Geodèsia

Model digital del terreny del Cantón del Valais

El terme geodèsia, del grec γη ("terra") i δαιζω ("dividir") ho va usar inicialment Aristóteles (384-322 a. C.), i pot significar tant «divisions geogràfiques de la terra» com també l'acte de «dividir la terra», per eixemple, entre propietaris.

La geodèsia és, al mateix temps, una de les ciències de la Terra i una ingenieria. Tracta del alçament i de la representació de la forma i de la superfície de la Terra, global i parcial, en les seues formes naturals i artificials.

La geodèsia també s'ampra en matemàtiques per a la mida i el càlcul en superfícies curves. S'usen métodos semblants als utilisats en la superfície curva de la Terra.

L'objectiu de la geodèsia

La geodèsia suministra, en les seues teories i els resultats de les seues medicions i càlculs, la referència geomètrica per a les demés geociencias com també per a la geomática, els sistemes d'informació geogràfica, el catastre, la planificació, la ingenieria, la construcció, el urbanisme, la navegació aérea, marítima i terrestre, entre uns atres, i inclús per a aplicacions militarés i programes espacials.

La geodèsia superior o geodèsia teòrica, dividida entre la geodèsia física i la geodèsia matemàtica, tracta de determinar i representar la figura de la Terra en térmens globals; la geodèsia inferior, també cridada geodèsia pràctica o topografia, alça i representa parts menors de la Terra a on la superfície pot considerar-se plana. Per a este fi podem considerar algunes ciències auxiliars, com és el cas de la cartografia, de la fotogrametria, del càlcul de compensació i de la teoria d'errors d'observació, cada una en diverses subárea.

Ademés de les disciplines de la geodèsia científica, existix una série de disciplines tècniques que tracten problemes de l'organisació, administració pública o aplicació de medicions geodèsiques com, per eixemple, la cartografia sistemàtica, el catastre immobiliari, el sanejament rural, les medicions d'ingenieria i el geoprocesamiento.

Geodèsia teòrica

Anomalies gravimétricas en la Terra

L'observació i descripció del camp de gravetat i la seua variació temporal, és considerada el problema de major interés en la geodèsia teòrica. La direcció de la força de gravetat en un punt, és produït tant per la rotació de la Terra i per la massa terrestre, com també de la massa del Sol, de la Lluna i dels atres planetas, i el mateix com la direcció de la vertical (o de la plomada) en algun punt. La direcció del camp de gravetat i la direcció vertical no són idèntiques. Qualsevol superfície perpendicular a esta direcció és cridada superfície equipotencial. Una d'estes superfícies equipotenciales (la geoide) és aquella superfície que més s'aproxima al nivell mig del mar. El problema de la determinació de la figura terrestre és resolt per a un determinat moment si és conegut el camp de gravetat dins d'un sistema espacial de coordenadas. Este camp de gravetat també sofrix alteracions causades per la rotació de la Terra i també pels moviments dels planetes (mareas). De la mateixa manera que les marees marítimes, també la corfa terrestre, a causa de les mateixes forces, sofrix deformacions elàstiques: les marees terrestres. Per a una determinació del geoide lliure d'hipòtesis, es necessiten, en primer lloc, medicions gravimétricas, ademés de medicions astronòmiques, triangulacions, nivellació geomètriques i trigonométricas i observacions per satèlit.

Geodèsia física

Esquema mostrant: (1) la superfície dels oceàs, (2) el elipsoide, (3) la direcció de la plomada, (4) els continents, (5) el geoide.

La major part de les medicions geodèsiques s'aplica en la superfície terrestre, a on, per a fins de determinacions planimètriques, són marcats punts d'una ret de triangulació. En els métodos exactes de la geodèsia matemàtica es proyecten estos punts en una superfície geomètrica, que matemàticament deu ser ben definida. Per a este fi se sol definir un elipsoide de rotació o elipsoide de referència. Existix una série de elipsoide que abans varen ser definits per a les necessitats d'a penes un país, despuix per als continents, hui per al Globo sancer, en primer lloc definits en proyectes geodèsics internacionals i l'aplicació dels métodos de la Geodèsia de satèlits. Ademés del sistema de referència planimètrica (ret de triangulació i l'elipsoide de rotació), existix un segon sistema de referència: el sistema de superfícies equipotenciales i llínees verticals per a les medicions altimétricas. Segons la definició geodèsica, l'altura d'un punt és la llongitut de la llínea de les verticals (curva) entre un punt P i el geoide (altura geodèsica). També es pot descriure l'altura del punt P com la diferència de potencial entre el geoide i aquella superfície equipotencial que conté el punt P. Esta altura és anomenada cota geopotencial. Les cotes geopotenciales tenen la ventaja, comparant-la en altures mètriques o ortométricas, de poder ser determinades en alta precisió sense coneiximents de la forma del geoide (nivellació). Per esta raó, en els proyectes de nivellació de grans àrees, com a continents, se solen usar cotes geopotenciales, com en el cas de la compensació de la 'Ret única de Altimétria d'Europa'. En el cas de tindre una cantitat suficient, tant de punts planimètrics, com també altimétricos, es pot determinar el geoide local d'aquella àrea.

