¿Cómo obtenemos los datos geográficos? (I)

La cartografía que gastamos en los SIG podemos obtenerla de múltiples formas diferentes. Sin embargo, estas formas de obtención de cartografía se pueden dividir en dos tipos. Por un lado tenemos las fuentes primarias, y por otro lado tenemos las fuentes secundarias.

Fuentes primarias

Los datos primarios se caracterizan por ser datos no procesados ni transformados. Estos datos podemos obtenerlos bien nosotros mismos a través de diferentes herramientas o bien podemos obtenerlos de otras agencias ya sean públicas o privadas, en este grupo es donde entrarían en juego las fotos aéreas, las imágenes satélite o los sondeos geofísicos.

En lo que respecta a los datos recogidos por el propio arqueólogo éstos pueden obtenerse a través de GPS o de estación total. Pero veamos un poco más en detalle como funcionan dichos instrumentos.

Estación total:

Este aparato puede registrar ángulos horizontales, verticales hasta distancias lineales, desde el equipo de toma de datos hasta el lugar del objetivo. Estos datos luego los transforma en Northing, Easting y en elevaciones, mediante una fórmula trigonométrica. Luego, estos datos transformados se pueden traducir en coordenadas geográficas, ya sea mediante la toma de puntos con coordenadas conocidas, o bien sea mediante la conexión a una rejilla nacional. Todas estas coordenadas se almacenan dentro de un archivo cuya estructura es como la siguiente. Todo archivo ha de tener un jonmbre o código para el punto tomado, una abcisa (x), una ordenada (y) y una elevación (z).

Trabajos de topografía en excavación arqueológica.

GPS:

El GPS se trata de un sistema de navegación por satélite que envía posiciones precisas. El modo de funcionamiento es el siguiente, el receptor GPS contacta con lo satélites que están en el espacio, siendo que a partir del establecimiento de contacto con tres satélites podemos precisar con mucho rigor nuestro lugar en la tierra. El principio de triangulación es el mismo que usamos los arqueólogos cuando dibujamos en campo la planimetría mediante la triangulación. Así pues los puntos bases actuarían como satélites y el punto a tomar sería el receptor GPS.

Esto es lo que sucede en la teoría, pero en la práctica si queremos precisar bien nuestra posición debemos establecer contacto con cuatro o más satélites, llegando en algunos modelos comerciales hacer conexión con hasta 14 satélites. Por si esto no fuera suficiente, los satélites europeos y norteamericanos poseen mecanismos correctores que precisan aún más la posición, (EGNOS para la UE y WAAS para los EEUU).

En cuanto a la tipología de los receptores GPS podemos encontrarnos con dos tipos:

• Receptor pequeño. Este tipo de receptor logra una precisión de ±10-20 m de forma habitual, sin embargo aplicándole el sistema de corrección pertinente (WAAS/EGNOS) esta precisión puede llegar a los ±3 m.

Modelo de GPS manual.

• GPS diferencial: Este tipo de de receptor tiene una mayor precisión que el anterior, pudiendo llegar a una precisión centimétrica de hasta ±3 cm. Este tipo de GPS consta de una unidad móvil y de una estación base, que es la parte que toma las coordenadas de referencia para la unidad móvil. Por otro lado esta estación base puede aplicarle un factor de corrección llamado RTK.

Las coordenadas de este tipo de GPS se almacenan en la parte móvil, ya que será con ella con la que vayamos tomando puntos o estemos recogiendo la información del recorrido que estemos haciendo.

Funcionamieto GPS diferencial.

Sin embargo, aún a pesar de las bondades del sistema GPS, no es del todo perfecto, ya que al basarse en el envío de señales al espacio, las interferencias pueden a llegar a distorsionar enormemente los datos recogidos. Por ello el uso del GPS en núcleos urbanos o lugares de vegetación alta y tupida no se recomienda, siendo más efectivo el uso de estaciones totales.

Percepción Remota:

La Percepción Remota (Remote Sensing) o Teledetección puede definirse como la ciencia y arte de obtener información de un objeto analizando los datos adquiridos mediante algún dispositivo que no está en contacto físico con dicho objeto a través de sus respuestas electromagnéticas.

Esta ciencia y arte produce una serie de imágenes que pueden ser de dos tipos, por un lado fotográficas que se pueden diferenciar entre verticales y oblicuas, siendo las primeras más precisas ya que el eje de la cámara se halla en posición vertical y por tanto tienen menos distorsión; luego por otro lado tenemos las digitales, siendo que en estas últimas se pueden dividir en pancromáticas y multiespectrales.

