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SECCION 5

5.  LOS MAPAS BASICOS Y SU CONSTRUCCION

Antes de proceder con la cartografía temática o de recursos marinos, es esencial comprender el contenido y la construcción de mapas básicos, que constituyen los fundamentos sobre los que se superponen la información temática. Los mapas básicos estan generalmente en forma de mapas topográficos o cartas hidrográficas.

5.1  El mapa topográfico

5.1.1  Función

El mapa topográfico presenta los accidentes culturales y fisicos del terreno, generalmente en varios colores, y proporciona su situación geográfica exacta en terminos de latitud, longitud y elevación por encima del nivel del mar. Los accidentes sobre un mapa topográfico se pueden clasificar en cuatro grandes divisiones: agua, relieve, cultura y vegetación (ver Sección 1).

5.1.2  Escala

Generalmente se utilizan tres métodos para expresar la escala sobre los mapas (ver Sección 3). Esto se pueden resumir de la forma siguiente:

i) escala numérica, que es la proporción de la distancia del mapa a la distancia verdadera expresada como una fracción matemática, por ejemplo, 1 : 250.000;
ii) expresión de escala, que es una declaración escrita de la distancia en el mapa en relación con la distancia verdadera, por ejemplo, 1 centímetro = 10 kilómetros;
iii) escala gráfica o lineal, que consiste en uno o más segmentos graduados subdivididos en unidades de distancias en el terreno.

Los mapas topográficos se producen generalmente en una de las cinco escalas siguientes:

i) 1 : 25.000 - 4 centímetro a 1 kilómetro o aproximadamente 2 1/2 pulgada a la milla;
ii) 1 : 50.000 - 2 centímetros a 1 kilómetro o aproximadamente 1 1/4 pulgada a la milla;
iii) 1 : 125.000 - 1 centímetro a 1 1/4 kilómetro o aproximadamente 1/2 pulgada a la milla;
iv) 1 : 250.000 - 1 centímetro a 2 1/2 kilómetros o aproximadamente 1/4 pulgada a la milla;
v) 1 : 1.000.000 - 1 centímetro a 10 kilómetros o aproximadamente 1/16 pulgada a la milla;

No obstante, muchos países utilizan aun el viejo sistema cartográfico a 1 : 63.360 o 1 pulgada a 1 milla, y 1 : 15.840 0 1 pulgada a 1/4 milla.

5.1.3  Sistema geográfico de coordenadas

En Canadá, por ejemplo, la Serie Topográfica Nacional emplea la Proyección Transversal Mercator como sistema geográfico de coordenadas sobre el que se superpone el sistema UTM; Canadá está dividida en 16 bandas Norte - Sur o zonas de 6° de longitud (ver Sección 4.3 y Figura 5.1). Estas bandas son parte del sistema mundial de retículas UTM de 60 zonas.

5.1.4  Elaboración

Las etapas clave de la producción de mapas topográficos son las siguientes:

5.1.4.1  Fotografía aérea del área a cartografiar:

Un avión equipado con una cámara especial de prospección aérea, volando a una velocidad específica y a una altitud de 5.000 a 10.000 metros, toma una serie de fotografías del terreno, en bandas paralelas, con un solapamiento del 20-40% lateral y 60% en la dirección del vuelo (Figura 5.2). Así cada porción del terreno aparece al menos 2 veces en la serie de fotos, lo que es necesario para producir un modelo visual tridimensional (imagen) a partir del cual se deriva la información del mapa. La fotografía aérea se repite regularmente para proporcionar información actualizada para la revisión de la cartografía topográfica.

5.1.4.2  Situar geográficamente la fotografía aérea:

Una fotografia aérea proporciona sólo una representación bidimensional del terreno. No muestra la altura de las montañas. la profundidad de los valles, etc. Los procedimientos que se requieren para establecer la situación geográfica exacta de cada fotografía, tal que los accidentes de la misma puedan ser transferidos con exactitud al mapa, son los siguientes:

 i)  cada fotografía se reticula para permitir la interrelación con las fotos adyacentes;

ii)   las prospecciones en el campo establecen los puntos de control primario mediante la medición exacta de su latitud, longitud y altitud sobre el nivel del mar.

