NTIG_CR01_01.2016: Sistema de Referencia de Costa Rica
10 de octubre de 2016
Instituto Geográfico Nacional
Definiciones
• Sistema de referencia: es el conjunto de convenciones,
valores, fórmulas y conceptos que definen el marco a partir del
cual se pueden determinar valores de posición.
Sistema y Marco
Sistema
Elipsoide de Clark1866 (vinculado al Datum de Ocotepeque)
Marco
Red Geodésica Clásica
OCEANO PACIFICO
MAR CARIBE
PANAMA
NICARAGUA
N
Sistema y Marco
Sistema
Decreto 33797 MJ-MOPT que establece el CR05
y su actualización al CR-SIRGAS.
Marco
Red Geodésica Nacional
Red de estaciones GNSS
Marco Local vs Marco Global
Elipsoide de Clark1866 (vinculado al Datum de Ocotepeque)
CR05 materializa el WGS84 y está vinculado al ITRF.
Parámetros para la transformación de
Molodensky
Parámetro Valor
X 213.11
Y 9.37
Z -74.95
a -69.4 m
f -3.72646393410371-5
Estos valores se deben utilizar para transformar coordenadas del elipsoide Clark 1866 al elipsoide WGS-84, las traslaciones y sus desviaciones estándar están en metros. En caso de que se desee hacer la transformación inversa, se debe cambiar el signo a los parámetros citados en el cuadro anterior.
Parámetros transformación Helmert (Badekas-Molodensky)
Parámetro Nomenclatura X sx
Traslación en X X -213.116 ±0.428
Traslación en Y Y -9.358 ±0.428
Traslación en Z Z 74.946 ±0.428
Factor de Escala s 5.22E-06 ±3.4E-06
Rotación en el eje X Rx -1.14E-05 ±7.8E-06
Rotación en el eje Y Ry 2.98E-07 ±3.4E-06
Rotación en el eje Z Rz -3.10E-05 ±5.4E-06
Los parámetros están con los signos para pasar del sistema WGS84 al Clark1866-Ocotepeque, las traslaciones y sus desviaciones estándar están en metros, el factor de escala y su desviación estándar esta en partes por millón y las rotaciones sus desviaciones estándar en radianes.
Además de lo anterior esta transformación requiere las coordenadas del baricentro por ende algunas publicaciones se refieren a ella como “Transformación de 10 Parámetros”
Parámetros transformación Helmert (Badekas-Molodensky)
X0 = 617749.7118 m
Y0 = -6250547.733 m
Z0 = 1102063.609 m
0 0
0
00
0
1
(1 ) 1
1
B Z Y A
B Z X A
B Y X A
X X X R R X X
Y Y Y s R R Y Y
Z Z R R Z ZZ
Parámetros transformación Helmert
(Bursa-Wolf)
Parámetro Nomenclatura X
Traslación en X X 6.597
Traslación en Y Y -29.972
Traslación en Z Z 12.739
Factor de Escala s 5.021E-06
Rotación en el eje X Rx -1.14E-05
Rotación en el eje Y Ry 2.98E-07
Rotación en el eje Z Rz -3.10E-05
Los parámetros están con los signos para pasar del sistema WGS84 al Clark1866-Ocotepeque, las traslaciones y sus desviaciones estándar están en metros, el factor de escala y su desviación estándar esta en partes por millón y las rotaciones sus desviaciones estándar en radianes.
1
(1 ) 1
1
B Z Y A
B Z X A
B Y X A
X X R R X
Y Y s R R Y
Z Z R R Z
WGS84
Clark1866
Ocotepeque
NTIG_CR01_01.2016: Sistema de Referencia de
Costa Rica
Código: Es el nombre del Código EPSG de la proyección de referencia según European Petroleum Survey Group (EPSG). Para el caso de nuestro país, se utilizará la siguiente numeración, según la proyección empleada:
Lambert Norte, EPSG: 5456
Lambert Sur, EPSG: 5457
CRTM05, EPSG: 5367
WGS84, EPSG: 4326
Figura: Dörries, Roldan 2004
NTIG_CR01_01.2016: Sistema de Referencia de
Costa Rica
• Datum: Se refiere a la materialización del elipsoide de referencia en un territorio para tener acceso a coordenadas, latitud (Φ), longitud (λ) y altura (h). En el caso de Costa Rica el CR05 derivado de la red medida en el 2005 que materializa el elipsoide WGS84 respecto al ITRF2000 en la época 2005,83.
• Elipsoide de referencia: Es un elipsoide que se utiliza como superficie matemática de referencia posicional en cálculos geodésicos, por ejemplo WGS84.
• ITRF: Es un conjunto de puntos con sus coordenadas cartesianas en 3 dimensiones distribuidos en todo el mundo y que sirven como un sistema de referencia ideal, según lo definido por la Resolución N º 2 UIGG adoptada en Viena, 1991.
4.4 Metadatos sistema de referencia
NTIG_CR01_01.2016: Sistema de Referencia de
Costa Rica
• Época: Se refiere a la época en la cual se realiza una medición que tiene vínculo directo con la realización más actual del ITRF y que es necesario incorporar a efectos de considerar la variación de su posición en el tiempo por variaciones presentadas en la tectónica de placas. Por ejemplo la época para el dato CR05 equivale a 2005,83, que corresponde al 29 de octubre del año 2005, ésta se calcula de la siguiente manera:
• Se suma la cantidad de días acumulados de cada mes del año 2005 hasta setiembre, más los 29 días del mes de octubre, esto corresponde a 302 días, los cuales se dividen por el total de días del año, o sea 365 y el resultado redondeado es 0,83.
