde S = semiperímetro = 2 cba ++
- 44. Con planímetro • El planímetro es útil especialmente cuando la superficie que se necesita determinar está limitada por un perímetro irregular, con curvas y rectas y algunas veces sin forma precisa.
- 45. Por coordenadas • Consiste en tabular las coordenadas (X,Y) de todos los vértices de un polígono y aplicar la fórmula general siguiente: 2 (área) = Y1(X6-X2) + Y2(X1-X3) + Y3(X2-X4) + Y4(X3-X5) + Y5(X4-X6) + Y6(X5-X1)
- 46. Mediante software • ¡Sólo construye el polígono y selecciona el comando correspondiente y el programa arrojará el resultado!
- 47. Área • Metro cuadrado = 1 m X 1 m = 1 m2 • Hectárea = 100 m X 100 m = 10,000 m2 • Kilómetro cuadrado = 1,000 m X 1,000 m =1,000,000 m2 = 100 Ha • Acre = 43,560 pie2 = 4,840 yarda2 = 4,046.8564224 m2
- 49. Altimetría
- 50. Altimetría • Es la técnica desarrollada para la medición de la altitud o relieve. • Su objetivo es determinar la diferencia de altura entre puntos con respecto a un plano de comparación como el nivel del mar o el nivel del terreno. • Las alturas sobre un plano se conocen como cota, elevación, altura o niveles.
- 51. Altimetría • Al conjunto de procedimientos para determinar las alturas entre un punto y otro se le conoce como nivelación. • La nivelación puede ser directa o indirecta.
- 52. Nivelación indirecta • Nivelación barométrica • Por medio de altímetro • Termobarométrica • Nivelación trigonométrica
- 53. Nivelación directa • Se refiere a la nivelación diferencial que tiene por objeto determinar la comparación de nivel entre dos puntos llamados Bancos de Nivel de Control. • Se puede levantar con estadales y un nivel y hay varios procedimientos para ello, dependiendo de la distancia entre los puntos y del grado de certidumbre deseado.
- 55. Estimando el desnivel • Si la distancia entre los dos puntos es corta: 0.20 m 2.30 m Desnivel = 0.20 m - 2.30 m = - 2.10 m
- 56. Estimando el desnivel • Si la distancia entre los dos puntos es larga, se usan puntos de liga: Desnivel 1 + Desnivel 2 + Desnivel n = Desnivel total
- 57. desnivel = (Tang a) (distancia horizontal) = (0.1583) (43.00 m) = 6.81 m 10º 43.00 m Estimando la altura o desnivel
- 58. Estimando la pendiente • Pendiente (M) es el grado de inclinación de una recta. • Se puede expresar en percentil o en grados. • M = distancia horizontal / desnivel • M = tan ø
- 59. 28.50 m 2.10 m Estimando la pendiente M = distancia horizontal / desnivel M = 28.50 m / 2.10 m M = 13.57 %
- 60. M = Tang ø = desnivel/distancia horizontal M = Tang ø = 2.10 m/28.50 m = 0.0736 M = ø = 4.2 º 28.50 m 2.10 m Estimando la pendiente
- 61. Estimando el perfil • Usando puntos de liga e incrementando las lecturas se puede determinar el perfil:
- 62. Curvas de nivel • Es una línea cerrada o contorno que une puntos de igual elevación y constituye el mejor método para representar gráfica y cuantitativamente altitudes, depresiones y ondulaciones de la superficie del terreno.
- 63. Curvas de nivel: características • Todos los puntos de la curva de nivel están en la misma elevación. • Toda curva se cierra sobre sí misma, no puede haber curvas abiertas. • Las curvas de nivel no se bifurcan ni se cruzan. • Las curvas son equidistantes.