Los puntos de control primario establecidos por los agrimensores sobre el terreno incluyen los dos tipos siguientes:

 i)   puntos de control vertical, o cotas, que proporcionan una altura precisa sobre el nivel del mar;

ii)   puntos de control horizontal que proporcionan coordenadas precisas en latitud y longitud.

Figura 5.1   Zonas UTM y meridianos centrales de Canadá. (Según Canada, Department of Energy, Mines and resources, 1976)

Figura 5.1

Figura 5.2   Superposición lateral y longitudinal de fotografías aéreas. (Seqún Canada, Department of Energy, Mines and Resources, 1976)

Figura 5.2

Figura 5.3   Fotogrametría: La visión estereoscópica del cartógrafo, de dos fotografías superpuestas para producir un modelo tridimensional. (Según Canada, Department of Energy, Mines and Resources, 1976)

Figura 5.3

Los puntos de control primario estan marcados con una cruz blanca y se fotografían por un avión volando directamente por encima de ellos a una altura prefijada. Esta operación relaciona a alguna de las fotografías aéreas a una situación precisa del terreno, un punto de control primario. Aproximadamente una de cada díez fotografías aéreas se sitúa por este método.

Los puntos secundarios de control, tales como edificios, uniones de ríos, promontorios, etc. se eligen para fijar la posición de las restantes fotografías. Estos puntos de control, identificados por los topógrafos sobre el terreno, pueden incluir los dos siguientes tipos:

 i)   puntos de unión, utilizados para unir matematicamente las fotografías adyacentes;

ii)   puntos de paso, que sólo se usan en la triangulación aérea para auxiliar en el ajuste matemático de las medidas para todo el área.

La medida de la latitud, longitud y altura por encima del nivel del mar para los puntos secundarios de control se establece por triangulación aérea. En este sistema, el reticulado de la fotografía aérea se utiliza para proporcionar coordenadas a las retículas de los puntos secundarios de control que aparecen en la fotografía. Con la ayuda de una computadora y la geometría de coordenadas, el reticulado individual de cada fotografía aérea se combina en un cuadriculado común para todo el área a cartografiar. La latitud, la longitud y la elevación para los puntos secundarios de control, es calculada entonces sobre la base de la posición relativa entre ellos, y los puntos de control primarios exactamente establecidos.

5.1.4.3  Trazado del mapa (Fotogrametría):

La fotogrametría es un proceso por el que la información se transfiere de fotografía aérea al manuscrito del mapa. El proceso consiste en diversas fases:

 i)   El compilador fotogramétrico elabora primero un modelo tridimensional visual (Figura 5.3), mediante la observación de dos fotografías aéreas solapadas del mismo área, tomadas desde diferentes posiciones de la cámara, en una máquina de trazado estereoscópica. El modelo se sitúa y amplía o reduce, para ajustarse a la escala requerida de acuerdo con los puntos secundarios de control; por ejemplo, las dos fotografías aéreas en el estereoscópio están elevadas para corregir el desplazamiento horizontal o vertical debido a la inclinación o al rumbo del avión fotográfico.

ii)   El manuscrito se produce trazando los accidentes deseados sobre una hoja de plastico translúcido. El equipo fotogramétrico tiene una pequeña marca flotante en su visor que el operador mueve a traves del modelo para trazar algún rasgo. Un trazador conectado a una mesa de dibujo sigue el movimiento de la marca flotante y traza pequeñas líneas a lo largo del manuscrito. Para las curvas de nivel, el compilador sitúa las lecturas de altura del equipo a una elevación seleccionada. La marca se mueve entonces a través del modelo visual tridimensional de tal forma que siempre parece estar en contacto con el suelo a ese nivel, y así dibuja un trazo de igual elevación, esto es una curva de nivel. La información del manuscrito inicial muestra razgos culturales, agua, vegetación y curvas de nivel. La información del manuscrito se verifica mediante comprobación sobre el terreno. Los nombres adicionales, símbolos apropiados, etc. se añaden a continuación. Entonces, y antes de que comience el proceso cartográfico, el manuscrito se edita e inspecciona.

Figura 5.4   Fases de la producción topográfica de mapas. (Según Canada, Department of Energy, Mines and Resources, 1976)

Figura 5.4

5.1.4.4  El proceso cartográfico:

Este proceso transforma la información inicial del manuscrito en negativos separados, a partir de los cuales se fabrican las planchas de impresión para cada color a imprimir, para la reproducción del mapa (Figura 5.4). Normalmente se utilizan cinco colores básicos para la construcción de mapas topográficos:

i)   negro, para rasgos culturales;
ii)   azul, para sistemas acuáticos y reticulado;
iii)   marrón, para curvas de nivel;
iv)   rojo/naranja, para sistemas de carreteras;
v)   verde, para la vegetación.

