Estimación de un modelo de superficie media del mar para las regiones marino-costeras de Venezuela

Publicaciones - Tópicos de Geodesia Geométrica (Octubre-Diciembre, 2011)

Acuña, Gustavo (2011): Estimación de un modelo de superficie media del mar para las regiones marino-costeras de Venezuela. Tópicos de Geodesia Geométrica. Laboratorio de Geodesia Física y Satelital. Dpto. de Geodesia Superior. Escuela de Ingeniería Geodésica. Facultad de Ingeniería. La Universidad del Zulia. Volumen 1, Número 4, Octubre-Diciembre, 2011. 5p.

La determinación de VMSS08, un modelo de alta-resolución de la superficie media del mar para Venezuela y el Caribe oriental, es descrita en este trabajo. El modelo de 1×1 km de resolución, es calculado con datos altimétricos registrados por 7 misiones altimétricas en el periodo 1985-2008. El geoide global EGM2008 forma la base de VMSS08. La batimetría GEBCO_08 y alturas de terreno SRTM3 son también utilizadas. VMSS08 emplea como método de estimación el gridding de alturas corregidas de la superficie del mar mediante colocación rápida. Pruebas de validación de VMSS08 con MSS globales y perfiles MSS Jason-2, demuestran que el modelo regional representa la superficie media del mar con calidad cercana a ± 4 cm. VMSS08 mostró una alta correlación con estructuras geomorfológicas y geodinámicas de la zona, por tanto, es útil para estudiar las características dominantes del geoide marino y su relación con la tectónica regional.     

Palabras clave: altimetría satelital, superficie media del mar, MSS, geoide marino.

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Extrapolación de datos altimétricos multimisión sobre regiones costeras de Venezuela y del Caribe oriental

Publicaciones - Tópicos de Geodesia Geométrica (Julio-Septiembre, 2011)

Acuña, Gustavo (2011): Extrapolación de datos altimétricos multimisión sobre regiones costeras de Venezuela y del Caribe oriental. Tópicos de Geodesia Geométrica. Laboratorio de Geodesia Física y Satelital. Dpto. de Geodesia Superior. Escuela de Ingeniería Geodésica. Facultad de Ingeniería. La Universidad del Zulia. Volumen 1, Número 3, Julio-Septiembre, 2011. 12p.

La aplicación de la altimetría satelital en áreas costeras es problemática. Aquí, alternativas de solución a tal situación son implementadas en la costa de Venezuela. Éstas se integran en el desarrollo de un método de extrapolación de datos altimétricos válidos hacia regiones costeras sin cobertura. El método se ensaya en la región con datos de 7 misiones altimétricas. Su aplicación permite reconstruir los pasos altimétricos en áreas próximas a la costa entre 0 a 25 km, aportando casi un 10% más de datos a las observaciones originalmente disponibles. Esos datos “sintéticos” presentan calidad de ± 3 a 6 cm siendo validados con registros de mareógrafos nacionales. El método demuestra ser útil para mejorar el aporte de información de la técnica satelital en regiones costeras, p.ej., con fines de determinación de geoide marino, superficie media del mar, topografía dínamica del mar, corrientes costeras, batimetría, corrección de registros de mareógrafos, etc.

Palabras clave: altimetría satelital costera, extrapolación de datos altimétricos, series del nivel del mar.

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Segunda generación del software LGFS-LUZ para transformar coordenadas entre los datums geodésicos venezolanos PSAD56 y SIRGAS-REGVEN(1995)

Software - PTReGVen2_v1.0

PTReGVen2 representa la segunda generación de la aplicación computacional del LGFS-LUZ para transformar coordenadas geodésicas 3D entre los datums venezolanos PSAD56 [LA_CANOA/HAYFORD] y SIRGAS-REGVEN(1995) [ITRF94_1995.4/GRS80].

A pesar que SIRGAS-REGVEN(1995) fue adoptado como datum oficial para Venezuela desde Abril de 1999, varias instituciones nacionales (ministerios, alcaldías, industria petrolera, etc.) aun realizan labores de migración de productos geodésico-cartográficos, originalmente expresados en el anterior datum nacional (el convencional PSAD56), al datum geocéntrico vigente.

Para este tipo de actividades, ya en 1998 el LGFS-LUZ determinó para el IGVSB un grupo de 7+3 parámetros de transformación del datum (PTD) entre PSAD56 y SIRGAS-REGVEN(1995), empleando el modelo de similaridad Badekas-Molodensky. Esto producto de un cálculo por cuadrados mínimos que utilizó 18 puntos con coordenadas conocidas en ambos sistemas, distribuidos a nivel nacional.

