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domingo, 14 de enero de 2018

CONVERTIR COORDENADAS WGS84 - UTM A GTM Y VICEVERSA

CONVERTIR COORDENADAS GEOGRÁFICAS A CARTOGRÁFICAS: WGS84 - UTM A GTM Y VICEVERSA.

Para que no pierda su valioso tiempo tratando de encontrar un convertiror en esta entrada, la conversión de WGS84 - UTM - GTM tiene un costo de Q.500.00 o su equivalente en US$ por estación o mojón. El programa está disponible para la venta por US$500.00.

Estudiantes con carné validado para el año en curso y catedráticos con colegiado activo (comprobable), tienen derecho a una consulta sin costo para fines didácticos o de práctica supervisada. No importa cuál universidad.

Geoposicionamiento y GPS se ha convertido en términos en boga con los cambios tecnológicos. Antes había necesidad de comprar un aparato GPS para poder georeferenciar un levantamiento topográfico. Ahora, los teléfonos inteligentes ofrecen nuestra ubicación en gráficos croquis o sobre un mapa para facilitarnos la interpretación. Incluso, ofrecen las coordenadas en el sistema WGS84 (Datum geográfico) o en UTM (Proyección cartográfica métrica).

La aplicación y término GPS (Global Positioning System) es parte de la jerga cotidiana pero no conocemos su utilidad y el origen de esos datos.

Nuestra ublicación es ofrecida en coordenadas geográficas y se presentan en el sistema sexagesimal (grados, minutos y segundos). Para poder realizar mediciones y referenciar los trabajos de topografía, se necesita que esa geoposición sexagesimal (Coordenada), se convierta en sistema métrico o cartográfico. Por supuesto, la mayoría de los aparatos pueden ofrecer ambas lecturas y ambas son sistemas universales. Sin embargo, convertir coordenadas ha sido un tabú entre los profesionales dedicados a la topografía, la cartografía y la geodesia. El asunto es más complejo de lo que parece y se maneja con mucho recelo la manera de cómo lo hacen.

Sin embargo, "del cielo a la tierra no hay nada oculto" y "tarde o temprano todo se sabe".
En esta entrada no les revelaré cómo se transforman o convierten las coordenadas, porque, estoy solicitando al Instituto Geográfico de Italia autorización para utilizar y citar los documentos publicados por ellos al respecto.

Gabriel Ortiz publicó las ecuaciones que resuelven la conversión GWS84 a UTM y viceversa. Cita de manera incompleta la fuente de las ecuaciones pero gracias a la colaboración de un amigo italiano, localizamos el documento. Las ecuaciones son mucho mas antiguas de los que podríamos imaginar. Y no fueron inventadas ni por Ortiz, como lo citan algunos, ni por Coticchia & Surace; como cree Ortiz y la mayoría de influenciados por sus publicaciones.

La ecuaciones de la proyección cilíndrica sobre un elipsoide con determinadas medidas fueron inventadas por Gerard Kremer, más conocido por su nombre latinizado en el Sacro Imperio Romano Germánico, como Gerardus Mercator. Nacido en Rupelmundo, Flandes (Bélgica), el 5 de marzo de 1512; muere en Duisburgo, al Norte de la actual Westfalia, Alemania el 2 de diciembre de 1594.  Las ecuaciones de la proyección cilíndrica de Mercator fueron corregidas con la colaboración de Edwad Wright y publicadas por primera vez en 1569 por Mercator, y suponen la primera solución matemática al trazo de la carta náutica; solución que a partir de entonces se conoció como "Proyección Mercator-Wright". Han sido utilizadas por varios siglos exitosamente y se reconocen como un sistema universal de conversión de coordenadas sexagesimales a métricas. Todos los elipsoides geodésicos corresponden a un Datum. Ese Datum es la información base con la que se opera las ecuaciones de conversión. Todos los Datum - elipsoides pueden ser convertidos a metros o viceversa (grados).

La relación de convergencia de los meridianos y el uso de las ecuaciones de los sextantes queda expresada correctamente por Edward Wright en su célebre obra: Certaine errors in navigation, publicada en 1599.

De ninguna manera son las ecuaciones de Coticcia & Surace, pues ellos publicaron por primera vez su compilación de fórmulas en 1971 como ensayo para su doctorado.

