Navegación EL DATUM Y LAS PROYECCIONES CARTOGRÁFICAS, algunas aclaraciones

[genoves]

De este artículo tiene la culpa el amigo y cofrade CAPTAIN TEACH, y unas cuantas conversaciones técnicas de bañera, y en parte la 3ª Kedada Cartagenera, y todo lo que le debo a esta taberna.
Otra de las causas es que me encanta mi trabajo, la cartografía, y que creo que los usuarios podemos tener un pequeño follón con el uso de muchos de sus términos, y con la correcta comprensión de muchos de sus conceptos. Espero que os guste, os aclare y no os confunda más.

La cartografía moderna, con sus usos en formato digital, la aparición de un sistema de posicionamiento absoluto, el GPS, y no relativo como hacíamos antes respecto a referencias externas como puntos en la costa, estima o estrellas, hace que éste sea un tema importante que todo navegante debería dominar, y veo que no todo el mundo lo tiene claro.

No me gustaría que pareciera un artículo de un doctor, y espero que me corrijáis errores, pero si que al menos sirva para poneros claros algunos conceptos.

Voy a tratar de aclarar el concepto del DATUM y separar éste de otro que es el de la PROYECCIÓN CARTOGRÁFICA, y que son conceptos absolutamente distintos, pero que no todo el mundo diferencia.

El primer tema a tratar es que TODO ES RELATIVO. Si damos una posición en coordenadas geográficas lat/long, ésta se referirá a un sistema de referencia, porque ninguno de nosotros la habremos dado midiendo desde donde estamos hasta el polo N o S o ecuador, (si tengo tiempo también matizaremos esto), o hasta el meridiano de Greenwich.
Pues no, en el peor de los casos, la daremos por una medición a estrellas (una recta de altura, una meridiana, etc.) y nos estaremos refiriendo a un almanaque, calculado respecto a un sistema geodésico, o la daremos por observaciones a la costa y su plasmación en una carta, y ésta tendrá un sistema de referencia o, lo más seguro, demos los datos lat/lon desde un GPS, y ese también está referido a un sistema propio de referencia, aunque a lo mejor ni nos hemos enterado.

Es decir, nuestra posición latitud/longitud es RELATIVA, por una parte a unos orígenes más o menos físicos (el eje de los polos de rotación y su plano perpendicular, el ecuador), y un meridiano en el que todos nos hemos puesto ya de acuerdo en que sea el que pasa por el observatorio de Greenwich cerca de Londres.

Pero por otra parte, nuestra posición es relativa a la forma y posición que le queramos dar a la tierra.

La tierra no es perfectamente esférica como sabemos, es algo achatada por los polos, pero tampoco es exactamente una elipse, no, ni ninguna otra forma traducible fácilmente a una fórmula matemática. La tierra es un GEOIDE, es decir, tiene ‘forma de tierra’. Las diferentes masas que la componen, hacen que si solo tuviera agua nivelada, y la miráramos desde el espacio midiendo con precisión, podríamos advertir que tiene depresiones o elevaciones respecto a una forma ideal de algo parecido a una forma geométrica (una esfera), pero que tampoco coincidiría con un elipsoide, o sea, una elipse que gira en torno a los polos.
La tierra es una patata parecida a esto en exagerado:

http://nacc.upc.es/tierra/node10.html#SECTION00622000000000000000
(poned en Google forma de la tierra y profundizar si os apetece)
http://www.ign.es/ign/layoutIn/activ...desiaStmagd.do
http://www.cartesia.org/data/apuntes...afia-datum.pdf

