¿Qué es un Datum Vertical?
Cuando la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA, por sus siglas en inglés) evalúa la posibilidad de una inundación de 100 años y declara que las aguas de la inundación subirán 25 pies
¿A qué se hace referencia exactamente a 25 pies?
Necesitamos un punto de partida coherente para comparar la inundación y las elevaciones del suelo. Introduzca el dato vertical.
Los topógrafos, los geodestas y las aseguradoras utilizan el datum vertical como una superficie de elevación cero a la que se pueden referir las alturas.
Datums de marea vs Datums geodésicos verticales
Cuando habla de referencias verticales, puede dividirlas en dos:
LOS DATOS DE MAREA reflejan la interfaz entre el agua y la tierra y están definidos por la variación de la marea. Por ejemplo, un mareógrafo en el agua mide el nivel medio del mar. Los datos de marea están localizados porque la transición entre tipos de datos puede cambiar rápidamente. También depende del tiempo.
Instalación de un mareógrafo | Crédito de la imagen: NOAA
Los DATOS GEODÉSICOS son superficies de referencia de elevación cero a las que se refieren alturas sobre una gran extensión geográfica. Estos datos se utilizan para medir la altura (altitud) y la profundidad (depresión) por encima y por debajo del nivel medio del mar. Los datums verticales de uso común en América del Norte son el Datum Vertical Geodésico Nacional de 1929 (NGVD29) y el Datum Vertical de América del Norte de 1988 (NAVD88) .
Un datum geodésico (vertical) a menudo se relaciona con datums de marea. Una referencia de datum geodésico podría usar un datum de marea como punto de inicio. Si lo piensa, el sistema de altura de una comunidad debería ser consistente con un dato de marea porque ahí es donde fluirá el agua.
Tipos de alturas de referencia
Hay diferentes tipos de alturas a tener en cuenta cuando se hace referencia a un datum vertical. Estos son los 3 tipos principales de alturas, aunque existen otros tipos de alturas:
ORTOMÉTRICO representa la distancia de altura entre la superficie de la Tierra y el geoide en un punto específico. Los topógrafos generalmente se refieren a alturas ortométricas. Cuando tomas la altura en la cima de una montaña. Es una altura ortométrica medida como la distancia entre la superficie y el geoide.
GEOID coincide con el nivel medio del mar como si lo estuviera imaginando como una extensión debajo (o sobre) áreas terrestres. El geoide es una superficie equipotencial en la que la gravedad es normal y se aproxima mucho al nivel medio del mar. Esto se debe a las diferentes densidades que están presentes en la Tierra en diferentes lugares. Hay anomalías de gravedad con ondulaciones que difieren de un lugar a otro.
La tierra y las montañas nos impiden ver la superficie geoide de la Tierra. El interior de la Tierra difiere en densidad en todas partes. Esto significa que la gravedad varía en todas partes de la Tierra. Por eso medimos la gravedad o la superficie equipotencial gravitatoria. Entonces podemos inferir que así es como se asentaría el agua y modelarlo matemáticamente. El geoide luego da una superficie cero verdadera para medir elevaciones.
ELIPSOIDE DE REFERENCIA es el elipsoide de referencia es un modelo matemático de la forma de la Tierra con el eje mayor a lo largo del radio ecuatorial. Se aproxima al geoide, pero en su mayoría coincide con los cálculos de la red geodésica a los que se refieren las coordenadas de los puntos (latitud y longitud).
1. Datum vertical geodésico nacional de 1929 (NGVD29)
Los datums verticales de uso común en América del Norte son el Datum Vertical Geodésico Nacional de 1929 (NGVD29) y el Datum Vertical de América del Norte de 1988 (NAVD88).
El Datum vertical geodésico nacional de 1929 (NGVD29) (anteriormente titulado Datum del nivel medio del mar ) se derivó utilizando 26 estaciones mareográficas a largo plazo y estaciones de nivelación de primer orden restringidas al nivel medio del mar.
Estos 26 mareógrafos se instalaron en puertos a lo largo de la costa este y oeste de los Estados Unidos (ya lo largo del Golfo de México). Veintiuna estaciones estaban en los Estados Unidos y cinco en Canadá.
Durante un período de veinte años que comenzó en 1877, se midió una línea de nivel en todo Estados Unidos. A medida que la red de líneas de nivel se expandió por todo el país, esto se convirtió en la base para la referencia vertical.
NGVD29 fue el sistema utilizado por topógrafos, ingenieros y cartógrafos durante la mayor parte del siglo XX. Pero fue reemplazado por el Datum vertical norteamericano de 1988, más preciso, debido a su importancia en la gestión de llanuras aluviales.
2. Datum vertical norteamericano de 1988
Una de las principales razones del cambio a NAVD88 fue que el Servicio Geodésico Nacional (NGS) descubrió que el mar en realidad no estaba nivelado en absoluto. Hubo variaciones locales causadas por el viento, las corrientes y la topografía del lecho marino.
Los números no encajaban porque el nivel medio del mar era más alto en un lugar que en otros lugares. Eventualmente, la tecnología satelital descubrió que estas distorsiones eran causadas por la gravedad.
El Datum vertical norteamericano de 1988 (NAVD 88) se basa en un ajuste de las observaciones de nivelación de todo el país. Se utilizó una técnica topográfica de alta precisión llamada nivelación geodésica para medir las diferencias de altura en todo el país.