Y para quienes tengan la facilidad de ir a la biblioteca de Florencia, Italia, encuentren el documento y envíenme una copia o fotos. Les dejo la bibliografía completa de dónde se han extraído la famosas ecuaciones.

Coticchia, Alberto, Surace, Luciano. Monografia: Risoluzione di problemi geodetici con le minicalcolatrici elettroniche programmabili, Bollettino di geodesia e scienze affini, Anno 37. No. 1. P. 108 - 136. Editoriale: Istituto geografico militare, Firenze Italia. 1978. BIBLIOTECA NAZIONALE CENTRALE DI FIRENZE.

Por supuesto, para entonces, una década antes, se hacían los arreglos finales para colocar a la primera tripulación de humanos en La Luna y cualquier computadora sólo se producía para la NASA. En 1978 a duras penas la computadora mas avanzada portátil (mini) veía el mercado popular y científico externo. No obstante la gran competencia por alcanzar el liderazgo en tecnología como el liderazgo de mercado, someramente puede obtenerse informacion exacta sobre ese devenir. En especial, hacerlas resolver una ecuación, requería, no sólo conocimiento y lógica matemática, sino requería mucho ingenio y tenacidad. Las reglas de cálculo en madera de bambú, revestidas en celulosa, marfil o plástico y calibradas por acuerdos comerciales entre los fabricantes, eran la herramienta que hoy equivale a la calculadora científica y no había mas.

Mi programa de cálculo en hoja electrónica está desarrollado en base a las ecuaciones geodésicas compiladas por Coticchia & Surace en la bibliografía citada en dos párrafos de arriba. Las construcción de mi programa tomó como base la publicación de Gabriel Ortiz sobre las ecuaciones en cuestión.              

Usted no necesita investigar sobre cómo transformar o convertir coordenadas. Nosotros le ofrecemos la consulta sobre éste particular. Por tratarse de un servicio extraordinario, la conversión a GTM tiene costo. Y si aún no se ha animado a descargar el programa TatukGis para conversión de coordenadas, desde éste su blog, la conversión de WGS84 a UTM y viceversa, no tiene costo. Las conversiones de otros Elipsoides a UTM y viceversa no tiene costo.

El programa en hoja electrónica está disponible para la venta. US$500.00 o su equivalente en quetzales. La Consulta por estación (mojón) tiene un costo de Q.500.00 o su equivalente en US$.

Estudiantes con carné validado 2021 de la USAC y universidades locales o profesionales con colegiado activo en Guatemala, pueden obtener una primera consulta - conversión con parte de la ortofotografía en referencia, sin costo. Para el efecto, deberán enviar foto de su credencial vigente. Los datos en verde limón son los requeridos para la consulta -conversión.


01. Lectura GPS de georeferencia recibida para conversión, levantada en un mojón de la propiedad.


02. Ortofoto ubicando la coordenada UTM de WGS84 sobre la estación.



03. Carátula Interface del convertidor a GTM con la lectura del GPS
ingresada en UTM de entrada, luego convertidas a WGS84 y GTM

04. Ubicación de la coordenada GTM - UTM obtenida sobre Ortofoto.
05. Acercamiento al punto de la Georeferencia convertida en GTM-UTM.

06. Posición exacta de la coordenada GTM - UTM resuelta sobre la Ortofoto.


Si acaso llega a necesitar convertir Datum diferentes de WGS84, ésto le puede servir:
07. Carátula Interface del Convertidor Datum Abierto a UTM.
Datum disponibles para convertir a UTM:

08. Lista de Datums Disponible.
NOTA: Si tiene el Datum completo que desea convertir a UTM, envíelo en
la consulta desde éste blog o por correo electrónico: farusacremoto@gmail.com

Aunque aparece en la lista, la conversión de DATUM GTM tiene costo.

Hugo Maynor López

POSDATA:
Si más de alguna vez ha intentado convertir coordenadas UTM de un DATUM diferente a WGS84, NO SIGA INTENTANDO. UTM es como un traductor de coordenadas basado en el Datum específico que le introduzca. WGS84 es un Datum. UTM es la expresión métrica de un Datum específico; es la proyección cilíndrica transversal sobre un elipsoide expresada en metros.

Si alguna vez ha intentado crear su propio programa en hoja electrónica para conversión de coordenadas y no encuentra la solución, escríbanos. Por consulta privada o asistida desde TeamViewer podremos solucionarle sus problemas sin costo.