Desde muy antiguo griegos y egipcios de los de antes de sus crisis, se dieron cuenta de la forma elíptica y no esférica de la tierra, pero fueron las mediciones del s XVIII y posteriores las que fueron determinando la forma real de la tierra. Lo que pasa es que cada uno medía desde unos PUNTOS FUNDAMENTALES y lo refería a éstos, y poco a poco, los científicos geodestas se daban cuenta de que los cálculos no cuadraban según los diéramos respecto a la vertical de Paris, Londres o Moscú.
Esto supuso que cada geodesta reconocido por su país, calculara un elipsoide, que era la mejor fórmula matemática que se ajustaba a sus sistema de cálculo. Este elipsoide debía cuadrar bien en su territorio, y permitir dar precisión a su cartografía, pero es posible que no le encajara perfectamente en otra zona del mundo. A eso ha ayudado también el que cada país ha sido soberano y no se ha llevado bien con otra potencia vecina.

Por todo eso, resulta que las posiciones lat/lon se refieren siempre a un ELIPSOIDE que algún geodesta calculó, que a su vez debe estar posicionado (1) respecto a la tierra, y nuestro problema hasta ahora es que tenemos cientos de elipsoides a los que referirnos, y que dar una posición respecto a uno u otro supondrá una cierta diferencia.

Esas diferencias mal llamadas ‘errores’ las detectamos ahora, ya que tenemos en nuestras manos un sistema de posicionamiento absoluto, el GPS, de gran precisión, inferior a 5 m. en los que manejamos en el barco, y somos capaces de dar nuestra posición con un error muy pequeño. Pero antes ni nos enterábamos.

(1) Ese elipsoide además se debe posicionar en un punto fundamental o DATUM, un lugar, generalmente un observatorio astronómico, donde las verticales del elipsoide y del geoide (o sea de una plomada) coincidían. Hoy el concepto del DATUM ha integrado los dos términos, la definición geométrica o forma del elipsoide, y su punto fundamental.

Bien. Ya sabemos que nuestra posición debe ser dada en un elipsoide, y por lo tanto en purismo, cuando hablemos de una posición, la deberíamos dar indicando a que elipsoide está referida, pero casi nadie sabemos en qué elipsoide ha sido calculada, y si hemos oído hablar aunque sea difusamente del DATUM

Vamos a tratar que esto sea divertido y no un rollo.
Abrid otra ventana del navegador y abriros esta dirección de un SIG nacional el SIGNA
http://www2.ign.es/signa/, hay otros más, pero he elegido este para jugar un poco.

O si no os va bien ( el otro es un poco lento), vamos al del SIGPAC.
http://sigpac.mapa.es/fega/visor/
Si no veis nada en la pantalla, se debe activar arriba a la dcha. IMÁGENES y le dais al cuarto botón arriba a la izda. ‘Zoom a la extensión total’, ya se ve ¿no?

Aun no os he aclarado nada, y al revés, os he liado más.

Para simplificar un poco las cosas, vamos a tratar de definir el DATUM como se entiende hoy en día en nuestras cartografías y GPSs.

El DATUM es el elipsoide al que se refiere una posición de un punto. Todas las cartografías no son más que las identificaciones de posiciones de una serie de puntos que a su vez se unen esquemáticamente dando lugar a los mapas o cartas que conocemos.

(la definición es mía)

El DATUM reúne los dos conceptos, la forma del elipsoide y el punto en el que es tangencial al geoide, pero esto no es objeto de lo que estamos viendo. Quedémonos con que

SIEMPRE QUE EXPRESEMOS UNA POSICIÓN, DEBEMOS ESPECIFICAR EN QUÉ DATUM SE DA.

Aunque esto lo simplificaremos más adelante y veremos que no es del todo necesario en el mar.




Pero vuelvo a complicaros la vida, pues no os he mencionado aun qué es una PROYECCION CARTOGRÁFICA, y que no tiene nada que ver con el DATUM, y que a los que habéis estudiado (y aprendido) algo de náutica os suena.

Pero hagamos primero una práctica en la web de arriba.

Nos vamos a un sitio chulo y muy puntual en la web del SIGPAC, a golpe de zoom y mano; a mi como lo mío son los Faros y estamos próximos a Cartagena, pues nos vamos al precioso Faro de Portman.