Se producen tres tipos de negativos para fabricar las planchas de impresión para cada color:

i) Negativos de trazos (ver Sección 11): La hoja del manuscrito básico es fotografiada o transferida por contacto a forma de negativo. Utilizando el negativo, se reproduce mediante un método fotoquímico una imagen guía sobre película de grabación. La película de grabación es un plástico claro con un revestimiento coloreado, que es grabada o esculpida (Figura 5.5) a lo largo de las líneas de orientación producidas por los negativos sobre el revestimiento. El resultado final es un negativo de trazos;
ii) Negativo de superposición de tipos (ver Sección 11): Estos muestran nombres geográficos, etiquetas, elevaciones, números e información marginal que pueden aparecer en el mapa final en más de un color (por ejemplo, negro para los accidentes terrestres, azul para los acuáticos y marrón para los números de las elevaciones sobre las curvas de nivel). Por ello se producen negativos de rótulos separados para cada color. A cada tipo se le dá un estilo y tamaño. Este se coloca sobre una hoja de superposición de plástico en el lugar donde aparecerá sobre el mapa, empleando un positivo de trazos de la base como orientación. La transparencia rotulada se convierte entonces en un símbolo negativo por medio del proceso de contacto. Para trabajos relativamente sencillos, generalmente son suficientes una transparencia rotulada y un solo negativo. Esto ahorra considerablemente costes de producción y también simplifica la comprobación. La separación de colores de los nombres se obtiene mediante máscaras;

Figura 5.5   Grabación(Según International Cartographic Association, 1984)

Figura 5.5

Figura 5.6   Límites de los mapas y márgenes. (Según A.J. Kers and P.J. Oxtoby, 1977)

Figura 5.6
iii) Negativos de área (ver Sección 11): Normalmente llamados “revestimientos separables”, también se denominan de “ventana abierta” o negativos “artificiales”. Se utilizan para producir áreas de colores puros o mezclados, por ejemplo, una zona azul para el agua. La imagen de trazos sobre una hoja de película de grabación o negativo de trazos es grabada fotomecánicamente en material sensible separable. La cobertura es entonces separada del área a ser coloreada o sombreada, de tal forma que se vuelve en una ventana de plástico claro.

A continuación se producen los negativos compuestos para cada uno de los colores de impresión. La alineación de los componentes individuales de los negativos es asegurada mediante la perforación de orificios de registro en cada negativo, que son ajustados por medio de alfileres metálicos o barras. El cartógrafo prepara a continuación, con fines editoriales, una prueba de color (ver Sección 12.1.11) del mapa, a partir de todos los negativos compuestos.

5.1.4.5  Las planchas de impresión:

Se fabrica una plancha de color para cada uno de los colores de impresión, mediante la exposición de la imagen a una plancha de impresión sensible a la luz. Esto se obtiene reflejando un rayo de luz para dicho color en particular que, a través del negativo compuesto, entra en contacto con la plancha. Las zonas lacadas de la plancha de impresión, que muestran la imagen del mapa, retienen la tinta y repelen el agua; las áreas sin imagen retienen el agua y rechazan la tinta. La plancha se puede doblar de forma que puede ajustarse alrededor de un cilindro. A continuación se pasan hojas individuales de papel a través de la prensa y se imprimen con las imagenes básicas en color y sus variaciones de tonos (ver Sección 12).

5.1.4.6  La cartografía automatizada:

Toda la información que aparece sobre un mapa puede ser digitalizada y convertida, por ejemplo, en forma del código numérico de la computadora. Entonces puede ser archivada, como los datos de una computadora, sobre una cinta magnética o sobre discos duros o blandos, para su selección por el delineante. Los datos digitalizados pueden ser a continuación introducidos en una máquina de trazado automático para ser reproducidos como un mapa (ver Sección 14).

