Sistemas de Referencia y Coordenadas en Colombia

Sistemas de Referencia

Sistema de Referencia: Es el conjunto de convenciones y conceptos teóricos adecuadamente modelados que definen, en cualquier momento, la orientación, ubicación y escala de tres ejes coordenados [x, y, z].

Tipos de Sistemas de Referencia

Sistema Geocéntrico de Referencia: Si el origen de coordenadas [x, y, z] coincide con el centro de masas terrestre.

Sistema Geodésico Local: Si el origen de coordenadas [x, y, z] está desplazado del geocentro.

Marco de Referencia: Conjunto de puntos reales cuyas coordenadas determinan un sistema de referencia.

Datum Geodésico: La orientación y ubicación del elipsoide asociado a un sistema de coordenadas [x, y, z]. Si aquel es geocéntrico, se tendrá un Datum Geodésico Geocéntrico o global; si es local, se tendrá un Datum Geodésico Local.

Sistemas Internacionales de Referencia Terrestre

ITRS: El Servicio Internacional de Rotación de la Tierra y Sistemas de Referencia.

ITRF: El Marco de Referencia Terrestre Internacional.

SIRGAS: El Sistema de Referencia Geodésico para las Américas.

• +180 estaciones geodésicas de alta precisión.
• Datum geodésico GRS80.

MAGNA: Marco Geocéntrico Nacional de Referencia (Sistema tridimensional de referencia).

MAGNA-SIRGAS: +70 estaciones GPS de cubrimiento nacional, 6 son de funcionamiento continuo, 8 son vértices SIRGAS y 16 corresponden a la Red Geodinámica (CASA). Las coordenadas de las estaciones MAGNA-SIRGAS están definidas sobre el ITRF94.

Red MAGNA-ECO: Conjunto de estaciones GPS de funcionamiento continuo.

Datum Bogotá: Antiguo datum geodésico horizontal en Colombia, adoptado en 1941, cuyo elipsoide asociado corresponde con el Internacional de 1924 y cuyo punto datum se localiza en el Observatorio Astronómico de Bogotá.

Red ARENA: Antigua red geodésica de control horizontal.

Geocol 2004: Modelo geoidal para Colombia.

Tipos de Coordenadas Manejadas en Colombia

Coordenadas Cartesianas Elipsoidales

Si el origen del sistema cartesiano coincide con el centro de masas terrestre, estas se definen como coordenadas cartesianas geocéntricas. La ventaja principal de estas es que son independientes del elipsoide y permiten la referenciación de puntos u objetos alejados de la superficie terrestre, como por ejemplo, los satélites.

Coordenadas Elipsoidales

También conocidas como geográficas o curvilíneas, corresponden con las cantidades de latitud y longitud.

Latitud (ϕ): Se define como el ángulo entre el plano ecuatorial y la normal (n) al elipsoide que pasa por el punto de interés. Es positiva hacia el norte de la línea ecuatorial y negativa hacia el sur.

Longitud (λ): Es el ángulo medido sobre el plano ecuatorial entre el meridiano de referencia (normalmente Greenwich) y el meridiano del punto de interés. Es positiva al este de Greenwich y negativa hacia el oeste.

La tercera dimensión está dada por la altura elipsoidal, la cual equivale a la distancia medida a lo largo de la normal elipsoidal que pasa por el punto de interés, entre la superficie del elipsoide y dicho punto. Esta se expresa en metros.

Coordenadas Planas

Muy utilizadas para la cartografía, normalmente para escalas pequeñas (menores que 1:10.000), se utilizan proyecciones conformes (Gauss-Krüger, Lambert, UTM, etc.), cuyo plano de proyección se hace tangente al elipsoide de referencia, mientras que para escalas grandes (1:500…1:5000), este plano se define a la altura media de la comarca a proyectar. Las primeras se utilizan para obtener cartografía de conjunto de áreas amplias, como países, departamentos o áreas metropolitanas; las últimas, para representación de zonas urbanas, siendo de importancia para el desarrollo de trabajos catastrales, topográficos y de todas aquellas disciplinas que puedan asumir la superficie terrestre plana sin mayor pérdida de la precisión requerida en el desarrollo de sus labores. En Colombia se utiliza, para el primer caso, la proyección cartográfica de Gauss-Krüger y, para el segundo, la proyección cartesiana.

Proyección Cartográfica Gauss-Krüger

Es la proyección oficial de Colombia. En esta, los meridianos y paralelos se interceptan perpendicularmente, pero no son líneas rectas, sino curvas complejas, excepto el meridiano central (de tangencia) y el paralelo de referencia. El desarrollo de la proyección se controla mediante husos, que en el caso de Colombia se extiende 1.5° al lado y lado del meridiano central.

El sistema de proyección UTM (Universal Transverse Mercator) corresponde con el de Gauss-Krüger, solo que utiliza un factor de escala equivalente a m = 0.9996 para el meridiano central y husos de 6°.

En Colombia, el origen de las coordenadas Gauss-Krüger se definió en la pilastra sur del Observatorio Astronómico de Bogotá, asignándose los valores de N = 1’000.000 m y E = 1’000.000 m. Los orígenes complementarios se han establecido a 3° y 6° de longitud este y oeste de dicho punto. Este sistema se utiliza para la elaboración de cartografía a escalas menores que 1:1’500.000, donde se proyecta la totalidad del territorio nacional. También se utiliza para cartografía a escalas entre 1:10.000 y 1:500.000, de las comarcas comprendidas en la zona de 3° correspondiente.

Proyección Cartesiana

Equivale a una representación conforme del elipsoide sobre un plano paralelo al tangente que rozaría el elipsoide en el punto origen. Se utiliza para la elaboración de planos de ciudades (cartografía de escalas mayores de 1:5000).