Si es programador y no consigue los resultados idénticos a los ofrecidos en las capturas de imagen de éste blog, consúltenos. Con gusto le daremos los tips.

Si está en otro país y tiene a la mano el Datum que le corresponde a su país, con gusto podemos colaborarle a resolver una hoja electrónica específica sin costo. Para el efecto, deberá realizar una llamada desde su locación a nuestro número 502 - 50405656. Puede que no hablemos su idioma pero interpretaremos la llamada como clave de auxilio requerido; sólo mencione la palabra MERCATOR. Si en su país funciona WhatsApp, agréguenos y haga la consulta en su idioma: +50257972657.

WGS84 = World Geodetic Sistem 1984 - Coordenadas Geográficas
UTM = Universe Transverse Mercator - Coordenadas Cartográficas
GTM = Guatemala Transverse Mercator - Coordenadas Cartográficas Guatemala

Bibliografía:


2. Coticchia, Alberto, Surace, Luciano. Monografia: Risoluzione di problemi geodetici con le minicalcolatrici elettroniche programmabili, Bollettino di geodesia e scienze affini, Anno 37. No. 1. pp. 108 - 136. Editoriale: Istituto geografico militare, Firenze Italia. 1978. BIBLIOTECA NAZIONALE CENTRALE DI FIRENZE

3. Biografía de Gerardus Mercator: https://es.wikipedia.org/wiki/Gerardus_Mercator


5. Rodríguez Medina, César Mauricio, Tovar Torres, John Jairo. Tesis de grado PDF: La ecuación: ¿Herramienta u objeto de estudio de las matemáticas? Una mirada histórica desde el problema del posicionamiento global. pp 13-20. Universidad Pedagógica Nacional. Facultad de Ciencia y Tecnología. Departamento de Matemáticas. Bogotá Colombia. 2014.

6. Geodesia, https://es.wikipedia.org/wiki/Geodesia. Consultado 18-11-2017.

7. El huso horario, http://detopografia.blogspot.com/2014/03/el-huso-horario.html#more. Consultado el 20-11-2017. 

8. Sistema de Coordenadas Universal Transversal de Mercator,
https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_coordenadas_universal_transversal_de_Mercator. Consultado el 20-12-2017.

9. Elipsoides de referencia y parámetros de transformación de Datum locales a WGS84. https://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/datum/edlist.html. Consultado el 22-11-2017

10. Datums, Sistemas de Coordenadas, Sistemas de Coordenadas de referencia y transformación de Datums. http://2007.foss4g.org/labs/L-03/FOSS4G2007_APSG_VictoriaBC.pdf  Consultado el 22-11-2017.

11. El Datum. http://www.cartesia.org/data/apuntes/cartografia/cartografia-datum.pdf Consultado el 22-12-2017.

12. DoD World Geodetic System 1984 Datum
 http://earth-info.nga.mil/GandG/publications/tr8350.2/tr8350_2.html Consultado el 22-12-2017.

13. Regla de cálculo: https://es.wikipedia.org/wiki/Regla_de_c%C3%A1lculo, Consultado el 22-12-2017.



GTM a WGW84 - UTM
ACTUALIZACIÓN 27-03-2021:

Desde la publicación de esta entrada en el blog (14 de enero de 2018), varios interesados han requerido convertir GTM a WGS84 y su UTM (la total viceversa desde los resultados). Lamentablemente no pudimos servirlos porque esa parte del programa no la habíamos desarrollado. 

Luego de varios intentos, finalmente encontramos la manera de hacer viceversa en el proceso. 423 ecuaciones fueron necesarias para las primeras tres conversiones: WGS84 - UTM a GTM. Con la conversión GTM a WGS84 - UTM, alcanzamos un total de 805 ecuaciones. Así que, podrá comprender por qué no ha sido fácil resolver esa última parte del programa.

Para efectos de comprensión sobre los resultados del programa, le dejamos en imágenes la conversión de coordenadas del Palacio Nacional de la Cultura.

Cada parte del convertidor funciona independientemente para ingresarle los datos de que se dispone. Del edificio elegido, disponemos de WGS84 y UTM. 

