jueves, 11 de abril de 2013

Esferas y Esferoides


La superficie de un sistema de coordenadas geográficas se define a partir de una esfera o un esferoide. Aunque un esferoide representa la Tierra con mayor precisión, ésta es tratada a veces como una esfera para simplificar los cálculos matemáticos. Es plausible considerar la Tierra como una esfera para la creación de mapas a pequeña escala (inferior a 1:5.000.000). A dichas escalas, la diferencia existente entre una esfera y un esferoide no plantea problemas detectables en el mapa. Sin embargo, para mantener la precisión en mapas de mayor escala (1:1.000.000 o más), es necesario representar la Tierra como un esferoide. Si nos mantenemos entre ambas escalas, la decisión de utilizar una esfera o un esferoide dependerá de la finalidad del mapa y la precisión deseada en los datos.

Definición de esferoide

La esfera se forma a partir de una circunferencia, mientras que el esferoide (o elipsoide) se forma a partir de una elipse.
Ilustración de esfera y esferoide
Un esferoide o elipsoide es una esfera achatada por los polos.
La forma de una elipse queda definida por dos radios. El radio más largo se denomina semieje mayor y el más corto se denomina semieje menor.
Ilustración de semieje menor y semieje mayor de una elipse
El semieje mayor o radio ecuatorial es la mitad del eje mayor. El semieje menor o radio polar es la mitad del eje menor.
Cuando la elipse rota alrededor de su semieje menor aparece un esferoide. Los esferoides también reciben el nombre de elipsoides oblatos de revolución. El siguiente gráfico muestra los semiejes mayor y menor de un esferoide.
Ilustración de los semiejes mayor y menor de un esferoide
El semieje mayor se sitúa sobre el plano ecuatorial y el semieje menor es perpendicular al mismo.
Un esferoide queda definido por su semieje mayor (a) y su semieje menor (b), o por (a) y su aplanamiento. El aplanamiento es equivalente a la diferencia de longitud entre los dos ejes, expresada como fracción o decimal. El aplanamiento (f) se obtiene de la siguiente manera:
f = (a - b) / a
El aplanamiento es un valor pequeño, de manera que suele utilizarse el valor 1/f en su lugar. Estos son los parámetros de esferoide establecidos por el Sistema Geodésico Mundial (WGS por sus siglas en inglés) de 1984 (WGS 1984 o WGS84):
a = 6378137.0 meters
b = 6356752.31424 meters
1/f = 298.257223563
El valor del aplanamiento puede estar comprendido entre 0 y 1. Un valor de aplanamiento de 0 supone que los dos ejes son iguales, lo cual resultaría en una esfera. El valor de aplanamiento de la Tierra es de aproximadamente 0,003353. Otra cantidad que, como el aplanamiento, describe la forma de un esferoide es el cuadrado de la excentricidad (e)2. Queda representado de la siguiente forma:
Ilustración de la ecuación que relaciona la excentricidad con los semiejes menor y mayor de un esferoide

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