En este enlace vamos directos a ese sitio.
http://sigpac.mapa.es/fega/visor/?&visible=ORTOFOTOS&zone=30&x=690550.233006906&y=4 161315.96126231&r=36.4690358105581&level=20



Si nos fijamos, abajo a la izda. Aparece una ventana con los siguientes datos.
Por defecto estará en DATUM WGS84, ya explicaremos qué es esto del WGS84.
(puede haber diferencias de centímetros según el movimiento del ratón)



Datum – WGS84
Latitud – 37º 34’ 45.10”
Longitud – 0º 50’ 31.44”
Huso UTM – 30
Coordenada X – 690549.75
Coordenada Y – 4161316.30
Nivel –20

Si cambiamos el Datum al ED50 y vamos al mismo punto, el Faro de Portman pondrá:
Datum – ED50
Latitud – 37º 34’ 49.54”
Longitud – 0º 50’ 27.14”
Huso UTM – 30
Coordenada X – 690660.78 m.
Coordenada Y – 4161524.17 m.
Nivel –20

Ahora ponemos el Datum ETRS89 y vamos al mismo punto, el Faro de Portman, y pondrá:
Datum – ETRS89
Latitud – 37º 34’ 45.10”
Longitud – 0º 50’ 31.45”
Huso UTM – 30
Coordenada X – 690549.75 m.
Coordenada Y – 4161316.30 m.
Nivel –20



Os recomiendo ir a cualquier otro punto de la península y analizar los resultados que os salen, alejaros mucho, a Galicia o a Cataluña, id a Canarias, aunque esta es otra historia.
Sacad conclusiones vosotros mismos y luego continuamos.

Joer, que sol hace, yo debería estar navegando, mais c’est pas posible aujordhui, desolé.

[cierraelpico]

Buenos dias bon dia

Excelente,sigue sigue!!

[truhan]

Muchas gracias Genovés, por favor sigue.

[Captain Teach]

¡¡¡Ya era hora!!!

[genoves]

Pues si Teach, habrá sido vernos de nuevo, y haberme desvelado esta noche, la mala onciencia le llaman.

Sigo un poquito.

¿Hemos reflexionado acerca del ejercicio?
Así a botepronto yo vería varias cosas:

• El Datum WGS84 se parece bastante al ETRS89 (aquí, y en general difiere poco menos del metro). Ya explicaré más adelante por qué y qué implica esto.
• El DATUM ED50 difiere en varios metros (el que aun no sepa a que nos referimos con esas coordenadas y Huso UTM, que espere a otros post) del WGS84 y del ETRS89, y si me pusiera a experimentar en más Datums diferentes, daría igualmente posiciones distintas. Si restamos, obtenemos una diferencia de unos 110 m. en X y 210 en Y, o sea, por pitágoras, unos 235 m. de desplazamiento de un DATUM al otro.

Si interpretamos esto último yo deduciría lo siguiente:

• En el mar 250 m. no son nada para dar una posición para recibir auxilio o la ubicación de un peligro flotante (en general), O sea, que dar una posición y no especificar el Datum por la radio, no tiene ningún problema. Además puede parecer de resabiados hacerlo, aunque más adelante daré unos consejos a este respecto, básicamente, como anticipo procurad que todos nuestros sistemas estén en WGS84 y tiremos ya las cartas viejas, inglesas y chinas.

• En el caso de una piedra, de una entrada a un puerto, de un nuevo balizamiento, de un tabernario que pretende darnos un aviso del estilo de este (http://foro.latabernadelpuerto.com/s...ad.php?t=25792), conviene que sí se especifique el Datum si se sabe, o si no, mejor no decir nada, pero apelo a que los navegantes cofrades desde ahora ya entiendan las implicaciones de dar una posición ‘al metro’ o a la décima de minuto de lat o lon un poco sin más.