La información puede ser digitalizada directamente a partir de un trazador fotogramétrico, evitando así los pasos de preparación de un manuscrito inicial del mapa y la digitalización manual. Después de la comprobación y edición, puede ser automaticamente grabada sobre película de grabación para la producción de planchas de impresión, o se puede reproducir la información sobre película fotográfica, mediante un trazador fotolumínico.

5.1.4.7  El producto acabado:

Además de mostrar los rasgos de parte de la superficie de la tierra dentro de un marco dado (cuadrícula o retícula), los mapas topográficos contienen información marginal y en los bordes. La clase y situación de esta información ha sido normalizada de la forma siguiente (Figura 5.6):

i) Margen: zona del papel que rodea el marco exterior del mapa.
ii) Marco interior: La línea (cuadrícula o retícula) que rodea el área cartografiada.
iii) Borde: El área comprendida entre el marco interior y el marco exterior del mapa.
iv) Faz del mapa: Zona cartografiada rodeada por el marco.

Una relación de datos considerada como información esencial para su inclusión en el margen de un mapa topográfico (Figura 5.7), y que puede ser útil al diseñar mapas en general es la siguiente:

i)   nombre de la hoja o título;
ii)   número de serie;
iii)   número de la hoja;
iv)   denominación de la edición;
v)   panel de identificación (contiene los apartados 2°, 3° y 4° arriba indicados)   ;
vi)   fecha de la fotografía aérea utilizada para la compilación del mapa;
vii)   fecha de la fotografía aérea utilizada para la actualización del mapa;
viii)   área de cobertura de la serie (título de la serie);
ix)   escala numérica;
x)   escala gráfica lineal;
xi)   unidad de elevación utilizada, p.e., metros o piés;
xii)   intervalo de las curvas de nivel y unidad, por ejemplo, dos metros de separación en tre curvas de nivel;
xiii)   signos convencionales (leyenda);
xiv)   caja de colores de elevación;
xv)   indice de las hojas contíguas;
xvi)   notas en relación con la (s) retícula(s);
xvii)   instrucciones sobre el uso del sistema de referencia de retícula;
xviii)   diagrama de declinación (información sobre la relación entre el norte verdadero, el de la cuadrícula y el magnético);
xix)   proyección y planos de referencia;
xx)   nombres y nota de renuncia de responsabilidad sobre fronteras, por ejemplo, “Este mapa no tiene autoridad sobre fronteras internacionales”;
xxi)   nota de publicación, por ejemplo, nombre de la agencia editora;
xxii)   nota histórica, por ejemplo, tipo de producción de fuentes sobre las que se basa el mapa;
xxiii)   nota sobre el derecho de reproducción;
xxiv)   nota de impresión y marca del impresor, este es distinto del nombre del editor.

A continuación se relaciona una lista de apartados que se considera esenciales para su inclusión como información del borde del mapa (Figura 5.8):

i)   coordenadas geográficas de las esquinas de la hoja;
ii)   valores de las líneas o marcas de la cuadrícula;
iii)   valores de la cuadrícula;
iv)   destino de las carreteras o ferrocarriles;
v)   esa porción de un nombre que se solapa con la siguiente hoja.

Otra información opcional en el margen y el borde puede incluir lo siguiente:

i)   diagramas de compilación;
ii)   glosario de términos;
iii)   diagrama de fronteras;
iv)   diagramas de conversión, por ejemplo, metros a piés;
v)   diagrama de confiabilidad;
vi)   representación del diagrama de relieve;
vii)   otros apartados que pueden ser necesarios en casos especificos.

5.2  La carta marina

5.2.1   Función

Una carta marina es esencial para la navegación segura, y la práctica de prospectar y cartografiar el mar con el fín de navegar es conocida como hidrografía. Las cartas marinas son importantes para una diversos sectores incluyendo:

i)   tráfico marítimo comercial;
ii)   flotas pesqueras;
iii)   operaciones en acuicultura;
iv)   industrias petroleras y del gas en alta mar y en la costa;
v)   minería costera y plantas industriales;
vi)   navegación de recreo.

5.2.2  La prospección hidrográfica

La operación fundamental en la prospeccción hidrográfica es el sondeo, esto es, la medición de las profundidades del agua. Estas se indican sobre una carta mediante los siguientes convencionalismos:

i) las sondas de profundidad se representan mediante un símbolo puntual, con un número junto al mismo expresando la profundidad;
ii) las curvas de nivel, a las que se denomina isobatas en las cartas marinas, que unen sondas de igual profundidad;
iii) el código de colores, que indica un incremento o disminución de la profundidad mediante el uso de tonalidades de un color.

