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Preguntas frecuentes: ¿Qué significan los términos geoide, elipsoide, esferoide y datum y cómo se relacionan?

Pregunta

Preguntas frecuentes: ¿Qué significan los términos geoide, elipsoide, esferoide y datum y cómo se relacionan?

Respuesta

El geoide se define como la superficie del campo de gravedad de la Tierra, que es aproximadamente el nivel medio del mar. Es perpendicular a la dirección de la atracción gravitatoria. Dado que la masa de la Tierra no es uniforme en todos los puntos, la magnitud de la de gravedad cambia y la forma del geoide es irregular.

Haga clic en el vínculo siguiente para acceder a un sitio web mantenido por la NOAA, National Oceanographic & Atmospheric Administration (Administración Nacional Oceánica y Atmosférica). Este sitio web tiene vínculos a imágenes que muestran interpretaciones del geoide bajo América del Norte.

Índice de geoides de la NOAA

Para simplificar el modelo, se han ideado varios esferoides o elipsoides. Estos términos se utilizan de forma intercambiable. En el resto de este artículo, se utilizará el término “esferoide”.

Un esferoide es una forma de tres dimensiones creada a partir de una elipse de dos dimensiones. La elipse es un óvalo, con un eje mayor (el eje más largo) y un eje menor (el eje más corto). Si se hace girar la elipse alrededor de sus ejes, la forma de la figura girada es el esferoide.
 

Nota:
El semieje mayor tiene la mitad de la longitud del eje mayor. El semieje menor tiene la mitad de la longitud del eje menor.

En el caso de la Tierra, el semieje mayor es el radio desde el centro de la Tierra hasta el ecuador, mientras que el semieje menor es el radio desde el centro de la Tierra hasta el polo. Un esferoide determinado se distingue de otro por las longitudes de los semiejes mayor y menor. Por ejemplo, compare el esferoide Clarke 1866 con los esferoides GRS 1980 y WGS 1984, sobre la base de las siguientes mediciones (en metros).
 
Clarke_1866  6378206.4  6356583.8 

GRS_1980     6378137    6356752.31414 

WGS_1984     6378137    6356752.31424518 

Se puede seleccionar un esferoide determinado para su uso en un área geográfica concreta, porque ese esferoide concreto funciona excepcionalmente bien imitando el geoide para esa parte del mundo. En el caso de América del Norte, el esferoide preferido es GRS 1980, en el que se basa el Datum de Norteamérica de 1983 (NAD83).

Un datum se genera encima del esferoide seleccionado y puede incorporar variaciones locales en la elevación. Con el esferoide, la rotación de la elipse crea una superficie totalmente lisa de todo el mundo. Como así no se refleja adecuadamente la realidad, un datum local permite incorporar variaciones locales en la elevación.

El datum y el esferoide subyacentes a los que están conectadas las coordenadas para un dataset pueden cambiar los valores de las coordenadas. A continuación se muestra un ejemplo donde se utilizan las coordenadas de la ciudad de Bellingham, Washington.

Compare las coordenadas en grados decimales para Bellingham utilizando NAD27, NAD83 y WGS84. Es evidente que, mientras que NAD83 y WGS84 expresan coordenadas casi idénticas, NAD27 es bastante diferente, porque los datums y esferoides utilizados expresan de manera diferente la forma subyacente de la Tierra.
 
DATUM      Coordenada X          Coordenada Y 

NAD_1927  -122.466903686523  48.7440490722656 
NAD_1983  -122.46818353793   48.7438798543649 
WGS_1984  -122.46818353793   48.7438798534299 


La longitud coordenada X es la medición del ángulo desde el meridiano base en Greenwich, Inglaterra, hasta el centro de la Tierra y, a continuación, hacia el oeste hasta la longitud de Bellingham, Washington. La coordenada Y es la medición del ángulo formado desde el ecuador hasta el centro de la Tierra y, a continuación, hacia el norte hasta la latitud de Bellingham, Washington.
Si la superficie de la Tierra en Bellingham tiene protuberancias, las mediciones angulares en grados decimales desde Greenwich y el ecuador serán algo mayores. Si la superficie en Bellingham está deprimida, los ángulos serán algo menores. Así es cómo cambian las coordenadas en función del datum.

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