L'àrea de la geodèsia que tracta de la definició local o global de la figura terrestre generalment és cridada geodèsia física, per a aquella àrea, o per a les seues subárea. També s'usen térmens com a geodèsia dinàmica, geodèsia per satèlit, gravimetria, geodèsia astronòmica, geodèsia clàssica, geodèsia tridimensional.

Geodèsia cartogràfica

Diverses proyeccions.

En la geodèsia matemàtica es formulen els métodos i les tècniques per a la construcció i el càlcul de les coordenades de rets de punts de referència per a l'alçament d'un país o d'una regió. Estes rets poden ser referenciadas para noves rets d'orde inferior i per a medicions topogràfiques i de registre. Per als càlculs planimètrics moderns, s'usen tres sistemes diferents de coordenades, definits com a 'proyeccions conformes' de la ret geogràfica de coordenades: la proyecció estereográfica (per a àrees de menuda extensió), la proyecció 'Lambert' (per a països en grans extensions en la direcció oest-este) i la proyecció Mercator transversal o proyecció travessera de Gauss (p.i. UTM), per a les àrees en majors extensions meridionals.

Segons la resolució de la IUGG (Roma, 1954) cada país pot definir el seu propi sistema de referència altimétrica. Estos sistemes també són cridats 'sistemes altimétricos d'us'. Tals sistemes d'us són, per eixemple, les altures mètriques, que són la llongitut de la llínea vertical entre un punt P i el punt P', que és l'intersecció d'aquella llínea de les verticals en el geoide. Es determina tal altura com la cota Geopotencial c a través de la relació de medició, a on és la mija de les acceleració de gravetat acompanyant la llínea PP', un valor que no és mesurable directament, i per a determinar-ho es necessita de més informació sobre la variació de les masses en l'interior de la Terra. Les altures ortométricas no són exactes, el seu valor numèric és aproximat. Per a eixa aproximació s'usa també la relació (fòrmula) a on la constant és la mija de les acceleració de gravetat.

La geodèsia s'aplica prou pel que fa a àrees de mapage i en térmens de medició de terrenys (catastre).

Arqueogeodesia

Arqueogeodesia és un camp d'estudi propost en 1990 per James Q. Jacobs. En 1992 Jacobs va publicar Archaeogeodesy, A Key to Prehistory, en conceptes bàsics i presentant resultats dels seus estudis. D'esta manera va ser definit l'estudi:

La arqueogeodesia es definix com l'àrea d'estudi que inclou la determinació de la posició de llocs i punts, la navegació, l'astronomia i la medició i representació de la Terra; en temps prehistòrics o antics. Combinant astronomia fonamental, geodèsia, matemàtiques aplicades, senyes precises de posicionaments i arqueologia; la arqueogeodesia presenta una metodologia per a investigar els llocs, interrelacions, propietats espacials, distribucions i arquitectura de llocs i monuments prehistòrics. Com a nova àrea d'estudi la arqueogeodesia presenta formes úniques per a la comprensió de la geografia, la Terra i l'univers com els descriuen les evidències arqueològiques.

Organisacions científiques

Encara que en el XIX, Europa a penes contava en organisacions científiques o tècniques de geodèsia, hui elles existixen en casi tots els països del món. Molts tenen organisacions independents per a subdisciplinas com la cartografia, la fotogrametria, la topografia, la geodèsia minera, el catastre immobiliari, etc. A nivell global, en primer lloc, és la Fédération Internationale dones Géomètres (FIG), que coordina proyectes continentals o globals i que organisa l'intercanvi d'informacions i opinions. La FIG també és membre de la IUGG (International Union of Geodesy and Geophysics) per a coordinar proyectes comuns en la participació de les disciplines veïnes, com la geofísica.

Les subdisciplinas de la geodèsia també conten en organisacions globals. En el cas de la fotogrametria, la International Society of Photogrammetry and Remote Sensing (ISPRS); en l'àrea de la cartografia, la International Cartographic Association (ICA), que coordina proyectes internacionals de mapeamiento continental o global.