Invito a hacer otra práctica. Yo hace unos años estuve en Croacia y utilicé el Datum de allí el Koper 10, puesto que las cartas que tenía estaban hechas en ese. Puse mis dos GPSs (un Garmin y una PDA) en ese Datum y navegué tan ricamente oiga con las cartas que llevaba (y aun llevo) en mi ordenador desde España.

Mi propuesta es que comprobéis en vuestros GPSs como está configurado el Datum, que metáis siempre el WGS84 y que no lo toquéis (de momento, hasta que os lo diga más adelante), pero antes ir viendo como cambia la posición de cualquier Waypoint que hayáis metido.

Es decir, comprobad vosotros mismos, con una libretita al lado, que cambiando en la configuración el Datum nuestra posición latitud, longitud, cambia, a veces mucho, si ponéis un australiano ya es la leche. Luego volved a poner el WGS84 y ya no toquéis más el botoncito.

Por cierto. Los Tomtom y la mayoría de los navegadores de coche no llevan posibilidad de configurar un datum diferente del WGS84, y muchos móviles, tampoco, salvo que lleves un software que te ofrezca otra cosa.

Como última conclusión, habréis visto que no cambia la cota (nivel), esa no debe cambiar con el Datum, pues si alguien lo había pensado, no tiene que ver nada con éste, pues se obtienen como cotas desde un nivel medio del mar, en España en el mareógrafo de Alicante. Pero esto no nos preocupa, que nosotros siempre debemos estar a 0.

[Bob]

Gracias Genovés, muy interesante.
¿qué significan las abreviaturas de los Datum? WGS84?

[genoves]

En España, hasta poco antes de nacer yo se empleaba el ‘Datum Madrid’ con elipsoide Struve que más de un técnico con edad habrá manejado. Ya he dicho más arriba que el Datum son dos conceptos, la definición geométrica del elipsoide, y un punto fundamental donde coinciden las verticales. En aquel entonces este era el Datum vigente en la cartografía que se realizaba. Además se empleaba el meridiano de Madrid como meridiano 0.
Fue desechado hacia los años 60, cuando se implantó el uso del Elipsoide Hayford, Datum Postdam que figura en muchos mapas, hasta que este se redenominó como EUROPEAN DATUM 50, ED50, con posteriores mejoras en el ED79.

Este Datum ha estado vigente en todas las cartografías oficiales hasta que se impuso el datum Americano, y hasta la Orden de cambio de Elipsoide Oficial en España de 2007, por la cual se impuso el ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989).

El problema viene de que se había impuesto el datum americano WGS84 con la difusión de los GPS de mano, el WGS84 (World Geodetic System 84) es un sistema sin punto fundamental y geocéntrico, está controlado por los americanos e incluso el sistema de control del mismo está bajo su autoridad y propiedad, por eso, los geodestas europeos, tuvieron que recalcular un DATUM propio, independiente de la inteligencia militar americana, pero cuyos parámetros fueran casi iguales, por lo que se adopta el ETRS89 que es el oficial de España y Europa en la actualidad. Solo se ha podido calcular un auténtico sistema geocéntrico con la aparición del posicionamiento por satélite.

Esto parece un galimatías, y de hecho lo es. Parece que está montado a mala leche, pero es que hoy en día, la mayoría de los usuarios de cartografía empiezan el mundo al revés. Mucha gente está accediendo a la cartografía y a la posición por los GPS, un sistema absoluto de posición y descubre un mundo que antes desconocía, y sobretodo, este mundo global exige que todos los países se pongan de acuerdo y para eso ha venido el ETRS89.

El cambio de datum de 2007 al ETRS89 obliga a todos los productores de cartografía y de datos topográficos a cambiar todas las ediciones de papel. La ventaja la han traido los sistemas de distribución informáticos, de manera que hoy, las IDEs (Infraestructuras de Datos Especiales), en las que se pueden contener los datos en el Datum que se quiera, y distribuirlos en el sistema que desee el usuario (dentro de un orden), como habéis podido comprobar en los ejemplos que he puesto arriba.