Paralelamente, el LGFS-LUZ, a través del IGVSB, hizo disponible en el país el software PTReGVen, aplicación computacional mediante la cual cualquier usuario nacional realizaba la transformación de coordenadas geodésicas que implicaba el uso de los PTD antes señalados. La calidad de la transformación con PTReGVen fue ± 1.5 m para las coordenadas de posición, y ± 3-5 m para la coordenada altura (1 sigma).

Luego de más de 10 años de usar en el país la transformación Badekas-Molodensky entre PSAD56 y SIRGAS-REGVEN(1995) con los PTD recomendados por LGFS-LUZ/IGVSB, ésta ha sido mejorada significativamente.

Esta nueva determinación del LGFS-LUZ se realizó utilizando: a) un conjunto adicional de puntos comunes (14 para un total de 32, producto de aportes del IGVSB, PDVSA y LGFS-LUZ), b) la técnica de colocación por cuadrados mínimos para modelaje de residuales en el entorno de los puntos comunes, respecto a la parte sistemática de la transformación dada por el modelo de similaridad, y c) una corrección a las alturas PSAD56 de las estaciones con el modelo geoidal de alta resolución para el país VGM10.

El procedimiento anterior, contenido ahora en la aplicación PTReGVen2, asegura en aquellas zonas del país donde están ubicadas las 32 estaciones comunes usadas en el nuevo cálculo, una calidad en la transformación de coordenadas geodésicas 3D entre PSAD56 y SIRGAS-REGVEN(1995) de ± 0.15 m y ± 0.35 m (1 sigma) para las componentes de posición y altura, respectivamente.

El software puede descargarse a través del siguiente enlace:
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Más información en:
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Software para transformación de coordenadas geodésicas entre soluciones ITRF

Software - Trn_ITRF_v2.0

Trn_ITRF [Acuña, 2010] es un programa desarrollado en el LGFS-LUZ que permite realizar de manera sencilla las complejas, y muchas veces confusas, transformaciones de coordenadas geodésicas tridimensionales [phi, lamda, h] y/o geocéntricas cartesianas [X Y Z] entre soluciones del marco de referencia global del IERS, el ITRF, o entre otros marcos terrestres (TRFs) modernos (p.ej., WGS84, PZ90, IGS, etc.), cuando hay involucrados cambios por época, por solución o ambos.

Trn_ITRF utiliza los últimos modelos y parámetros recomendados por el IERS y SIRGAS para este tipo de transformaciones, a saber, hasta 2 transformaciones secuenciales tipo Helmert de 14 parámetros, los modelos geodésicos de velocidad de placas tectónicas VEMOS_SIRGAS, APKIM2005, CVS07, VEMOS2009 y los geofísicos NNR_NUVEL1A y PB2002, parámetros oficiales del IERS entre las soluciones ITRF88 ... ITRF2008, etc.

Transformaciones entre soluciones ITRF son regularmente requeridas en la actualidad para actividades como a) la vinculación de proyectos GNSS al sistema de control geodésico nacional SIRGAS-REGVEN, b) en el uso consistente de productos precisos IGS (órbitas, relojes, EOPs) durante el procesamiento científico o comercial de datos GNSS, y c) en la adecuación a la realidad geodésica  nacional de los resultados obtenidos de sistemas de procesamiento GPS vía internet, entre otras actividades.

Un archivo .ZIP conteniendo el paquete Trn_ITRF_v2.0 puede descargarse desde el siguiente enlace:

https://mega.co.nz/#!UQcnTICa!Mb6V59mDOmJqWyxSv_YEQMCel8aVU1r4wwdBe_XvnjU

Más información en:
https://mega.co.nz/#!VEciEBIa!eTGW4SfLR21551xZdrRprbsJoiytHUs8W6A8SyRXE9k

Aplicación de la altimetría satelital para el estudio de la variabilidad del nivel del mar en el Caribe venezolano

Publicaciones - Tópicos de Geodesia Geométrica (Abril-Junio, 2011)

Acuña, Gustavo (2011): Aplicación de la altimetría satelital para el estudio de la variabilidad del nivel del mar en el Caribe venezolano. Tópicos de Geodesia Geométrica. Laboratorio de Geodesia Física y Satelital. Dpto. de Geodesia Superior. Escuela de Ingeniería Geodésica. Facultad de Ingeniería. La Universidad del Zulia. Volumen 1, Número 2, Abril-Junio, 2011. 19p.

La técnica satelital altimétrica es implementada en las regiones geográficas marino-costeras de Venezuela para el estudio de variabilidad del nivel del mar. Datos de 7+1 misiones altimétricas (i.e., Geosat, ERS-1, TOPEX/Poseidon, ERS-2, GFO, Jason-1, Envisat y Jason-2) son utilizados. A partir de éstos se construye un modelo de topografía media de la superficie del mar (MSSTop) para el periodo 1985-2008, con calidad de algunos centímetros. El modelo es de utilidad para derivación de los principales patrones (velocidad y dirección) de las corrientes oceánicas costeras y a mar abierto en la región, y en la determinación del geoide marino nacional. Los datos altimétricos son luego sometidos a análisis armónico y de componentes principales para revelar las estructuras temporales de mayor variabilidad del nivel del mar (y su distribución espacial y cambio secular) a lo largo de la costa de Venezuela y en el Caribe oriental.