Sistemes de referència geodèsica

Des del llançament dels primers satèlits artificials per als primitius sistemes de navegació i posicionament (TRANSIT, LORAN, etc.) fins a aplegar als Sistemes de Navegació per Satèlit (GNSS), com el GPS, el GLONASS i el futur Galileo, han anat desenrollant-se els moderns sistemes de referència geodèsics globals, que permeten alta precisió i homogeneïtat per al posicionament i la navegació. Alguns dels més coneguts són:

• WGS84 (World Geodetic System) Elipsoide de 1984
• ED50 (European Datum 1950)
• ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989)
• SIRGAS (Sistema de referència geocéntrico per a les Américas)
• SAD69 (South American Datum) de 1969
• PZ90 (Parametry Zemli 1990), Elipsoide de GLONASS

Métodos i activitats geodèsiques

La geodèsia s'encarrega d'establir els sistemes de referència (planimetria, altimetria, model d'observació) i presentar-los accessibles als usuaris per mig dels marcs de referència. La geodèsia proporciona l'esquelet sobre el que es van a recolzar atres activitats, com per eixemple, la georreferenciación d'imàgens de satèlit o la determinació del nivell mig de la mar; en definitiva, servix de base per a qualsevol activitat que tinga que vore en el territori.

Instruments geodèsics

Instruments geodèsics històrics

Taquímetro antic del Museu Geominero de Madrit

Teodolit antic del Museu Geominero de Madrit

Archiu:Goniómetro estacionario de contacto museo CAPS 24 de Madrid.jpg Goniómetro antic del Museu Geominero de Madrit

Magnetómetro de torsió museu geominero

Goniómetro museu geominero de Madrit

Batitermógrafo museu geominero de Madrit

Brúixola tipo Brunton

Ensenyança de la geodesía en Amèrica del Sur

En Amèrica del Sur existixen facultats de Geodèsia en varis països. En Bolívia està l'Institut Geogràfic Militar (IGM). En Perú, la geodèsia està representada en els cursos de la carrera d'Ingenieria Geogràfica de l'Universitat Nacional Major de Sant Marcos. En Brasil, la geodèsia està representada en els cursos d'Ingenieria Cartogràfica en les universitats públiques de Curitiba (UFPR), President Prudent (UNESP), Recife (UFPE), Riu de Janeiro (UERJ i IME / Institut Militar d'Ingenieria), Porte Alegre (UFRGS); en els cursos de l'Ingenieria de Agrimensura en Araraquara (SP), Belo Horizonte (MG), Camp Gran (MS), Criciúma (SC), Maceió (Al), Piracinunga (SP), Riu de Janeiro (RJ), Salvador (BA), Terezina (PI), Lozana (MG), també en els cursos de mestrage en São Paulo (Usp) i Florianópolis (UFSC - Catastre Multifinalitário). En els atres països del sub-continent en la Argentina (Buenos Aires, L'Argent, Còrdova, Rosario, Santa Fe, Corrents, Tucumán, Sant Joan(UNSJ), Mendoza, (Argentina), Catamarca, (Argentina)(UNCA), Santiago del Estero, (Argentina), en Veneçola (Escola d'Ingenieria Civil de la Universitat Central de Veneçola en Caracas), Escola d'Ingenieria Geodèsica (Facultat d'Ingenieria de l'Universitat del Zulia en Maracaibo), en Perú (Ingenieria Geogràfica en l'Universitat Nacional Major de Sant Marcos (Llima), Ingenieria Geogràfica en l'Universitat Nacional Federico Villareal (Llima), Ingenieria Topogràfica i Agrimensura en l'Universitat Nacional del Altiplano Puno)), en Colòmbia (Ingenieria Catastral i Geodèsia en l'Universitat Distrital "Francisco José de Caldas", en Bogotà), en Equador en el departament de Ciències de la Terra i la Construcció en la carrera d'Ingenieria Geogràfica i del Mig ambient de l'Escola Politècnica de l'Eixèrcit (Sangolquí-Prov. de Pichincha), en el Uruguay (Montevideo). En Chile, el professional que professa la geodèsia és l'ingenier geomensor, que és format en les Escoles d'Ingenieria en Geomensura de les universitats Tecnològica Metropolitana de Chile, de Santiago, Antofagasta i Universitat de Concepció.

Vejau també

• Geoide
• Cartografia
• Nivell topogràfic
• Forma de la Terra
• Esfericidad de la Terra
• International Geodetic Student Organisation (IGSO, Organisació Internacional d'Estudiants de Geodèsia)

Bibliografia

• Gemael, C.: Geodésia Física, Editora dona UFPR, Curitiba PR 1999, en portugués, ISBN 85-7335-029-6
• Draheim, H.: Die Geodäsie ist die Wissenschaft von der Ausmessung und Abbildung der Erdoberfläche (pt: a geodésia é a ciência dona medição i representação dona superfície dona terra), AVN 7/1971 (Allgemeine Vermessungs-Nachrichten), p. 237-251
• Gemael, C.: A Evolução dona Geodésia, Revista Brasileira de Cartografia, No 46/1995, pàgines 1-8, en portugués
• Helmert, F.R.: Die mathematischen und physikalischen Theorien der höheren Geodäsie (pt: As Teories Matemàtiques i Físiques dona Geodésia Superior), 1.ª part. Leipzig 1880, 2.ª part. Leipzig 1884
• Medina, A.: O Termo Grego 'Geodésia' - um Estudo Etimològic, ^{[enllaç trencat]}, en portugués, (en pdf)