De momento veremos mucha cartografía en datum ED50 (puede poner Hayford) hasta que se verifique el cambio por completo, lo importante es que el usuario lo conozca.

En lo que a nosotros nos interesa, el IHM, produce sus cartas náuticas ya en WGS84, que como hemos visto casi coincide con el ETRS89, y todos los datos que da en Libros de Faros, Avisos a Navegantes, Derroteros y resto de información, será también en ese sistema, WGS84, que es el que manejan todos nuestros GPS.

[La Maga]

Se agradecen estas entradas Genoves, que nos vuelven a todos un poquito más sabios.



Una pregunta: el ¿Google earth con que Datum trabaja? Supongo que el WGS84

[Mundo Redondo]

Buena información, gracias.

Hay que conocer los aparatos si no pasan cosas curiosas

Recuerdo en una regata en que dos veleros usaban un sistema de tracking con GPS y estaban indignados porque la boya no estaba bien plantada y se movía alejándose del punto de salida y perjudicando según ellos a los veleros que habían pasado más tarde.

Se basaban en qué la posición del GPS en el momento de tomar la boya era distinta para cada uno de ellos.

Yo hice cálculos y esa diferencia se correspondía aproximadamente a la diferencia entre los Datums WGS84 y el European50

Como curiosidad y con las posiciones y tiempos de paso que daban se suponía que la boya se estaba moviendo a casi tres nudos y en dirección opuesta al viento reinante, pero eso ya es otro tema

Cuidadito también con las unidades, porqué en la misma regata alguien acabó de hundir al comité por haber estimado mal las millas recorridas y resultó que el velero protestante tenía configurado el GPS en millas terrestres

Al final, eso si, no se perdió nadie qué es de lo que se trataba


Mundo Redondo ( es qué Mundo Geoide quedaba demasiado culto)

[biker62]

Gracias por el excelente trabajo de divulgación que nos estás regalando.

Una preguntita marginal: ¿porqué los datos de SIGPAC y de SIGNA están tan atrasados de actualización? En SIGPAC el puente sobre el Ebro de Sant Jaume d'Enveja, inaugurado en 2010, no aparece. EN SIGNA aparece en construcción. Se supone que ambos sitios tienen la cartografía oficial "pata negra"...

[genoves]

Originalmente publicado por La Maga

Una pregunta: el ¿Google earth con que Datum trabaja? Supongo que el WGS84

Si, iba a ir en otro post, pero tendrá que esperar un tiempo.

GOOGLE EARTH (GE) Y GOOGLE MAPS solo ofrecen los datos en WGS84. Parece lógico que al ser una cobertura de mapas/ortos a nivel mundial, empleen un datum mundial, y lo más acertado es ofrecerlos en WGS84.

Podrían ofrecer en su software un transformador de coordenadas, pero parecen tener una política diferente.

La mayoría de los softwares que trabajan con cartografía, sean ligeros o pesados, ofrecen la posibilidad de configurar el datum. Esto es una ventaja para el usuario un poco avanzado pero produce numerosos errores entre usuarios con buena disposición pero a veces pocos conocimientos. Desde hace muchos años veo ficheros de wpts, tracks, o maps de Oziexplorer con graves problemas de georreferenciación por usar mal los datum.

GE ha decidido que todo lo que entra y sale de su soft, los kml, los kmz, o las coordenadas de entrada/salida, estén en un datum único y si acaso que sea el usuario el que lo cambie en otro soft.

Originalmente publicado por Mundo Redondo

Buena información, gracias.

Hay que conocer los aparatos si no pasan cosas curiosas

Recuerdo en una regata en que dos veleros usaban un sistema de tracking con GPS y estaban indignados porque la boya no estaba bien plantada y se movía alejándose del punto de salida y perjudicando según ellos a los veleros que habían pasado más tarde.