Palabras clave: altimetría satelital, series de tiempo del nivel del mar, variabilidad del nivel del mar Caribe.

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Sobre la desviación del sistema de alturas venezolano respecto al geoide

Publicaciones - Tópicos de Geodesia Geométrica (Enero-Marzo, 2011)

Acuña, Gustavo (2011): Sobre la desviación del sistema de alturas venezolano respecto al geoide. Tópicos de Geodesia Geométrica. Laboratorio de Geodesia Física y Satelital. Dpto. de Geodesia Superior. Escuela de Ingeniería Geodésica. Facultad de Ingeniería. La Universidad del Zulia. Volumen 1, Número 1, Enero-Marzo, 2011. 4p.

La diferencia entre el nivel medio del mar (estimado de registros mareográficos) y el geoide es llamada topografía media de la superficie del mar. Por lo general, esta cantidad no es considerada en la definición de los datums verticales convencionales debido a que la realización local de nivel medio del mar se asume coincidir con el geoide. Lo anterior introduce un desplazamiento sistemático en los sistemas nacionales de altura respecto a esa superficie equipotencial. En este trabajo, utilizando mediciones GPS/nivelación en aprox. 70 estaciones costeras, datos altimétricos satelitales multimisión en el periodo 1992-2009, y el modelo gravitacional de alta–resolución EGM2008, se estima la desviación del datum vertical nacional La Guaira respecto al geoide. Los resultados indican que el sistema vertical venezolano se desvía del geoide sólo -1,7 cm, pero con significativa variabilidad, ± 27,4 cm.     

Palabras clave: datum vertical, altimetría satelital, geoide, GPS/nivelación, La Guaira, EGM2008.

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Observando el aumento secular del nivel medio del mar en Venezuela mediante altimetría satelital

Publicaciones - Investigaciones en Geodesia Superior (Enero, 2011)

Acuña, Gustavo (2011): Observando el aumento secular del nivel medio del mar en regiones marino-costeras deVenezuela mediante altimetría satelital multimisión. Investigaciones en Geodesia Superior. Laboratorio de Geodesia Física y Satelital. Dpto. de Geodesia Superior. Escuela de Ingeniería Geodésica. La Universidad del Zulia. Volumen 1, Número 1, Enero 2011. 20 p.

Un aumento en el nivel medio del mar a escala global de aprox. 2 mm/año se ha observado en los últimos 100 años. Esta variación secular es un importante indicador del cambio en el clima global. Las causas principales son la expansión termal de los océanos y el deshielo de las capas polares. Su medición proporciona información crítica para la administración de las zonas costeras. Durante el último siglo el cambio en el nivel del mar ha sido observado casi exclusivamente usando registros de mareógrafos. Sin embargo, tales mediciones sufren por la limitada distribución espacial de los sitios donde los mareógrafos se encuentran emplazados. La aparición de la altimetría satelital ha permitido superar las limitaciones de los registros mareográficos; las mediciones satelitales son de carácter global y están vinculadas a un preciso marco de referencia geocéntrico. En este trabajo se discute cómo estimar, a partir de datos satelitales altimétricos multimisión, el aumento secular del nivel del mar en el Caribe oriental, especialmente, en las áreas marinas territoriales y costas de Venezuela, durante el periodo 1992-2010. La adquisición, selección, edición y homogenización de los datos altimétricos, las técnicas de procesamiento empleadas para la determinación del cambio secular, y su validación mediante comparación con series de tiempo obtenidas de registros de mareógrafos locales, son los principales tópicos tratados. Los resultados del trabajo se expresan en forma de modelos regionales que muestran la distribución geográfica, magnitud y tendencia del cambio secular en la zona, además de su impacto sobre las zonas costeras de Venezuela. La tasa de aumento del nivel del mar, promedio para el Caribe oriental, fue estimada en 3,13 ± 0,29 mm/año, variando en la costa de Venezuela entre 2 y 5 mm/año. Tales cambios suponen que el nivel medio del mar aumentará en la costa central del país aprox. 50 cm para el año 2100. Como consecuencia del aumento secular, se estima que Venezuela tendrá en el 2100 cerca de 1685 km² de tierras costeras bajo el nivel del mar, un 188% más de la superficie de tierras inundables que presentaba el país en el año 2000. 

Palabras clave: aumento del nivel del mar, costas venezolanas, mar Caribe, altimetría satelital, mareógrafo.

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