4.4 Metadatos sistema de referencia
http://www.sonel.org/-Horizontal-land-movements-.html
NTIG_CR01_01.2016: Sistema de Referencia de
Costa Rica Orden de exactitud
Error Tolerable
Aplicaciones
*S/C << 1 cm. Estudios de deformación local, geodinámicos, tectónicos, vulcanológicos, estaciones de medición continua, etc.
1 < 2 cm. < 3 cm. Red Geodésica de Primer Orden
2 < 5 cm. Red Geodésica de Segundo Orden, apoyo para sensores de teledetección aerotransportados según requerimiento.
3 < 10 cm.
Densificación nacional vértices para apoyo topográfico, trabajos de ingeniería de alta precisión, puntos de control fotogramétrico para vuelos cuya escala sea de hasta 1:5 000. Amojonamiento de fronteras internacionales, fronteras nacionales en zonas de alta plusvalía. Apoyo para sensores de teledetección aerotransportados según requerimiento. Determinación de posiciones derivadas de mapas de escala 1:500 en el 90% de los casos.
4 < 20 cm.
Densificación para proyectos catastrales, carreteras, puntos de control fotogramétrico para vuelos de escala 1:5 000 a 1:15 000. Trabajos de Zona Marítimo Terrestre. Puntos de control en aeropuertos y aeródromos. Apoyo para sensores de teledetección aerotransportados según requerimiento. Levantamientos topográficos en zonas boscosas y de alta plusvalía. Determinación de posiciones derivadas de mapas de escala 1:1 000 en el 90% de los casos.
S/C < 50 cm. Apoyo fotogramétrico para vuelos de escala 1:15 000 a 1:20 000. Apoyo para rectificación de imágenes satelitales que requieran esta exactitud. Determinación de posiciones derivadas de mapas de escala 1:2 500 en el 90% de los casos.
S/C < 1 m. Apoyo fotogramétrico para vuelos de escala 1:20 000 a 1:50 000. Apoyo para rectificación de imágenes satelitales que requieran esta exactitud. Linderos de Parques Nacionales, Reservas, etc. Determinación de posiciones derivadas de mapas de escala 1:5 000 en el 90% de los casos.
S/C < 2 m. Apoyo fotogramétrico para vuelos de escala 1:50 000 a 1:75 000. Apoyo para rectificación de imágenes satelitales que requieran esta exactitud. Determinación de posiciones derivadas de mapas de escala 1:10 000 en el 90% de los casos.
S/C < 5 m. Levantamientos topográficos en zonas boscosas, cañones de ríos y zonas de baja plusvalía. Apoyo para rectificación de imágenes satelitales que requieran esta exactitud. Determinación de posiciones derivadas de mapas de escala 1:25 000 en el 90% de los casos.
5.2.1 Exactitud planimetría
NTIG_CR01_01.2016: Sistema de Referencia de
Costa Rica
• Fecha: Se refiere a la época en que se genera el elemento. Esta aplica para datos con escalas mayores a 1:1000, por ejemplo escalas utilizadas en levantamientos topográficos y procesos que resultan de observaciones de los Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS).
• Tipo de fecha: Para el caso específico de Costa Rica es la fecha de creación o levantamiento en sitio del elemento, por lo se debe de seleccionar ésta opción de la lista controlada presente en la plantilla de metadatos geográficos.
7 Componentes del Catálogo de Objetos Geográficos para Datos Fundamentales de Costa Rica (NTIG_CR02_01.2016) referidos al Marco de Referencia Geodésico
4.4 Metadatos sistema de referencia
Validación de vértices geodésicos
En el caso de vértices geodésicos de referencia horizontal y altura elipsoidal se establece un orden respectivo a su jerarquía.
Los vértices de primer orden corresponden con la red CR05 donde la exactitud en las coordenadas obtenida está entre 3 mm y 19 mm y los semiejes de las elipses absolutas de confianza al 95% de probabilidad no superan los 3 cm. Conforme lo anterior se estableció una densificación al segundo orden con una distribución homogénea y con exactitudes en las coordenadas al 95% de probabilidad entre 3 mm y 39 mm.
Un requerimiento de la red es precisamente su cálculo y ajuste como red, es decir, donde se incorporan todas las observaciones. No obstante la densificación puede establecerse en un sector particular donde el requisito indispensable es enlazarse a tres vértices de la red geodésica nacional.
4.4 Metadatos sistema de referencia
Anexo NTIG_CR01_01.2016
Muchas Gracias
Presentó: Lic. Álvaro Álvarez Calderón
Ingeniero Topógrafo y Geodesta
Jefe Dpto. Geodinámica
Referencias
• Dörries Brune, E. Roldán Rodríguez J. (2004) El datum de Ocotepeque y el Datum Satelitario WGS84, Revista Uniciencia N°21, Universidad Nacional. Heredia, Costa Rica.
• IGN-RN (2016) NTIG_CR01_01.2016: Sistema de Referencia de Costa Rica. IGN-RN, San José, Costa Rica.
• Seeber Günter (2003) Satellite Geodesy, 2nd Edition, Walter de Gruyter GmbH & Co. Hanover, Alemania.
• Sonel (2016) http://www.sonel.org/-Horizontal-land-movements-.html consultada en 20 de julio de 2016.