El dato vertical de 1988 se basó en más de 600.000 kilómetros de nivelación de control. También utilizó tecnología satelital para mejorar los datos verticales anteriores.
Las herramientas para la medición precisa de la elevación también se han mantenido bastante consistentes a lo largo de los años con el uso de varillas de nivel y un instrumento de observación para medir las diferencias de altura entre dos puntos. Hoy en día, un láser puede reemplazar el uso de un telescopio, pero el enfoque sigue siendo el mismo.
Eventualmente, satélites como GRACE y GOCE emparejados con tecnología GPS descubrieron que estas distorsiones estaban siendo causadas por la gravedad. Estos sistemas de satélites dan cuenta de las diferencias en las fuerzas gravitatorias en diferentes áreas.
Mapeo de llanuras aluviales con el datum vertical
¿Qué probabilidad hay de que se inunde su casa? De esto son responsables organizaciones como la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA).
Si decimos que las aguas de la inundación subirán 25 pies, ¿a qué se refiere exactamente 25 pies? Necesitamos un punto de partida coherente para comparar la inundación y las elevaciones del terreno. Esta es la razón por la que son tan importantes los datums verticales consistentes y el nivel medio del mar. La gestión eficaz de las llanuras aluviales depende de una topografía precisa.
Durante la construcción nueva, FEMA mide las elevaciones de estructuras propuestas. Comparan las elevaciones de inundación base para garantizar que la nueva construcción esté razonablemente a salvo de inundaciones.
NGVD29 frente a NAVD88
Lo importante es que todos los puntos topográficos deben utilizar el mismo datum vertical durante todo el levantamiento. Las diferencias en los datos verticales pueden variar desde tres pies o más en las montañas Rocosas, donde las fuerzas gravitatorias son altas, hasta un par de pulgadas en otras áreas.
NAVD88 corrige muchos de los problemas con NGVD29. El datum vertical de 1988 se basó en más de 600.000 kilómetros de nivelación de control realizada desde 1929 y refleja movimientos geológicos de la corteza o hundimientos que pueden haber cambiado la elevación del punto de referencia.
Si tuviera que realizar levantamientos para el mapeo de llanuras aluviales, hasta hace poco, la mayoría de los mapas de seguros contra inundaciones usaban NGVD29. Sin embargo, FEMA ha hecho el cambio a NAVD88.
Transformación de datum vertical
Lo importante es que al realizar un levantamiento, todas las mediciones deben usar el mismo datum vertical durante todo el levantamiento. Las diferencias entre NAVD29 y NAVD88 pueden variar desde tres pies o más en las Montañas Rocosas, donde las fuerzas gravitatorias son altas, hasta un par de pulgadas en otras áreas.
Datos cortesía del modelo de gravedad GRACE de la NASA Anomalías de gravedad en áreas montañosas
Una transformación de coordenadas verticales no es una simple fórmula plug-in-play. Estas transformaciones requieren software para transformarse en diferentes datums verticales. El NAVD88 es una corrección de miles de puntos de control de referencia de elevación.
VDatum es una herramienta gratuita de NOAA para transformar datos entre una variedad de datums verticales de marea, ortométricos y elipsoidales. Los usuarios pueden convertir sus datos de diferentes referencias horizontales/verticales en un nivel de referencia común y deseado.
Conclusión
Un sistema de coordenadas horizontales nos da la latitud y la longitud. Un datum vertical es otro componente de su típico sistema de coordenadas horizontales.
La mayoría de los datums verticales en América del Norte utilizan el nivel del mar como plano de referencia básico a partir del cual medimos los cambios de elevación. Con el nivel medio del mar (MSL) como punto de referencia de cero, es posible medir la altura o la topografía con precisión. También podemos comenzar a comprender si los niveles de los océanos aumentan o disminuyen con el tiempo.
Estamos en un planeta tridimensional que tiene altibajos además de lado a lado en un sistema de coordenadas horizontales en la superficie.
Para manejar los altibajos, tenemos el dato vertical que brinda un lugar para establecer las mediciones cero con el nivel medio del mar como base para nuestros altibajos. Esto se llama el geoide.
Referencias
Geoide de la misión Grace de la NASA Imagen cortesía de NASA/JPL
¿Qué es una elevación de referencia?
Un datum vertical es una superficie de elevación cero a la que se refieren las alturas de varios puntos. Tradicionalmente, los datum verticales han utilizado métodos topográficos clásicos para medir las diferencias de altura (es decir, la nivelación geodésica) para adaptarse mejor a la superficie de la tierra.
que significa dato
Un dato es un plano, una línea recta o un punto que se utiliza como referencia al procesar un material o medir las dimensiones de un objetivo.
Es el dato A nivel del mar
El término 'Ordnance Datum' se refiere a la altura del nivel medio del mar, tomada desde un punto de referencia en Newlyn en Cornualles. Esta es la base del sistema de altura nacional de Gran Bretaña. El Newlyn Ordnance Datum fue precedido por una nivelación de Liverpool, iniciada en 1840 utilizando una marca de banco en la iglesia de St John.
¿Qué es un datum en topografía?
Un datum es un modelo de la tierra que se utiliza en la cartografía. El dato consiste en una serie de números que definen la forma y el tamaño del elipsoide y su orientación en el espacio. Se elige un dato para dar el mejor ajuste posible a la forma real de la Tierra.