sábado, 26 de mayo de 2012

Proyección Universal Transversal Mercator (UTM) y Transversa Mercator - Gauss Kruger (TM)

Muchos al parecer solemos confundirnos si serían “iguales” las proyecciones Universal Transversal Mercator (UTM) y la Transversa Mercator - Gauss Kruger  (TM), pero existen unas diferencias sutiles entre ambas. Cabe recordar que la proyección Universal Transversal Mercator (UTM)  es una forma particular de la Transversa Mercator - Gauss Kruger  (TM), veremos unos ejemplos que nos llevaría a afirmar lo último.

Muchos programas GIS utilizan las ecuaciones de la proyección TM para proyectar algunas coordenadas en UTM ya que la proyección TM es más genérica y en cierto modo es la más óptima (a mi parecer) para programar y abaratar tiempo y recursos, ya que si alguien se anima a elaborar un software que pretenda transformar coordenadas geográficas a planas y viceversa por ejemplo en el caso de Perú, usaría las ecuaciones UTM, pero si estoy en Colombia o Argentina usaría las ecuaciones TM. Ahora, resultaría algo tedioso hacer las ecuaciones UTM y TM por separado y ver en qué caso las usaría, así que lo mejor sería optar por uno solo que me ofrezca el resultado requerido.
Diferencias y Similitudes entre la Proyección Universal Transversal Mercator (UTM) y la Transversa Mercator - Gauss Kruger (TM)
Algunas de las diferencias entre ambas proyecciones están en el cuadro siguiente:

Elemento
TM
UTM
Factor de Escala
varios
0.9996
Falso Norte
varios
Hemisferio Norte: 0, Hemisferio Sur:10'000,000
Falso Este
varios
500,000
Numero Zonas en el mundo
varios
60
Ancho de la Zona en grados
variable
Origen Latitud
varios
Origen Longitud / Meridiano Central
varios
 Meridiano Central de la zona UTM

Unos ejemplos para mejor entendimiento:


 Como se ve, hay algunas semejanzas entre los valores de entrada para la transformación UTM y TM como para suponer que podemos usar las formulas de la Proyección Transversa Mercator - Gauss Kruger (TM) en vez de la Universal Transversal Mercator (UTM), como lo utilizaría el MapInfo
Donde se ve que utilizaría las formulas de la Proyección Transversa Mercator - Gauss Kruger (TM) para todo los casos donde se debería usar la Universal Transversal Mercator (UTM).



Comparación entre las ecuaciones de UTM y TM
Podemos comparar las ecuaciones de ambas proyecciones, para lo cual, las formulas de la UTM son mostradas en la página de Gabriel Ortiz (http://www.gabrielortiz.com/), las ecuaciones fueron transcritas con las mismas variables para no hacer confusion.  Las formulas de la TM fueron tomados en este enlace (http://www.ihsenergy.com/epsg/guid7.pdf), en la página 29 y 30.

Formulas TM


Formulas UTM

Donde:
FE ó 500000           es el Falso Este para la TM y UTM respectivamente.
FN ó 10000000     es el Falso Norte para la TM y UTM respectivamente.
Ko ó 0.9996            es el Factor de Escala para la TM y UTM respectivamente.
Φ                                 es la Latitud.
λ                                  es la Longitud.
ϕ0                              es la Latitud de Origen.

λo                               es la Longitud de Origen o Meridiano Central para la TM y UTM respectivamente.
E ó X                           es la coordenada Este o X para la TM y UTM respectivamente.
N ó Y                          es la coordenada Norte o Y para la TM y UTM respectivamente.
a                                  Semi eje mayor del elipsoide.
b                                  Semi eje menor del elipsoide.

f                                   inversa del achatamiento.
e                                  excentricidad.

e’                                 segunda  excentricidad.


Se ve que en la UTM no aparece un valor para el origen de la Latitud, valor necesario para hallar la coordenada Norte y/o Latitud en la TM.

Pero podemos hacer una modificación a las formulas UTM para que acepten el origen de la Latitud. Lo que hacemos es poner estos  términos (los recuadros en rojo indica las modificaciones para la UTM). Las modificaciones estan en recuadro rojo:

 

 
Para comprobar esto, pongo una hoja de cálculo con ambas transformaciones para su análisis y verificaciones, y asi me ayudan en comprobar estos calculos y modificaciones que realice. Ahora solo queda que uno elija que proyección (UTM o TM) escoja para nuestras aplicaciones o nuestras propias hojas de cálculo. Se ha procurado mantener los mismos nombres que aparecen en la hoja de cálculo de Gabriel Ortiz para el caso de las transformaciones UTM para no confundir a la gente que desea hacer una comparación entre ambos.  Esperando que este post sea de su interés, me despido y hasta el otro mes.
ª