Durante siglos las sondas fueron obtenidas mediante un peso de plomo atado a una cuerda y descendido por el costado del barco. Este método, aunque exacto, consume mucho tiempo y no dá un perfil contínuo del océano. No obstante, el método de la plomada es aún utilizado hoy en día para prospecciones a gran escala de áreas cerradas, y para el reconocimiento de bancos.

La mayoría de las prospecciones modernas se llevan a cabo con un instrumento conocido como Sonar (Sound Navigation and Ranging), también llamado determinador acústico de la profundidad, ecosondador o brazómetro. Las profundidades se determinan mediante la medición del tiempo requerido por una onda sónica en desplazarse desde un transductor instalado en el casco de un barco de prospección, al fondo del océano y de regreso al barco. El fondo del mar refleja el sonido como la cara de una montaña refleja el sonido en el aire, produciendo un eco. De hecho, los ecos se obtienen más fácilmente del fondo del mar. Debido a su más baja absorción, el sonido en el agua viajará mucho más lejos que lo hará en el aire. Las propiedades del agua de mar también aseguran unas velocidades del sonido razonablemente más constantes - unos 1.440 metros por segundo.

Figura 5.7   Información en el margen para un mapa topográfico. (Según J.S. Keates, 1973)

Figura 5.7

Figura 5.8   Información en el marco para un mapa topográfico. (Según J.S. Keates, 1973)

Figura 5.8

Las distancias del Sonar se obtienen midiendo el tiempo de desplazamiento de ida y vuelta de la señal, dividiéndolo por dos y multiplicándolo por la velocidad del sonido en el agua de mar. Una medida que antes tomaba horas usando el método de la plomada, se puede ahora obtener en segundos utilizando el sonar. Los ecosondadores modernos registran contínua y automaticamente señales, creando un perfil contínuo del relieve del fondo a lo largo del rumbo del barco.

5.2.3  Situación

Las sondas tienen que ser situadas con precisión sobre una carta. En días pasados, cuando normalmente las prospecciones se llevaban a cabo a la vista de la costa, se medía la situación geográfica de estas sondas con un sextante, un instrumento para medir ángulos. Una lectura típica de un sextante se obtiene midiendo simultaneamente dos ángulos entre tres “estaciones” claramente marcadas en tierra, cuyas situaciones son conocidas de anteriores mediciones. A partir de esto, es posible reflejar la situación exacta del barco en el instante en que los ángulos se determinaron (Figura 5.9 y Tabla 5.1). En la actualidad, el sextante ha sido reemplazado por diversos sistemas electrónicos. Con la excepción de los sistemas basados en satélites, hay un inevitable compromiso entre alcance y exactitud en los sistemas de situación. Los sistemas desarrollados para corto alcance son normalmente más precisos que aquellos utilizados para largo alcance.

Entre los sistemas modernos de situación se encuentran los siguientes :

i)Sistemas de corto alcance (a la vista de tierra) - frecuencias de microondas, por ejemplo, Miniranger o Telurómetro MRD - exactitudes de 10 metros, restringidos al alcance de la vista.
ii) Sistemas de medio alcance - frecuencias medias, p. e., Hi - Fix 6 o Argo - exactitudes de 20 a 50 metros, 100 – 200 kilómetros de la costa.
iii) Sistema de largo alcance - por impulsos, baja frecuencia:

a)   El LORAN-C es un sistema de radionavegación hiperbólica de largo alcance, por impulsos y de baja frecuencia. Combina características tanto del LORAN-A como del DECCA, dos sistemas de navegación aceptados en todo el mundo.