Conversión de la WGS84 a UTM y GTM

Conversión de la UTM a WGS84 y GTM

Conversión de la GTM a WGS84 - UTM

Conversión de las 3 coordenadas.

Ortofoto con geolocalización de los datos de la placa de bronce referenciada arriba.
Datum WGS84.

Ocasionalmente pudiera requerir las 3 conversiones. Sin embargo, ofrecemos las 3 en el mismo informe. O a requerimiento sólo dos; o sólo una, si es como lo necesita. 

Podrá notar que las coordenadas resultantes discrepan en las conversiones y se debe únicamente al uso total de los decimales que permite Excel. Entre mas decimales contenga la coordenada de referencia, más exactitud se obtendrá en los inversos de sus conversiones. Desafortunadamente, la mayoría de equipos y aplicaciones para celular, sólo incluyen uno o dos decimales. 

Respecto a la geolocalización de la coordenada sobre la ortofoto, notará que el punto no cae sobre el Palacio Nacional, sino en un lugar distante (entre los árboles de las jardineras Sur del Parque Central; hoy, Plaza de la Cultura). La razón es que, cuando se hizo el levantamiento del Palacio Nacional, se hizo con el Datum NAD27 (North American Datum 1927 Centro América). El Palacio Nacional se empezó a construir en 1929 y se terminó en 1943. Por entonces, el NAD27 tenía 20 Datums regionales y el centroamericano era uno de ellos. Actualmente existen más de 1000 Datums disponibles a nivel mundial, de acuerdo a la región de aplicación. GTM es uno de esos tantos disponibles para región específica.

Ortofoto con geolocalización de los datos de la placa de bronce referenciada arriba.
Datum NAD27 Centro América.


Hugo Maynor López

domingo, 3 de agosto de 2014

ORTOFOTOS DE GUATEMALA EN COORDENADAS

La ortofotografía (del griego Orthós: correcto, exacto) es una presentación fotográfica de una zona de la superficie terrestre, en la que todos los elementos presentan la misma escala, libre de errores y deformaciones, con la misma validez de un plano cartográfico.
http://es.wikipedia.org/wiki/Ortofotograf%C3%ADa

Si quiere conocer acerca de los orígenes de la fotogrametría y la ortofoto, usos y aplicaciones, por favor visite estos sitios: http://es.wikipedia.org/wiki/Fotogrametr%C3%ADa
http://www.catalonia.org/cartografia/Clase_07/index_clase_07.html

Para quienes estamos o estaremos de EPS, tenemos un recurso disponible gratuitamente muy poco conocido y explotado, denominado Sistema Nacional de Información Territorial (SINIT) que cuenta con la Infraestructura de Datos Espaciales (IDE). Se trata de una excelente herramienta disponible las 24 horas sobre la web. Contiene las fotografías aéreas u ortofotos de toda la República de Guatemala del vuelo 2006, realizadas por el Instituto Geográfico Nacional (IGN); con soporte del USDA, instancia que pertenece al Ministerio de Agricultura, Ganadería y Alimentación (MAGA).

Las ortofotos de la República de Guatemala son accesibles permantentemente a través del sitio web de la Secretaría General de Planificación y Programación de la Presidencia de la República (SEGEPLAN).

Aunque pueden consultarse directamente desde el sitio web, también son accesibles por el Web Map Service (WMS) o desde aplicaciones como: ArcGIS, Kosmo, GVSIG, QuantumGis, etc.

Respecto a los sistemas de coordenadas, se pueden alternar convenientemente entre EPSG o WGS84, GTM, UTM y EPSG Google. Las lecturas de las coordenadas geográficas corresponden al puntero sobre la foto. También cuenta con acercamiento o aumento de escala gráfica a través de barra o por Scroll. También se puede panear con el click sostenido.

Acceder es fácil desde aquí: http://ide.segeplan.gob.gt/geoportal/index.html

La siguiente imagen es la interface principal del sitio:


Para acceder a las ortofotos, elegimos "Capas Base", en la banda celeste y luego click en Ortofotos.


Al tener desplegado el mapa de la República, podremos apreciar el cambio de texturas y fácilmente podemos relacionar que ya estamos sobre fotos. Vamos a click hasta el lugar aproximado que queremos visualizar y la imagen se amplía. Con cada click, hay mejor apreciación.