Notas del editor
- Datum, UTM, Escala, plano georreferenciado, WGS-84, NAD27, ortofotos, imagen ráster… Son algunos conceptos que en épocas recientes aparecieron en el escenario de la consultoría ambiental y cuya comprensión no hemos alcanzado aún (al menos no del todo, o no estarían tomando este curso). Son conceptos comunes (o deben serlo) para los geógrafos y topógrafos, pero vagos para biólogos, oceanólogos e ingenieros ambientales, debido a… no importa la causa! Lo importante es que son algunos de los conceptos básicos que debemos conocer y entender para la correcta aplicación de los métodos directos e indirectos de medición de la tierra (o partes de ella) y de su expresión. Como diría Chucho, para que se haga la luz!
- El objetivo de este curso es darles las herramientas básicas para: Conocer las bases que fundamentan los trabajos de medición de la tierra Levantar, construir y representar poligonales, rutas o puntos geográficos Interpretar mapas y cartas Manejo eficaz del GPS Introducción a los sistemas de información geográfica
- Antes de pasar al estudio o análisis de las mediciones de la tierra, comencemos por clarificar y homogenizar otros conceptos, que nos ayuden a entablar una buena comunicación e interacción. Iniciemos con el concepto de medir.
- Supongamos una habitación cuyo suelo está cubierto de ladrillos, tal como se ve en la figura, tomando un ladrillo como unidad, y contando el número de ladrillos medimos la superficie de la habitación, 30 ladrillos. En la figura de la derecha, la medida de la misma superficie da una cantidad diferente 15 ladrillos.
- Igualdad: significa lo mismo para todas las personas, es un valor universalmente aceptado. Formal: se representa siempre del mismo modo, los valores y las unidades son siempre las mismas y son uniformes, estándares, invariables.
- Veamos algunos ejemplos, nótese que en todas estas medidas además del valor numérico, éste se acompaña de una unidad de medida que hace referencia al sistema de medición que se está usando.
- En ausencia de cualquiera de ellos, es decir, el numero o la unidad de medida, no seríamos capaces de comprender la medida, porque nos falta información. Evidentemente es obvio ¿no es así?
- Y ¿qué me dicen de estas mediciones? ¿Estas expresadas suficientemente? ¿Qué falta? Falta la referencia al sistema de medición y por lo tanto es insuficiente la información para que sea útil... Sin embargo, ¡este tipo de información abunda en los estudios ambientales! ¿Por qué lo que es obvio cuando se trata de medir la temperatura o el peso, deja de serlo cuando se trata de una medición geográfica? Debemos reconocer que es por falta de comprensión del tema.
- Por otra parte, tenemos que aceptar que existe cierto grado de incertidumbre al hacer una medición o un conjunto de mediciones. Las variaciones o el error pueden tener dos orígenes.
- El tipo de error cometido puede ser: 1. Aleatorio. 2. Sistemático.
- El tipo de error cometido puede ser: 1. Aleatorio. 2. Sistemático.
- Las mediciones son correctas sólo dentro de ciertos límites debido a que los errores no se pueden eliminar totalmente. El grado de precisión depende tanto de los instrumentos como de quien realiza la medición. Mayor precisión requiere mejores instrumentos y personal más capacitado. Sin embargo, no se debe confundir precisión con exactitud. Y debemos conocer la certeza de nuestra medición.
- Se denomina precisión a la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.
- Se denomina exactitud a la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real. Exactitud implica precisión. Pero no al contrario.
- La certeza (certidumbre, confianza), es la seguridad que poseemos sobre la verdad de lo que afirma o niega un conocimiento. Al tomar una medida debemos tener la certidumbre que esa medida es correcta o al menos de cuál es el grado de confianza de la medición.
- Tolerancia es mantener los errores dentro de ciertos parámetros o límites admisibles.
- El levantamiento acimutal mediante brújula y cinta, es un método sencillo, económico, relativamente rápido, aplicable principalmente en predios pequeños.