Figura 5.9   Situando el barco. (Según Canada, Department of Fisheries and Oceans, 1979)

Figura 5.9
TABLA 5.1

DATOS REQUERIDOS PARA FIJAR LA SITUACION (Según M. Schmidt, 1979)

 Cartas utilizadas para:
ESTABLECER LA SITUACIONnavegación en alta marnavegación costera
  
Retículaxxxxxxx 
Variación magnéticaxxxxxxx
Configuración de la costa² xxxx
Topografía terrestre² x
Topografía terrestre detallada xx
Marcas terrestres visibles de lejos xxx
Todas las marcas terrestres xxx 
Sondeos¹xxxx
Todos los datos de profundidad xxx
Naturaleza del fondo y datos de profundidad para la cosonda 
Naturaleza del fondoxxxxxx
Marcas seleccionadas en tierra o en la marxx
Todas las marcas en tierra o en la mar xxxxx
Líneas directrices xxxxx
Objetos visibles para el radar xxxx
Estaciones marinas seleccionadas de radio, radio navegación y radio determinacion
xxxxxx
Radiobalizas xxx
Límites de las estaciones de radio xxx
Retículas de navegación hiperbólicaxxxxxxx

1.   Las sondas y las isobatas tienen que ser seleccionadas de tal forma que su resalte permita al marino sacar conclusiones sobre la densidad de las prospecciones. Incluso sondas muy profundas tienen que ser mostradas en las cartas, ya que las áreas sin datos de profundidad sugerirán prospecciones incompletas. Los datos de profundidad tienen que mostrarse para toda el área y no limitarse a ciertos canales.

2.   La configuración de la costa y la topografía terrestre son elementos esenciales para fijar la posición y no pueden ser omitidos, a pesar de los métodos modernos de navegación. Los accidentes topográficos que se extienden hacia el interior desde el área costera pueden convertirse en necesarios, en el caso de marcas terrestres particularmente destacadas y visibles desde una gran distancia, al ser insuficiente el destacar alturas puntuales.

Los sistemas de navegación hiperbólica operan sobre el principio de que la diferencia en el tiempo de la llegada de las señales procedentes de dos estaciones, observadas en un punto del área de cobertura, es una medida de las diferencias en distancia desde el punto de observación a cada una de las estaciones.

Las estaciones de LORAN-C están localizadas en tierra y agrupadas para formar una “cadena”; una de las estaciones se marca como la Maestra (designada M) y las otras se denominan estaciones secundarias (designadas W, X, Y, o Z). Las señales trasmitidas desde las secundarias están sincronizadas con la señal maestra.

Como ejemplo, en la Figura 5.10, la estación maestra (M) y la estación secundaria (X) transmiten impulsos sincronizados en intervalos precisos de tiempo. El receptor de LORAN-C a bordo mide la ligera diferencia en tiempo, que toma a estas señales pulsadas alcanzar el barco desde este par de transmisores. La diferencia de tiempo se mide en microsegundos (DT), o millonésimas de segundo, y a continuación se expresa como una lectura del receptor. Cuando se está en la psoición “A”, la diferencia de tiempo mostrada es de 13.000 microsegundos. Esta diferencia puede ser trazada sobre una carta reticulada de LORAN-C sobre una línea de situación (LOP). Con sólo este número, el barco podría ser situado en algún lugar a lo largo de “la línea de situación 13.000”.

A continuación se toma una medida DT a partir de la estación maestra (M) y otra secundaria (en este caso Y). El receptor de LORAN-C exhibe a continuación la DT entre M e Y. Continuando con el mismo ejemplo, el DT mostrado es 31.000 microsegundos. De nuevo la DT se dibuja como una LOP y la situación del barco está localizada en algún lugar a lo largo de la LOP 31.000. La situación exacta del barco es donde se interceptan las dos LOP. (Situación A en la Figura 5.10).

b)   El sistema OMEGA, desarrollado por la armada norteamericana, proporciona posiciones en todo el mundo y condiciones meteorológicas de buques, aviones y submarinos (sumergidos), con una exactitud nominal de una milla durante el día, y dos millas de noche. En la actualidad es ampliamente utilizado por embarcaciones civiles. El OMEGA es un sistema global de ocho estaciones terrestres, situadas de tal forma que el usuario recibirá señales de al menos tres estaciones. Cualquier pareja de señales puede ser utilizado como un par para establecer una línea de situación (LOP).

Al igual que con el LORAN_C, el OMEGA es un sistema de radionavegación hiperbólica de muy baja frecuencia, pero emplea mediciones de diferencias de fase más que el principio de diferencias de tiempo.