Antes de iniciar la búsqueda del lugar de emplazamiento de nuestra obra, o bien, localizar nuestro municipio asignado, es conveniente elegir el sistema de coordenadas que utilizaremos. Desde mi apreciación, el sistema UTM es el recomendable para utilizar en AutoCad. Sobre el particular, Guatemala tiene las Zonas 15 y 16. Esto significa que está entre los paralelos 14 y 15 y 15 y 16. Esto es 15º y 16º Latitud Norte.

Comprender esa parte no es complicado. Cuando acceda a los Mapas Cartográficos, comprenderá mejor la explicación.

En función de que la Ciudad de Guatemala está en la Zona 15, he elegido el sisteme UTM Z15.


Ejemplo de aproximación con Scroll:


Ejemplo 2 de aproximación con Scroll; Puede apreciarse el Estadio Nacional al medio casi pegado a la barra derecha:


Acercamiento al área verde de los Colonia Lourdes, Zona 16 de la Ciudad de Guatemala.


Aproximación máxima al sitio objetivo con Scroll o con barra.


El interés de todo esto consiste en que aprendamos a encontrar las coordenadas de por lo menos una estación topográfica y llevarla a coordenadas dentro del AutoCad. En este caso específico, Nos interesa toda el área verde de la colonia y notarán que hay un pequeño círculo rojo en la esquina de una galera, casi coincidiendo con un árbol. Esquina Sur - sur oeste de la cancha de fútbol. Ese círculo es el lugar donde posicioné el puntero del mouse para encontrar las coordenadas UTM que se encuentran encerradas en un rectángulo irregular en color rojo, del lado derecho inferior de la foto. Esas coordenadas están en sistema métrico (UTM) están en color negro y tal vez un poco difíciles de apreciar pero en el sitio se leen muy bien.
Easting: 771572.70389 / Northing: 1618352.30174
Latitud 14°37'29.8"N / Longitud 90°28'44.3"W
Latitud: 14.62494444N / Longitud: 90.47897222W (Para trazado de ángulos).

Puede capturar el polígono completo con la tecla "ImprPant", pegarlo en PaintBrush para grabarlo como JPG. Luego importarlo como imagen raster dentro de AutoCad. Posteriormente subirlo a escala natural. El punto de referencia deberá lanzarse junto con la imagen a sus coordenadas UTM (X = Easting, Y = Northing). Si hay visita de campo, no olvide medir el ancho de una calle u otras referencias visuales. Por ejemplo, el ancho de una casa, o la fachada de la iglesia o, en este caso, distancia entre las esquinas bajas de la cancha de fut. La intención es subirlo a escala natural y geoposicionar dentro de AutoCad.

SUBIR A ESCALA NATURAL LA CAPTURA DE UNA ORTOFOTO:
Para subir a escala natural una foto, trace la línea de la cual tiene medidas y ubicación dentro de la foto y/o porque la midió físicamente. Como si tratara de la cinta métrica y usted midiendo.
Haga una copia de esa línea sobre si misma y luego muévala a otro lugar. Encienda los imanes de END e inicie el trazo de la misma línea en punto final y que la jale el imán por el extremo opuesto, ahora inscriba las medidas que levantó (+ enter) y se dibujará una línea en la misma orientación pero en su medida real.

Procure que la nueva línea con medidas reales quede a la vista y no muy alejada de la foto.

Ahora tome o seleccione la foto y la línea que dibujo primero y escriba en el CommandLine de su AutoCad: Align o "AL" (+ enter). Cuando solicita elegir el primer punto de recurso, toque la línea en un extremo y luego toque el extremo de la nueva línea destino correspondiente, luego el segundo punto en la linea recurso y la lleva hacia el segundo punto del destino. Cuando pregunte por el tercer punto, (+ enter). Luego pregunta el comando si desea escalar el objeto basado en la alineación? Escribimos "Y" (si)...

Y listo. Ya tenemos la foto a escala natural.

Antes de hacer el ejercicio, no olvide leer las instrucciones sobre cómo CONFIGURAR AUTOCAD PARA TOPOGRAFÍA Y COORDENADAS UTM.

Referencias Electrónicas: Ortofotografía.

El origen de las distancias por carretera en Guatemala corresponde al banco de marca ubicado en el Palacio Nacional de la Cultura que incluye coordenadas UTM y WGS84.



Hugo Maynor López