miércoles, 1 de mayo de 2013

UTM


Tras estudiar las escalas y demás, he sentido curiosidad por leer algo sobre las coordenadas UTM, y me gustaría compartirlo en el blog.

Sistema de Coordenadas Universal Transversal de Mercator

El Sistema de Coordenadas Universal Transversal de Mercator (en inglés Universal Transverse Mercator, UTM) es un sistema de coordenadas basado en la proyección cartográfica transversa de Mercator, que se construye como la proyección Mercator normal, pero en vez de hacerla tangente al Ecuador, se la hace tangente a un meridiano.

A diferencia del sistema de coordenadas geográficas, expresadas en longitud y latitud, las magnitudes en el sistema UTM se expresan en metros únicamente al nivel del mar que es la base de la proyección del elipsoide de referencia.



El sistema de coordenadas UTM fue desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros del Ejrcito de los EEUU en la década de los 40. El sistema se basó en un modelo elipsoidal de la Tierra. Se usó el elipsoide de Clarke de 1866 para el territorio de los 48 estados contiguos. Para el resto del mundo –incluidos Alaska y Hawai– se usó el Elipsoide Internacional. Actualmente se usa el elipsoide WGS84 como modelo de base para el sistema de coordenadas UTM.

La UTM es una proyección cilíndrica conforme. El factor de escala en la dirección del paralelo y en la dirección del meridiano son iguales (h = k). Las líneas loxodrómicas se representan como líneas rectas sobre el mapa. Los meridianos se proyectan sobre el plano con una separación proporcional a la del modelo, así hay equidistancia entre ellos. Sin embargo los paralelos se van separando a medida que nos alejamos del Ecuador, por lo que al llegar al polo las deformaciones serán infinitas. Por eso sólo se representa la región entre los paralelos 84ºN y 80ºS. Además es una proyección compuesta; la esfera se representa en trozos, no entera. Para ello se divide la Tierra en husos de 6º de longitud cada uno, mediante el artificio de Tyson.
 
 

La proyección UTM tiene la ventaja de que ningún punto está demasiado alejado del meridiano central de su zona, por lo que las distorsiones son pequeñas. Pero esto se consigue al coste de la discontinuidad: un punto en el límite de la zona se proyecta en coordenadas distintas propias de cada Huso.

Para evitar estas discontinuidades, a veces se extienden las zonas, para que el meridiano tangente sea el mismo. Esto permite mapas continuos casi compatibles con los estándar. Sin embargo, en los límites de esas zonas, las distorsiones son mayores que en las zonas estándar.

 

Husos UTM

Se divide la Tierra en 60 husos de de longitud, la zona de proyección de la UTM se define entre los paralelos 80º S y 84º N. Cada huso se numera con un número entre el 1 y el 60, estando el primer huso limitado entre las longitudes 180° y 174° W y centrado en el meridiano 177º W. Cada huso tiene asignado un meridiano central, que es donde se sitúa el origen de coordenadas, junto con el ecuador. Los husos se numeran en orden ascendente hacia el este. Por ejemplo, la Peninsula Ibérica está situada en los husos 29, 30 y 31, y Canarias está situada en el huso 28. En el sistema de coordenadas geográfico las longitudes se representan tradicionalmente con valores que van desde los -180º hasta casi 180º (intervalo -180º → 0º → 180º); el valor de longitud 180º se corresponde con el valor -180º, pues ambos son el mismo

 
Bandas UTM

Se divide la Tierra en 20 bandas de Grados de Latitud, que se denominan con letras desde la C hasta la X excluyendo las letras "I" y "O", por su parecido con los números uno (1) y cero (0), respectivamente. Puesto que es un sistema norteamericano (estadounidense), tampoco se utiliza la letra "Ñ". La zona C coincide con el intervalo de latitudes que va desde 80º Sur (o -80º latitud) hasta 72º S (o -72º latitud). Las bandas polares no están consideradas en este sistema de referencia. Para definir un punto en cualquiera de los polos, se usa el sistema de coordenadas UPS. Si una banda tiene una letra igual o mayor que la N, la banda está en el hemisferio norte, mientras que está en el sur si su letra es menor que la "N".

1 comentario:

  1. Estimado Pedro:

    Has tocado uno de mis temas favoritos, la cartografía.
    Antaño, los mapas iban referenciados según un origen de coordenadas secreto, esto tenía el fin de evitar desenmascarar al enemigo, situaciones, rutas o emplazamientos, caso de que tras una batalla, los mapas habidos en una nave o regimiento cayesen en manos enemigas.
    Así hubo ejércitos que referenciaban sus mapas con origen de coordenadas en un Monasterio, un puerto, o la ciudad de nacimiento de algún dirigente insigne. El enemigo al no saber desde dónde contar, no podría descifrar ni distancias ni rumbos aun tuviera en su poder los mapas, si se mantenía el secreto del origen de coordenadas.

    Con las UTM pasó un poco lo mismo, después de que el uso de coordenadas sexagesimales se extendiera, y con el afán de esconder al enemigo emplazamientos, se inventó un nuevo sistema de referencia, con cuadrículas nombradas alfabéticamente y estas divididas de forma decimal y contadas de abajo arriba y de derecha a izquierda. Así se definen de forma igual de precisa, zonas de lanzamiento, encuentro o rescate, se transmiten por la radio sin que el enemigo entienda el mensaje y se aumenta la probabilidad de éxito de la misión.

    Pero no todo era bueno en esto de que cada cual se inventara su tipo de referencia preferido. En aviación por ejemplo, se ha impuesto el sistema GPS (Global positioning system), como apoyo a la navegación. Y aun siendo de una exactitud maravillosa, tiene una serie de limitaciones. Para empezar, cuando el sistema fue inicialmente lanzado, había que tener mucho cuidado que no entraran los Estados Unidos en batalla, pues los sistemas balísticos de misiles y radares funcionaban ya con referencia GPS, el ejército americano introducía un pequeño error en la posición emanada de los satélites, (principalmente modificando la hora), y así se aseguraba que su propio sistema de navegación no guiaba los misiles enemigos en su contra con total exactitud. Mientras ellos sólo tenían que ointroducir el error a sus calculadores y tener el 100% de precisión. Y el error de navegación producido en la otra parte del mundo podía tener consecuencias desastrosas.
    Una vez abierto el uso público del GPS, e implementado el error inducido local para evitar el efecto comentado, todavía podemos tener ciertos errores, hay países que no han adoptado el sistema de coordenadas WGS84 (World Geodesic System), en las que se basa el GPS, con lo que al haber diferencias de posición real entre la coordenada WGS84, y la de referencia particular, (por ejemplo en Venezuela), no es seguro utilizar el GPS como medio primario de navegación para realizar apoximaciones, y las tripulaciones deben desconectarlo de los sistemas de referencia, que pasan a calcular la posición con referencias a ayudas radioeléctricas en tierra.
    De esto hablamos otro día si tenéis curiosidad. Un cordial saludo, maravillosa entrada, Octavio

    ResponderEliminar