Figura 5.10   Una típica cadena de LORAN-C en la costa oriental de Canadá. (Según Canada, Department of Transport, 1981)

Figura 5.10

iv)   Sistemas de satélites (sistemas de solapamiento tanto de medio como de largo alcance):

El Sistema de Navegación por Satélite de la Marina (NAVSAT) fué también diseñado por la armada norteamericana y liberado para el uso civil en 1967. Es apropiado para cualquier tamaño de embarcación, cuando se justifica economicamente, pero los receptores de a bordo y equipos relacionados son considerablemente más caros que otros sistemas tales como el LORAN y el OMEGA. El Sistema NAVSAT consiste en una o más satélites, cada uno en órbita polar circular a una altitud de alrededor de 1.100 km. En un momento dado sólo se utiliza un satélite para determinar la situación. El cambio aparente de frecuencia de las ondas recibidas, cuando la distancia entre la fuente de radiación (el satélite) y la estación de recepción (barco, avión, submarino, etc.) está aumentando o decreciendo se denomina Desplazamiento Doppler. Por medio de este fenómeno es posible calcular la situación del receptor en tierra con una precisión de 10 metros, si se conocen las órbitas del satélite, junto con la velocidad y de la dirección de la embarcación de superficie.

5.2.3.1  Mareas:

Las sondas situadas con precisión tienen que ser indicadas sobre la carta como las profundidades por debajo de un nivel de referencia (plano de referencia de la carta, ver Sección 4). La selección de un plano de referencia adecuado para una carta depende de una serie de factores, que incluyen un detallado conocimiento de pasadas fluctuaciones de los niveles del mar, y por consiguiente la instalación de medidores permanentes y temporales del nivel del mar. Tradicionalmente se han instalado mareógrafos de flotador en puertos, etc. Los mareoégrafos de presión, autocontenidos y sumergidos se sitúan en alta mar. Además de las aplicaciones cartográficas y para la navegación, la información sobre el nivel del mar se emplea para estudios de ingienería costera, planificiación de recursos, etc.

5.2.3.2  Corrientes:

Un navegante requiere información sobre los movimientos horizontales del agua (corrientes) además de la información de mareas. El método ususal para obtener los datos es suspender diversos correntómetros, que automaticamente registran la velocidad y dirección de las corrientes, a profundidades especificas, sobre un único cabo de fondeo. El cabo es anclado al fondo del mar y mantenido mediante una boya sumergible. Dos de los métodos que se usan están ilustrados en la Figura 5.11. El correntómetro (a la izquierda de la figura) está equipado con un instrumento de liberación acústica, que puede ser activado desde el buque de investigación, permitiendo al flotador alcanzar la superficie. A mano derecha de la figura hay una hilera de correntómetros colocados a diferentes profundidades, utilizando boyas de superficie para auxiliar en su recuperación. El dato es registrado automaticamente sobre cinta magnética y los correntómetros pueden dejarse sumergidos hasta 12 meses.

Figura 5.11   Técnicas para medir la velocidad y dirección de la corriente. (Según Canada, Department of Fisheries and Oceans , 1979)

Figura 5.11

5.2.4  Elaboración

Aparte de los datos y su forma de recolección, las fases de la elaboración de una carta hidrográfica son idénticas a las de un mapa topográfico, concretamente:

 i)   recolección de sondas etc., por un barco de investigación;

ii)   confrontación de esta información en el centro de operaciones hidrográficas del barco de investigación, donde se comprueba la exactitud de los datos;

iii)   trazado de las sondas sobre una hoja de trabajo del área a prospectar;

iv)   transferencia de los datos de la hoja de trabajo a una copia de compilación de la carta náutica. (En el proceso de compilación, las hojas de trabajo y otros datos originales son reducidos fotograficamente al tamaño de la carta. Una vez que se ha preparado un mosaico de estos datos originales, los cartógrafos seleccionan los datos a exponer sobre la carta);

v)   digitalización de los datos gráficos, por ejemplo, conversión en formato compatible para computadora, a fín de dibujarlo mendiante un trazador controlado por una computadora. (El trazador automático produce negativos de alta calidad para cada color que se muestra en la carta. Los negativos se pasan a las unidades de impresión para la fabricación de planchas y la impresión) ;

vi)   corrección de los catálogos de las cartas para indicar la cobertura de nuevas áreas o la actualización de áreas anteriormente cartografiadas. (En este último caso se distribuye un “Aviso a los Navegantes”).

