La Tierra se abomba en el Ecuador
Decíamos que la Tierra es una esfera… Pero no es precisamente una esfera perfecta.
Es un esferoide oblato que se abomba en el ecuador y está algo aplastado en los polos.
De hecho, se abomba unos 14 kilómetros más en el ecuador en comparación con los polos.
Debido al campo de la geodesia, la forma de nuestro planeta se ha hecho muy conocida. Profundicemos un poco más en esto.
¿Qué es un elipsoide en SIG?
Los geodestas han adoptado un modelo de elipsoide para determinar las coordenadas de latitud y longitud.
El eje mayor de una elipse es el radio ecuatorial. El eje menor va desde los polos hasta el centro.
Los elipsoides de referencia se utilizan principalmente como superficie para especificar coordenadas de puntos como latitudes (norte/sur), longitudes (este/oeste) y elevaciones (altura).
El elipsoide de referencia más común en cartografía y topografía es el Sistema Geodésico Mundial (WGS84). El elipsoide Clarke de 1866 y fue recalculado para el North American Datum de 1927 (NAD27).
Al comparar el NAD27 y el NAD84, las coordenadas de latitud y longitud pueden estar desplazadas en el grado de decenas de metros (con las mismas coordenadas de latitud y longitud).
¿Cómo se relacionan los datos horizontales con los elipsoides?
Los puntos de referencia horizontales nos permiten medir distancias y direcciones en la superficie de la tierra. La mayoría de los datums horizontales definen una línea cero en el ecuador a partir de la cual medimos el norte y el sur (latitudes).
También hay una línea cero en el meridiano de Greenwich a partir de la cual medimos el este y el oeste (longitudes).
En conjunto, estas líneas proporcionan una referencia para la latitud y la longitud expresadas en grados decimales. Estas posiciones de latitud y longitud (Sistemas de Coordenadas Geográficas) se basan en superficies esferoides o elipsoides que se aproximan a la superficie de la tierra – un datum.
Todas las coordenadas están referenciadas a un datum como las de la imagen de abajo:
Un datum describe la forma de la Tierra en términos matemáticos. Un datum define el radio, el achatamiento inverso, el semieje mayor y el semieje menor de un elipsoide.
Este es el dato WGS84:
- Eje semi-mayor: 6.378.137,0 m
- Eje semi-minor: 6.356.752,3142 m
- Aplanamiento inverso: 298.257223563
| Nombre | Año | Eje semimayor (radio del ecuador) | Eje semimayor (radio polar) | Estado de la Tierra.Eje Menor (Radio Polar) | Usuarios | Clarke | 1866 | 6,378,206.4 m | 6,356,583.8 m | América del Norte | Elipsoide Internacional (Hayford) | 1924 | 6,378,388.0 m | 6,356,911.9 m | La mayor parte del mundo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| WGS72 | 1972 | 6.378.135,0 m | 6.356.750.5 m | NASA | ||||
| GRS80 | 1980 | 6.378.137,0 m | 6.356.752,3 m | Mundial | WGS84 | 6.378.137.0 m | 6.356.752.3 m | Actualidad mundial |
La Tierra se aplana debido a las fuerzas de rotación
Sir Isaac Newton propuso que la Tierra se aplana en los polos debido a las fuerzas de rotación. Cuando la Tierra gira sobre su eje, la fuerza centrífuga hace que la Tierra se abulte en el ecuador. Por ello, la Tierra se modela mejor como un elipsoide, que es una esfera ligeramente achatada en los polos.
En los siglos XIX y XX, se adoptaron diferentes elipsoides en diversas partes del mundo. Se realizaban levantamientos en diferentes continentes. Cada levantamiento producía diferentes parámetros elipsoidales.
Por ejemplo, los levantamientos en Australia produjeron un «mejor» elipsoide. El «mejor» elipsoide de Europa era diferente al de Sudamérica y Asia. No había un elipsoide global unificado. Cada estudio continental estaba aislado con sus propios parámetros de elipsoide. No había una forma clara de combinar las mediciones de estos estudios globales. Había una escasez de puntos de medición en áreas específicas y una falta de recursos computacionales que impedían un elipsoide global.
Ajuste del elipsoide con el geoide
Un sistema de coordenadas horizontales nos da nuestra latitud y longitud. Por otro lado, un dato vertical es otro componente de su típico sistema de coordenadas horizontales.
Estamos en un planeta tridimensional que tiene subidas y bajadas además del lado a lado en un sistema de coordenadas horizontales en la superficie. Para manejar las subidas y bajadas, tenemos el punto de referencia vertical que da un lugar para poner las mediciones a cero. El nivel medio del mar se entiende a menudo como la base de nuestras subidas y bajadas. Esto se llama el geoide.
Los datos verticales son irregulares. Esto se debe a las distintas densidades de la Tierra en diferentes lugares. Hay anomalías gravitatorias como que las zonas montañosas tienen más masa.
Esto significa que el nivel medio del mar no es tan suave como todo el mundo cree. Los geoides no son constantes y difieren de un lugar a otro. Los geoides tienen ondulaciones a medida que uno se desplaza por la Tierra. La Tierra no es tan redonda como nos gusta hacer creer. Tiene bultos u ondulaciones a medida que se desplaza en forma de geoide. Los geoides devuelven los bultos a nuestro bonito y suave sistema de coordenadas horizontales.
La altura del elipsoide es la versión más básica del arriba-abajo. El elipsoide utiliza el tamaño y la forma del datum horizontal como el WGS84. Proporciona una superficie lisa sin protuberancias ni irregularidades. El geoide lo describe matemáticamente. Por lo tanto, ajustamos diferentes elipsoides para aproximarnos a él como el WGS84.
La variable precisión histórica del elipsoide
La Tierra sobresale más en el ecuador que en los polos en unos 70,000 pies.
Y desde principios del siglo XIX, las dimensiones del elipsoide se han calculado al menos 20 veces diferentes con una precisión considerablemente distinta.
Los primeros intentos de medir el elipsoide utilizaban pequeñas cantidades de datos y no representaban la verdadera forma de la Tierra. En 1880, se adoptó el elipsoide de Clarke como base para sus cálculos de triangulación.
El primer dato geodésico adoptado para los Estados Unidos se basó en el elipsoide de Clarke con su punto de partida en Kansas conocido como Meade’s Ranch.
…y ahora tenemos datums geocéntricos como el WGS84 y el NAD83 con sus ejes mayor y menor.
Norte Magnético vs Polo Norte Geográfico (Verdadero)