- Es un método sencillo, económico, relativamente rápido, aplicable principalmente en predios pequeños. Tiene la ventaja que no funciona con baterías; pero tiene la desventaja en el mayor margen de error que introduce en la medida que, por ejemplo, en levantamiento topográfico. No proporciona información georreferenciada pero es posible
- Este método es muy útil en cavernas o bajo el dosel cerrado en condiciones en las que el GPS no registra señal. Tiene la ventaja que no funciona con baterías; pero tiene la desventaja en el mayor margen de error que introduce en la medida. No proporciona información georreferenciada.
- Resultado: un cuadro de construcción vectorial
- Resultado: un cuadro de construcción vectorial
- No importa el método, lo importante es comprender que es el área y como se representa...
- Mediante la altimetría podemos determinar el perfil de la costa, la altura de la duna, la altura de la vegetación, las variaciones en el relieve dentro del predio, etc.
- Sin necesidad de equipo muy sofisticado, se pueden determinar los niveles usando balizas, hilo, plomadas y nivel. Si la distancia entre los dos puntos es corta, basta colocar dos balizas y poner un reventón nivelado entre éstas. Para conocer la diferencia de nivel entre los dos puntos, a la distancia desde el piso hasta el nivel en la baliza colocada en el punto más elevado (A), se le resta la distancia desde el piso hasta el nivel en la baliza colocada en el punto más bajo (B).
- Si la distancia entre los dos puntos es larga, el procedimiento que se sigue es la utilización de puntos de liga. Se determina primero una distancia corta como en el ejercicio previo, luego mantiene fija una baliza y se recorre la siguiente en la dirección deseada. Se establece un nuevo nivel y se determina la diferencia entre estos puntos, siempre sumando la distancia desde el piso hasta el nivel en la baliza colocada en el punto más elevado (A), y restando la distancia desde el piso hasta el nivel en la baliza colocada en el punto más bajo (B).
- La pendiente permite obtener el grado de inclinación que tiene una recta. La pendiente se puede expresar como percentil de la relación entre la distancia y la altura, o bien por el grado del ángulo que forma con la horizontal. La pendiente es el ascenso o descenso vertical por cada 100 m. Mientras el valor de la pendiente sea mayor, la recta tendrá a su vez mayor inclinación. Una linea horizontal tiene pendiente = 0, mientras que una que forme un ángulo de 45° con el eje X tiene una pendiente = +1 (si la recta "sube hacia la derecha"). Una recta con 45° de inclinación que "suba hacia la izquierda", tiene pendiente = -1. Una recta vertical no tiene un numero real que la defina, ya que su pendiente es infinita.
- Si la distancia entre los puntos 1 y 2 es de 20 metros y la altura o desnivel estimado es de 4 m ¿cuál es el valor de la pendiente? R = 5 %.
- Si la distancia entre los puntos 1 y 2 es de 20 metros y la altura o desnivel estimado es de 4 m ¿cuál es el valor de la pendiente? R = 14º
- Si se requiere determinar el perfil, al procedimiento previo se le añaden lecturas intermedias entre los puntos A y B. En las lecturas intermedias, se debe registrar la distancia horizontal desde el punto de liga de origen y la altura del piso al nivel.
- Se define curva de nivel como una línea cerrada o contorno que une puntos de igual elevación. Las curvas de nivel constituye el mejor método para representar gráfica y cuantitativamente altitudes, depresiones y ondulaciones de la superficie del terreno.
- Todos los puntos de la curva de nivel están en la misma elevación. Toda curva se cierra sobre sí misma, no puede haber curvas abiertas. Cuando la curva no cabe en un solo mapa, la aparente abertura se cierra en mapas colindantes. Las curvas de nivel no se bifurcan ni se cruzan excepto en riscos y paredes verticales manteniendo cada una en su nivel. Las curvas son equidistantes. A la magnitud de esa equidistancia se le llama intervalo. Si las curvas están muy separadas es porque hay pendiente suave, cuando están muy cercanas la pendiente es fuerte y si llegan a quedar superpuestas, indica un corte vertical “cantil”. Una serie de curvas cerradas “concéntricas” indicará un promontorio o una oquedad según como las cotas vayan creciendo o decreciendo hacia el centro respectivamente.