Se basaban en qué la posición del GPS en el momento de tomar la boya era distinta para cada uno de ellos.

Yo hice cálculos y esa diferencia se correspondía aproximadamente a la diferencia entre los Datums WGS84 y el European50

Como curiosidad y con las posiciones y tiempos de paso que daban se suponía que la boya se estaba moviendo a casi tres nudos y en dirección opuesta al viento reinante, pero eso ya es otro tema

Cuidadito también con las unidades, porqué en la misma regata alguien acabó de hundir al comité por haber estimado mal las millas recorridas y resultó que el velero protestante tenía configurado el GPS en millas terrestres

Al final, eso si, no se perdió nadie qué es de lo que se trataba


Mundo Redondo ( es qué Mundo Geoide quedaba demasiado culto)

... y feo, me gusta más tu nick.

En tu anéctota has dado en el clavo del motivo de este hilo.
Puede parecer muy técnico, pero me consta que cada vez se pueden generar más problemas, ya que existen muchas y muy variadas fuentes cartográficas hoy en día, y el manejo de los GPS a veces es muy alegre.
La cuestión es simple, pero hay que tener cuidado. Estamos en un momento de transición, en pocos años estas cosas serán anécdotas, pero hoay hay muchas fuentes en otros Datum y la transición es muy lenta. Yo me equivoco con frecuencia porque convivo con el cambio de elipsoide todos los días.

Precisamente hace dos fines de semana, en una regata nocturna, me preguntaba qué coordenadas habían dado los balizadores, suponía que serían WGS84, desconozco si esto está aclarado en las normas de regata vigentes o simplemente ni se ha planteado aun.
No lo pudimos comprobar porque se suspendió la regata por falta de viento sin llegar a la boya de barlovento.

Originalmente publicado por biker62

Gracias por el excelente trabajo de divulgación que nos estás regalando.

Una preguntita marginal: ¿porqué los datos de SIGPAC y de SIGNA están tan atrasados de actualización? En SIGPAC el puente sobre el Ebro de Sant Jaume d'Enveja, inaugurado en 2010, no aparece. EN SIGNA aparece en construcción. Se supone que ambos sitios tienen la cartografía oficial "pata negra"...

Puessssss.
Se nutren presuntamente de la misma fuente, PNOA (Plan Nacional de Ortofoto Aerea). El CNIG/IGN suministra las imagenes a todas las entidades públicas, todos los ministerios, CCAA, Ayuntamientos, etc. El por qué SIGPAC no la ha incorporado a sus fuentes no te lo sé decir, puede que se haya validado por el CNIG hace poco y no la haya incorporado el SIGPAC.

Presuntamente la última que hay vigente de cobertura nacional es el PNOA2009, aunque me consta que Cataluña ha avanzado en el PNOA2011 y el resto de CCAA no. Es posible que SIGPAC haya decidido no emplear una imagen con una discontunidad espacio-temporal. Me intentaré enterar.

[Nick]

...tengo que volver a releerlo...


Gracias!!!

[claudiepe]

imprescindible hilo

[Gambucero]

¡te odio Agustin!, me vas a hacer estudiar de nuevo.



¡Gracias cien mil!.

[fenicio53]

Excelente. He aprendido cosas que no sabía y eso me encanta. Pero me ha dejado una cierta inquietud por lo que me queda por aprender (ya sabéis Sócrates y todo eso).

[Reivah]

No conocía este interesantísimo hilo.
Gracias al autor y al reflotador.

Enviado desde mi HUAWEI RIO-L01 mediante Tapatalk

[Apagapenol]

¡¡Lo mismo digo!!

Hya que ver la de cosas interesantes que encuentra uno en los sollados de esta Taberna...

Mi agradecimiento al cofrade Genovés.
Saludos y