Foto aérea oblicua del castro de Borrenes

Foto aérea vertical del castro de Borrenes

 Imagen satélite multiespectral

Imagen satélite pancromática

La forma de obtener estas imágenes se realiza a través de sensores digitales los cuales se dividen en:

• Activos, que básicamente lo que hacen es enviar una señal al objetivo para luego recoger la respuesta.
• Pasivos, lo que hacen es recoger las señales que envía la Tierra.

A través de esta toma de datos lo que se hace luego es analizarlos para obtener patrones de comportamiento que el ojo humano en la mayoría de ocasiones no es capaz de percibir.

Para la arqueología, los sistemas pasivos que han servido son en primer lugar los radiómetros térmicos aerotransportados. Estos lo que hacen es medir la radiación emitida en una zona del espectro electromagnético del tipo térmico-infrarroja (3-4 µm). Siendo muy útil para elementos que se hallan bajo la superficie, puesto que su comportamiento térmico difiere de los elementos en superficie. No obstante, este no es el único método también tenemos el radar de tipo sonda, los metros de resistividad y los magnetómetros.

Con los satélites y de las aeronaves se pueden llegar a crear MDE, los cuales tienen ventajas sobre los tradicionales por la precisión que pueden llegar a tener, ya que los tradicionales se realizaban manualmente a través de la digitalización de las curvas de nivel.

Estas herramientas se han demostrados muy útiles ya que mediante la combinación de fotografías aéreas e imágenes satélite han servido para cartografiar e identificar fenómenos culturales tales como murallas hasta asentamientos. No obstante el uso más común de este tipo de este tipo de datos es el de la visualización del paisaje, ya que son una herramienta de referencia visual que permite establecer relaciones entre datos arqueológicos y rasgos del paisaje.

Convertir un track de GPS a formato shp.

El objetivo de este post es poder convertir los tracks de nuestros GPS en formatos que pueda reconocer un SIG de escritorio como gvSIG o Kosmo. En primer lugar decir que todo el software que vamos a usar en este anexo es libre, por tanto no vamos a necesitar pagar ninguna licencia privativa.

En primer lugar descargamos el software GPSBabel, una vez lo tengamos instalado en nuestro sistema accedemos a él.

En la opción superior debemos decirle al programa el fichero que queremos cargar, que será el de nuestro aparato de GPS, elegimos el tipo de fichero de acuerdo con la marca de nuestro aparato en la opción Format.

En las opciones de abajo ponemos la ruta y el nombre del fichero que queremos en que se convierta nuestro track. Aquí podemos decirle que nos convierta nuestro track a diferentes formatos, los más interesantes para nosotros son los formatos Ozi explorer (*.plt) y los GPX (*.gpx). Para nuestra práctica elegiremos el formato gpx. Apretamos el botón Apply y nos dirá que la conversión ha sido exitosa.

A continuiación debemos descargar e instalar el software Qgis, este programa es un SIG de escritorio del mismo tipo que gvSIG, sin embargo tiene un complemento para cargar ficheros GPX (que es un formato de intercambio entre GPS). Así pues procederemos a cargar un fichero GPX en QGIS.

En primer lugar debemos apretar el botón de herramientas GPS nos aparecerá un cuadro de diálogo como el siguiente:

El cual le diremos la ruta del archivo en cuestión apretando el botón Explorar, una vez ya lo tengamos apretamos el botón Aceptar. De esta manera ya tenemos nuestro track cargado en el SIG.Ahora para convetir nuestro track a un fichero .shp, que lo pueda reconocer cualquier otro software SIG como el gvSIG iremos al menú superior Capa, y buscaremos la opción Guardar como... (recordad que debemos tener seleccionada la capa en el TOC).

Nos aparecerá un cuadro de diálogo de exportar como el siguiente:

En el que debemos de darle la ruta de exportación de nuestro nuevo fichero shp. En el apartado SRC debemos apretar la opción Explorar y en el apartado Buscar introducimos el código EPGS 23030 o 25830 en el caso de España. Una vez seleccionado aceptamos y volvemos al cuadro de dialogo anterior, en el cual volvemos a aceptar.

Para comprobar que todo ha salido correctamente cargamos el fichero shape recién creado en Qgis, y debemos de comprobar que las coordenadas en las que se halla nuestro track son las correctas. De no ser así es posible que hayamos cometido algún fallo en el SRC. Una segunda comprobación se puede hacer desde otro software, por ejemplo gvSIG, si en este software tenemos el mismo fallo es que tenemos problemas con el archivo. Si todo estuviera correcto ya tendríamos nuestro track listo para ser incluido en nuestros mapas.