El tamaño del área a investigar y la escala de la carta a reproducir se coordinan con precaución. Las prospecciones a mayor escala son generalmente aquellas para portulanos, que muestran más detalle que las cartas generales de navegación. Las prospecciónes más generales y las escalas más pequeñas se emplean para amplias zonas de alta mar, donde los peligros para la navegación son escasos.

5.3.  Las cartas marinas y los mapas topográficos: Una comparación

La carta náutica y el mapa topográfico constituyen la forma primaria de la cartografía, que pueden se utilizados como mapas básicos o de los que se pueden derivar mapas básicos. Los mapas básicos constituyen el esqueleto estructural sobre la que se superpone la información temática para producir mapas temáticos.

De la sección anterior se puede apreciar que las cartas náuticas y los mapas topográficos difieren en un cierto número de importantes aspectos, algunos de los cuales tienen relevancia para la preparación de mapas temáticos :

 i)   Proyección: Las cartas naúticas usan generalmente la Mercator, mientras que los mapas topográficos emplean la Transversal de Mercator (Ver Sección 3) ;

ii)   Simbología : Diferente en la mayoría de las expresiones (Figura 5.12 a—d) ;

iii)   Sistema de coordenadas : Las cartas naúticas tienen paralelos de latitud y meridianos de longitud, y en ocasiones un reticulado Loran y/o Decca. Los mapas topográficos tienen paralelos de latitud , meridianos de longitud y cuadrículas (ver Sección 4) ;

iv)   Distancia : En las cartas náuticas, que generalmente usan proyecciones Mercator, un minuto de latitud equivale siempre a una milla náutica (1,852 metros 0 6.080 piés). En los mapas topográficos, se emplean diversas proyecciones de tal forma que no hay una equivalencia constante (ver Sección 3);

v)   Rumbos : Las cartas naúticas tiene dos o tres rosas del compás (Figura 5.13), como contraste del diagrama de declinación de los tres nortes sobre los mapas topográficos (Figura 5.14). Esto ilustra la importancia relativa mayor del compás en el medio ambiente marino;

vi)   Terminología: Variación, la diferencia angular entre el norte verdadero y el norte magnético sobre las cartas hidrográficas, se denomina declinación sobre los mapas topográficos;

vii)   Líneas de costa : Los litorales son naturalmente de crítica importancia para la cartografía marina. Su compilación para mapas a pequeña escala es relativamente simple porque generalmente requieren tanta simplicación que el detalle tiene poca trascendencia. No obstante,cuando se compilan mapas a media y gran escala, las mayores dificultades a las que se endrentan los cartógrafos y los hidrógrafos incluyen las siguientes :

a)   Planos de referencia : Las cartas hidrográficas usan como planos de referencia la bajamar (ver Sección 4.4, mientras que los mapas topográficos emplean el Nivel Medio del Mar. Como resultado, la forma de la costa diferirá, particularmente en áreas de mareas de gran amplitud;

b)   Colorido: Hay una cierto número de inconsistecias al utilizar tanto las cartas como los mapas, p.e., el pantano, que definitivamente no es navegable, es probable que se coloree como tierra sobre una carta, mientras que un cenagal es probable que sobre un mapa topográfico se coloree azul como el agua;

Figura 5.12a   Símbolos de cartas náuticas.(Según Canada, Department of Fisheries and Oceans, 1981)

Figura 5.12a

Figura 5.12b   Símbolos de cartas náuticas. (Según, Canada, Deparment of Fisheries and Oceans, 1981)

Figura 5.12b

Figura 5.12c   Símbolos de cartas náuticas. (Según, canada, Deparment of Fisheries and Oceans, 1981)

Figura 5.12c

Figura 5.12   Símbolos de mapas topográficos. (Según C.L. Blair y R.I. Simpson, 1978)

Figura 5.12

c)   Cambios geomorfológicos: En algunas áreas del mundo, la forma de la costa cambia rápidamente debido a la erosión o a la sedimentación (ver Sección 13.6.12). Estos cambios se pueden seguir por la comparación de fotografía aérea histórica y actual y las imágenes de los satélites;

d)   Escala: En algunas proyecciones convencionales la escala varía considerablemente sobre el mapa, especialmente en altas latitutudes, dándole a ciertas áreas de la costa un énfasis indebido.

Figura 5.13   Rosa de los vientos.

Figura 5.13

Figura 5.14   Diagrama de delcinación (Según C.L Blair and R.I. Simpson, 1978)

Figura 5.14

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